2020年7月12日河北唐山5.1级地震发震断层判定及其区域构造意义

2020年唐山古冶5.1级地震是唐山地区继1995年古冶M5.0地震以后时隔20多年发生的又一次超过5级的地震,但有关此次地震的发震断层尚无准确判定,这增加了唐山地区未来地震危险区域的判断难度。文中基于唐山地区的构造活动特征分析,结合震后应急科学考察、野外地质地貌调查、区域形变场数据、震源参数和小地震重定位等资料,综合分析得出唐山古冶地震的地表宏观震害呈NE向和NW向十字交叉形态,震害和应力集中区域内只有NW向的抹轴峪断裂为一条中更新世断层,NE向的唐山-古冶断裂是区域最重要的全新世活动断层,且2条共轭断层的性质与唐山古冶地震的震源参数和地震序列重定位结果具有很好的一致性。由于唐山断裂带呈右旋走滑运动且区域主压应力方向为NE—NEE,唐山-古冶断裂在向E扩展过程中受到青龙山复背斜的阻挡,深部资料显示青龙山复背斜是区域物性差异的分界部位,因此综合判定唐山-古冶断裂和抹轴峪断裂为唐山古冶地震的共轭发震断层。唐山古冶地震是华北平原一次典型的中等强度走滑型地震。晚更新世晚期以来,华北平原内的地震以走滑型为主,这是华北克拉通对来自青藏高原向E扩展的远程效应和太平洋、菲律宾板块向W俯冲共同作用下的应变响应。

2024年新疆乌什M_(S)7.1地震发震断层产状及其动力学探讨

大地震发生后,断层面产状快速确定对震后趋势判定具有重要参考价值。本文收集2024年新疆乌什M_(S)7.1地震序列的震源机制数据,对多家机构计算的该地震震源机制解进行中心解求解后,对震源机制的节面进行聚类分析,去掉噪声点的震源机制得到两簇结果,发现标准差较小的第二簇中心节面可能为发震断层面。然后,为进一步通过断层面与应力场关系验证可能的发震断层面,收集了该地区历史震源机制资料,反演得到乌什地震震源区的构造应力场,发现该地区受到NW—SE向的挤压应力和近垂直向的拉张应力;将应力场分别投影到两簇节面上,发现标准差较小的第二簇中心节面处于剪应力较大区域,并且正应力也有利于该中心节面破裂。综合其他资料分析,本研究推测2024年新疆乌什M_(S)7.1地震发震断层为NW向、低倾角断层,走向为244.62°,倾角为46.19°。

2022年四川马尔康M_(S)6.0强震群重定位及发震断层探讨

2022年四川马尔康强震群是中国有地震台网记录以来,巴颜喀拉块体东部马尔康地区首次出现的地震频度高、时空分布集中、爆发性较强且震级强度大的罕见强震群活动。文中通过双差定位方法对该震群序列进行了重定位,利用gCAP方法测定了M_(S)≥3.6地震的震源机制及矩心深度,然后根据震源机制结果分析了马尔康地区应力体系与这些地震震源机制的关系,最后根据重定位结果进行了断层面拟合。结果显示,马尔康震群序列震中区域主要沿NW向优势分布,整个震群序列的平均初始破裂深度为9.8km,深度剖面反映地震相对密集的区域主要介于0~15km深度之间,震群中震级最大的M_(S)6.0地震的初始破裂深度为12.5km,几乎位于震群序列密集区的底端。其震源机制节面I的走向为150°,倾角为79°,滑动角为7°;节面Ⅱ的走向为59°,倾角为83°,滑动角为169°;矩心深度为9km。其余M_(S)≥3.6地震的震源机制均为走滑型,震源机制节面的倾角为71°~86°,且相同走向的各个节面的倾向也有所不同,其矩心深度为5~9km,P轴方位为NWW向,且倾伏角近水平。M_(S)≥3.6地震震源机制NW向节面的相对剪应力均显著大于NE向节面,且NW向节面的正应力均小于NE向节面,表明这些地震更容易在NW向的节面上产生走滑错动。拟合后的断层面参数揭示震群中大部分地震活动可能受到马尔康断裂附近至少2条近NW走向的平行伴生断层控制,倾角约为88°,且具有左旋运动性质。结合已有的区域地质构造推测,马尔康震群可能为NW向和NE向共轭断层发震,其中NW向断层控制了大多数地震活动。

九寨沟地震发震断层属性及青藏高原东南缘现今应变状态讨论

九寨沟地震(M_s7.0或M_w6.5)震中位于青藏高原巴颜喀拉块体东缘东昆仑断裂带东端塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂交汇部位,中国地震局相关科研机构的研究人员曾将该震中区判定为玛沁—玛曲高震级地震危险区.地震应急科学考察期间没有发现地震地表破裂带,但地震烈度等震线长轴方位、极震区基岩崩塌和滑坡集中带、重新定位余震空间展布和震源机制解等显示出发震断层为NNW向虎牙断裂北段,左旋走滑性质,属东昆仑断裂带东端分支断层之一.此外,汶川地震后,在青藏高原东缘和东南缘次级活动断层上发生了包括2017年九寨沟地震(Mw6.5)、2014年鲁甸(M_w6.2)、景谷(M_w6.2)、康定(M_w6.0)等多次中强地震,显示出青藏高原东缘至东南缘各块体主干边界活动断层现今处于中等偏高的应变积累状态,即在巴颜喀拉、川滇等块体主干边界活动断层上具备了发生高震级(M_w≥7.0)地震的构造应力-应变条件,未来发生高震级地震的危险性不容忽视.

基于InSAR和GPS观测数据的尼泊尔地震发震断层特征参数联合反演研究

利用日本ALOS-2和欧空局Sentinel-1A卫星获得的尼泊尔地震同震形变场,结合GPS同震位移数据,联合反演了断层滑动分布特征和空间展布.结果表明：尼泊尔地震的同震形变场主要集中在150km×100km的范围内,且分为南北两个相邻的形变中心,南形变中心的视线向抬升量约为1.2m,北形变中心的视线向沉降量约为0.8m,均位于发震断层上盘.位于形变抬升区的KKN4和NAST两个GPS站,抬升量和南向运动量均达到了m级,而远离震区的其他GPS台水平和垂直观测量均在1cm以内.联合反演得到的断层位错分布主要集中在沿走向150km,沿倾向70km的范围内,最大滑动量为5.59m,平均滑动量为0.94m.断层面倾角在浅部约为7°,随着深度增加,倾角逐渐变大,到垂直深度20km时倾角接近12°;5月12日MW7.2级余震位于主震破裂区的＂凹＂型滑动缺损区域;主震破裂区的上边界与MBT空间位置十分吻合,主震破裂区主要集中的MBT以北50~60km处,垂直深度为8~9km,倾角为9°,继续向北时主震破裂面以10°~12°的倾角向深延伸,在18~20km可能与MHT交汇.因此,初步判定MBT为此次地震的发震断层.

鲁甸M_S 6.5地震发震断层地表破裂特征、相关古地震的发现和年代测定

鲁甸MS6.5级地震发生后,余震分布呈现两个优势方向,其发震断层是NE向的昭通—鲁甸断裂,还是NW向的次级断裂,引起了广泛的讨论。详细的野外调查发现,从龙头山镇南东方向的谢家营盘—光明村—王家坡一线N22°W^N55°W走向断续展布长约8km地表破裂带,呈左行右阶排列,伴有30~35cm左右的走滑分量,局部走滑分量达40~60cm,表明此次地震的发震构造为北西走向的包谷垴—小河断裂。探槽工程揭露出发震构造光明村—小垭口段4次古地震事件;8个炭屑样品的14 C测年分析表明,事件E1可能发生在9190—8870BC,E2为1000BC至900AD,E3为910—1240AD,最新一次事件E4为2014年鲁甸MS6.5级地震。该研究表明,云南地区6.5级强震可以产生地表破裂并可能在地质记录中留下遗迹。结合本次地表破裂特征,影像几何不连续以及探槽剖面揭露出古地震断面信息容易隐形等特征表明,包谷垴—小河断裂在历史活动中强度不大,属中强地震发震构造。

潮汐应力对发震断层作用的统计分析

计算了中国及邻区1069个地震震源处沿主压应力P轴和主张力T轴方向的潮汐应力分量,并分析了这些量对发震断层的作用方式,按纬度区域统计了与潮汐应力促滑作用有关的发震断层类型以及它们与潮汐应力作用方式的关系,得到了如下结论:与潮汐应力促滑作用有关的发震断层数的比例随区域纬度增加有减小趋势。其中,走滑型断层的比例在低纬区较大,而倾滑斜滑型断层的比例在中高纬度区较大;对发震断层有促滑作用的潮汐应力作用方式分增压型和减压型。对整个统计区域而言,与增压型潮汐应力促滑作用有关的发震断层数比例大于与减压型潮汐应力促滑作用有关的发震断层;对不同的纬度区域,不同的潮汐应力作用方式与之促滑的断层类型也有不同的分布特征。

由震源机制解推断唐山地震序列发震断层的分段特征

使用唐山地区2002年1月—2015年11月M_L≥2.5地震的255个震源机制解,采用构造应力场均匀性的分段方法对唐山地震序列的发震断层进行分段.在已有唐山地区震源机制解分区特征的基础上,给出了5个参考应力张量,并通过差异显著性的z值检验计算将唐山地震序列的发震断层分为宁河、唐山、滦县和卢龙等4个子段,进而分别对4个子段的应力场进行反演.结果显示:4个子段的最大主压应力方向均呈近EW向,且唐山、宁河和卢龙子段的应力场均表现出较大的拉张分量;唐山、宁河子段的最佳应力张量与唐山主震对唐山断裂带两端点所产生的引张应力场的作用方式一致.此外,唐山子段的应力场符合基于接收函数给出的上地幔物质隆升模型,滦县子段走滑型的应力状态反映了该区的共轭构造运动,卢龙子段的最佳应力张量为正断兼右旋走滑.从当前唐山地震序列发震断层分段的应力场特征可以推断,现今唐山地区的地震活动具有继承性,主要受区域构造应力场和该区深、浅共存的断裂构造体系控制.

西藏米林6.9级地震发震断层判定及其构造属性讨论

西藏米林6.9级地震是1950年察隅MS8.6级地震以来东构造结地区发生的第一个6级以上地震,由于地震发生在雅鲁藏布江大拐弯附近的无人区,野外应急科学考察没有发现明显的地震地表破裂带。根据林芝流动地震观测台网记录到的余震条带状分布、震后科学考察获得的地震烈度长轴方位、原有台阵观测震中分布以及GPS资料和野外地质调查分析,发现发震断层为NW向排龙—帮辛断裂,逆冲性质,为新生NW向边坝—达木断裂带中段组成部分;米林地震的发生预示东构造结地区地震活动强度加强,未来该地区发生7级以上地震危险性不容忽视。

1969年渤海Ms7.4地震发震断层的声学探测

发生于1969年的渤海M_s 7.4地震是渤海海域惟一一个主震被现代仪器记录的大地震,对其发震断层的讨论争议颇多.2005-2008年,我们在主震震区进行了3个航次的高分辨率声学探测,获得了包括浅层单道地震、侧扫声纳以及CHIRP剖面等在内的数百公里综合地球物理观测资料.本文报道了对上述声学资料的研究结果研究表明,在震区海底之下2-3 m发现了一条走向NE30°、长20 km、宽约3 km的微型凹陷带,地质时代为5000 a B.P.,沉积面的最大下凹幅度为1.5 m;在空间位置上微型凹陷带与BZ28断裂、余震活动分布基本一致,因此,微型凹陷带是BZ28断裂活动的结果,而A层底界的下凹变形则是1969年渤海7.4级地震活动的结果,BZ28断裂是该地震的发震断层.BZ28断裂呈NE30°走向,是郯庐断裂带的次级断裂,浅层地震剖面揭示其最新活动时间为全新世中晚期,根据地质时代以及断层的垂向位移量,计算得到BZ28断裂晚更新世以来的垂向活动速率约为0.05 mm/a,全新世为0.3 mm/a,具有活动强度增加的趋势.

地震主应力方向的附加潮汐应力计算及其对发震断层的作用方式研究

通过对地震震源处沿主压应力P轴和主张应力T轴方向的附加潮汐应力分量的计算 ,在岩石力学莫尔—库仑准则的基础上分析了附加潮汐应力对发震断层的作用方式。分析和计算表明 ,对发震断层有促滑作用的附加潮汐应力作用方式分增压型和减压型 ,增压型潮汐应力增大断层面上的正压力和剪应力 ,促使断层达到破裂滑动条件 ,减压型潮汐应力在一定条件下能降低断层面上的破裂滑动强度 ,同样能促使断层的运动。计算实例显示 ,大部分发震断层受到了附加潮汐应力的增压型或减压型促滑作用。

唐山地震后发震断层和周围地区的地壳形变

介绍了设于唐山地震发震断层地表裂缝的形变台站，在地震后１８年间观测到的断层形变．结果表明，发震断层的垂直和水平形变都集中在大震之后的７年之内；１９８３年是震后形变的转折期．大面积水准显示的形变与断层形变强度定性相符，目前呈现出不易于积累应力的松弛状态，近期不大可能发生较强地震．

卫星热红外观测与发震断层不同段落交替活动特征分析

利用NOAA卫星资料研究了2001年昆仑山口西8.1级地震前后热红外异常图像的演化特征。结果表明:增温异常条带在东昆仑断裂带不同段落上具有迁移特征。地震前两天首先在库塞湖东西200km范围内出现6℃左右的增温异常条带,在空间位置上与Harvard大学所给出的震中位置和野外考察所给出的宏观震中位置一致。地震前数小时,增温异常迁移到发震断层西段———太阳湖与布卡达板峰段附近,增温幅度约为3℃,与CDSN和USGSD所给出的地震起始破裂位置一致。这种增温异常条带迁移可能与发震断层交替活动有关。震后1天的卫星热红外图像清晰地勾画出发震断层长约450km的线性形迹,代表了整个发震断层的破裂长度,与野外考察所得到的地表破裂带空间位置一致。

非发震断层场地地震动力响应特性研究

建立了 12 个理想化断层场地模型,采用粘弹性人工边界及相应的波动输入方法,用二维动力有限元分析了非发震断层场地的动力响应。结果表明,断层对场地的地震动有明显的影响,距断层越近的场地震动的放大系数越大。对于垂直断层,场地的振幅放大效应对称分布,而倾斜断层对其上盘地震动的影响要大于下盘场地地震动的影响。断层破碎带厚度变化对场地的地震动影响不大,而断层的深度变化对场地地震动的影响作用明显。断层破碎带边界处发生了强烈的波型转换,而中间位置波型转换较小。

断层破碎带对非发震断层场地地震动的影响

运用动接触单元对断层场地中的非发震断层的实际运动状态进行了模拟,并结合有限元模型分析了断层场地中非发震断层对场地地震动的影响。通过计算和比较无摩擦力、有摩擦力和无断层三种工况,探讨了动接触单元模拟非发震断层的合理性。计算中还考虑了断层破碎带及断层破碎带土的一些性质,结果表明考虑断层破碎带的存在对于地震动是有影响的。同时还指出,在研究实际非发震断层对场地地震动影响时,应具体考虑场地诸因素的复杂性。

发震断层的永久位移概率评估方法

基于Cornell地表地震动的概率方法,提出发震断层未来地震引起地表永久位移的概率分析方法,其中断层模型、地震发生模型、震级与破裂面的长度、宽度、地表位移之间关系的参数采用物探结果、震源运动学反演、历史地震资料、现场考察及测年确定。主要技术有2点:(1)概率分析场点地震动是场点周围断层所有潜在地震的贡献,而场点的地表永久位移仅是该断层的贡献;(2)场点所在断层发生的所有地震对场点的地震动均有贡献,而场点所在断层发生的少数地震才能对场点永久位移有贡献。应用提出的方法,结合海原断裂地震地质资料和地震活动性资料,给出2种特征地震模型下的不同概率水准的地震地表永久位移。发震断层不同概率水准下的地表永久位移评估为穿越断层的管线和桥梁工程提供基础数据,以便采取合理的抵抗永久地表位移措施,减小地震灾害带来的损失。

发震断层附近场点的最大永久位移估计

借鉴Lee等提出的发震断层引起的地表最大永久位移估计方法,结合中国第四代地震区划图的潜在震源区参数、断层模型及地震危险性分析方法,本文提出了发震断层附近最大永久位移场的估计方法.以大岗山水电站工程为例,结合工程场点所在区域的地震危险性分析及距离场点最近的发震断层-磨西断裂地震地质资料和地震活动性资料,计算了不同概率水准所对应的设定地震下的地表最大永久位移.与《建筑抗震设计规范》和《水工建筑物抗震设计规范》要求地震动概率水准一样,发震断层附近场点不同概率水准下的地表永久位移评估为水坝等工程提供了基础数据,以便采取合理的抵抗永久地表位移措施,以减小地震灾害带来的损失.

基于“双差法”地震精确定位研究2002年12月14日玉门5．9级地震的发震断层和发震机制

利用双差地震定位方法对 2 0 0 2年 1 2月 1 4日玉门 5 .9级地震主震和余震序列进行了精确定位 。

公元512年山西省北部7.5级地震发震断层初探

根据野外断层露头、探槽及热释光年龄样数据， 揭示了大同盆地内黄花梁—山自皂断层为公元５１２ 年强震的发震断层。这对确定该次地震宏观震中及研究大同盆地地震活动性具有重要意义。

中国大陆地震(M_s≥6.0)震中与其发震断层距离的统计分析及其在确定潜在震源区边界中的应用

本文通过中国大陆地震(M≥6.0)震中与其发震断层的距离的统计与分析,认为该距离的分布基本上符合正态分布特征,并经拟合计算得到中国东部和西部地区不同类型断层上不同震级档的地震震中距离分布的期望值和方差。根据正态分布随机变量的区间估计方法,讨论了统计分析的结果在潜在震源区边界的确定、以及边界的不确定性评价中的应用。