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巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析

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地球物理学报 2017年第10期60卷 4046-4055页

作者：庞亚瑾程惠红张怀石耀霖中国地震局第一监测中心天津300180 中国科学院大学计算地球动力学实验室北京100049

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本... 详细信息

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本文以实际GPS速度观测资料为约束,构建三维有限元地球动力学模型,分别计算分析了两个时段内震源区及周边现今地壳形变、弹性应变能和应力积累特征,进一步探讨汶川地震的发生对九寨沟地区变形及应力的影响.数值模拟结果显示,汶川地震之后(2011-2016年)巴颜喀拉块体东部的地壳形变、弹性应变能积累及应力积累速率均明显大于震前,增加量值达1.5-3倍;九寨沟地震发震断裂上库仑应力增长率在1999-2007年约为0.7 kPa·a^(-1),2011-2016年间增至1.2 kPa·a^(-1).上述结果表明,现今巴颜喀拉块体东部地壳应力积累过程有利于左旋走滑型九寨沟地震的发生,汶川地震的发生调整了区域应力状态,加速了九寨沟地震的孕育过程.

关键词：九寨沟地震巴颜喀拉块体 GPS速度场有限元模拟弹性应变能库仑应力

巴颜喀拉块体东部活动块体的划分、形变特征及构造意义

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地球物理学报 2013年第12期56卷 4125-4141页

作者：陈长云任金卫孟国杰杨攀新熊仁伟胡朝忠苏小宁苏建峰中国地震局地质研究所北京100029 中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地震预测研究所北京100036

基于活动块体的基本概念，综合对研究区内活动断裂带空间展布、地震活动性等资料的分析将巴颜喀拉块体东部及邻区划分为巴颜喀拉块体（Ⅰ）、华南块体（Ⅱ）、川滇块体（Ⅲ）和西秦岭块体（Ⅳ）等4个一级块体．利用GPS形变场、地球物理... 详细信息

基于活动块体的基本概念，综合对研究区内活动断裂带空间展布、地震活动性等资料的分析将巴颜喀拉块体东部及邻区划分为巴颜喀拉块体（Ⅰ）、华南块体（Ⅱ）、川滇块体（Ⅲ）和西秦岭块体（Ⅳ）等4个一级块体．利用GPS形变场、地球物理场等资料结合F检验法，将巴颜喀拉块体划分为阿坝（Ⅰ1）、马尔康（Ⅰ2）和龙门山（Ⅰ3）3个次级块体，将西秦岭块体划分为岷县（Ⅳ1）和礼县（Ⅳ2）2个次级块体．利用分布在各个块体内部的GPS测站，计算各活动块体及块体边界断裂带的运动变形特征．结果表明：各活动块体的整体运动包括平移和旋转运动；东昆仑断裂带、甘孜一玉树断裂带和鲜水河断裂带的滑动速率明显高于龙门山断裂带的滑动速率；巴颜喀拉块体东部走向北西或北西西的边界断裂表现出左旋拉张的特性；走向北东的边界断裂带，除成县太白断裂带外，均表现出右旋走滑兼挤压的活动特征．巴颜喀拉块体的东向运动存在自西向东的速度衰减，衰减主要被龙日坝断裂带和岷江断裂带分解吸收，其中龙日坝断裂带的水平右旋分解非常明显，约为～4．8±l_6mm／a，岷江断裂带的水平分解较弱．龙门山断裂带被马尔康、龙门山和岷县等次级块体分成南、中、北三段，龙门山断裂带中段上的主压应变率要明显小于龙门山断裂带南段上的应变率，其北西侧变形幅度从远离断裂带较大到靠近断裂带逐渐减小，表明其在震前已经积累了较高的应变能，有利于发生破裂滑动．汶川地震后，地表破裂带和余震分布揭示的断裂带运动性质自南西向北东由以逆冲运动为主，逐渐转为逆冲兼走滑的特征可能与龙门山断裂带中段所受主压应力方向自南西向北东的变化有关．马尔康、龙门山和岷县3个次级块体与华南块体之间较低的相对运动速度以及龙门山断裂带低应变率、强闭锁的特征都决定了汶川地震前龙门山断裂带低滑动速率的运动特征．

关键词：巴颜喀拉块体块体划分块体运动 GPS速度场汶川地震

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巴颜喀拉块体地壳结构多样性探测

地球物理学报 2017年第6期60卷 2226-2238页

作者：嘉世旭林吉焱郭文斌赵楠邱勇中国地震局地球物理勘探中心郑州450002 黄河勘测规划设计有限公司郑州450003

青藏高原内部地壳岩性的改造、岩性随深度变化及形变构造是探索研究地壳增厚、物质运动问题的关键.巴颜喀拉块体位于青藏高原中北部,地域广袤,通过对块体内中、东部不同区域的深地震广角反射/折射震相的综合分析,利用反射率理论地震图... 详细信息

青藏高原内部地壳岩性的改造、岩性随深度变化及形变构造是探索研究地壳增厚、物质运动问题的关键.巴颜喀拉块体位于青藏高原中北部,地域广袤,通过对块体内中、东部不同区域的深地震广角反射/折射震相的综合分析,利用反射率理论地震图方法对不同性质震相走时及振幅特征进行细致的模拟计算,进一步研究巴颜喀拉块体内部不同区域地壳精细结构.结果显示:巴颜喀拉块体地壳厚度50~60 km、整体向西逐渐增厚,结晶地壳平均速度6.07~6.18 km·s^(-1)、岩层速度大幅降低,壳内多强反射界面结构、但不同区域差异明显;东部若尔盖盆地地壳介质速度整体低速、壳幔边界较为清晰;中部玉树一玛多段下部地壳发现约6.8 km·s^(-1)的"高速度"介质结构,壳幔边界不清、被改造为2~4 km厚的高速度梯度层,显示了巴颜喀拉块体内部地壳增厚、介质岩性结构被改造的差异性.地壳内部多组强反射、低视速度走时震相揭示了介质岩性的低速破碎、弱化蠕变以及可能的壳内解耦构造.局部地区下地壳的高视速度震相特征显示了青藏高原地壳改造增厚大背景下可能存在稳定的"原始地壳"结构残留或是与上地幔物质的浸入交流.巴颜喀拉块体内不同区域地壳增厚、岩性结构、结晶基底及壳幔边界性质被改造的多样性为深入认识青藏高原地壳形变及动力学过程带来新的启迪.

关键词：巴颜喀拉块体深地震测深地壳精细结构壳内介质低速弱化地壳结构多样性

巴颜喀拉块体周缘强震间应力作用与丛集活动特征初步分析

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地震地质 2018年第1期40卷 133-154页

作者：程佳徐锡伟中国地震台网中心北京100045 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

巴颜喀拉块体是近年来青藏高原内部板内强震高发地带,对于该块体强震发生时空模式的研究可为大范围板内地震的深入研究提供基础;而断层间的相互作用在强震发生模式中的意义也需要深入研究。文中使用了黏弹性库仑应力模型,计算了1893年... 详细信息

巴颜喀拉块体是近年来青藏高原内部板内强震高发地带,对于该块体强震发生时空模式的研究可为大范围板内地震的深入研究提供基础;而断层间的相互作用在强震发生模式中的意义也需要深入研究。文中使用了黏弹性库仑应力模型,计算了1893年以来巴颜喀拉块体边缘和内部7级左右及以上历史地震破裂之间的黏弹性库仑应力相互影响,并使用强震所在断层的滑动速率将这一应力影响值转换为影响时间,并在历史地震发生时间中减去该影响值,比较历史地震影响值对于丛集现象的影响情况,从而分析历史地震间的相互作用对于巴颜喀拉块体内部历史地震丛集特征的影响。从结果看,巴颜喀拉块体的强震自1893年以来存在着前期相隔16a左右的准周期活动,然后经过相对较长时间平静后大约在1997年后发生丛集现象,目前巴颜喀拉块体仍然位于这一强震丛集活动中,仍存在着发生强震的危险;计算出的未来30a强震发生条件概率显示,危险程度较高的断层包括玛沁断裂、玛曲断裂、阿万仓断裂、塔藏断裂罗叉段、鲜水河断裂带磨西段、当江断裂,其他破裂段也存在发生MS7.0左右强震的危险。

关键词：巴颜喀拉块体强震丛集库仑应力作用地震危险性板内地震

巴颜喀拉块体北和东边界大地震序列的关联性与2008年汶川地震

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地球物理学报 2011年第3期54卷 706-716页

作者：闻学泽杜方张培震龙锋中国地震局地震预测研究所北京100036 四川省地震局成都610041 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

2008年汶川地震发生在巴颜喀拉块体的东边界.为了探讨区域动力学背景与该地震发生的关系,本文基于活动构造、震源机制解、GPS站速度、地震破裂展布以及历史大地震活动等资料分析巴颜喀拉块体北、东两个边界断裂系统的运动、变形以及大... 详细信息

2008年汶川地震发生在巴颜喀拉块体的东边界.为了探讨区域动力学背景与该地震发生的关系,本文基于活动构造、震源机制解、GPS站速度、地震破裂展布以及历史大地震活动等资料分析巴颜喀拉块体北、东两个边界断裂系统的运动、变形以及大地震序列发生的关联性.结果表明:由于受到华南地块的阻挡,巴颜喀拉块体朝东-南东方向的"逃逸"运动表现为该块体北边界的左旋走滑断层作用在该块体的东边界转换成为逆冲或缩短兼走滑断层作用,亦即该块体的运动对其东边界断裂系统具有显著的"加载"作用.这种加载作用也反映在该块体北和东两个边界大地震序列发生的关联性上.19世纪中晚期至2001年期间,一个由8次事件组成的大地震序列使巴颜喀拉块体北边界总长度的2/3破裂,该序列同时具有加速应变释放以及事件的间隔逐渐缩短的特征,反映最晚自1902年以来该块体发生了加速运动.作为对这一加速运动的响应,巴颜喀拉块体东边界大约自1933年以来发生一个由3次事件组成的大地震序列,也显示出加速释放以及事件的间隔逐渐缩短的特征;2008年汶川地震正是该响应序列中的最新事件.东边界的响应型大地震序列的发生至少滞后于北边界的数十年,可能与该块体的非刚性运动有关.另外,这两个大地震序列的事件序次-时间关系有助于分析该块体北与东边界的中-长期地震危险性.

关键词：巴颜喀拉块体边界断裂系统大地震序列构造动力学汶川地震

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巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形

地震 2012年第4期32卷 73-82页

作者：陈长云任金卫孟国杰张军龙杨攀新杨永林苏小宁苏建峰中国地震局地质研究所北京100029 中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地震预测研究所北京100036 四川省地震局测绘工程院四川雅安625000

本文利用GPS数据研究了巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形特征。在球坐标系中解算了各应变分量,分析了应变率场的空间分布特征,并与地球物理学和地震地质学研究结果进行了综合对比分析。最新的GPS速度场结果表明,巴颜喀拉块体北... 详细信息

本文利用GPS数据研究了巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形特征。在球坐标系中解算了各应变分量,分析了应变率场的空间分布特征,并与地球物理学和地震地质学研究结果进行了综合对比分析。最新的GPS速度场结果表明,巴颜喀拉块体北东地区与高原整体运动性质一样具有顺时针向南东方向旋转的特征,自西向东和北东方向测站水平运动速度呈现明显的衰减特征。应变场结果显示,研究区以北东向的主压应变为主,伴随着近北西向的张性应变。应变较强的区域主要分布在活动块体的边界断裂——东昆仑断裂带的东段塔藏段和龙门山断裂带上。东昆仑断裂带东段塔藏段的主压应变明显,结合地震地质和活动构造资料,认为东昆仑断裂带东段塔藏段的运动性质自西向东发生了改变,水平滑动速率逐渐减小,垂向运动逐渐增强。研究区GPS速度场和应变场的这一变形特征表明,青藏高原内部的块体运动特征较为明显,变形主要集中在作为活动块体边界的活动断裂带上,边界断裂带的运动特征在调节活动块体间的相互运动中起着重要作用。

关键词： GPS观测水平运动应变率场速度场巴颜喀拉块体

巴颜喀拉块体周缘几次强震对甘肃地区地震形势的影响

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地震 2013年第3期33卷 77-89页

作者：杨兴悦陈连旺杨立明李玉江甘肃省地震局天水中心地震台甘肃天水741020 中国地震局地壳应力研究所(地壳动力学重点实验室) 北京100085 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

以青藏高原为目标,采用黏弹性体本构关系建立3D有限元模型,模拟了在印度板块持续向北推进、挤压下,巴颜喀拉块体周缘强震对邻近地区的影响。通过降低强震发生位置处单元弹性模量的方法模拟了2001年昆仑山口西MS8.1、2008年汶川MS8.0、2... 详细信息

以青藏高原为目标,采用黏弹性体本构关系建立3D有限元模型,模拟了在印度板块持续向北推进、挤压下,巴颜喀拉块体周缘强震对邻近地区的影响。通过降低强震发生位置处单元弹性模量的方法模拟了2001年昆仑山口西MS8.1、2008年汶川MS8.0、2010年玉树MS7.1地震,计算了发生这3次MS7.0以上强震后50年内每5年的黏弹性调整过程,讨论了3次强震对祁连地震带及甘东南地区地震形势的影响,尝试开展依据区域应力调整特征判定未来强震危险区的探索试验。

关键词：巴颜喀拉块体黏弹性有限元模型强震甘肃地区

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巴颜喀拉块体强震间的时空关联特征研究

地震 2016年第1期36卷 24-31页

作者：刘文兵张磊中国地震局地球物理研究所北京100081 天津市地震局天津300201 中国矿业大学(北京) 北京100083

本文利用A-F-B地震成组孕育模式,对巴颜喀拉块体及周缘1996年以来的MS≥7.0地震前后中国大陆西部大范围内中小地震应变释放的相对变化进行了分析,发现在大多数MS≥6.0地震发生在地震应变释放显著增强变化的区域,强震间存在显著的时空关... 详细信息

本文利用A-F-B地震成组孕育模式,对巴颜喀拉块体及周缘1996年以来的MS≥7.0地震前后中国大陆西部大范围内中小地震应变释放的相对变化进行了分析,发现在大多数MS≥6.0地震发生在地震应变释放显著增强变化的区域,强震间存在显著的时空关联特征。通过预报效能评估发现,在中短期时间尺度（3年内）上,这种强震的诱发作用对MS6.0~6.9地震的预测效果优于对MS≥7.0地震的预测,并对此评估结果进行了初步解释。

关键词： A-F-B地震成组孕育模式前震 At值巴颜喀拉块体

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巴颜喀拉块体强震动力学过程数值模拟

地震学报 2013年第3期35卷 304-314,450页

作者：杨兴悦陈连旺杨立明李玉江谭佩中国地震局兰州地震研究所中国兰州730000 甘肃省地震局天水中心地震台中国甘肃天水741020 中国地震局地壳应力研究所(地壳动力学重点实验室) 中国北京100085

以青藏高原为目标采用弹性体本构关系,模拟印度板块持续向北推进、挤压对巴颜喀拉块体及邻区的影响.通过降低强震发生位置处单元弹性模量的方法,模拟1900年以来发生在巴颜喀拉块体及周缘MS≥7.0强震,计算序列中前面地震对后续强震的影响... 详细信息

以青藏高原为目标采用弹性体本构关系,模拟印度板块持续向北推进、挤压对巴颜喀拉块体及邻区的影响.通过降低强震发生位置处单元弹性模量的方法,模拟1900年以来发生在巴颜喀拉块体及周缘MS≥7.0强震,计算序列中前面地震对后续强震的影响.模拟结果表明:①巴颜喀拉块体背景场应力水平大致与块体西部等效应力同等大小,自西向东逐渐递减,巴颜喀拉块体西部和中部等效应力从南向北逐渐递减,东部地区等效应力比较低;②模拟的14次地震序列中,有8次发生在前面强震所引起的等效应力增大的区域内,2次发生在等效应力增大和减小的过渡区域内,3次发生在等效应力减小的区域内;③从强震序列所引起的应力相互作用看,历史地震对1970年以来发生的地震影响结果为:历史地震加速了1973年亦基台错、1997年玛尼和2001年昆仑山口西地震的发生,昆仑山口西地震对汶川地震的影响较小,汶川地震对玉树地震的发生不具有加速触发作用.

关键词：青藏高原巴颜喀拉块体壳单元有限元模型数值模拟