确定地震破裂带长度的新方法--以中卫1709年7 1/2地震为例

目的利用地震地表破裂与震级、震源深度的关系,估算地震地表破裂带长度。方法在总结前人成果基础上,结合最新实地调研结果,建立了地震破裂长度与震级、震源深度的关系式和地表现代活动破裂标志,研究宁夏中卫1709年712级地震破裂带的规模。结果利用关系式确定的破裂带基本长度为103km,根据地表地震破裂标志确定的中卫地震地表破裂带长度为110km,估算结果与实际调研结果基本吻合;该地震地表破裂带不仅跨过了黄河,延伸到了大堆堆沟一带,而且还继续向西延伸到了小洪山一带。结论地震地表破裂长度不仅与震级有关,还与震源深度有关,所建立的关系式具有一定的实用性,可以利用地表破裂规模估算古地震强度。     

确定地震破裂带长度的新方法--以中卫1709年7½地震为例

目的利用地震地表破裂与震级、震源深度的关系,估算地震地表破裂带长度.方法在总结前人成果基础上,结合最新实地调研结果,建立了地震破裂长度与震级、震源深度的关系式和地表现代活动破裂标志,研究宁夏中卫1709年7 1/2级地震破裂带的规模.结果利用关系式确定的破裂带基本长度为103 km,根据地表地震破裂标志确定的中卫地震地表破裂带长度为110 km,估算结果与实际调研结果基本吻合;该地震地表破裂带不仅跨过了黄河,延伸到了大堆堆沟一带,而且还继续向西延伸到了小洪山一带.结论地震地表破裂长度不仅与震级有关,还与震源深度有关,所建立的关系式具有一定的实用性,可以利用地表破裂规模估算古地震强度.     

震级与破裂尺度及位错量关系的讨论

目的探讨现有的一些震级与地表破裂长度及水平位错量间经验关系式的合理性与代表性。方法基于断裂力学理论,通过对各类裂纹开裂过程中应变能释放量与裂纹尺寸、水平位错量间相互关系的分析,讨论前人建立的一些关于震级与地表破裂长度及位错量间的经验关系。结果震级与破裂带长度或水平错动量之间的统计关系式在理论上具有合理性;以青藏高原强震事件参数为基本统计数据,构建了震级、破裂长度与垂直位错的统计关系式,并利用所得关系式用中卫712级地震为例验算,与实际结果相近。结论可以将震级与破裂带长度、错动量等参数通过统计方法建立起某种关系式,但所选用参数以及参数之间的基本关系应当符合断裂力学的一些基本理论及关系原则。     

鸟取MJMA 7.3级地震震源区地震层析成像研究

采用2000年日本鸟取MJMA7.3级地震的907个余震及其地方震的24 756个P波和22 547个S波到时,确定鸟取地震震源区的P波、S波和泊松比的三维结构.在震源区地震波速变化幅度达4%,泊松比变化幅度达9%.在11 km深度发现高波速和低泊松比异常,表明这一部位为刚性的粗糙断层面,形成断裂带的锁定结构,它的破裂产生鸟取地震的主震.低波速和高泊松比异常在震源区之下的地壳中出现,这与菲律宾板块俯冲带的脱水过程和岩浆活动有关,导致Daisen弧后火山的形成.流体运动和岩浆活动,对鸟取地震的成核和破裂过程有重大的影响.     

利用相对反投影方法对2010年Mw 8.8级智利地震破裂过程成像

基于美国流动台网的三分量远震P波资料,利用相对反投影方法,对2010年2月27日Mw 8.8智利地震的破裂过程成像。根据美国地质调查局(USGS)给出的震源参数及源区地质资料,设定一个小倾角断层面。将远震P波反投影至该断层面上,获取震源破裂过程。结果表明,智利地震破裂由3个子事件组成,破裂长度至少为513 km,宽度至少为100 km。破裂从震中开始向北方和南方两个方向双侧扩展,但北侧的破裂明显强于南侧。北侧的破裂长度约为340 km,破裂持续时间约125 s,破裂速度约为2.87 km/s;而南侧破裂长度约为173 km,破裂持续时间约99 s,破裂速度约为1.84 km/s。另外,北侧两个子事件的能量释放高峰分别出现在破裂开始之后16 s和79 s,与初始破裂点的距离分别为75 km和230 km。南侧子事件的能量释放高峰出现时刻为80 s,与初始破裂点的距离为145 km。智利地震在破裂过程中可能受到了破裂区域的障碍体影响。     

2023年2月6日土耳其M7.8级地震地表破裂带初步调查

2023年2月6日,土耳其发生两次M7.8级地震,在Hatay省形成地表破裂带。通过对Hatay省Karatas和Hassa地区地表破裂带的初步野外调查,发现断破裂带走向为N5°E至N20°E,延伸长度大于40 km,性质为左旋逆冲,最大同震位错的逆冲量为50～60cm,走滑量为2 m左右。此次地震始于Narl?断裂,并向东安纳托利亚断裂带南北双向传播,从而使得研究区断裂走滑位错自北向南有减小的趋势,并逐渐尖灭消失。     

全球大地震破裂空间复杂度特征研究

基于有限断层反演得到的滑移数据,用独立滑移单元的数量表征地震破裂复杂度,据此对大地震破裂进行分组,并研究破裂复杂度与主要震源参数之间的关系,探讨破裂复杂度的全球及区域空间分布特征。结果表明,矩震级很大(Mw≥8.5)的事件,地震破裂复杂度更大;破裂复杂度较高的地震分布在浅层地壳(≤30km)内的概率最大,随着震源深度增加,破裂复杂度对震源深度的敏感性逐渐消失;走滑断层机制占比较大的事件,破裂复杂度较高;破裂复杂度与地震能矩比没有明确的关系;破裂复杂度的空间分布特征与区域地质构造环境相关。破裂复杂度的空间分布特征可以分为3类,第一类是板块之间简单碰撞产生的俯冲带,板块交界处的滑动速率和方向较为一致,这种情形下以比较简单的事件类型为主;第二类是多板块交界处,或者板块交界处的滑动速率和方向在整个区域内存在差异;第三类是大陆内部的强烈挤压地带。与第一类空间分布特征相比,第二类和第三类情形下破裂复杂度相对更高。地震破裂复杂度可以在一定程度上反映区域应力场的复杂性。     

汶川地震的地表破裂与逆冲-走滑作用

2008年5月12日在龙门山映秀-北川断裂带发生的8.0级特大地震,属于逆冲-走滑型地震.作者以地表破裂为切入点,在映秀-北川断裂和彭灌断裂的关键部位,对断错山脊、洪积扇、河流阶地、边坡脊、断层陡坎、河道锴断、冲沟侧缘壁位错、小路位错、公路位错、公路拱曲、构造裂缝、断层偏转、擦痕、挤压脊、坡中槽等汶川地震所导致的地表破裂和断裂带开展了详细的野外地貌测量,标定了映秀-北川断裂带和彭灌断裂的垂向断距和水平断距,结果表明汶川地震的地表破裂带沿北东东向延伸,走向介于NE30°～50°之间,倾向北西,倾角介于30°～40°之间.其中北川-映秀断裂带的破裂带从映秀向北东延伸达180～190 km,属于单侧多点破裂型,以逆冲-右行走滑为特点,垂直位错为1.60～6.00 m,水平位错为0.20～6.50 m;彭灌断裂的地表破裂出露于彭州磁蜂场-绵竹汉旺之间,长度为30～40 km,以逆冲-右行走滑为特点,垂直位错为0.39～2.00 m之间,水平位错为0.20～0.70 m.表明该地震地表破裂带存在逆冲运动分量和右行走滑运动分量,逆冲运动分量略大于或等于右行走滑运动分量.根据历史地震和活动构造地貌的年龄测定资料,作者认为该区单条断裂的强震复发间隔在1～3ka.在此基础上,初步编制了龙门山地区的地质动力模型图,并认为下地壳物质在龙门山的近垂向挤出和垂向运动,导致了龙门山断裂带的向东逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震.     

山西原平M_L4.7地震矩张量反演

利用山西区域地震台网数字波形资料,在对地震重新定位的基础上,对2016年4月7日山西原平M_L4.7地震进行了矩张量反演计算与参数的稳定性评价,获得了此次地震的最佳双力偶解;并将反演结果与不同台站垂向分量的P波极性在震源球上的分布位置,以及利用Snoke方法和CAP方法得到的震源机制解进行对比,验证了参数的合理性与可靠性。结果显示:最佳双力偶解的节面Ⅰ参数为走向143°,倾向63°,滑动角-66°;节面Ⅱ走向278°,倾向36°,滑动角-128°;震源机制类型属于正断兼有右旋走滑分量,最佳震源深度11～14 km.主压应力P轴方位角94°,倾角64°;主张应力T轴方位角216°,倾角15°;标量地震矩M_0=2.492 64×10~(15) N·m,矩震级结果为M_W=4.2,与M_S震级基本一致。     

微地震事件震源机制求解技术

微地震技术是通过监测致密储层压裂改造产生的微地震波,用于评价分析压裂效果、指导压裂工艺优化的地球物理技术。根据微地震事件的震源机制解可以描述压裂过程中裂缝破裂情况,能够更好地分析水力压裂裂缝的延伸和展布特征。利用纵波初至来估算震源机制解是一种比较直接的反推震源性质及破裂过程的方法,但该方法对微地震监测数据的品质要求较高,既需要足够多的台站监测纵波信号,又要求纵波初至具有较高的信噪比。针对常规方法的不足,采用纵波和横波的能量比计算微地震震源机制解,即通过纵横波能量比值来判定压裂震源点是剪切性破裂还是拉张性破裂。将纵横波能量比方法与常规矩张量反演方法进行对比,两者计算结果具有较高的相关性,微地震监测实际数据验证了该方法的可行性和有效性。     

汶川地震地表破裂带宽度与断层上盘效应

以汶川地震产生的地表破裂宽度为研究对象, 以地表微变形、裂隙和鼓包、叠瓦状断层及反冲断层等为标志界定破裂的宽度, 查明中央破裂带和前山破裂带宽度的分布。结果表明, 中央断裂带与汉旺?白鹿断裂带的地表破裂宽度不同, 中央断裂带不同段落的地表破裂宽度也不相同。断层还表现出明显的断层上盘效应, 北川?映秀断裂上盘最小避让距离为70 m, 下盘最小避让距离为23.5 m, 断层两侧避让总宽度不应小于108 m; 汉旺?白鹿断裂上盘最小避让距离为35 m, 下盘最小避让距离20 m, 总避让宽度不应小于58 m。地表破裂宽度及断层上盘效应与破裂带陡坎高度、地震烈度分布、强震记录具有较好的一致性。     

利用基于全球三维模型的反投影方法研究2016年Mw7.8级新西兰地震

基于三维地球模型, 分别使用南美洲和亚洲的远场P波数据资料, 对2016年11月13日Mw7.8级新西兰地震的破裂过程进行反投影成像分析。结果显示, 该地震是破裂方向为东北的单边破裂, 破裂长度约为140 km, 延伸至海中, 破裂速度约为1.65 km/s。该地震的高频能量释放有两个阶段, 分别为20~40 s和60~80 s, 其中第二阶段为能量释放的主要阶段, 该阶段的低频能量聚束分布与该地震的矩心位置较为一致。从南美洲数据得到的高频破裂分布与地面峰值加速度的结果较为一致。通过对比分析南美洲和亚洲数据的结果, 指出在反投影分析中, 为了获取更精确的高频破裂细节, 应尽量选取位于三维不均匀性较弱区域的台阵数据, 以增强高频信号的相关性。     

利用全波形反演内蒙古阿拉善左旗Ms5.0级地震震源机制解

选取甘肃、青海、宁夏区域测震台网24个宽频带数字台站的地震波形采用全波形反演CAP震源机制解方法计算2017年6月3日内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗MS5.0级地震,得到本次地震的震源机制解为带有逆冲性质的走滑断层,反演结果显示:最佳双力偶解为节面Ⅰ走向0°,倾角68°,滑动角-180°;节面Ⅱ,走向90°,倾角90°,滑动角22°,地震矩震级为MW5.0,最优深度解为10.3km,根据震源机制结果以及阿拉善左旗区域构造背景,推测此次地震发震构造为邻近河西堡-四道山断裂的一条全新世隐伏断裂。     

山西断陷带的地震分布及地壳地震波速度结构

为了研究山西断陷带的地震活动性及其物理背景, 利用国家地震科学数据共享中心以及山西省地震局提供的地震震相数据, 通过 tomoDD方法对1990—2008年和2012—2016年期间的地震进行重定位, 并反演山西断陷带附近的地震波速度结构。地震集中于山西断陷带内, 基本上位于已知断层附近, 主要分布在太原盆地的东北?西南两侧。震源深度范围为0~30 km, 北部区域震源深度小, 震源深度超过20 km的地震主要分布在忻定盆地以南地区, 太原盆地两侧的地震集中区形成两个延伸深度最大的南北走向的垂直地震密集条带, 推测受太原盆地两侧两个近南北走向的活动的深大断裂控制。太原盆地两侧近南北走向的两个活动深大断裂如果贯通, 有可能发生7级以上强震。同时, 研究结果显示山西断陷带地壳的地震波速结构变化剧烈, 该断陷带下方的地壳普遍表现为低速, 但其中太原盆地下方地壳的波速略高, 其东北侧和西南侧断陷盆地下方的地壳则表现为更低的波速; 与此相反, 其西北侧和东南侧紧邻太原盆地的两个小区域下方的地壳则表现为明显的高速, 大同西部区域下方的地壳也表现为明显的高速。这些波速特征都与地表构造以及地表热流值有很好的对应关系, 太原盆地东北侧和西南侧都可能有热物质上涌, 并且可能侵入西部的鄂尔多斯地块内部; 相反地, 热物质可能没有侵入太原盆地西北侧、太原盆地以及太原盆地东南侧下方的地壳中, 说明太原盆地的拉张裂开可能并不是受热物质上涌控制, 而是受青藏高原的推挤力控制。     

基于信息扩散的强震地表破裂宽度预测

强震引发的工程场地地表破裂对其上的建(构)筑物会造成严重破坏.准确预测地震发生后地表破裂带宽度,确定出合理的断层避让距离对工程建设场地的选择具有重要意义.本文提出一种利用信息扩散原理对强震地表破裂宽度进行预测的方法.首先在诸多影响因素分析的基础上选取震级、上覆土层厚度为主要评价指标,采用模糊信息优化处理中的信息扩散原理及一、二级模糊近似推论,建立了两个评价指标与地表破裂宽度之间的模糊关系;然后针对模型的稳定性和精度进行交叉验证,并与多元线性回归模型、完全二次回归模型和BP神经网络模型进行对比,计算结果显示,信息扩散方法构建的强震地表破裂宽度模型可以较好的处理各指标间的非线性关系;最后,以实例分析验证了该方法的有效性和可行性.     

考虑持时作用的地震能量表达式

由于地震的极度复杂性，目前基于应力法的考虑地震作用的土木工程研究工作相当复杂且误差较大，因此能量法作为一种标量方法应运而生。在评估地震能量强弱时，持时与震级和频率特性一样是一个重要指标，然而目前通用的地震能量表达式没有考虑持时的效应。利用统计方法建立了震级、持时半对数关系表达关系式，与文献提供的数据相比，此方程具有更小的残差和更高的相关系数。地震能量公式经此关系式修正之后，对能量的预测与评估更加准确。本文的结果对于工程抗震、隔震和液化研究具有理论与实际意义。     

2008年1月9日西藏改则扎西错Ms6．9级地震的InSAR实测形变场

2008年1月9日西藏自治区改则县以东扎西错附近发生一次Ms6．9级地震,利用欧洲EnviSat雷达遥感卫星资料,获取了该次地震的同震形变场。观测显示地震造成震中区半径30km范围内近东西向升降变形,最大近0．5m。借助均匀弹性半空间位错模型,估计本次地震基本是一次正断破裂过程,其最大倾滑量在2．0—2．4m之间。地震发生在走向N30°E、朝北西向倾滑58°的隐伏正断层,可能没有产生地表破裂。但单一断层的均匀位错不能完全解释InSAR形变场的复杂变化,推测InSAR观测到地表变形是主、余震两次破裂的结果。     

2023年积石山Ms6.2级地震InSAR同震形变探测与断层滑动分布反演

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生了Ms6.2级地震,地震灾害损失显著高于同震级地震,查明其同震形变场与断层滑动分布特征,有助于揭示此次地震灾害损失严重的原因。利用Sentinel-1卫星升、降轨雷达影像,采用合成孔径雷达干涉技术获取了本次地震的同震形变场,进而基于Okada弹性位错模型,确定了本次地震的震源参数,并基于分布式滑动模型反演了本次地震断层面上的滑动分布。结果表明,积石山地震为逆冲型地震,升、降轨同震形变场沿视线向最大形变量分别为7.1 cm和7.8 cm,断层最大滑动量为0.31 m,主要集中在地下0～8 km。与2019年6月17日四川长宁Ms 6.0级地震对比发现,长宁地震地表最大形变量为8 cm,断层最大滑动量为0.38 m,均大于积石山地震,推测积石山地震灾害损失严重的主要原因为震区居民房屋相对集中、房屋抗震性能差和黄土区场地地震波放大效应等。     

深部裂缝带——一种新的地震构造样式

黄河黑山峡大柳树坝址、雅砻江锦屏普斯罗坝址及其他一些水电工程区，在勘探过程相继发现了一种新的地质构造现象——深部裂缝带，并且多出现在我国强震活跃地区和强震发生断裂带上，沿断裂带历史上强震活动频繁；深部裂缝带向地下延伸超过300m，远远超出地表卸荷带的影响深度，故与强地震作用时岩体构造动力效应密切相关；讨论了根据弹性波作用下岩体的动力学响应，阐述了深部裂缝带发生的地震学原因。     

四川汶川Ms8．0级地震同震干涉形变场定量分析

利用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）和60景日本ALOS／PALSAR1．1级雷达数据,采用两通差分干涉处理模式,对2008年5月12日汶川Ms8．0级地震的同震干涉形变场进行了研究．通过对干涉处理中图象配准、噪声滤波和相位解缠等若干关键算法的优化使用,成功获取了震中周围较大区域的形变干涉纹图和数值化位移场分布图,并通过形变等值线和跨断层剖面线对形变场进行了定量分析,客观揭示了汶川地震地表形变场的全貌及其空间动态变化特征．结果显示,汶川地震造成的地表形变场影响范围很大,但形变主要集中在断层两侧附近区域,在上下盘各约100km以外的远场区形变量较小．按形变幅度和梯度的差异整个形变场可分为三个区域,一个是位于断裂带及其附近的非相干带所指示的强烈变形区,长度约250km,宽度在西南方向约35—15km,在东北方向约15—10km,西南宽东北窄,最大宽度位于汶川和映秀之间,这说明破裂由西南向东北扩展．这一区域是本次地震中形变最强烈,并形成地震地表破裂带的区域,该区域的形变InSAR已无法测出．另一个是位于非相干带南北两侧具有清晰可辨连续并向发震断层收敛的包络状干涉条纹所示的次级变形区,该区域在断层两侧的宽度各约70km,视线向位移为上盘沉降,沉降幅度约在-100cm以上,下盘抬升,抬升幅度约在120-130cm以下．上盘及断层附近干涉条纹相对密集,跨断层形变曲线粗糙锯齿,显示形变过程复杂,变形非均匀性突出．沿发震断层走向出现多处规模不等的局部隆起和沉降．远离发震断层的发散状宽缓条纹分布区域为远场弱变形区,形变量约为-20-30cin．这些形变特征反映了发震断层运动的分段差异性、上下盘之间的相对逆冲性及逆断层型地震上盘破坏的复杂性．初步分析认为汶川?