怒江断裂现今错动速率与地震危险性

针对怒江水电开发问题的争论之一:怒江断裂带的现今活动性及其地震危险性。通过分析怒江地区最新GPS观测数据,采用剖面投影方法估算得到怒江断裂亚碧罗—六库段、六库—赛格段和赛格以南段的右旋走滑速率分别为(4.7±0.8)mm/a、(6.4±1.1)mm/a和(4.3±0.3)mm/a,拉张速率分别为(3.9±0.6)mm/a、(5.6±1.1)mm/a和(4.5±0.3)mm/a。结合怒江地区的地震资料,分别通过弹性能累积量和同震位错量与震级间的统计关系进行地震危险性分析,认为上述断裂段分别具有发生6.4级、6.5级和6.4级地震的危险性,且不排除发生更大震级地震的可能。由于怒江断裂大体沿怒江展布,为保证水坝安全,其选址和抗震设防强度要求应当考虑以上断层活动性和地震危险性评估结果。

2010年玉树地震震前甘孜-玉树断裂形变场分析

2010年4月14日青海玉树MW6.9地震发震断层为甘孜-玉树断裂NW段。断裂错动速率的准确估计能够为认识发震断裂的结构和地震的孕震过程提供帮助,甘孜-玉树断裂周边地区(89°～103°E,28°～39°N)1999—2007年的GPS观测使之成为可能。去除受到断裂锁定效应或其他断裂位错影响的数据后,将跨断裂剖面上的台站速率分解为平行断层和垂直断层2个分量,并进一步估算得到风火山断裂、甘孜-玉树断裂和鲜水河断裂NW段左旋走滑速率分别为(6.1±1.9)、(6.6±1.5)和(10.2±0.7)mm/a。结合该地区地质学研究结果,推测甘孜-玉树-鲜水河断裂自西向东逐段增强的走滑速率反映了不同区域地壳对印藏碰撞造成形变的转换、吸收方式之差异。甘孜-玉树断裂现今分段错动速率的定量估计为该断裂的深入研究和青藏高原变形发展过程的认识提供了宝贵数据。

慢滑移及相关脉动和慢地震研究的历史和现状

观测表明,慢滑移事件通常发生在活动断裂带内,为发震层之下的短暂滑移,能够造成地表的瞬态运动。与慢滑移密切相关的慢地震能够发射出频率在一定范围内的脉动信号,但不造成灾害性事件。慢滑移和慢地震很可能是断裂带上形变能释放的基本方式,其观测有可能为人们更深入地了解断裂带的动力学过程提供基础和依据。本文重点介绍近10年来关于慢地震和慢滑移事件的研究历史和现状。目前对慢滑移引发的地表形变和慢地震发射的脉动信号特征有了深入细致的研究,开展了对慢滑移的数值模拟和慢地震定位的研究;但对慢地震和慢滑移发生的位置、两者的关系以及物理机制等方面还存在很多争论和问题。

关于阿尔金断裂错动速率研究的综述及其启示

阿尔金断裂是中国大陆内部一条重要断裂带,对理解青藏高原的隆升演化和大陆构造变形过程均有重要意义,其滑动速率的争议也成为理解这一问题的关键。本文汇总了近年来关于阿尔金断裂滑动速率绝大部分究成果,包含了82°E^99°E范围内来自一般地质学、古地震和大地测量的结果,覆盖了几十年、千年和万年以上的时间尺度和整个阿尔金断裂带,形成对阿尔金断裂带滑动速率的时空变化特征的全面认识,迄今为止的研究结果均支持阿尔金断裂中西段具有(10±3)mm/a的滑动速率,自约93°E向东逐渐衰减,且随时间变化不大,由于测量方法导致的差异可能与一次大地震或地震高发期有关。

汶川、芦山和康定地震造成的鲜水河断裂带库仑应力变化及对地震危险性的影响

通过估算汶川、芦山和康定地震造成的鲜水河断裂带库仑应力变化,并与其长期构造应力加载速率进行比较,分析3次地震对鲜水河断裂带未来地震危险性的影响。结果显示,汶川和芦山地震对康定地震的发生分别起到促进和推迟作用;3次地震造成的总应力扰动主要来自汶川和康定地震。在线性应力加载条件下,当断层面等效摩擦系数μ′=0时,3次地震的相继发生会使鲜水河断裂带八美至磨西（除康定地震破裂带外）的地震提前0--5a,其余地区推迟0--4a;当μ′=0.4时,3次地震会使道孚至猪腰子海子（康定地震破裂带除外）的地震提前0~6a,其余地区推迟0~2a。考察了不同流变学结构对计算结果的影响,发现下地壳上地幔粘滞性系数越低,介质粘滞性响应造成的库仑应力变化越大,沿走向的变化越剧烈,其贡献基本与同震相当,对地震提前/延迟时间估计结果的影响最大可达3a。

利用GPS观测资料分析2008年于田Ms7．3地震的同震位移及震后形变

2008年3月21日新疆于田发生M_S7.3级地震.本文通过处理、分析GPS数据,得到破裂断层北侧100 km附近的同震位移及震后形变信息.在观测区域GPS点监测到10 mm左右的同震位移,其中最大为南向14 mm,东向5 mm.同震位移呈现一致性的东南向运动特征,证实于田地震存在显著的左旋走滑分量.震后台站向西南方向运动,与同震位移方向不同,说明同震位移和震后形变具有不同的形变源.近普鲁断裂两侧的GPS点震后运动方向存在明显差异,表明于田地震可能触发了普鲁断裂的左旋滑动.普鲁断裂在于田地震发生后呈现的构造活动特征揭示普鲁断裂是康西瓦西阿尔金断裂带的一部分,兼具左旋走滑与逆冲分量,吸收了青藏高原西北缘相对于塔里木盆地的东向逃逸与北向入侵作用.

应用统计物理方法分析川滇地区地震危险性

川滇菱形块体及其边界断裂带(21°～33°N,96°～108°E)是中国大陆地震活动最强烈的地区之一,该地区发生的一系列大地震造成了巨大的人员伤亡和财产损失。文中分别应用基于地震空间相关性和地壳形变场的预测方法分析了该地区未来的地震危险性。由Kagan等(1994)提出的基于地震空间相关性的方法,假定未来发生地震的概率与历史发生地震的频度成正比,根据历史地震目录建立统计学模型估计未来发生地震的概率。回溯性检验表明,这种方法对于评估地震复发周期较短的断裂带的地震危险性有较高的有效性,但对于地震复发周期较长的断裂带,如龙门山断裂带,很难给出一个理想的预期。由Shen等(2007)提出的基于地壳形变场的方法,假定长期地震危险性与地壳构造应变率成正比,根据由GPS观测获得的应变率场建立统计学模型评估未来的地震危险性。回溯性检验表明,川滇地区过去30a间发生的地震与区域应变率的大小没有明显的对应关系,但过去500a间发生的地震与应变率场有很高的相关性,表明由10a时间尺度的大地测量资料得到的地壳应变场可以很好地反映数百a时间尺度的地震危险性。

基于GPS资料约束反演川滇地区主要断裂现今活动速率

以GPS数据给出的川滇地区（96°～108°E，21°～35°N）速度场为约束，依据研究区已知断裂分布情况建立连接断层元模型，用最小二乘方法反演了该地区主要活动断层的现今错动速率．结果显示，印藏碰撞引起的北北东向推挤和高原隆升引起的重力势能作用造成青藏高原物质东向挤出．遇到来自稳定华南块体的阻挡后，高原东南部物质相对稳定欧亚板块转向南东方向继而向南运动，使得川滇地区围绕喜马拉雅东构造结作顺时针转动，造成川滇地块东侧断裂作左旋走滑活动，而其西侧断裂以右旋走滑活动为主．其中甘孜．玉树、鲜水河、安宁河、则木河、大凉山、小江断裂及其向南西方向延伸的部分和打洛．景洪、湄沾断裂构成青藏高原东南部东向挤出的东北边界和东边界，左旋速率分别为0．3～14．7，8．9～17．1，（5．1±2．5），（2.8±2-3），（7．1±2．1），（9．4±1-2），（10．1±2．0），（7．3±2．6）和（4．9±3．0）mm／a．青藏高原东南部东向挤出的西南边界似乎不是由单一断裂带构成，而是在较宽范围内形成的一条右旋剪切带．位于红河断裂北东侧的南华-楚雄-建水断裂和西南侧的无量山断裂带、龙陵．澜沧断裂活动性较强，分别具有（4．2±1．3），（4．3±1．1）和（8．5±1．7）mm／a的右旋走滑活动．但金沙江断裂目前基本不活动，红河断裂的活动性不强．龙门山一带没有发现明显的地壳活动，而其西北方向的活动带（龙日坝断裂）约有（5．1±1．2）mm／a的右旋走滑分量．川滇菱形块体内部的一些断裂表现出较强的活动性，其中理塘断裂左旋走滑速率为（4．4±1．3）mm/a，拉张速率（2．7±1．1）mm／a；玉农希断裂及其周边地区右旋剪切形变速率为（2．7±2．3）mm／a，地壳缩短速率（6．7±2.3）mm／a．丽江-小金河断裂中段活动性强于北段和南段，达到左旋走滑（5．4±1．2）mm／a，拉张（0．5±1．0）mm／a．与此同时，讨论了不同断裂锁定深度对结果的影响，并得到鲜水河断裂的锁定深度为15km，70％置信区间为11～19km．上述反演结果表明，研究区存在多条错动速率非常有限的活动断裂，将地壳分割成多个相互运动的地块，青藏高原的东向挤出通过这些断裂的活动被吸收和调整，而不是少数大型走滑断裂的快速走滑造成向东南方向的“逃逸”．

全球定位系统测定的2011年日本宫城Mw9．0级地震远场同震位移

据覆盖日本全境的GEONET网络GPS观测资料显示,2011年3月11日的日本宫城MW9.0级地震造成日本半岛向东移动,最大达到了5.3m.利用国家重大科技基础设施项目"中国大陆构造环境监测网络"的GPS观测资料,分析此次地震对中国大陆构造形变场的同震影响,结果显示,地震造成我国东北和华北地区产生毫米至厘米级的同震水平位移,最大值为35mm.通过应变分析发现,地震导致东北和华北地区一系列北北东走向的断裂产生了不同程度的张性应变.虽然在东北地区张性应变相对比较明显,最大处约为40nano-strain,但对断裂带的静态库仑应力加载有限,不会对区域地震活动产生大的影响.

龙门山断裂带西南段4.20芦山7.0级地震区的深部结构和孕震环境

2008年汶川Mw7.9级地震后,于2009～2011年间,穿过汶川地震所在的龙门山断裂带中段和2013年芦山7.0级地震所在的龙门山断裂带西南段,沿两条剖面开展了大地电磁观测,使用相位张量和二维反演等多种先进的分析解释方法,获得了两条剖面的可信度高的二维电性结构.通过对龙门山西南段和芦山地震区深部结构的深入研究发现,它们与龙门山断裂带中段及汶川地震区深部结构既有相同之处,也有明显差别.西南段西侧松潘-甘孜地块上地壳高阻层下约10km深度出现地壳高导层(HCL),比中段的深度小.西南段自地表到上地幔顶部也存在龙门山高阻体(HRB),但是龙门山高阻体规模比中段的小,其内既没有与西侧地壳高导层相通的低阻层,也没有像汶川地震区那样在龙门山高阻体内部震源区附近出现局部的低阻区.芦山地震发生在龙门山高阻体东侧边界附近,在双石-大川断裂附近,但是汶川地震发生在龙门山高阻体内部,这些构成了芦山地震和汶川地震孕震环境的差异.对青藏高原东部地壳高导层与地壳变形的关系,以及龙门山断裂带不同位置潜在的地震危险性进行了分析.

2011年3月11日日本宫城Mw9．0级地震对其周边地区火山活动的影响

2011年3月11日日本宫城Mw9．0级大震后的两天九州岛上新燃岳火山发生大规模喷发．此次火山喷发是否是受地震触发所致，以及地震是否同样也会造成富士山火山和长白山火山的喷发成为人们关注的热点．通过对地震造成的区域应力应变场的计算，发现富士山火山、新燃岳火山和长自山火山均处于体膨胀区，在地下10km处体膨胀分别达到～220，～8和～14nano．strain．由同震GPS位移场计算得到的3个火山地区地表面应变也表现为膨胀，符合模型计算结果．考虑到拉张应力可能对岩浆通道产生的扩张作用、对包容在岩浆内二氧化碳气体的分异作用以及由此引发的一系列正反馈过程，此次地震可能造成这些火山活动的增加．应当警惕触发影响可能造成的火山喷发．