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基于短周期密集台阵接收函数成像揭示阿尔金山隆升机制

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地球与行星物理论评（中英文） 2025年第1期56卷 102-105页

作者：李永华中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

新生代印度—欧亚板块持续碰撞导致了青藏高原的隆升及陆内大型边界断裂的形成(Yin and Harrison,2000).阿尔金断裂系是地球上规模最大的走滑断裂系统之一(Molnar and Dayem,2010),长1600 km,由NEE走向的阿尔金左旋断裂和北侧的北阿尔... 详细信息

新生代印度—欧亚板块持续碰撞导致了青藏高原的隆升及陆内大型边界断裂的形成(Yin and Harrison,2000).阿尔金断裂系是地球上规模最大的走滑断裂系统之一(Molnar and Dayem,2010),长1600 km,由NEE走向的阿尔金左旋断裂和北侧的北阿尔金断裂以及两断裂之间夹持的菱形阿尔金山脉组成(Cowgill et al.,2003).作为青藏高原北缘主控边界,阿尔金断裂系统在印度—欧亚板块碰撞过程中对高原地壳变形起到了重要的调节作用.一种观点认为阿尔金断裂表现为左旋走滑运动,而北阿尔金断裂表现为逆性质为主,左旋走滑量有限,小于30 km(Yue and Liou,1999;Yue et al.,2004).另一种观点认为,阿尔金断裂与北阿尔金断裂均为左旋走滑断裂,且北阿尔金断裂的左旋位移量超过120 km(Cowgill et al.,2000,2003;Yin et al.,2002).近年更有研究认为北阿尔金断裂在中新世中期由左旋走滑转变为逆冲断裂(Gao et al.,2022).

关键词：阿尔金断裂欧亚板块地壳变形左旋走滑走滑断裂系统阿尔金山脉青藏高原

断层两侧各向异性介质对地震破裂过程影响的有限单元法模拟研究

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地球物理学报 2019年第12期62卷 4706-4717页

作者：张群伟朱守彪中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室

断层两侧介质物理性质的差异(bimaterial contrast)会对震源破裂过程产生重要影响,而地球介质的各向异性十分常见,但对于断层两侧材料的各向异性对断层破裂动力学过程有何影响,目前不甚了解,而国内外也未见相关研究报道.为此,研究中利... 详细信息

断层两侧介质物理性质的差异(bimaterial contrast)会对震源破裂过程产生重要影响,而地球介质的各向异性十分常见,但对于断层两侧材料的各向异性对断层破裂动力学过程有何影响,目前不甚了解,而国内外也未见相关研究报道.为此,研究中利用有限单元法,对断层两侧材料存在各向异性时的破裂行为进行模拟研究.计算结果表明,断层两侧材料的各向异性性质对断层破裂动力学过程有重要作用,并且材料性质与破裂之间的关系非常复杂.对于正交各向异性材料,当断层两侧各向异性材料主方向上的杨氏模量不同时,特别是当平行于断层走向的材料其一侧杨氏模量显著大于另一侧时,断层出现不对称的双侧破裂,成核中心一侧的位错显著大于另外一侧,破裂长度也是一侧显著大于另一侧(亦称单侧破裂).沿着断层走向的材料主轴方向上的杨氏模量对于破裂过程的影响大于垂直于断层走向的杨氏模量,但随着各向异性材料主轴方位的变化,这种影响也发生相应地改变.模拟结果表明材料主轴方向的变化对破裂过程的影响也很显著.此外,通过模拟还发现,若断层两侧材料为相同的各向异性介质时(即断层两侧为同样的各向异性材料),则不会影响断层破裂的空间对称性分布;而当其中一侧的各向异性材质主轴方位发生变化时,断层破裂的空间对称性会受到一定程度的影响,但其影响很小;然而,随着正交各向异性材料剪切模量的增加,断层破裂会被终止,无法产生特大地震.可见,本研究对于深入认识震源动力学过程及地震灾害评估等有重要的科学意义及实用价值.

关键词：断层两侧各向异性断层自发破裂地震灾害有限单元法

心系深部探测,情牵物探中心——纪念地震学家张先康先生

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地球与行星物理论评（中英文） 2025年第2期56卷 113-117页

作者：王夫运杨卓欣段永红田晓峰刘保金潘纪顺徐朝繁潘素珍杨健刘志嘉世旭中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

张先康先生是我国知名地壳深部探测科学家,二级研究员、博士生导师,是我国地壳上地幔结构地震探测的主要学术带头人和领导者之一.曾任中国地震局地球物理勘探中心主任、中国地震局学术委员会委员、中国地球物理学会和中国地震学会理事... 详细信息

张先康先生是我国知名地壳深部探测科学家,二级研究员、博士生导师,是我国地壳上地幔结构地震探测的主要学术带头人和领导者之一.曾任中国地震局地球物理勘探中心主任、中国地震局学术委员会委员、中国地球物理学会和中国地震学会理事、河南省地球物理学会理事长、河南省人大代表、《地球物理学报》和《地震学报》等期刊编委.自参加工作以来,张先康先生一直从事地壳上地幔结构与构造的地震探测、地震数据反演与成像方法技术研究.先后参与和主持了华北地区地壳上地幔深地震测深、北京地区地震地质会战第三专题、京津唐张地震预报实验场深部探测、国际岩石圈计划——地学大断面、国家地震局“七五”“八五”“九五”“十五”科技计划、国家自然科学基金重点项目等工作.主持翻译了《欧洲中部爆破地震研究》《反演理论:数据拟合与模型参数估算方法》重要地学专著.在反演理论、深地震测深数据正反演与成像、三维深地震测深方法发展与应用、深地震反射方法发展与应用、高分辨地震折射剖面方法发展与应用、深地震测深仪器装备研制、中国地震局科技计划和项目设计等方面做出了重要贡献.先后获国家和省部级科技奖励近二十项.

关键词：深地震测深中国地震局中国地震学会地震预报实验场地球物理学会深部探测国家地震局地震学家

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2011年云南腾冲5.2级双震发震机理

地球物理学报 2015年第4期58卷 1194-1204页

作者：张广伟雷建设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

本研究联合使用观测震相到时和波形互相关数据,采用双差法对2011年6月20日与8月9日发生在云南腾冲的5.2级双震及其余震序列进行重定位,并采用gCAP(generalized Cut and Paste)方法反演了该双震全矩张量解.结果显示,双震震中位于龙川江... 详细信息

本研究联合使用观测震相到时和波形互相关数据,采用双差法对2011年6月20日与8月9日发生在云南腾冲的5.2级双震及其余震序列进行重定位,并采用gCAP(generalized Cut and Paste)方法反演了该双震全矩张量解.结果显示,双震震中位于龙川江断裂的西侧,余震序列在深度上为一个倾斜的柱状体,且倾向腾冲火山区;6月20日和8月9日5.2级地震均表现为体积缩小的闭合型破裂,包含有显著的非双力偶成分,但后者包含的非双力偶成分相对明显减小.这些结果表明,云南腾冲5.2级双震及余震活动可能与火山下方的地壳岩浆作用密切相关,龙川江断裂为热物质向上运移提供了通道,而双震型地震的发生可能与首次地震的破裂体积缩小挤出的流体作用于断裂密切相关.

关键词：双差定位全矩张量解岩浆作用体积闭合型破裂腾冲双震

2014年2月12日新疆于田M_S7.3级地震主震及余震序列重定位研究

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地球物理学报 2014年第3期57卷 1012-1020页

作者：张广伟雷建设孙长青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

本研究采用基于贝叶斯理论的绝对定位方法对2014年2月12日新疆于田MS7.3级地震进行绝对定位，得到震中位置为82.56°E、36.04°N、震源深度为12.3 km；采用双差定位法对254个地震序列进行相对定位，得到101个重定位事件.结果显示，主震... 详细信息

本研究采用基于贝叶斯理论的绝对定位方法对2014年2月12日新疆于田MS7.3级地震进行绝对定位，得到震中位置为82.56°E、36.04°N、震源深度为12.3 km；采用双差定位法对254个地震序列进行相对定位，得到101个重定位事件.结果显示，主震位于阿尔金断裂带西南端多个分支断裂的交汇处.余震震源主要分布范围在5~10 km深度之间，主震处余震代表的断层面较为陡立，且余震序列呈现出明显的西南向纯单侧扩展模式.沿阿尔金断裂带主震的北东向民丰震区本次地震后显示一个明显的地震丛集，说明本次主震对该震区具有触发作用.

关键词：于田地震贝叶斯绝对定位双差定位阿尔金断裂带

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钙钛矿蠕变对俯冲带震源深度极限的约束

地球物理学报 2014年第10期57卷 3218-3225页

作者：许俊闪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

本文利用林伍德石、钙钛矿两种矿物在不同差应力下随温度变化的蠕变曲线,通过约束温度条件和板块俯冲引起的弹性应变率,得到了俯冲带670km深度可能的应力范围.结果显示,在俯冲带670km深度基于林伍德石蠕变得到应力大小可能超过100 MPa,... 详细信息

本文利用林伍德石、钙钛矿两种矿物在不同差应力下随温度变化的蠕变曲线,通过约束温度条件和板块俯冲引起的弹性应变率,得到了俯冲带670km深度可能的应力范围.结果显示,在俯冲带670km深度基于林伍德石蠕变得到应力大小可能超过100 MPa,而相变为钙钛矿后仅为0.1-10 MPa.通过分析认为钙钛矿的Si扩散引起的快速应变率使得670km更深深度的俯冲带无法支持较大的应力,可能是下地幔地震终止的原因,而不需要考虑亚稳态相变导致反裂隙断层的消失或林伍德石分解后超塑性等影响.

关键词：钙钛矿深源地震位错蠕变

2015尼泊尔M_S8.1地震中等余震震源机制研究

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地球物理学报 2015年第11期58卷 4298-4304页

作者：张广伟雷建设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

本研究利用西藏台网记录的波形数据,采用gCAP方法反演了2015年4月25日尼泊尔MS8.1大震5次中等余震(5.0≤MS≤6.5)及西藏定日MS5.9地震震源机制解.结果显示,6次地震包含2个正断、2个走滑及2个逆冲型地震.其中2个正断型地震位于主震的东... 详细信息

本研究利用西藏台网记录的波形数据,采用gCAP方法反演了2015年4月25日尼泊尔MS8.1大震5次中等余震(5.0≤MS≤6.5)及西藏定日MS5.9地震震源机制解.结果显示,6次地震包含2个正断、2个走滑及2个逆冲型地震.其中2个正断型地震位于主震的东北方向,即发震断层的上盘,表明该区域受到主震同震位移的影响,表现出应力拉张的变化特征;2个走滑型地震在主震破裂的东南方向上,说明随着破裂往东南方向延伸,余震的走滑分量增强;另外2个逆冲型地震位于5月12日MS7.5强余震区域,与MS7.5地震的滑移状态一致,可能与主震同震位移引起该区域处于应力挤压状态密切相关.这些结果表明,尼泊尔MS8.1主震发生后,由于同震位移的影响,不同区域处于不同的应力状态,从而使中等余震表现出不同的震源类型.

关键词：震源机制解中等地震尼泊尔MS8.1地震 gCAP方法

日本海沟俯冲带M_W9.0地震震源区应力场演化分析

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地球物理学报 2018年第4期61卷 1307-1324页

作者：杨佳佳张永庆谢富仁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

于2011年3月11日发生在日本东北部的MW9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解,选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演,获取了日本海沟俯冲带地区应力... 详细信息

于2011年3月11日发生在日本东北部的MW9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解,选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演,获取了日本海沟俯冲带地区应力场的空间及时间分布图像.结果表明:主震前,俯冲带地区应力状态在空间上大体趋于一致,即应力轴(P轴、σ1轴及SHmax轴)系统性地倾向板块汇聚方向,P轴、σ1轴倾角整体偏缓(地震影响,位于MW9.0地震震源区西北侧的应力场出现明显扰动,σ1轴倾向顺时针偏转150°~180°,并于之后大体恢复至震前状态,同期其他地区没有明显变化,这种情况可能和主震断层局部(深部)的前兆性滑动有关;主震后,距离震源区较远处应力场变化不大,主震震源区内应力场发生显著改变,P轴及σ1轴均以大角度(>60°)倾伏于板块汇聚方向,SHmax轴顺时针偏转60°~90°且在日本海沟附近普遍平行于海沟轴.这项研究以时空图像的方式展示了大地震前应力场变化的特点,反映了大地震孕震过程中构造与地震的相互作用,对于理解大地震孕震过程有重要意义.

关键词：东日本MW9.0地震日本海沟俯冲带震源机制解应力反演

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两相矿物蠕变:探讨俯冲带深源地震机制

地球物理学报 2017年第12期60卷 4580-4588页

作者：许俊闪包林海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

本文利用数值模拟方法研究了橄榄石-单斜辉石、瓦兹利石-单斜辉石、林伍德石-石榴石三种两相矿物模型在俯冲带温度应力条件下的蠕变,分析了剪切应力在俯冲带两相矿物模型中的发展,结果显示矿物蠕变差异在俯冲带剪切应力发展过程中起到... 详细信息

本文利用数值模拟方法研究了橄榄石-单斜辉石、瓦兹利石-单斜辉石、林伍德石-石榴石三种两相矿物模型在俯冲带温度应力条件下的蠕变,分析了剪切应力在俯冲带两相矿物模型中的发展,结果显示矿物蠕变差异在俯冲带剪切应力发展过程中起到了重要作用.尤其是林伍德石的快速蠕变率及其与石榴石的蠕变差极大地加速了俯冲带剪切应力的发展过程,可能是600km深度附近地震数量急剧增多的重要原因.我们的结果可以从一个新的角度理解俯冲带深源地震机制.

关键词：两相矿物蠕变深源地震应力发展蠕变差异