地壳应变主体单元模型及其与中强地震关系研究

讨论了目前利用GPS观测结果研究块体及其边界带应变状态的研究进展，阐明了与地震相关的块体边界活动构造附近是地壳应变主体区域的认识. 利用Scholz断层能量动态平衡过程，建立了断层周边应变累积与断层面构造力的一般物理关系，据此提出以断裂带为主体的地壳应变主体单元模型. 并利用GPS基准站连续观测资料讨论了模型力学状态演化与2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震过程的关系. 结果表明，强烈压剪背景中出现的相对松弛变化，可能有利于触发型中等强度地震的发生.      

民乐-山丹间地震的区域构造变形背景与中短期前兆

2003年10月25日在甘肃省民乐-山丹间(38.4°N,101.2°E;38.4°N,101.1°E)连续发生Ms6.1,Ms5.8地震,发震断裂为民乐-大马营断裂(近EW向,逆断兼左旋,属祁连山北缘主断裂).这是自1986年门源Ms6.4地震后,时隔十七年,祁连山构造及河西走廊地区发生的首次6级以上地震;也是昆仑山口西Ms8.1地震发生近两年来,青藏块体北边界第一个6级以上的地震,其意义影响深远.青藏块体北缘地区自上世纪80年代的不同时间起测、通常在每年3月、7月和11月份各观测1次的54处跨断层短水准流动形变观测场地,控制了祁连山-龙首山构造带、海原-六盘山构造带及西秦岭构造带.由于2003年7月出现异常数量较多等因素,中国地震局第二监测中心于2003年9月下旬至10月中旬对其中51处场地进行了加密观测,距民乐-山丹发震仅10余天;而震后又提前1周(10月26日开始)由震区向外围扩展,至11月中旬实施了第4期(应急)观测.此外,作为中国地震局系统2003年上半年"非典"时期唯一实施GPS观测的单位,我们还获得了2001～2003年该区水平运动速度场的最新结果(60个站点,于震前的4～5月施测).Matsu'ura负位错模型认为受现今地壳运动驱动下的各活动地块间的相对运动在地块边界处有可能受到部分阻碍,从而导致应力应变积聚.则利用地表位移观测可将区域深部的多个块体与其边界断层联系起来,其通过反演确定的块体边界断层带的相对闭锁区,对地震预报很有意义.而无量纲的断层形变应变强度比,定义为某场地某跨断层测段单期年变(某期观测相对上一年同期观测)位移梯度(对水准资料;而对基线资料则为线应变)与正常平均年变幅度的比.这样既可直观、定量地表征断层形变应变类信息实时变化的强弱,又能使不同场地、不同测段的值具有可比性和统一性.其对断层形变的趋势加速及突跳等短期快速变化反映灵敏,尤其能够消除观测季节的影响.本文借助负位错模型,通过分析区域水平相对运动与视应变场、活动块体及其边界断裂的构造变形特征、高应变能积累或显著增强部位及相应能量强度(用年均地震矩反映块体边界断层段的能量积累速率,借助年均应力降反映剪应力强度),结合断层形变应变强度比-时变曲线,研究了民乐-山丹地震前的区域构造变形背景与中短期前兆异常.分析表明:     

2014年2月12日于田7.3级地震对青藏东北缘地震活动的影响分析

首先, 利用“中国地壳运动观测网络”和“中国构造环境观测网络”截至2013年的GPS区域站观测资料, 结合地质构造, 简要分析了2014年2月12日新疆于田7.3级地震前大区域地壳水平运动变形背景; 接着, 对青藏块体东北缘地区GPS和精密水准两种不同类型资料反映的地壳运动变形与应变积累状态进行了对比分析研究; 最后, 结合地震活动动力环境, 研究和探讨了于田7.3级地震的发生对青藏块体东北缘地震活动的可能影响。 我们认为, 此次于田7.3级地震发生在近年来中国西部边邻强构造活动环境和内陆地壳强烈差异运动显著的背景下, 同时也是青藏块体及其边缘构造应力场较强的时段; 于田7.3级地震左旋走滑错动和应力传递, 可能会加速青藏块体东北缘具有高应变积累的构造断裂部位(尤其是祁连山构造带、 西秦岭以南的甘青川交界)破裂释放。     

利用构造地貌分析日月山断裂 晚更新世以来的演化

日月山断裂位于东昆仑断裂和祁连-海原断裂等主边界断裂控制的柴达木-祁连活动块体内部,属于二级构造。该断裂构造地貌发育,研究其活动特征可获得青藏高原东北缘向外扩展的信息。文中以晚更新世以来清晰的地貌变形为重点,通过RTK测量方法获得沿断层走向的垂直位移量,基于断层生长连接理论,分析了日月山断裂的演化,并讨论其反映的动力学背景,主要获得了以下3点认识:1)根据晚更新世以来洪积扇和阶地等地貌内长约200km的3期断层陡坎的发育特征,将日月山断裂分为5段,最重要的分段位于第三重叠区(CD-3)。2)日月山断层3期位移量分布形态反映了断层由多条次级破裂生长连接而成,处于断层生长连接的第二阶段。以CD-3为界,NW侧的断层持续生长连接;东南侧的断层活动时间相对较短,活动强度相对较弱。3)断层位移量分布曲线极值指示了应变集中和应力积累的位置。以CD-3重叠区为界,NW侧应力和应变主要集中在中部及断层重叠区,东南侧应力长期积累的范围则相对分散。应力状态可能与区域构造应力挤压作用下块体内部的顺时针旋转有关。     

青藏高原块体运动模型与地震活动主体地区讨论:鲁甸和景谷地震的启示

利用现有的活动断层资料和GPS监测数据等,按照活动块体的基本定义,假定块体的运动近似于刚性块体模型,对青藏高原的活动块体进行了一、二级划分,给出了具有运动学属性的块体运动学模型,通过对10多年来青藏高原系列地震,包括2014年鲁甸和景谷地震与块体运动之间关系的分析,讨论了未来地表破裂型地震活动的主体地区,指出巴颜喀拉和羌塘等块体的主控边界断裂是青藏高原最新1期地震活动的2个主体地区,鲜水河断裂东南段、安宁河断裂、大凉山断裂、小江断裂南段和红河断裂中南段,以及东昆仑断裂玛沁—玛曲段是最新活跃期内可能再次发生7级左右地表破裂型地震的地点;对地表破裂型地震的异常监测应关注块体边界不同构造部位的应变状态差异及其相关物理量的变化特征。     

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.     

西北地区近期地壳水平运动与构造变形特征

利用截止2004年的西北地区GPS和跨祁连-龙首山构造带的红外测距观测资料，借助最小二乘配置、弹性块体边界负位错模型及单一力源反演，研究昆仑山口西8．1级大震前后西北地区水平形变应变场的动态演化特征；尤其是大震3年后，即当前的构造形变与应力场态势；获取活动块体及其边界断裂上可能反映中强以上孕震背景的高应变能积累区、段，以及可能的潜在震源。结果表明：青藏块体北缘地区经8．1级大震后的短期松弛和调整，目前正在恢复印度板块北东向碰撞推挤背景场的主控作用。而北天山构造带中段及其与西段的交汇区、南天山构造带中西段及其与西昆仑构造带的交汇区、阿尔金断裂中段、祁连山构造带中东段及其与海原断裂的交汇区、西秦岭北缘断裂与庄浪河断裂东南延伸线的交汇区域等具有相对高应变能积累背景；临泽与海原这两个地区也反映一定程度的应变能积累状态。     

8.1级震后青藏块体东北部水平形变态势与地震有序活动研究

青藏块体东北部2003年最新GPS复测揭示：昆仑山口西8．1级地震后本区水平运动变形较前变异显,以甘青块体西部出现的与NE向挤压背景相反的张性运动变形为主要标志,且区域总体应变幅度增大。结合地震有序活动分析认为：本区目前的水平运动变形态势,与8．1级大震及随后青藏块体中西部发育的NE向中强以上地震条带在较短时间内释放了大量的压应变,使得青藏块体北部区域NE向推挤的应力场失衡(西侧的区域应力场强度衰减、东侧的应力场增强)密切相关;因而青藏块体北部大区域应力场趋于平衡过程将有利于块体东北边缘应力应变加速积累和破裂错动。     

2014年新疆于田MS7.3级地震:巴颜喀喇地块侧向挤出的构造响应

青藏高原中北部的巴颜喀喇地块是近年来强震最为活跃的地区,自1997年以来在地块周围发生了一系列7级以上地震.2014年于田M_S7.3级地震就发生在该地块西边界附近的硝尔库勒盆地南缘,该区是阿尔金断裂、康西瓦断裂和东昆仑断裂等多组不同走向大型走滑活动断裂带的交汇部位,不同断裂走向的突然转变及滑动速率差异使该地区形成局部的拉张应力状态,发育了多条NE和近SN向的左旋正断裂. 通过余震分布、震源机制解结果等资料分析,认为此次地震的发震构造为阿尔金断裂西南端的一条次级断裂——硝尔库勒断裂,地震破裂特征为左旋走滑兼正断性质. 在巴颜喀喇地块这一轮的强震活动中,其北边界和东边界都显示块体向东挤出约7 m的位移量,但块体西边界产生的伸展量明显与整个块体向东的位移量不协调,2014年于田M_S7.3级地震是巴颜喀喇地块向东挤出的构造响应和应变调整.模拟结果显示阿尔金主断裂上的库仑应力有所增加,东昆仑—柴达木地块可能为下一个强震活跃区,特别是阿尔金断裂的中西段,是今后应该重点关注和监视的地区.     

新疆及周缘构造破裂特征及地震序列类型

横亘新疆境内的天山及其周边的西昆仑、阿尔金和阿尔泰是中国大陆著名的强构造运动区和地震活动带。在对新疆构造区应力环境、动力过程、断层运动变形特征和地震序列分析讨论的基础上,对新疆及其周缘主要构造区地震破裂方式和序列类型进行研究,得出如下结论:(1)西昆仑构造区受来自青藏块体和塔里木块体NS和NW向水平压应力和垂向力的作用,构造运动呈现出走滑与逆冲特征,震源破裂以走滑型为主,数量较少的逆断型地震主要分布在西昆仑帕米尔一侧的深震挤压区,正断型地震主要出现在西昆仑与阿尔金交汇的拉张盆地及附近。该区主余型地震占63%,6级以上地震序列也存在多震类型。(2)阿尔金断裂带位于西昆仑北缘断裂和北祁连断裂过渡带,受青藏块体向北和向西的推挤,断裂本身的左旋位移量通过两端逆冲挤压而转化,使得青藏高原北边界不断向外扩展。在此力源下,阿尔金断裂带震源破裂以走滑为主,也有少量的逆冲型地震。地震序列中主余型和孤立型地震占比相同(占44%)。(3)在印度板块和亚欧大陆碰撞效应影响下,天山地区产生近NNE向水平压应力,构造运动显现出带旋性特征的逆冲和走滑,震源破裂方式与之相吻合。而天山构造大跨度的空间展布、扩展形式的多样性和地震破裂的两重性,又影响到地震序列类型的多样性,使得主余型、孤立型和多震型地震在不同构造部位呈现优势分布。(4)阿尔泰的构造运动可能受到了来自印度板块与亚欧板块碰撞的远程效应和西伯利亚块体南向运动的双向影响,形成NNE和SW向水平挤压力,主要大型发震断裂做右旋剪扭错动,而一些深断裂则以逆冲运动为主。震源破裂呈现出走滑(占64%)和部分的逆冲(占27%),6级以上地震序列主要为主余型,5级左右地震则多为孤立型。     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

Calendar of events

正~~     

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正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.     

Dynamic process-response model of river channel development

Feedback mechanisms, which operate upstream through drawdown and backwater effects and downstream through sediment discharge are responsible for channel evolution. By combining these mechanisms with channel processes it euables a dynamic process-response model to be developed to simulate the initial evolution of straight gravel-bed channels. When erosion commences on a land surface, sediment entrained in the headwater reach by hydraulic action is selectively transported, deposited and reworked. This produces a damped oscillation between degradation and aggradation as the channel and valley respond to spatial and temporal variations in sediment calibre and hydraulic conditions. The initial cut and fill phases are responsible for valley incision and floodplain development while secondary and subsequent activity can produce river terraces. Eventually sediment entrainment in the headwaters declines as slopes are reduced. Subsequent channel evolution is relatively insignificant because it is dependent on local weathering activity producing material that can be transported on declining slopes. Therefore landforms produced during the initial phase of development, when local weathering was non-limiting, dominate the landscape.     

Discussion on the Precise Relocation and Seismo-Tectonics of the Jiujiang-Ruichang Earthquake

Based on relocating the Jiujiang-Ruichang earthquake sequence which occurred on November 26, 2005 in Jiangxi Province with the double-difference （DD） algorithm and master event technique, the paper discusses the focal mechanism of the main shock （MsS.7） and the probable seismo-tectonics. The precise relocation results indicate that the average horizontal error is 0.31kin in a EW direction and 0.40kin in a NS direction, and the average depth error is 0.48kin. The focal depths vary from 8kin to 14kin, with the predominant distribution at 10kin - 12kin. The epicenter of the main shock is relocated to be 29.69^oN, 115.74^oE and the focal depth is about 10.Skin. Combining the predominant distribution of the earthquake sequence, the focal mechanism of the main shock and the tectonic conditions of N-E- and NW-strike faults growth in the seismic region, we infer that the main shock of the earthquake sequence was caused by a NW striking buried fault in the Rnichang basin. The nature of seismic faults needs to be further explored.     

Hydrochemical and bacteriological features of the groundwater: southern border of the Rharb basin (Morocco) / Caractérisation hydrochimique et bactériologique des eaux souterraines: bordure méridionale du bassin du Rharb (Maroc)

Abstract

The western reservoirs represent the principal groundwater system in Morocco. Demographic, industrial and agricultural developments during the last decade have markedly altered groundwater quality. The Mamora coastal aquifer system is among the Atlantic systems which are most heavily threatened by pollution. Agricultural and industrial activities, and rapid urban growth contribute to the pollution of the groundwater. Contamination transport is facilitated by a high permeability of the aquifer formations. In order to assess the actual groundwater quality of the Mamora aquifer and to understand the influence of the factors generating the pollution, an extensive multidisciplinary research programme is in progress, with hydrochemistry and microbiology playing essential roles. The present paper concerns the spatial distribution of physico-chemical parameters in the groundwater, subjected to domestic, industrial and agricultural pollution. Fifty-seven samples were analysed for several parameters (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, Cl^?, SO₄ ^2?, HCO₃ ^?, NO₃ ^?, pH, electrical conductivity and temperature). The microbiological analysis of 143 samples reveals the presence of four kinds of indicator bacteria in the groundwater resources: faecal Streptococci, faecal coliform, Escherichia coli and Clostridium. The physico-chemical results and bacteriological monitoring show that the nitrate and bacteria concentrations exceed the maximum admissible levels, notably around pumping stations in the sectors of Sidi Taibi, Sidi Ahmed Taleb and Aïn Sbaâ. Contamination is generated by uncontrolled anthropogenic activities and accentuated by the high intrinsic vulnerability of the aquifer system. Several parameters appeared to exceed admissibility standards. Measures are recommended to prevent groundwater pollution in the region.     

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