太康MS4.6级地震与重力场演化特征探讨

通过精细处理华北南部2009~2012年流动重力观测数据,结合地震测深剖面,分析太康两次地震前后的重力场演化特征及其与断裂活动、地震构造的关系。结果表明,太康地震前,在重力场差分动态图像上表现出四象限特征,是许昌-太康断裂走滑型发震的前兆,重力场的正负异常区对应震源机制解的压缩区和拉张区。段差和点值时序变化图表明,应变累积主要集中在许昌-太康断裂的西段和震中附近,断裂又位于地壳内低速体的上方,两者为太康地震的孕育和发震提供了条件。     

太康MS4.7地震构造初步分析

对比分析石油地震剖面和高分辨浅层地震剖面,依据震源机制解、地震精定位结果,给出太康MS4.7地震区深浅断裂的展布关系。结合区域构造演化认为,晚白垩世至古近纪,太康隆起发生NWW和NE-NNE向张剪性走滑断层活动,其产生的伸展拉张作用使隆起解体,形成目前凸凹相间的构造格局;新近纪以来,在太康隆起整体接受沉积的背景下,构造活动强度有所减弱,但凸凹相间的构造变形样式得以延续,表现为控制断陷的边界断层的持续活动,同时,一系列新近纪-第四纪铲式正断层的形成也表明深部走滑伸展作用的存在;太康MS4.7地震区深部震源构造表现为沿近NW和近NE走向的高角度断层,浅部构造表现为受近NW向铲式张性断层控制的凸凹相间的构造样式,这种深浅构造展布形式共同控制了太康MS4.7地震及其余震的发生。     

浅层地震剖面揭示固原市清水河东侧断裂特征

为查明清水河东侧断裂的产状、性质及其浅部构造特征,跨断裂开展高分辨率的浅层地震探测,获得高信噪比的浅层地震反射叠加剖面。根据浅层地震剖面结果并结合该区域地质资料,对该断裂的浅部构造特征进行分析和讨论。结果表明,清水河东侧断裂为一条走向近SN、倾向E的逆断层,其浅部为由2~3条断层组成的“Y”字形构造,并错断埋深约10~30 m的第四系沉积层,属第四纪以来的隐伏活动断裂。     

浅地震剖面揭露南秦岭隐伏断裂特征——以丹江断裂为例

采用浅层地震反射勘探方法对南秦岭构造带内丹江断裂进行地球物理勘探,通过数据处理与分析,获取包括断裂在隐伏区的几何展布形态、上断点埋深及断层性质在内的高分辨率浅地震剖面;对部分测线的地震剖面成果与钻孔资料进行对比验证解译。研究表明,浅地震反射对该区域隐伏探测行之有效,该方法可为隐伏活动断层探测提供参考。     

华北盆地北缘宝坻断裂晚更新世以来的活动性研究

通过人工浅层地震反射剖面发现,在香河县荆庄地区,宝坻断裂表现为一条近EW走向的南倾正断层,剖面上呈铲状,对第四系沉积具有一定的控制作用,为一条第四纪活动断裂。通过部署在断层两侧的构造观察孔岩芯对比及¹⁴C测年、光释光测年数据可知,宝坻断裂上断点距地表5~7 m左右,主要活动时间为晚更新世,全新世及中更新世晚期无明显活动。岩芯对比表明,距今10万年以来,宝坻断裂共发生2次地震活动,累积位移2.6 m,其中最近一次地震发生于22 740±70 a BP,同震位移1.4 m;另一次地震发生于距今97.1±4.4~98.0±5.3 ka之间,同震位移1.2 m。根据本次钻孔结果,结合前人对张家口-渤海构造带东段断裂活动性及发震规律的研究,判断宝坻断裂全新世以来整体处于不活跃状态,诱发中强地震和大地震的可能性较低。此外,香河县荆庄一带发育的地裂缝为受宝坻断裂控制的构造型地裂缝,断裂南北两侧的不均匀地面沉降产生的剪切应力会加速荆庄地裂缝的发展。     

基于构造物理模拟实验的隐伏断层跨断层场地监测效果分析——以宁河场地为例

以宁河跨断层场地为例,运用砂箱实验方法进行构造物理模拟实验,结合现有的浅层地震剖面结果和跨断层监测数据,分析跨断层场地监测对隐伏断层断裂活动监测是否有效。初步研究结果表明,当观测精度高于误差时,跨断层场地监测能有效监测隐伏断层活动。模拟的断裂剖面与浅层地震剖面结果中断层分布和发育情况基本一致,隐伏断层活动可引起地表形变。由于各次级断裂的倾向不同,跨断层监测数据可能产生逆断层假象。同时提出宁河跨断层场地水准点位分布情况模式图。     

长垣断陷的地壳浅部结构和构造——地震反射剖面结果

为研究长垣断陷的地壳浅部结构和断裂浅部构造特征,跨长垣断陷完成了一条长度49 km的中深层地震反射剖面和一条长度7 km的浅层地震反射剖面。根据获得的地震反射剖面,结合区域地质资料,分析研究区的地壳浅部结构和断裂活动特征。结果表明,长垣断陷是一个东深、西浅的箕状断陷;黄河断裂为西倾的铲形正断层,其浅部错断了埋深约190 m的第四纪地层,其下部错断了多组反射地层和盆地基底,属第四纪以来的隐伏活动断裂;长垣断裂浅部错断了新近纪地层的底界,向下延伸至基底之下,属前第四纪断裂。本文研究成果为新乡市及其邻区的活动构造研究和地震危险性评价提供了地震学证据。     

盘谷寺-新乡断裂倾向反转成因探讨

盘谷寺-新乡断裂在大高村附近断层倾向发生反转,大高村以西倾向为南,大高村以东倾向为北。为查明倾向反转成因,跨断层布设3条浅层地震测线,通过采用高分辨率地震数据及高精度数据处理技术,获得清晰的地下结构与构造成像。结果显示,武陟隆起北侧边缘发育有隐伏隆起,该隆起的发育使得盘谷寺-新乡断裂大高村以西段在L1测线与L2测线之间消失,同时向南倾的武陟断裂演变为济源凹陷的边界断裂,自西向东该隆起规模逐渐增大。该隆起北侧边缘开始发育北盘谷寺-新乡断裂大高村以东段,南侧边缘开始发育向南倾的平陵断裂,且随隆起规模的继续增大,盘谷寺-新乡断裂大高村以东段及平陵断裂自西向东活动性逐渐增强。推测该隐伏隆起是引起该区盘谷寺-新乡断裂倾向反转的主要成因。     

太行山南端浅层速度结构成像和隐伏断裂探测

利用太行山南端的深地震反射剖面数据,运用初至波层析成像方法反演得到该区域的浅层P波速度结构和基底面展布形态,发现剖面浅部的P波速度变化与沉积盖层厚度和断裂分布有着较好的对应关系。利用跨断裂完成的浅层地震反射剖面,对区域内2条第四纪隐伏活动断裂进行高分辨率成像。结果表明,汤西断裂为东倾的正断层,控制汤阴地堑的西边界,活动年代为中更新世;汤东断裂为西倾的正断层,是汤阴地堑的主控边界断裂,活动年代为晚更新世。     

菲律宾棉兰老岛2019年4次MW>6.0地震断层运动模型及库仑应力传输研究

基于雷达干涉测量技术,利用ALOS-2、Sentinel-1卫星升降轨雷达影像,获得2019-10~12发生在菲律宾棉兰老岛的4次M_W>6.0地震的同震形变场,并以此形变结果为约束,反演得到4次地震的断层运动模型。综合分析发现,此次地震序列由3条断裂的破裂引起,其中2019-10-16和2019-10-31的2次地震为同一发震断裂,2019-10-31地震断层破裂区域位于2019-10-16地震断层破裂的东北延伸段,最大滑动量约为1.1 m,约为2019-10-16地震最大滑动量的2倍。2019-10-29地震由一条独立断层破裂引起,断层最大滑动量约为2.0 m。2019-12-15地震由一条东北向倾斜断层破裂引起,断层最大滑动量约为3.0 m。此外,2019-10-16地震引起2019-10-29地震显著滑动区明显的正向库仑应力传输;而2019-10-29地震显著增加了2019-10-31地震震源区域的库仑应力;前3次地震对2019-12-15地震孕震断层的库仑应力传输总和为负值,说明静态库仑应力传输可能不是此次地震触发的主要诱因。     

太原盆地田庄断裂活动性分段及地震危险性分析研究

为厘定太原盆地中部潜在的发震断层情况,对田庄断裂实施了浅层地震勘探,结果表明:1)田庄断裂可分为3个区段,各区段内均发育北、南支断裂,其中北支断裂为主断裂;2)除断裂西端及中-东段转折部位断面呈近似“N”形结构外,其余断面均呈“Y”形;3)西段断裂带宽度最小,东段断裂带宽度最大。利用年代学测试方法结合钻孔剖面确定断裂的活动年代及滑动速率,断裂中段的活动年代为晚更新世晚期,上断点最小埋深为39.3 m,晚更新世以来最大断距为2.9 m,最大滑动速率为0.0415 mm/a;断裂西段及东段的活动年代为中更新世,中-东段转折部位上断点最小埋深为37.4 m,晚更新世以来最大断距为2.7 m,最大滑动速率为0.0461 mm/a。基于浅层地震揭示的基岩破裂长度,采用地震矩方法对田庄断裂进行地震危险性概率分析,确定断裂的最大潜在震级及发震概率。     

遥感技术在西藏当雄地区活动断裂调查中的应用

以遥感数据、地震资料以及震源机制解为基础,对西藏当雄地区亚东-谷露断裂以及嘉黎断裂进行遥感解译和对比分析。研究表明,亚东-谷露断裂北段地貌特征为正断拉张及右旋走滑综合作用的结果;中段存在拉张运动与左旋走滑运动,并发育地堑,冲沟位错显示该处具有6～66 m的水平位移量,其中1411年当雄南8级地震在该处产生6～12 m的水平位移;南段次级断层充分发育,北端表现为右旋运动,往南开始表现出左旋运动特征,同时地堑充分发育。结合震源机制解反演结果,推测走滑断层控制该区地壳浅部（8 km以上）以走滑型为主的地震事件的发生,而该处的地堑形成于地壳深部（8 km以下）的正断型应力机制,并控制地壳深部正断型地震事件的发生。嘉黎断裂整体断层隐伏,西段存在右旋运动,往东南则开始出现左旋运动,该处地震事件和应力机制均为走滑型。     

2016年门源MS6.4强震的发震构造及其对“天祝地震空区”的影响

在综合分析区域活动断裂活动特征、震源机制解、余震精定位等资料的基础上,结合GPS观测数据,推断冷龙岭断裂倾向NE,而非部分早期研究推测的倾向SW。考虑到2016年和1986两次门源M_S6.4强震相似的震源机制与冷龙岭断裂的位置关系以及冷龙岭断裂倾向NE等事实,可推测判定这两次强震的发震构造应为冷龙岭断裂;冷龙岭断裂处于祁连-海原活动断裂系内著名的破裂空段“天祝地震空区”的西段,该地震空区内部的金强河断裂可能为一个次级的地震空区,未来存在6级左右强震危险;冷龙岭断裂目前处于比较活跃的状态,说明该段的应力、应变积累水平较高,未来存在大震可能,且不排除冷龙岭断裂与金强河断裂同时破裂的可能性。     

2010年玉树地震库仑应力变化对2016年杂多地震的影响及区域危险性评估

在以往研究的基础上,利用弹性位错理论和岩石圈分层粘弹性模型,进一步分析2010年玉树地震同震及震后应力变化对2016年杂多地震的影响,讨论玉树地震和杂多地震对研究区主要活动断裂的应力影响及未来地震危险性。结果表明,玉树地震同震库仑应力使杂多地震震中位置应力升高1.476 kPa。2010年玉树地震至2016年杂多地震的6 a内,震后粘弹性松弛作用使研究区域库仑应力增强区域应力持续集中,并使应力影区进一步释放应力,杂多地震位于玉树地震导致的库仑应力增强区域。2016年杂多地震发生时,其震中位置应力升高3.902 kPa。采用多组不同模型参数的研究结果均显示,玉树地震对杂多地震孕育起促进作用。2016年杂多地震同震破裂仅影响震中周边小范围区域的应力状态,在杂多断裂带西北端出现应力高值区域。2010年玉树地震同震及震后作用使甘孜-玉树断裂的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-洛须段、当江段、巴塘乡断裂中段及五道梁-曲麻莱断裂称多段应力明显升高。甘孜-玉树断裂西北段的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-相古段地震空区的地震危险性较高。     

银川盆地水平运动和地震活动特征分析

对银川盆地的主要断裂及构造演化、GPS速度场、现代地震活动及其震源深度剖面等进行研究。结果表明,银川盆地受到太平洋板块北西向俯冲和青藏高原北东向挤压作用影响,并处于剪切拉分断陷环境;GPS速度场显示,盆地内断裂南段比北段速率大,2009~2015年的水平拉张变形和剪切变形与1999~2007年相比有所减小,而速率值相对增加;现今地震资料及震源深度剖面显示,地震主要分布在断裂附近,并且地震的震源深度受断裂控制,说明断裂对地震有很好的控制作用;盆地内GPS平行速率和小震活动与断裂活动性具有较好的相关性,GPS平行速率大,小震活动密集,断裂的活动性强。