断层阶区对震源破裂传播过程的控制作用研究

地震破裂能否穿越断层阶区（stepover）引发更大震级的地震是震源动力学研究的重要内容.本文利用不连续变形体接触力学的动态有限单元方法,模拟断层阶区对地震破裂传播的控制作用.通过改变断层周边初始应力场、断层面上的摩擦本构关系以及断层阶区的间距大小来分析各个因素对破裂传播的影响,并定量分析产生这些影响的力学机制.模拟结果表明：断层面上的摩擦系数减小或断层周边区域内的初始剪应力增大,都将增加断层破裂跳跃阶区传播的可能性;此外,若断层阶区间距越小,断层破裂也越容易跳跃阶区传播.计算结果还显示：断层上的摩擦系数大、初始剪应力小、断层阶区间隔大,那么此阶区所在之处将可能是断层破裂的终止位置;相反,当断层面上的摩擦系数较小、初始剪应力较大、断层阶区间隔较小,破裂就容易穿越阶区而出现较大的地震.同时,从模拟结果可以看出,在发震断层破裂停止后,应力将继续向四周传播;当应力积累达到破裂极限时,触发断层阶区中的另一断层产生破裂,因此在破裂跳跃断层阶区的过程中存在一个时间延迟.最后,破裂能否跳跃断层阶区,可以利用库仑应力在空间的分布进行合理的解释.     

2010年6月广西凌云-凤山交界3级震群应力水平分析

2010年6月28日至8月15日,在广西凌云与凤山交界持续发生了高密集、高集中、高频率的震群活动,共记录地震3 071次,其中ML2~2.9级地震41次,3级以上地震3次,最大为7月1日10时27分3.2级地震。对此次震群的空间分布范围、2级以上地震震源机制解P轴优势方向、b值特征、应力降等进行了分析研究。结果表明,此次震群震中集中,深度较浅,震源机制解P轴没有形成优势分布,序列参数b值较高,约为1.21,应力降主要分布在0.19~2.0 Mpa之间,认为广西凌云-凤山交界3级震群是属于低应力背景下的地震活动,不具有前兆震群和前震序列的性质。分析结果对正确了解此次震群的特征、正确判断地震趋势具有一定的帮助作用。     

中强地震随机有限断层模型应力降参数的确定方法

随机有限断层模型是模拟地震动加速度时程的一个重要工具.但将其应用于中强地震时,由于震源信息的准确性较差从而使模型参数具有较大的不确定性.尤其针对其中最为关键的应力降参数,目前相关研究较为缺乏且尚未形成系统的确定方法.本文基于美国Little Skull Mountain Mw5.6级地震2个近场台站记录的地震动模拟,详细研究了采用随机有限断层法拟合中强地震地震动伪加速度反应谱（PSA）来确定应力降参数值的方法,并在计算应力降时引入了其它震源参数的不确定性,随后对此方法的可行性进行了验证.研究表明：采用不同频段反应谱残差和计算得到的应力降值差别较大,确定中强地震应力降较为合适的反应谱频段是中高频,采用该频段确定的应力降参数值模拟的反应谱和峰值加速度与实际记录较为符合;脉冲子断层百分比、断层长宽、倾角和深度等震源参数按截断的正态分布或均匀分布随机抽样,拟合得到的应力降参数值与通过实际震源模型参数得到的值相近.以上研究结果对确定一个区域中强地震应力降或中强地震近场强震动模拟研究提供了更进一步的研究方法和研究方向.     

中国西部强震活动与武都应变变化关系分析

武都RZB-Ⅱ型钻孔式压容应变仪自1992年投入观测以来,至今已多次记录完整的地震波形。选取了1993年以来的中国西部地区所发生的几次7级以上强震,通过对震前武都应变资料的分析后发现这几次地震前武都应变资料均存在着显著的中、短临异常变化;并对出现前兆异常的机理进行了初步分析。     

层滑构造煤岩体微观特征及其应力应变分析

层滑构造在煤层及其顶、底板间普遍发育,它对地质勘探、煤矿生产、矿井工程灾害防治以及煤层气的开发等方面都有着重要影响。本文以淮北煤田海孜煤矿为例,在研究宏观层滑构造带组合特征的基础上,探讨了层滑构造的微观特征和形成机理。构造煤是层滑引起的煤层流变最显著的特征之一。通过对构造煤与构造岩的微观特征测试,发现层滑运动除了产生脆性变形外,还产生较强烈的塑性变形。利用煤镜质组光率体各向异性和构造岩组构,结合层滑构造的实测数据进行了煤岩体应力、有限应变分析。结果表明:层滑构造以顺层剪切为主,煤层受力的主要方向为NW-SE向。     

宽体沙鳅(Botia reevesae)热休克蛋白70 基因的克隆及表达分析

为深入分析热休克蛋白响应胁迫的分子机制,实验以宽体沙鳅(Botia reevesae)为研究对象,利用同源克隆和cDNA 末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE) 技术克隆得到宽体沙鳅热休克蛋白70(BR-HSP70) 的cDNA 全长。结果发现,BR-SP70 cDNA全长为2,371bp,包含1,947 bp的开放阅读框(opening reading frame,ORF),102 bp 5’-非编码区(untranslated region,UTR)和322 bp 3’-UTR等。通过序列同源性比对发现,BR-HSP70 cDNA与团头鲂(Megalobrama amblycephala)和猪(Sus scrofa)的同源性分别为98%及83%,且ORF编码的649个氨基酸中含有HSP70家族的家族信号标签、N-糖基化位点及EEVD等能位点等保守序列。上述结果表明,本研究所获的基因为宽体沙鳅 HSP70基因。实时荧光定量PCR 分析发现,氨氮胁迫和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)侵染均会显著上调宽体沙鳅鳃、肝脏及肾脏HSP70 mRNA的表达,表明HSP70基因在宽体沙鳅应对环境胁迫中发挥了重要的抗应激作用。     

Focal Mechanism Solutions of the 2008 Wenchuan earthquake sequence from P-wave polarities and SH/P amplitude ratios: new results and implications

The 2008 Wenchuan earthquake, a major intraplate earthquake with M _w 7.9, occurred on the slowly deforming Longmenshan fault. To better understand the causes of this devastating earthquake, we need knowledge of the regional stress field and the underlying geodynamic processes. Here, we determine focal mechanism solutions (FMSs) of the 2008 Wenchuan earthquake sequence (WES) using both P-wave first-motion polarity data and SH/P amplitude ratio (AR) data. As P-wave polarities are more reliable information, they are given priority over SH/P AR, the latter of which are used only when the former has loose constraint on the FMSs. We collect data from three categories: (1) permanent stations deployed by the China Earthquake Administration (CEA); (2) the Western Sichuan Passive Seismic Array (WSPSA) deployed by Institute of Geology, CEA; (3) global stations from Incorporated Research Institutions for Seismology. Finally, 129 events with magnitude over M _s 4.0 in the 2008 WES are identified to have well-constrained FMSs. Among them, 83 are well constrained by P-wave polarities only as shown by Cai et al. (Earthq Sci 24(1):115–125, 2011), and the rest of which are newly constrained by incorporating SH/P AR. Based on the spatial distribution and FMSs of the WES, we draw following conclusions: (1) the principle compressional directions of most FMSs of the WES are subhorizontal, generally in agreement with the conclusion given by Cai et al. (2011) but with a few modifications that the compressional directions are WNW–ESE around Wenchuan and ENE–WSW around Qingchuan, respectively. The subhorizontal compressional direction along the Longmenshan fault from SW to NE seems to have a left-lateral rotation, which agrees well with regional stress field inverted by former researchers (e.g., Xu et al., Acta Seismol Sin 30(5), 1987; Acta Geophys Sin 32(6), 1989; Cui et al., Seismol Geol 27(2):234–242, 2005); (2) the FMSs of the events not only reflected the regional stress state of the Longmenshan region, but also were obviously controlled by the faults to some extent, which was pointed out by Cai et al. (2011) and Yi et al. (Chin J Geophys 55(4):1213–1227, 2012); (3) while the 2008 Wenchuan earthquake and some of its strong aftershocks released most of the elastic energy accumulated on the Longmenshan fault, some other aftershocks seem to occur just for releasing the elastic energy promptly created by the 2008 Wenchuan earthquake and some of its strong aftershocks. (4) Our results further suggest that the Longmenshan fault from Wenchuan to Beichuan was nearly fully destroyed by the 2008 Wenchuan earthquake and accordingly propose that there is less probability for great earthquakes in the middle part of the Longmenshan fault in the near future, although there might be a barrier to the southwest of Wenchuan and it is needed to pay some attention on it in the near future.     

宁夏及邻区地震震源衰减模型及震源参数研究

选取2003年1月至2011年12月宁夏及邻区发生的201个M_L2.0以上地震事件进行反演, 用经验格林函数计算得到本区地震震源谱衰减模型。 在已知非弹性衰减系数和场地响应的条件下, 计算得到震源谱并研究了近震震级与拐角频率、 地震矩、 震源破裂半径及应力降之间的关系。 详细分析了震源参数误差大小及各种误差影响因素。 对剩余应力降时空演化特征分析研究结果表明: 高剩余应力降集中分布在宁夏北部宁蒙交界地区、 低剩余应力降分布在宁夏中部同心、 中卫一带, 银川盆地中南部的吴灵地区和宁夏南部海原断裂带中东段剩余应力降变化较为明显, 在时间分布上这两个区域剩余应力降在中强地震前均有降低—增强的趋势。     

2008年新疆乌恰6.8级地震序列震源特征及帕米尔东北缘应力场研究

本文使用新疆区域数字地震台站记录的宽频带长周期数字波形资料,在时间域反演了2008年10月5日新疆乌恰6.8级地震的强余震及其周围先后发生的52次中等强度地震的矩张量解,结合Harvard大学在该区域的地震矩张量结果,研究了帕米尔东北缘的应力场分区特征.研究结果显示,位于印度板块向欧亚板块推挤的前缘及向北凸出的弧型构造的最北缘的卡兹克阿尔特弧形活动褶皱-逆断裂带,以逆冲推覆活动为主,并有部分走滑类型的地震,基本不存在正断层类型的地震;该弧型构造近东西走向的顶部(文中的西区)与其北西走向的东侧(文中的东区)的局部应力场最大主压应力方向不同,分别为NW、NNE方向,显示出在承受印度板块向欧亚板块俯冲作用的同时,东区也更多的受到了塔里木块体顺时针旋转作用的影响.位于帕米尔陆内俯冲和变形作用强烈、碰撞造成深源地震带东段的南区,地震以走滑错动为主, 逆断、正断层都有,显示出相对复杂的应力状态.位于帕米尔高原内部的西区和南区的应力场最大主压应力方向一致,由北向南,由最大主压应力轴接近水平,过渡为最大主张应力轴接近水平,一定程度揭示了板块俯冲的状态.结合南区和西区的地震深度差异及机制解中断层面的倾角,推测在中帕米尔的东部,由北向南的板块俯冲至150~170km深度,俯冲角度为60°左右.     

四川自贡-隆昌地区注水诱发地震研究

基于2007年1月-2010年8月四川自贡地方数字测震台网和流动台站记录的地震观测资料,并结合注水井(家33井)的加压注水数据,研究了自贡-隆昌地区三个丛集区域(A、B、C)地震活动与家33井注水压力及注水量的相关性,同时从注水区域及邻区局部应力状态呈现的差异研究其发震机理.结果表明:家33井加压注水对其所在的B区地震活动具有明显的调控作用,负压注水阶段,注水量对地震活动的影响不大,地震活动处于较弱状态;加压注水阶段,在压力持续升高的背景下,地震活动明显增强,其频次、强度与注水量呈现较好的相关性.研究区三次4级地震震源较浅、且均为逆冲型,震源机制节面与其震中附近断层走向一致.基于大量小震震源机制解,统计获得B区震源机制节面走向和P轴方位较A区相对离散;与川东南地区已有应力场结果相比,反演获得的B区主压应力方位较A区扰动偏大,可见在统一应力场的作用下,A、B区域小震震源机制解节面走向、P轴方位及反演得到的局部区域应力场呈现出的差异,与家33井加压注水有一定的关系.