河套带、汾渭带中等地震活动平静对中强地震的指示意义

以相邻2次地震的时间间隔作为统计量,对河套带、汾渭带1976年以来的地震活动平静异常进行了统计检验。结果表明河套带、特别是汾渭带中强地震之前大范围内中等地震活动的异常平静现象是明显的,河套带、张渤带发生的5次6级以上强震有4次发生在平静异常结束或在平静过程中。目前该区域中等地震平静时间已远远超过历史统计的最长时间间隔,未来一段时间河套带、张渤带及邻区存在发生强震的可能性。

河套地震带的震源机制类型时空分布特征

基于地质构造背景分析,收集2000年以来发生在河套地震带的ML≥2.8级地震作为研究对象,综合运用基于P波初动的振幅比方法(APAS)和基于波形拟合的CAP反演方法求出256次地震事件的震源机制解。以断层节面滑动角作为判定指标,分区域给出了河套地震带的震源机制类型空间和时间分布图像,从断层滑动角度呈现河套地震带应力场时空变化过程。结果显示:临河盆地断层节面滑动角主要在水平±20°方向存在优势分布,走滑型特征显著;具体来讲,狼山—色尔腾山山前断裂带、临河断裂、乌拉山山前断裂等主要以纯走滑型地震为主,巴彦乌拉山断裂与磴口—本井断裂之间的区域多分布正走滑型地震。呼包盆地断层节面解虽然也呈现出走滑型为主的特征,但滑动角分布较为离散,优势分布方向不明显;呼包盆地西侧的包头至西山咀凸起一带表现出以走滑为主的小范围震源应力场特征,呼包盆地内部及东侧由于显著的区域垂直差异运动,正断层和逆冲型地震所占比例较大,震源机制类型整体呈现出与构造相依的分布特点。分析认为,2000年以来,河套地震带的应力场存在一定的时空非均匀性变化,研究结果更多表现了河套地震带的震源应力场变化过程,而研究资料时间不够长和震级不够大是引起这种应力场非均匀性暂态特征的主要因素。

基于震源机制资料分析河套地震带的应力场变化特征

从地质构造运动和1970年以来Ms≥4．0地震的震源机制资料分析认为，垂直差异性和水平剪切运动共同控制河套地震带的应力场，使其表现出左旋剪切并具有较多的正走滑型断层机制解。根据平均力轴张量计算和自助线性反演结果，河套地震带的最大主压应力方位为47°～52°，作用方向NE-SW；最小主压应力方位313°～322°，作用方向NW-SE。平均力轴张量计算结果显示，所辖次级块体的应力场特征并不完全一致，临河盆地的应力场与河套地震带相协调，呼包盆地的应力场表现出区域性差异，压应力方向在包头地区出现顺时针偏转，作用方向NEE；这种非均匀性的应力场分布特征可通过历史中强地震和近期中小地震的应力轴水平投影分布图像得到证实。2003年以来，河套地震带的震源机制一致性参数的时序曲线趋势下降，这种有序变化更多地是由临河至乌海地区的震源机制一致性引起的，表明该构造部位有可能成为未来应力高度积累和加速释放的优先场所。

河套断陷带主要活动断裂最新地表破裂事件与历史大地震

对于历史记录的公元849年大地震的发震构造尚存在一定争议,公元前7年大地震是否发生在河套断陷带,也没有得到确认。通过影像解译、野外地质地貌调查和探槽开挖,结合14C和单颗粒OSL测年,利用构造地貌分析及古地震手段,对大青山山前断裂、乌拉山山前断裂及狼山山前断裂的最新破裂事件进行了对比研究。为了尽可能降低古地震定年的不确定性,采取了序列采样、重点层位多采样等措施。结合以往研究成果认为,大青山山前断裂应为公元849年大地震的发震构造,而狼山山前断裂最近1次地震破裂事件可能与公元前7年大地震有关。

河套地震带的b值时空变化特征分析

本文以b值作为研究对象,在b值由应力状态和介质性质共同决定的理论框架下,开展了河套地震带的b值时空变化特征分析。选取1970年发生在河套地震带的ML≥1.5地震作为考察对象,运用EMR方法定量检测了最小完整性震级Mc的时序非均匀变化,并根据研究区地震活动实况,确定b值的起算震级为ML2.0。运用最小二乘法进行了b值时间扫描计算,结果显示,b值时序变化较好地对应了研究时段内的中强地震活动、台网分布和余震剔除等变化因素。运用极大似然法进行了b值空间扫描计算,结果显示,河套地震带的b值空间差异可能由地壳介质体性质和应力环境共同引起,相对来讲,b值的构造相依特征更为明显。此外,满足各震级档有足够多的地震样本依然是提高b值计算精度的关键环节。

多方法联合评估河套地震带的台网监测能力

使用删除余震后的地震目录,综合运用多种方法进行Mc值的定量计算和对比分析,对河套地震带的台网监测能力的时空变化进行分析判定。结果表明,1970年以来,河套地震带的台网监测能力整体呈现逐步增强趋势。在Bootstrap次数为200的条件下,MAXC方法确定的研究区整体Mc值为ML2.7±0.07,δMc的分布基本控制在ML0.1~0.4之间,EMR方法给出的Mc时序变化范围是ML1.6~2.8;多方法联合测定的Mc值变化范围为ML1.8~3.3,R/S检验给出的结果是ML3.4。对比发现,余震删除对最小完整性震级的计算有一定影响,R/S检验求取的最小完整性震级在余震删除前后相差ML0.9;整体来看,Mc值随时间演化逐渐减小,较小时空范围内的Mc值仍有显著的非均匀性变化现象,不同时段内台网布局的空间调整以及地震事件的时空非均匀性活动可能是主要原因。

河套地震带中小地震的震源机制测定及应力场特征

运用振幅比和CAP方法测定224次地震的震源机制解,进行归一频度统计和震源机制类型时空分析,以考察河套地震带的应力场在模式转换和应力作用方式两方面的变化形态。河套地震带的压应力方位在北东向存在优势分布,张应力方位在北西向存在优势分布,滑动角主要分布在近水平方向,应力场整体表现出继承性运动特征,表明水平剪切拉张运动总体控制了带内断裂的作用模式而多产出走滑型地震,并贯穿整个研究时段,属稳态应力作用模式。在太平洋板块向西俯冲和青藏块体向北运移的联合作用下,河套地震带两侧的阴山隆起和鄂尔多斯块体作相对旋性扭动,最终驱使带内众多北东-近东西向展布的断裂产生水平旋性剪切,构成相对稳定的应力场演化模式。

河套地震带Pg波速度过渡区的地震空间相关长度幂律变化

基于Pg波速度反演和地震重新定位,运用单键群算法对Pg波速度过渡带的地震空间相关长度进行了幂律拟合分析.Pg波速度反演结果表明,其速度的横向变化表现出构造相依的特征,速度高低与地壳厚度呈正相关,并在包头—西山嘴凸起和岱海凹陷两个区域形成Pg波速度过渡带.利用重新定位的地震数据计算了这两个速度过渡区的地震空间相关长度,结果显示其幂律拟合曲线均呈一定的增长趋势,表明2008年以来两个Pg波速度过渡区域的应力作用不断集聚、增强,断层有逐步进入协同化阶段的可能,加之速度过渡带通常是地壳运动强烈区域,未来将成为孕育中强地震的有利场所.在有效控制定位误差的条件下,重新定位可以明显减小地震空间相关长度的离散形态,提高计算精度.

内蒙古河套断陷带及其邻区地壳磁性构造特征

本文依据航磁资料和频率域磁性单界面反演方法，计算了河套断陷带及其邻区的基底磁性界面的埋深；依据三维磁性层反演方法求取了该区磁性层下界面，即居里界面的埋深；分析了磁性层上下界面的定量特征，并结合重力、地热、地形变诸方面的研究成果，讨论了该区的地壳结构特征及地震成因。

河套地震带波速比分区特征

以构成河套地震带临河盆地和呼包盆地为研究区域,收集整理2000年以来ML≥1.5地震事件的观测报告,经过到时校正,运用和达法求解多台单震平均波速比。结果显示:1呼包盆地2000年以来波速比平均值为1.723,计算方差±0.023 07;空间分布显示,在呼包盆地周缘地质构造体过渡地带存在多处波速比高低值转换区域,特别是大青山山前断裂东段尤为显著;2临河盆地2000年以来波速比平均值1.733,计算方差±0.022 64,空间分布显示,在狼山山前断裂和杭锦后旗断裂间的NE向凹型区域,及从鄂尔多斯北缘断裂中部横贯临河断裂和色尔腾山山前断裂的NW向区域,表现为较连续的低值区域。分析认为,河套地震带的平均波速比在空间分布上表现出与构造相依的变化特点,平均波速比受到区域地震活动水平及地下介质体构成的影响而产生空间上的高低值差异分布。另外,波速比求解过程中的主要参数之间是否具有严格的相关性似乎较难确定,区域地震台网布局和参与计算的地震样本数可能是影响统计结果的主要因素。

银川—河套地震带1970年以来5级以上地震活动特征分析

通过对银川—河套地震带发生5级以上地震的时空强特征分析,认为未来该区域发生5级以上地震的可能性很大,并分析了1970年以来5级以上地震前弱震活动规律,得到了该区域未来发生5级以上地震的可能地点。

利用贝叶斯极值分布函数估算河套断陷带的发震概率

Campbell（1982,1983）将贝叶斯概率理论和极值概率模型相结合,发展出一种估算地震发生概率的贝叶斯极值分布模型。在此模型中,地震活动的先验估计值是基于地震矩、滑动速率、地震复发率和震级等数据计算得到的,而后将估计值用于贝叶斯理论的后验估算,或者用于研究区的历史地震活动性的评估方面（李拴虎等,2016）。

河套地震带中小地震重新定位

采用内蒙古地震台网2010年至2022年地震观测报告,选取河套地震带定位地震的震相数据,经过数据检验和筛选后,采用双差定位方法对地震重新定位,获得343个地震的重新定位结果,重新定位后地震在空间和深度上的分布更加收敛,震源深度范围分布在5 km~20 km范围,优势深度分布10 km,震源深度在空间上有差异性,水平方向和垂直方向的定位误差集中分布在0~5 km范围,优势分布在2 km左右。绘制了5个沿纬度的剖面图,揭示不同区域地震在深度上的分布特征,反映了构造的形态,剖面图显示,呼包盆地内部地震深度较边界浅,白彦花盆地剖面图显示多条平行南倾断裂,达拉特旗存在北倾的断裂,呼包盆地呈Y形构造。

河套地震带中强地震前的小震活动图像分析

选择应力场特征相对统一的河套地震带作为研究区域,选取1970年以来的6级以上中强地震作为研究对象,根据中强地震的孕震尺度,利用1970年以来记录相对完备的小震记录,对中强地震发生前中小地震的时空演化图像进行分析。结果表明,1970年以来,河套地震带6级以上中强地震发生前,其孕震尺度内的中小地震活动均呈现出不同形态的异常活动特征;1976年和林格尔6.2级地震发生前出现中小地震的长期平静异常和地震围空、1976年巴音木仁6.2级和1979年五原6.0级地震发生前均出现中小地震的丛集活跃和密集增强现象、1996年包头6.4级地震发生前则表现为不同震级的嵌套平静异常特征。在划定的孕震尺度范围内,河套地震带6级以上中强地震发生前的中小地震时空演化规律可为该地区未来的中强地震预测提供参考依据。

河套断陷带包头凸起的构造特征

河套断陷带是一个复式断陷盆地,存在2个次级凸起和3个次级凹陷。包头凸起分隔了白彦花凹陷和呼和凹陷,基底为前寒武纪花岗片麻岩,上覆地层为第四系。文中利用浅层地震勘探、活动断裂填图以及跨断层钻孔剖面等手段详细研究了包头凸起的构造特征。浅层地震勘探揭示白彦花凹陷和呼和凹陷都是北深南浅的箕状凹陷,包头凸起是SE陡NW缓、NE宽SW窄的不对称凸起,西沙湾-兴胜断裂和大青山山前断裂分别为凸起的NW和SE边界断裂。凸起的SE边界断裂是全新世活动断裂,属于大青山山前断裂西端的包头段,其在物探剖面上表现为S倾、上陡下缓的铲式断裂,错断了呼和凹陷内的全部沉积地层;断裂在地表沿晚更新世湖积台地南缘展布,构造地貌标志显著。西沙湾-兴胜断裂为隐伏断裂,地震勘探和钻孔联合剖面都揭示该断裂未错断晚更新世湖相地层,为早-中更新世断裂。几何形态、岩性构成和边界断裂等多方面证据均表明包头凸起是大青山隆起的西延,分隔了乌拉山山前断裂和大青山山前断裂,2条断裂构成独立的发震构造。河套断陷带具有复杂的结构形态,许多与其相关的科学问题需要进一步系统研究,解析断陷带的形成与演化过程需要更多地关注断陷带内部的次级构造。

河套断陷带包头断裂第四纪活动性研究

已有资料表明包头断裂呈NE走向隐伏展布于河套断陷带内次级盆地白彦花凹陷的东边界,目前关于该断裂的活动性资料尚需补充。鉴于包头断裂发育于由乌拉山山前断裂带和大青山山前断裂带组成的传递斜坡内部,研究其活动性不仅有助于深入讨论相邻活动断裂带的连接方式及活动响应,还可为更全面地认识河套断陷带的地震构造特征提供资料。控制性浅层地震勘探和钻孔联合剖面综合探测是当前研究隐伏断裂活动性非常有效的方法之一。跨包头断裂的浅层人工地震纵波反射剖面显示该断裂为倾向NW的正断层,深度约75m处的强反射层(Tg)位错量约为25m;在此基础上实施的联合钻探结果进一步揭示了该断裂具有明显的生长断层特征,其上断点止于地层顶部埋深45.6m的早更新世棕红色黏土层中,上覆上更新统与其为平行不整合接触。包头断裂属于早更新世断裂。

河套地震带分区地震空间相关长度变化特征

以河套地震带作为研究区域,选取2001年以来小震事件作为研究对象,采用单键群(SLC)方法,计算研究区地震空间相关长度,并分区域讨论其时序变化特征。计算结果表明,2001年以来,河套地震带5个子区域地震空间相关长度表现出不同变化特征,且无持续性变化,多在约3年时间尺度上表现出增长现象,表明地震空间相关长度的增长变化不太可能反映区域应力场的长期变化,而可能携带应力场的中期变化信息。通过设定不同计算窗长和滑动步长来考证计算结果,发现地震事件时空分布的非均匀性、空间窗形状和大小等因素,可能影响地震空间相关长度的数据变化幅度,但不影响整体变化趋势。

内蒙古1979年五原6.0级和1996年包头6.4级地震的震源区构造

在内蒙古河套断陷带中—西段,1979年8月和1996年5月分别发生了五原6.0级地震和包头6.4级地震。针对这2次地震的发震构造,在前人研究工作的基础上,进一步集成活动构造、石油物探、重新定位的地震分布、烈度分布以及震源机制解等信息进行分析,构建通过这2次地震震源区的地震构造剖面,并重新确定了相应的发震断层。结果表明:1979年五原6.0级地震更可能是走向近EW、倾向S的色尔腾山山前主断层发生正断层作用的结果;而1996年包头6.4级地震更可能是乌拉山凸起之下的一条走向NWW、倾向SSW的无名隐伏断层发生斜滑正断层作用的结果。对这2次地震发震构造的新认识,能够最大程度符合并解释各自震源区的地表活动构造、余震分布、主震的烈度分布与震源机制解以及主震时的地面宏观破坏等现象。惟一不能完全解释的是包头地震的极震区(Ⅷ度区)面积约有2/5位于所判定的发震断层北侧(下盘)。另外,包头地震发震构造的例子显示出在大型活动断陷带内部的相对凸起区之下,也可能存在具有发生强震能力的活动性正断层或斜滑正断层。

基于活动地块的测震学参数中期地震预测应用

强震的孕育和发生不仅与震中附近构造有关,而且与孕震区所在的整个构造带有关,因此在利用测震学参数异常预测地震时必须考虑整个构造带的地震活动。过去以震中周围地区的地震活动资料来做测震学参数的异常分析,可能会丢失部分信息。本文进行了地震构造分区和构造单元的划分,以D、C、Mf值和河套断陷边界带的结合为例,对基于活动地块边界带的测震学参数预测地震进行了探索,结果对河套断陷边界带发生的4次6级地震预测效果很好。

基于双差定位法的鄂尔多斯块体西北缘地震精定位研究

针对鄂尔多斯块体西北缘地震活动的复杂性及目前台网定位方法存在偏差的问题,采用双差定位法对2009—2019年发生在鄂尔多斯块体西北缘的地震事件进行重新定位。经研究表明,双差定位之后地震分布更集中,鄂尔多斯块体西缘的地震沿银川吉兰泰断陷带分布,北缘的地震沿河套断陷带分布,地震定位精度明显提高,这与块体周缘复杂的地质构造背景和动力学过程密切相关。定位结果可为进一步研究该区域的地震活动性等提供参考。