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龙门山断裂带的分段性特征--来自密集震源机制解的约束

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地球物理学报 2021年第4期64卷 1181-1205页

作者：杨宜海张雪梅花茜苏利娜丰成君邱玉荣梁春涛苏金蓉古云鹤金昭娣张媛媛关昕陕西省地震局西安710068 陕西西安地球深部构造野外科学观测研究站西安710068 中国地震台网中心北京100045 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 地球勘探与信息技术教育部重点实验室(成都理工大学) 成都610059 四川省地震局成都610041

龙门山断裂带沿倾向和走向具有明显的分带性和分段性特征,通常以4条主干断裂为界将龙门山断裂带自西向东分为5条构造带,但是对沿走向的分段性特征仍未达成共识.本文利用四川区域地震台网记录的汶川地震后近10年的波形数据,采用全波形反... 详细信息

龙门山断裂带沿倾向和走向具有明显的分带性和分段性特征,通常以4条主干断裂为界将龙门山断裂带自西向东分为5条构造带,但是对沿走向的分段性特征仍未达成共识.本文利用四川区域地震台网记录的汶川地震后近10年的波形数据,采用全波形反演获取了龙门山断裂带1495个M≥3的震源机制解.通过“滑动窗”扫描方法提取不同地震类型的数量沿龙门山断裂带走向的变化曲线,据此将龙门山断裂带的震源区划分为S1—S9段.根据反演的震源机制解,进一步采用阻尼线性反演技术求取龙门山断裂带高分辨率的构造应力场信息,从地震类型、断面结构和构造应力场等角度探讨龙门山断裂带的分段性特征.结果表明:(1)地震类型存在明显的分段性特征.其中S1的逆冲型地震比例最高,S8的走滑型地震比例最高,S9的正断型地震比例最高.汶川地震后龙门山断裂带可能存在差异性断层调整运动,且余震晚期沿断裂带走向普遍存在应力的补充和协调,芦山地震的发生可能还对S2造成了应力扰动.汶川主震附近及余震区远端经历了更长的震后调整过程,且余震区远端S9具有更复杂、强度更高的震后调整过程.(2)断面结构存在明显的分段性特征.断面结构揭示汶川主震附近和余震区远端的隐伏断裂,以及虎牙断裂南端参与了汶川余震活动.断面倾角与走滑分量具有较好的一致性,在具有明显逆冲分量的分段断面倾角主要分布在50°~70°,而在具有明显走滑分量的分段断面倾角基本在60°以上,且断面倾角增大与汶川余震带宽度收缩变窄相吻合.(3)龙门山断裂带的应力环境非常复杂.σ1方向的分段性差异导致了汶川—芦山地震空区的地壳撕裂和地幔物质上涌、汶川主震附近和余震区远端的隐伏断裂活动以及虎牙断裂南端大量的逆冲型地震.结合构造应力场与大地测量资料认为,龙门山的隆升主要是受构造应力场作用下的上地壳缩短增厚所致.

关键词：龙门山断裂带构造分段性震源机制构造应力场汶川地震

龙门山断裂带发震时刻间隔的SARIMA模型分析预测

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地震工程学报 2023年第4期45卷 991-1000页

作者：叶秋吟薛源曾文骏杨静饶敏成都理工大学数理学院四川成都610059 数学地质四川省重点实验室四川成都610059

基于龙门山断裂带2012年1月—2021年9月M_(S)2.5及以上地震目录数据,按震级分组建立发震时刻间隔序列,然后对各序列进行平稳白噪声检验,自相关、偏相关性分析,使用SARIMA模型对其进行短、中、长周期拟合及预测。通过分析模型拟合效果,... 详细信息

基于龙门山断裂带2012年1月—2021年9月M_(S)2.5及以上地震目录数据,按震级分组建立发震时刻间隔序列,然后对各序列进行平稳白噪声检验,自相关、偏相关性分析,使用SARIMA模型对其进行短、中、长周期拟合及预测。通过分析模型拟合效果,得到不同震级序列的最优模型参数及相应周期数值。其中,序列M_(S)≥2.5及序列M_(S)≥3.0各模型调整R2均在0.86以上,最高达0.911;两序列对应模型的短时预测表现良好,预测RM_(S)E分别为10.686及8.800。模型预测结果表明,龙门山断裂带后续发震时刻间隔总体趋势平稳,序列M_(S)≥3.0预测结果趋势有微弱增长,一段时间内龙门山断裂带M_(S)≥3.0地震发震次数将略微下降,地震活动性降低。该分析结果可为地震活动研究工作提供科学依据,其分析方法及过程为地震发震时间的分析预测提供了有效可行的途径。

关键词：龙门山断裂带发震时刻间隔 SARIMA模型时间序列分析

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龙门山断裂带北段深部结构与反射地震特征

地球物理学报 2018年第5期61卷 2038-2053页

作者：于常青冯杨洋瞿辰范国玮李恒强中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地震局台网中心北京100036 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650032 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

2008年5月12日汶川MW7.9特大地震发生在龙门山断裂带,龙门山断裂带深部结构的复杂性制约了地震的破裂过程.通过对研究区区域地质、汶川地震前后采集的地震反射剖面等研究,在对龙门山北段汶川地震断裂带的深部结构和反射地震特征进行了... 详细信息

2008年5月12日汶川MW7.9特大地震发生在龙门山断裂带,龙门山断裂带深部结构的复杂性制约了地震的破裂过程.通过对研究区区域地质、汶川地震前后采集的地震反射剖面等研究,在对龙门山北段汶川地震断裂带的深部结构和反射地震特征进行了分析的基础上,探讨了它对地表破裂过程的制约.研究结果表明,在地震剖面上,断裂带表现为能量破碎、联系性差;频率剖面上显示整体剖面频率在5~45Hz,断裂带呈现频率低(15~26Hz)等特征.龙门山北段映秀—北川断裂在10km以上是一条倾向北西的高角度走滑兼逆冲性质的断裂,倾角50°~70°.它分割了西侧的轿子顶杂岩和东侧的唐王寨推覆体,错断了早期形成的逆冲岩片,从南到北总位移量由大变小.它高角度的几何形态约束了断裂以走滑为主兼逆冲分量的运动性质,降低了地表滑移量,影响了地震破裂过程以及余震沿断裂带两侧分布的特性.

关键词：龙门山断裂带汶川地震深部结构地震反射剖面地震反射特征

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龙门山断裂带形成过程及其地应力状态模拟

地球物理学报 2018年第5期61卷 1817-1823页

作者：师皓宇马念杰马骥中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 华北科技学院安全工程学院北京101601

以龙门山附近区域运动特征以及深部岩体力学特性为基本条件,采用FLAC模拟软件计算模拟分析了龙门山断裂形成过程和塑性区分布的几何特征.研究结果认为:汶川—茂县断裂F1、映秀—北川断裂F2和灌县—安县断裂F3是从中部开始发育,塑性区上... 详细信息

以龙门山附近区域运动特征以及深部岩体力学特性为基本条件,采用FLAC模拟软件计算模拟分析了龙门山断裂形成过程和塑性区分布的几何特征.研究结果认为:汶川—茂县断裂F1、映秀—北川断裂F2和灌县—安县断裂F3是从中部开始发育,塑性区上侧逐渐发展至地表;F1断层首先出现,以后才依次形成F2和F3断层.这些塑性区的发育方向与水平面的夹角大致呈40°左右,并出现了各自的共轭断层,与实际的龙门山断裂大致吻合,说明区域构造运动是龙门山断层产生的主因.论文还揭示了区域构造运动过程中区块内主应力的变化规律,主要分为2个阶段,一是在区块挤压初期,主应力随着区块位移量的增大而增大;二是主应力相对稳定阶段,区块岩体内的主应力保持相对稳定的状态,达到临界破坏岩体的最大最小主应力比值一般介于3.31~4.39.

关键词：板块运动龙门山断裂带形成过程数值模拟地应力状态

龙门山断裂带晚第四纪的大地震活动--来自古地震研究的资料

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地球物理学报 2018年第5期61卷 1938-1948页

作者：冉勇康王虎陈立春陈文山梁明剑徐锡伟中国地震局地质研究所、活动构造与活动火山重点实验室北京100029 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756 台湾大学地球科学系中国台北106 四川省地震局成都610041 中国地震局地壳应力研究所北京100085

2018年5·12汶川地震后,龙门山断裂带的大地震活动特征一直是倍受关注的科学问题.而探槽古地震研究是最直接揭示活断层带晚第四纪大地震活动规律的重要途径.本文通过系统总结龙门山断裂带近十年来探槽古地震研究成果,全面分析了龙门山... 详细信息

2018年5·12汶川地震后,龙门山断裂带的大地震活动特征一直是倍受关注的科学问题.而探槽古地震研究是最直接揭示活断层带晚第四纪大地震活动规律的重要途径.本文通过系统总结龙门山断裂带近十年来探槽古地震研究成果,全面分析了龙门山断裂带不同段落的晚第四纪大地震活动与复发特征.结果显示:龙门山断裂带的大地震活动具有明显的分段性,北川—映秀断裂和江油—灌县断裂中段(包括小鱼洞断裂)是全新世以来,最为活跃的段落,约距今6000年以来,发生过3次位移量近似相等的事件,分别发生在5920—5730cal BP和3300—2300cal BP,大地震活动具有3000年左右的准周期复发特征;北川—映秀断裂的北段具有独立破裂的能力,该段汶川地震前一次事件发生在大约665—1030AD,可能是历史上记载的942AD地震事件,另一次事件发生在8240—7785BC;江油—灌县断裂的南段(大川—双石断裂)发震能力明显弱于断裂带中段和北段.现有古地震数据表明,沿北川—映秀断裂,除汶川地震以外,并未显示出不同段落间在全新世期间存在级联破裂的证据,这可能意味着2008年汶川M8地震是龙门山断裂带上罕见的巨大地震事件.另外,青川断裂上探槽揭露的古地震变形事件不像是断裂直接位错的结果,更可能是被动响应北川—映秀断裂右旋位错的现象.

关键词：龙门山断裂带探槽古地震晚第四纪大地震活动

龙门山断裂带金河磷矿剖面断层泥的低速至高速摩擦性质研究

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地球物理学报 2018年第5期61卷 1741-1757页

作者：李晓慧姚路马胜利杨晓松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

本文对龙门山断裂带金河磷矿浅钻岩芯中的三种断层泥开展了低速到高速摩擦滑动的实验研究,并对实验变形样品开展了BET比表面积研究.摩擦实验在干燥和孔隙水压条件下开展,速率范围涵盖20μm·s^(-1)~1.4m·s^(-1).实验结果显示,三种断层... 详细信息

本文对龙门山断裂带金河磷矿浅钻岩芯中的三种断层泥开展了低速到高速摩擦滑动的实验研究,并对实验变形样品开展了BET比表面积研究.摩擦实验在干燥和孔隙水压条件下开展,速率范围涵盖20μm·s^(-1)~1.4m·s^(-1).实验结果显示,三种断层泥在干燥条件下的摩擦性质差别不大,但在孔隙水压条件下,三者的中低速摩擦强度与层状硅酸盐矿物的种类而非总含量紧密相关,蒙脱石和伊利石相比绿泥石更能有效地弱化断层.三种断层泥在孔隙水压条件下存在中低速率域的速度强化,暗示着对断层的加速滑动存在一定的阻碍作用.孔隙水压下,黄绿色和灰绿色断层泥的初始动态弱化非常迅速并伴随断层泥层的瞬时扩容,凹凸体急剧加热导致的局部热压作用可能是造成这种力学行为的物理机制.在经历高速滑动之后,三种断层泥在干、湿条件下的BET比表面积都显著降低,暗示着可能发生了颗粒烧结.中低速域内,孔隙水的存在使得断层泥呈现分散式的剪切变形,BET比表面积的增加因此比干燥条件下更加明显.对表面能的估算表明,颗粒磨碎所消耗的能量至多不超过摩擦力做功的8%,暗示着断层作用中颗粒磨碎所占的能量比例较低.

关键词：低速至高速摩擦性质 BET比表面积地震断层运动中的能量分配动态弱化龙门山断裂带汶川地震

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龙门山断裂带域上地壳各向异性及其变化

地球物理学报 2019年第8期62卷 2959-2981页

作者：陈安国高原石玉涛中国地震局地震预测研究所(地震预测重点实验室)

龙门山断裂带上发生了2008年汶川8.0级和2013年芦山7.0级地震,为了研究芦山地震前后该区域地壳各向异性的空间分布和变化,以及较大地震对快剪切波偏振方向造成的影响,本文运用剪切波分裂系统分析方法,结合固定地震台网(2010-01—2017-10... 详细信息

龙门山断裂带上发生了2008年汶川8.0级和2013年芦山7.0级地震,为了研究芦山地震前后该区域地壳各向异性的空间分布和变化,以及较大地震对快剪切波偏振方向造成的影响,本文运用剪切波分裂系统分析方法,结合固定地震台网(2010-01—2017-10)和川西流动地震台阵(2006-10—2009-07)的小震波形数据,得到了龙门山断裂带及邻近地区上地壳各向异性参数.结果表明,慢剪切波时间延迟主要分布在0.65~7.39ms·km^-1之间,横向上具有不均匀性,地壳20km以上的介质对各向异性的贡献较大.快剪切波优势偏振方向主要为NW或NWW和NE向,具有明显的分区特性.位于龙门山断裂带附近台站的快剪切波偏振方向自北向南由NWW转变为NW、NE向,在南段又变为NWW、NE向,指示了龙门山断裂带的分段特性是其构造属性.根据得到的有效事件数据,本文使用的49个台站中有19个台站的各向异性参数与反方位角、深度、震级和路径长度等显示出一定的相关性.研究区内的芦山地震及其他较大地震可能影响了局部快剪切波偏振方向.研究表明,更多的有效事件数据将有益于定量分析局部构造应力场和断裂属性的变化情况,从而有益于断裂带地震学特性及地震预测研究.

关键词：龙门山断裂带剪切波分裂快剪切波偏振慢剪切波时间延迟区域主压应力方向与变化芦山地震

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龙门山断裂带的贝尼奥夫应变分析

地震工程学报 2022年第4期44卷 896-900,912页

作者：李英高永国王维欢许康生甘肃省地震局甘肃兰州730000

基于2011—2020年在龙门山地区发生的地震,分3个区段估算累积贝尼奥夫应变。结果表明,龙门山北段对九寨沟M_(S)7.0地震存在阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为2000×10^(8);龙门山中段对芦山M_(S)7.0地震存在明显阶跃,震后一年... 详细信息

基于2011—2020年在龙门山地区发生的地震,分3个区段估算累积贝尼奥夫应变。结果表明,龙门山北段对九寨沟M_(S)7.0地震存在阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为2000×10^(8);龙门山中段对芦山M_(S)7.0地震存在明显阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为5300×10^(8)。由此可以认为,龙门山中段与芦山地震有较高关联度,而其北段与九寨沟地震的关联度次之。这个抬升量是该区域构造运动与对应地震关联度的一个描述,这对于研究地震的动力源、孕震构造及发震机理有参考意义。另外,对累积贝尼奥夫应变时变斜率的研究结果还表明,累积贝尼奥夫应变的时变斜率在邻近地震前均存在降低的现象,这可能是震前应力松弛过程的表现,但这仅是一个初步研究,对其机理以及可否成为大地震孕育指标等问题还需要对更多震例作进一步研究。

关键词：地震目录龙门山断裂带贝尼奥夫应变九寨沟M_(S)7.0地震芦山M_(S)7.0地震

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龙门山断裂带卫星重力场特征及其发震机制

地震地质 2019年第5期41卷 1136-1154页

作者：汤井田杨磊任政勇胡双贵徐志敏中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中南大学自然资源部覆盖区深部资源勘查工程技术创新中心长沙410083 承德石油高等专科学校河北省仪器仪表工程技术研究中心承德067000

为了整体了解青藏高原东南缘龙门山断裂带的卫星重力场特征及其发震机制,文中基于重力卫星数据展现出研究区域的地形信息,并通过解算反映莫霍面起伏的区域重力异常,反演出研究区域的莫霍面深度,同时运用GPS速度场数据探测了研究区域地... 详细信息

为了整体了解青藏高原东南缘龙门山断裂带的卫星重力场特征及其发震机制,文中基于重力卫星数据展现出研究区域的地形信息,并通过解算反映莫霍面起伏的区域重力异常,反演出研究区域的莫霍面深度,同时运用GPS速度场数据探测了研究区域地壳的形变速率及方向;最后,结合龙门山断裂带的构造背景及前人已有的深部探测结果,分析其发震前后重力时变场的动态特征并探讨了发震机理。研究结果表明:青藏高原东缘深部物质逐年向E流展,在龙门山断裂带处强势受阻,持续的挤压、碰撞过程形成了深部莫霍面的"陡降带",长期的应力作用利于逆冲推覆和走滑构造的形成;龙门山地震带震前处于明显的重力变化梯度带,深部物质运移的流速差异大,流体压力增强,有助于地壳流体入侵和软流圈物质底侵上涌;物质和能量的持续积累最终将导致深部应力严重失衡、深部薄弱构造剪切破裂,从而发生逆冲、推覆构造运动的大地震。

关键词：龙门山断裂带卫星重力场莫霍面 GPS速度场重力时变场地震