跨断层形变测量异常特征分析

在统计近40年我国强震前跨断层形变异常的基础上,对异常持续时间、异常空间分布、异常幅度特征及它们之间的关系进行了分析,讨论了跨断层形变观测异常特征和监测不同震级地震跨断层场地的最大间距及观测周期。结果表明：异常主要以中短期和中期异常为主,尤其在震前1年内异常最多;异常持续时间与震级呈正比例的关系;异常在空间分布上有随震级增大而扩大的现象;异常幅度有随异常持续时间增大而增大的趋势;震中距在160～350 km范围内异常幅度较大;异常形态主要分为趋势型和突变型两种。监测不同震级的地震跨断层形变场地间距可以不同,监测7级地震形变场地间距应小于450 km;6级应小于300 km;5级应小于200 km;4级应小于100 km。跨断层形变观测周期应不大于3个月。

关于隐伏活断层横跨断层形变测量中的问题

一、引言地震成因研究表明,绝大多数地震属于构造地震,而构造地震的发震构造主要是活动断层.因此对于活动断层进行跨断层形变测量,是地震预测、预报和地壳稳定性评价的常用监视手段之一.目前在地震带、构造活动区的一些活动断层上布设了跨断层测量的点、站,进行水准和基线测量,其中有些点、站设在隐伏断层上.为了提高测量效果,在满足跨断层测量的其它技术要求的情况下,对于断层的?跨度?尽可能使之正确、合理.本文就 此提出些看法,供参考.

跨断层形变测量的观测技术系统

一、跨断层形变测量的理论基础长期研究表明,地震的发生与断层活动密切相关.构造地震是地球动力学过程的一种表现形式,与活动断层互为因果关系.因而对活动断层进行监测,无疑可获取地震前兆信息.实验和观测表明,断层两侧三度空间的相对运动幅度远大于连续岩体应变信息的幅度.

首都圈地区跨断层形变观测与地壳应力场

通过首都圈地区11个跨断层测点的形变观测资料,将断层两盘作为不变形的刚体来分析断面相对滑动与地表两盘点位相对位移的定量关系,并以唐山地震及其余震为时间界限,将所得的断层滑动矢量分为2大时段,拟合区域2个不同时段的现今地壳上部应力状态,发现首都圈地区依据跨断层形变观测资料反演的地壳上部应力状态在唐山地震前后存在着较为明显的变化特征:1)第1时段(唐山地震及其余震期间),地壳应力状态以NNE-SSW向挤压,NWW-SEE向拉张为主要特征,反映该区构造应力场在NNE-SSW向的构造应力作用是逐渐增强的;在NWW-SEE向,其构造应力作用相对于NNE-SSW向有所减弱,表现为相对松弛状态。2)第2时段,在唐山地震及其余震之后的3个次级时段内,地壳上部应力状态以NNW-SSE向拉张为主要特征,表明在唐山地震及其余震之后,研究区的构造应力作用一直处于近SN向的松弛状态。

年滑动速率比方法在跨断层形变资料分析中的应用

根据跨断层形变观测资料变化特点提出了年滑动速率比方法,用于消除观测资料中的粗差、正常年动态和线性趋势变化成分,突出观测资料中的非正常变化信息,以便统一在无量纲的基准下综合分析区域内断层活动水平。以2013年4月20日芦山7.0级地震前四川跨断层形变年滑动速率比异常为例,说明该方法在地震分析预报研究中具有比较好的可行性和实用性。

天山地区跨断层形变观测与地壳应力特征

采用“将断层两盘作为不变形的刚体来分析断面相对滑动与地表两盘点位相对位移的定量关系”的方法，对天山地区6个跨断层测点的形变观测资料进行处理，获得断层滑动的位移数据；利用滑动拟合法进行反演计算，从而获得天山地区6个测点处地壳应力状态的基本特征，从而分析天山地区地壳应力的应力方向、应力结构等基本特征，探索天山地区所处的地壳应力环境。研究表明，天山地区6个测点处地壳应力状态的基本特征为：北天山呼图壁测点的应力结构为走滑型，表现为NNW-SSE向的挤压和NEE-SWW向的拉张；石河子的应力结构为逆断型，表现为NNW—SSE向的挤压；独山子测点的应力结构为逆走滑型，表现为NNE—SSW向的挤压和NNW-SSE的拉张。南天山库尔勒、阿克苏与克孜尔3个测点的应力结构均为走滑型，其中库尔勒表现为NNW—SSE向的挤压和NEE—SWW的拉张，阿克苏为NWW—SEE向的挤压和NEE—SWW向的拉张，克尔孜则表现为NWW-SEE向的挤压和NNE-SSW向的拉张。利用跨断层资料反演得到的6个测点的应力状态与由断层滑动资料及震源机制解数据反演得到的构造应力场方向存在10°～20°的偏差，其原因是不同深度的应力资料反映了不同的应力方向。另外，印度板块与欧亚大陆的碰撞使得天山地区的区域构造应力场表现为近南北向的挤压。处于南北向同一构造应力作用下的6个测点，由于其测点位置处于不同走向的活动断裂上，因此表现出各不相同的应力状态。

局部区域GNSS地壳形变监测系统设计与精度分析

为探索页岩气开采与地壳形变的关系、地表形变对页岩气压裂的响应等,布设一套GNSS跨断层形变监测系统。该系统综合使用静态和动态测量方法采集地表形变信息,结合多种GNSS定位方式增加监测区域地表动态位移信号探测的可靠性,并利用网络通讯与云服务器实现数据的自动化传输、设备的远程管理和站点的动态监测。考虑到测量误差与形变量之间的可区分度问题,文章从测量精度方面进行详细的分析。静态测量计算结果表明,单日基线解和PPP静态解精度在水平和垂直方向均可达到10 mm以内。四川泸定6.8级地震动态定位计算结果表明,RTK解、PPK解和PPP动态解时间序列中,瞬态地表位移信号的可识别程度也可达到10 mm以内。精度分析结果认为该系统可以较好地反映监测区域的部分长期和瞬态形变信息。

克孜尔水库跨断层形变年变特征分析

通过对克孜尔水库跨断层形变特征进行分析,结果显示:①垂直形变每年3～4月、10～11月分别为峰、谷值时间;水平形变每年6～7月、1月分别为峰、谷值时间。②垂直变形的峰—谷时间间隔在1997年之前多为5～8个月,1998年后多为1～3个月;谷—峰值时间间隔在1997年前多为4～7个月,1998年后多在8～11个月。水平形变在1994年之前峰—谷值时间间隔多为6～7个月,1995年后为7～9个月;谷—峰值时间间隔1994年前多为5～6个月,1995年后多为3～5个月。③垂直形变的谷—峰值差在1984年前比较平稳,之后变化较大;1990年之前峰—谷值波动较大,1993年之后明显减小。水平形变的峰—谷值、谷—峰值差在1997年之前变化较大,之后变化明显减小。④水库施工及蓄水初期对跨断层形变有显著影响,尤其对垂直形变的影响特别明显。

闽赣地区跨断层垂直形变与地震关系初探

利用闽赣地区跨断层流动垂直形变测量资料 ,对该地区断层现今活动的动态过程及空间分布进行了初步研究。结果表明 ,闽赣地区断层现今活动具有时空不均一性 :时间上具有准同步转折及阶段性特点 ,各阶段的活动速率和方式不同 ;空间上具有区域差异性 ,坑北—前梧断层活动速率最高 ,白竹湖断层活动速率最低。讨论了断层活动与地震的关系 ,认为 1984年以来 4次准同步转折均与地震有关。

郯庐断裂带中南段断层形变累积率长期变化特征

利用形变累积率方法,对郯庐断裂带中南段及其邻近区域的跨断层短水准观测资料进行了较为全面的分析研究,在分别讨论不同区域断层形变累积率中长期变化特征的基础上,结合地震活动性,探讨了该方法对中强地震判定的背景意义。研究认为,目前郯庐断裂带中南段总体处于应力的缓慢积累阶段,近期中强地震发生的能量积累尚不足,同时,郯庐断裂带中南段主干断裂沿线的各区域与整体的长期变化特征存在明显的差异,具有进一步研究的空间。

天山地区断层垂直形变与现今活动特征研究

利用天山地区跨断层定点垂直形变测量资料 ,对断层现今活动的动态过程及空间分布进行了初步研究。结果表明 ,天山地区断层现今活动具有时空不均一性。时间上具有准同步转折及阶段性特点 ,各阶段的活动速率和方式不同。空间上 ,断层活动具有区域差异性。秋立塔格断层活动速率最高 ,北轮台 -辛格尔断层活动速率最低。讨论了断层活动与地震的关系 ,认为 2 0 0 0年底准同步转折与 2 0 0 1年 11月喀拉昆仑山口西 8.1级地震有关。

鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动与形变

1973年2月在鲜水河断裂带炉霍段发生了M7.6地震破裂.自那以来,先后在炉霍县虾拉沱布设了若干横跨该地震断层(1973年破裂带)的地壳形变观测系统,包括断层近场的短基线、短水准、蠕变仪、人工构筑物等,以及断层近-远场的GPS观测站.利用这些观测系统的长期观测资料,本文分析了鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动/变形及其时、空变化特征,并建立起解释这些特征的动力学模式.研究表明:(1)1973年地震后的头5年,地震断层在虾拉沱场地表现为开放性质,近场的断层震后滑动以无震左旋蠕滑为主,速率达到10.27 mm/a,且伴有微量的拉张性蠕动作用;1979年以来,左旋蠕滑速率由5.3 mm/a逐渐减小到2.27 mm/a,减小的过程呈对数函数型,反映此阶段断层面已逐渐重新耦合、正朝闭锁的方向发展,并伴有部分应变积累.(2)1999年以来,地震断层两侧远场的相对左旋位移/变形速率为10 mm/a,远大于同时期断层近场(跨距40～144 m)的左旋蠕滑速率0.66～2.52 mm/a;远-近场位移/形变速率的显著变化发生在地震断层两侧各宽约30 km的范围,显示出这是与大地震应力应变积累释放相关的断裂带宽度.(3)结合动力学背景与深部构造信息,本文对这里断层的震后位移/变形及其时、空变化的机理进行初步解释,要点是:震后约5年之后,由于逐渐增大的断层滑动/摩擦阻抗,上地壳脆性层中的断层面由震后初期的开放性质逐渐转向重新耦合、并朝闭锁的方向发展,但其两侧地块深部持续的延性相对运动拖拽着浅部脆性层发生相应的弹性位移/变形.(4)可估计再经历15～25年,研究断裂段将完全"闭锁",即进入积累下一次大地震应力应变的震间闭锁阶段.

苍山5.2级地震前后沂沭断裂带地壳垂直形变时空动态演化特征

对苍山 5 2级地震前后出现的跨断层形变异常特征进行了分析 ,并系统地分析了由跨断层形变测量资料提取无量纲年速率比γh 的时空分布和动态演化特征。

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料,运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20a的观测数据,研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征,梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程,从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示:1)郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域,震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征,显示震前的应力积累背景;2)安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响,区域性差异和阶段性变化显著;3)断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用,主要表现为震前2个月~1a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征,随着震级的增大,异常分布范围和变化幅度均有所增大。

关中地区近期垂直形变与现今活动特征

应用差分、回归分析、最小二乘法原理等方法,对泾阳地震前后关中地区跨断层形变资料进行了分析研究,结果显示:①所监测的各断裂活动震前存在着中短期形变异常,呈现出明显的阶段性活动特征,可能是区域大面积应力积累和调整的结果;②进入短期的异常标志是中短期异常出现转折或反向;③各断层活动速率呈准同步变化,曲线形态大都呈现典型的α、β、γ相变化。分析了陕西关中盆地的地壳形变特征以及与西部强震的关系,结果表明:①地壳形变特征存在时空差异性,不同地区地形变活动强弱与其主要边界断裂带的距离存在相关性,主要边界断裂带附近地区相对活动强烈,远处则减弱;②不同时期各断层地形变活动强弱变化不同,既和构造应力场的变化有关,又与地震活动关系密切,且不同区域地壳构造运动发生转折的时期不尽相同。同时,断层形变前兆异常又存在时空差异性,表现为形态、时间等特征的不同;③多场地、大范围的断层活动异常与强震活动相呼应。

鲜水河断裂带现今活动特征研究

利用鲜水河断裂带多个跨断层形变场地20余年的测量资料,分析了该断层的活动特征;结合沿断裂带强震破裂的时空信息,对不同断裂部位的现今构造活动特性进行了比较。结果发现该断裂带现今形变活动的空间分段性显著:北西段为偏张性左旋走滑运动,中段为偏压性左旋走滑运动,南东段则以张性左旋走滑运动为主。各场地的断层活动量随时间推移逐步减小,反映出断裂带正向闭锁的趋势演化。