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Rupture behavior and deformation localization of the Kunlunshan earthquake (M_w7.8) and their tectonic implications

Science China Earth Sciences 2008年第10期51卷 1361-1374页

作者： klinger yann TAPPONNIER Paul Institut de Physique du Globe

Earthquake surface rupture is the result of transformation from crustal elastic strain accumulation to permanent tectonic deformation. The surface rupture zone produced by the 2001 Kunlunshan earth- quake (Mw7.8) on the Kusaihu segment of the Kunlun fault extends over 426 km. It consists of three relatively independent surface rupture sections: the western strike-slip section, the middle transten- sional section and the eastern strike-slip section. Hence this implies that the Kunlunshan earthquake is composed of three earthquake rupturing events, i.e. the Mw=6.8, Mw=6.2 and Mw≤7.8 events, respec- tively. The Mw≤7.8 earthquake, along the eastern section, is the main shock of the Kunlunshan earth- quake, further decomposed into four rupturing subevents. Field measurements indicate that the width of a single surface break on different sections ranges from several meters to 15 m, with a maximum value of less than 30 m. The width of the surface rupture zone that consists of en echelon breaks de- pends on its geometric structures, especially the stepover width of the secondary surface rupture zones in en echelon, displaying a basic feature of deformation localization. Consistency between the Quaternary geologic slip rate, the GPS-monitored strain rate and the localization of the surface rup- tures of the 2001 Kunlunshan earthquake may indicate that the tectonic deformation between the Ba- yan Har block and Qilian-Qaidam block in the northern Tibetan Plateau is characterized by strike-slip faulting along the limited width of the Kunlun fault, while the blocks themselves on both sides of the Kunlun fault are characterized by block motion. The localization of earthquake surface rupture zone is of great significance to determine the width of the fault-surface-rupture hazard zone, along which direct destruction will be caused by co-seismic surface rupturing along a strike-slip fault, that should be considered before the major engineering project, residental buildings and life

关键词： Tibetan Plateau Kunlunshan earthquake earthquake surface rupture zone deformation localization rupture behavior

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Seismotectonics of the 2008 and 2009 Qaidam Earthquakes and its Implication for Regional Tectonics

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2013年第2期87卷 618-628页

作者： CHEN Guihua XU Xiwei ZHU Ailan ZHANG Xiaoqing YUAN Renmao yann klinger Jean-Mathieu NOCQUET Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano Institute of Geology China Earthquake Administration Tectonics Observatory California Institute of Technology Earthquake Administration of Shanghai Municipality Earthquake Administration of Qinghai Province Institut de Physique du Globe CNRS Geoscience Azur

Three magnitude 〉6 earthquakes struck Qaidam, Qinghai province, China, in November 10th 2008, August 28th and 31st 2009 respectively. The Zongwulongshan fault has often been designated as the active seismogenic structure, although it is at odd with the data. Our continuous GPS station （CGPS）, the Xiao Qaidam station, located in the north of the Qaidam basin, is less than 30 km to the southwest of the 2008 earthquake. This CGPS station recorded the near field co-seismic deformation. Here we analyzed the co-seismic dislocation based on the GPS time series and the rupture processes from focal mechanism for the three earthquakes. The afiershocks were relocated to constrain the spatial characteristics of the 2008 and 2009 Qaidam earthquakes. Field geological and geomorphological investigation and interpretation of satellite images show that the Xitieshan fault and Zongwulongshan fault were activated as left lateral thrust during the late Quaternary. Evidence of folding can also be identified. Integrated analyses based on our data and the regional tectonic environment show that the Xitieshan fault is the fault responsible for the 2008 Qaidam earthquake, which is a low dip angle thrust with left lateral strike slip. The Zongwulongshan fault is the seismogenic fault of the 2009 earthquakes, which is a south dipping back thrust of the northern marginal thrust system of the Qaidam basin. Folding takes a significant part of the deformation in the northern marginal thrust system of the Qaidam basin, dominating the contemporary structure style of the northern margin of the Qaidam basin and Qilianshan tectonic system. In this region, this fault and fold system dominates the earthquake activities with frequent small magnitude earthquakes.

关键词： Qaidam earthquakes seismotectonics Xitieshan fault Zongwulongshan fault structure style

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2013年芦山地震序列震源机制与震源区构造变形特征分析

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地球物理学报 2016年第10期59卷 3711-3731页

作者：易桂喜龙锋 Amaury Vallage yann klinger 梁明剑王思维四川省地震局成都610041 四川赛思特科技有限责任公司成都610041 Tectonique et Mècanique de la Lithosphère Institut de Physique du Globe de ParisParisFrance

基于四川区域地震台网记录的波形资料,利用CAP波形反演方法,同时获取了2013年4月20日芦山M7.0级地震序列中88个M≥3.0级地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级,进而利用应变花（strain rosette）和面应变（areal strain）As值,分析了... 详细信息

基于四川区域地震台网记录的波形资料,利用CAP波形反演方法,同时获取了2013年4月20日芦山M7.0级地震序列中88个M≥3.0级地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级,进而利用应变花（strain rosette）和面应变（areal strain）As值,分析了芦山地震序列震源机制和震源区构造运动与变形特征.获得的主要结果有：（1）芦山M7.0级主震破裂面参数为走向219°/倾角43°/滑动角101°,矩震级为MW6.55,震源矩心深度15km.芦山地震余震区沿龙门山断裂带走向长约37km、垂直断裂带走向宽约16km.主震两侧余震呈不对称分布,主震南西侧余震区长约27km、北东侧长约10km.余震分布在7~22km深度区间,优势分布深度为9~14km,序列平均深度约13km,多数余震分布在主震上部.粗略估计的芦山地震震源体体积为37km×16km×16km.（2）面应变As值统计显示,芦山地震序列以逆冲型地震占绝对优势,所占比例超过93%.序列主要受倾向NW、倾角约45°的近NESW向逆冲断层控制;部分余震发生在与上述主发震断层近乎垂直的倾向SE的反冲断层上;龙门山断裂带前山断裂可能参与了部分余震活动.P轴近水平且优势方位单一,呈NW-SE向,与龙门山断裂带南段所处区域构造应力场方向一致,反映芦山地震震源区主要受区域构造应力场控制,芦山地震是近NE-SW向断层在近水平的NW-SE向主压应力挤压作用下发生逆冲运动的结果.序列中6次非逆冲型地震均发生在主震震中附近,且主震震中附近P轴仰角变化明显,表明主震对其震中附近局部区域存在明显的应力扰动.（3）序列整体及不同震级段的应变花均呈NW向挤压白瓣形态,显示芦山地震震源区深部构造呈逆冲运动、NW向纯挤压变形.各震级段的应变花方位与形状一致,具有震级自相似性特征,揭示震源区深部构造运动和变形模式与震级无关.（4）不同深度的应变花形态以NW-NWW向挤压白瓣为优势,显示震源区构造无论是总体还是分段均以NW-NWW向挤压变形为特征.但应变花方位与形状随深度仍具有较明显的变化,可能反映了震源区构造变形在深度方向上存在分段差异.（5）芦山地震震源体尺度较小,且主震未发生在龙门山断裂带南段主干断裂上,南段长期积累的应变能未能得到充分释放,南段仍存在发生强震的危险.

关键词：芦山地震震源机制应变花面应变构造变形

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阿尔金断裂带阿克塞段半果巴探槽揭露的古地震事件

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地震地质 2016年第3期38卷 670-679页

作者：李康徐锡伟罗浩 Paul Tapponnier yann klinger 高明星中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室北京100029 Earth Observatory of Singapore Singapore Tectonics Institut de Physique du Globe de Paris Sorbone Paris Cite CNRS

阿尔金断裂带是青藏高原北边界的1条近EW向延伸长约1600km的大型左旋走滑断裂带,也是晚第四纪活动性最强的断裂带之一,被分为11个破裂段。利用高精度卫星影像结合野外地质地貌调查,通过Trimble VX扫描测量了阿尔金断裂带阿克塞段半果巴... 详细信息

阿尔金断裂带是青藏高原北边界的1条近EW向延伸长约1600km的大型左旋走滑断裂带,也是晚第四纪活动性最强的断裂带之一,被分为11个破裂段。利用高精度卫星影像结合野外地质地貌调查,通过Trimble VX扫描测量了阿尔金断裂带阿克塞段半果巴观察点的断错微地貌,显示冲沟左岸T1阶地保存了最新1次地震的位错约6～7m。选择冲沟右岸跨断塞塘开挖探槽,采集了14C样品进行年代测定,对该探槽的古地震事件进行了分析。探槽揭示了12套地层单元,记录了4次古地震事件,结合之前的研究,利用逐次限定方法可以把阿克塞段的最新2次古地震事件的发生时间分别限定在1 180a BP左右和507～230a BP。

关键词：阿尔金断裂带阿克塞段古地震冲沟位错

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海原断裂干盐池探槽揭示非特征性古地震序列

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地质通报 2016年第5期35卷 711-726页

作者：邵延秀刘静 yann klinger 谢克家袁道阳雷中生中国地震局地质研究所北京100049 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000 Institut de Physique du Globe Sorbonne Paris CitéU.Paris Diderot

海原断裂是青藏高原东北缘一条重要的陆内活动左旋走滑断裂,于1920年发生过里氏8?级特大地震,形成约230km的地表破裂带和高达10.2m的同震左旋位移。该断裂的大地震复发行为特征一直是地震地质学家关注的重点,然而现有的认识需要更多以... 详细信息

海原断裂是青藏高原东北缘一条重要的陆内活动左旋走滑断裂,于1920年发生过里氏8?级特大地震,形成约230km的地表破裂带和高达10.2m的同震左旋位移。该断裂的大地震复发行为特征一直是地震地质学家关注的重点,然而现有的认识需要更多以精细沉积地层约束的古地震数据的验证。基于此,在海原断裂中段干盐池盆地成功开挖了数个大型三维探槽,揭露了清晰的韵律性、面状展布地层和丰富的古地震事件证据。在探槽上部2.5m厚的最新细粒沉积层序记录了AD 1500以来的3次地震事件。基于地层中^(14)C样品的结果和历史地震史料的考证,限定这3次地震事件分别对应于AD 1920年、AD 1760年(或1709年)和AD 1638年的地震,但其震级差别很大。除了最新一次地震,即1920年海原大地震的震级为8?级,其他2次地震事件的震级较小,均小于7级,说明海原断裂上伴生有地表破裂的地震不全是特征型地震事件。结果表明,古地震探槽中揭示的地震强度不一定相同,而且中等震级地震也可以产生地表破裂,其地层证据在合适的条件下,如无沉积间断、沉积速率大等环境能在地层中得到保存。

关键词：海原断裂干盐池古地震历史地震非特征型地震

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Paleoseismological Evidence of Large Pre-historical Earthquakes on the Western Haiyuan Fault Near Tianzhu, Gansu Province

Paleoseismological Evidence of Large Pre-historical Earthqua...

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第四届青藏高原国际学术研讨会

作者： yann klinger CécileLasserre d Paul Tapponnier Laboratoire de Tectonique Institut de Physique du Globe4 place Jussieu 75005 ParisFrance Laboratoire Laboratoire de Tectonique Institut de Physique du Globe4 place Jussieu 75005 ParisFrance

＜正＞The Haiyuan fault is a major active left-lateral fault that bounds the Tibetan Plateau to the northeast. Two great earthquakes have ruptured the fault system in the past century: in 1920 （M=8.7） along the eastern Haiyuan fault and in 1927 （M=8-8.3） on a thrust fault system north of the western Haiyuan fault. Studying this active fault has profound implications on the framework of deformation of the TibetanPlateau, and on the mechanics of continental deformation in general. Previous studies have mainly focused on the slip rate of the fault, which remains debated. Paleoseismological investigations on the fault are sparse and mainly in the reach of the 1920 earthquake rupture, or along the eastern half of the Haiyuan fault. The seismic history of the 260-km-long western Haiyuan fault is largely unknown. Despite clear evidence in the field of Holocene activity, this segment of the fault bears no trace of a large earthquake in the past several centuries. It has therefore been reported as a major seismic gap （the ’Tianzhu gap’） with high potential seismic hazard.

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昆仑山地震(Mw7．8)破裂行为、变形局部化特征及其构造内涵讨论

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中国科学（D辑） 2008年第7期38卷 785-796页

作者：徐锡伟于贵华马文涛林传勇 yann klinger Paul Tapponnier 中国地震局地质研究所北京100029 Institut de Physique du Globe 75005 Paris France

地震地表破裂是地壳弹性应变转化为永久性构造变形的表现形式.2001年昆仑山地震在东昆仑断裂带库赛湖段产生的地表破裂带整体长426km,由西部剪切走滑破裂段、中部张剪切破裂段和东部剪切走滑破裂段等3个相对独立的地表破裂段组成,即昆... 详细信息

地震地表破裂是地壳弹性应变转化为永久性构造变形的表现形式.2001年昆仑山地震在东昆仑断裂带库赛湖段产生的地表破裂带整体长426km,由西部剪切走滑破裂段、中部张剪切破裂段和东部剪切走滑破裂段等3个相对独立的地表破裂段组成,即昆仑山地震由震级为Mw=6.8,Mw=6.2和Mw≤7.8的3次地震破裂事件组成,其中东段Mw≤7.8级地震为昆仑山地震主震,由4次更次级地震事件组成.野外测量表明,不同段落上单条地表破裂宽度一般介于数米至15m,最大不超过30m;组合地表破裂带的宽度主要取决于几何结构,特别是次级地表破裂带斜列区的宽度,具有变形局部化的基本特征.结合东昆仑断裂带第四纪地质速率与GPS监测应变速率一致性,2001年昆仑山地震地表破裂局部化特征说明,青藏高原北部巴颜喀拉与祁连-柴达木两大块体间的构造变形主要表现为东昆仑断裂带宽度有限的剪切走滑错动,东昆仑山断裂带南北两侧块体具有整体运动特征.地震破裂局部化特征对确定重大工程、居民住宅和生命线工程等免遭走滑断层同震地表错动引起直接破坏的避让带宽度具有十分重要现实意义.

关键词：青藏高原昆仑山地震地震地表破裂带变形局部化特征

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青藏高原北部大型走滑断裂带近地表地质变形带特征分析

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地震地质 2007年第2期29卷 201-217页

作者：徐锡伟于贵华陈桂华李陈侠张兰凤 yann klinger Paul Tapponnier 刘静中国地震局地质研究所北京100029 Institutde Physiquedu Globe parisfrance75005 中国科学院青藏高原研究所北京100085

阿尔金断裂带、东昆仑断裂带和海原断裂带是青藏高原北部的大型左旋走滑断裂带,具有相对高的地质和GPS滑动速率,地表破裂型地震频发。在阿尔金断裂带阿克塞老城西和半果巴、东昆仑断裂带西大滩和玛沁、海原断裂带松山等地点的探槽地质... 详细信息

阿尔金断裂带、东昆仑断裂带和海原断裂带是青藏高原北部的大型左旋走滑断裂带,具有相对高的地质和GPS滑动速率,地表破裂型地震频发。在阿尔金断裂带阿克塞老城西和半果巴、东昆仑断裂带西大滩和玛沁、海原断裂带松山等地点的探槽地质剖面揭露了这些走滑断裂带累积地质变形带的基本特征。阿尔金断裂带半果巴探槽和阿克塞老城西探槽、东昆仑断裂带西大滩探槽和玛沁探槽揭露出的地质变形带宽度约12m左右;海原断裂带松山拉分盆地边界单条走滑断层地质变形带宽度不足10m,考虑到地震期间拉分盆地可能会出现较严重的变形,则拉分盆地本身也应作为强变形带处理。由此可见,经历过多个地震地表破裂循环的东昆仑断裂带、海原断裂带和阿尔金断裂带其地质变形带的宽度是有限的,具有变形局部化特征。单条走滑断层的地质变形带宽度一般为10余米,比较保守地估计应<30m,走滑断层斜列阶区的地质变形带宽度取决于阶区本身的宽度。

关键词：地质变形带走滑断层阿尔金断裂带东昆仑断裂带海原断裂带青藏高原

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富蕴断裂:低应变速率条件下断层滑动习性

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地震地质 2012年第4期34卷 606-617页

作者：徐锡伟孙鑫喆谭锡斌李康于贵华 Marie Etchebes yann klinger Paul Tapponnier J.Van Der Woerd 中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室北京100029 Tectonics Institut de Physique du Globe de ParisSorbone Paris CitéCNRS Earth Observatory of Singapore Singapore Institut de Physique du Globe StrasbourgFrance

富蕴断裂是阿尔泰地区低应变速率条件下的典型右旋走滑断层之一。野外考察和3个观测点的3D陆地LiDAR扫描DEM影像断错地貌恢复、重建,结合高分辨率卫星影像解译等进一步证实,1931年富蕴地震同震右旋走滑位移平均值为(6.3±1.2)m,且沿富... 详细信息

富蕴断裂是阿尔泰地区低应变速率条件下的典型右旋走滑断层之一。野外考察和3个观测点的3D陆地LiDAR扫描DEM影像断错地貌恢复、重建,结合高分辨率卫星影像解译等进一步证实,1931年富蕴地震同震右旋走滑位移平均值为(6.3±1.2)m,且沿富蕴断裂向南北两端缓慢、平稳衰减,中部同震位移最大值为(6.7±0.5)m,而不是前人给出的10～14m;包含2～5次地震的同震累积位移值为1931年富蕴地震相同地点同震位移的整数倍,表明富蕴断裂大地震复发服从特征地震模型。2个观测点多级地貌面宇宙成因核素(10Be)系统测年数据,进一步限定富蕴断裂晚更新世以来的右旋走滑速率为(0.76±0.24)mm/a,大地震复发间隔(9700±3300)a。低滑动速率和长周期特征地震复发模型可能为板块间相互作用产生的远程应变效应的基本特征。

关键词：富蕴断裂同震右旋走滑位移特征地震复发模型阿尔泰地区

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脆性地壳厚度控制断层分段模式

脆性地壳厚度控制断层分段模式

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2022年中国地球科学联合学术年会

作者：焦利青 yann klinger Luc Scholtes

地震破裂事件,尤其是大地震,倾向于分裂成几个子事件破裂,这些子事件破裂一般分布于组成地震破裂事件的相邻子断层上,这些相邻子断层称为分段断层。这种分段断层的尺度在地震破裂动力学中起着决定性的作用,特别是对于走滑破裂事件。我... 详细信息

地震破裂事件,尤其是大地震,倾向于分裂成几个子事件破裂,这些子事件破裂一般分布于组成地震破裂事件的相邻子断层上,这些相邻子断层称为分段断层。这种分段断层的尺度在地震破裂动力学中起着决定性的作用,特别是对于走滑破裂事件。我们运用数值模型计算证明,当脆性材料的原始层被剪切时,第一组倾斜的Riedel裂纹以规律的间距形式出现,Riedel裂纹走向、角度,以及之间的间距宽度是由该脆性层厚度控制。尤其是变形后期,这些初始裂缝控制着整个断层系统的空间结构。因此,我们分析了不同的Riedel间距与脆性层材料厚度之间的比率,得出了Riedel裂纹角度与其间距和脆性层材料厚度之间的关系。

关键词：断层分段地壳厚度地震破裂

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