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霍山震群区三维地壳速度结构与孕震环境

地震地质 2024年第3期46卷 665-685页

作者：冀国强雷建设赵大鹏中国地震局地球物理研究所北京100081 应急管理部国家自然灾害防治研究院地壳动力学重点实验室北京100085 日本东北大学地球物理系日本仙台980-8578

霍山震群可能是反映华东地区乃至青藏高原地震活动的重要窗口,其孕震环境与发震机制备受关注。文中手动拾取获得了1987个地震的7706条P波、394条PmP波、9263条S波和557条SmS波共计17920条震相到时数据,采用多震相体波层析成像方法反演... 详细信息

霍山震群可能是反映华东地区乃至青藏高原地震活动的重要窗口,其孕震环境与发震机制备受关注。文中手动拾取获得了1987个地震的7706条P波、394条PmP波、9263条S波和557条SmS波共计17920条震相到时数据,采用多震相体波层析成像方法反演获得了霍山震群区下方深至30km的地壳三维P波速度(V_(P))、S波速度(V_(S))及纵横波速度比(V_(P)/V_(S))模型。结果显示,霍山震群区附近存在弱高V_(P)/V_(S)结构特征,但在震群区下方存在强高V_(P)/V_(S)结构特征,且该结构特征沿晓天-磨子潭断裂向深延伸至30km深度,推测霍山震群区下方存在流体作用。该流体作用可能降低断层面有效正应力,从而导致在晓天-磨子潭断裂与落儿岭-土地岭断裂交会的薄弱区发生霍山震群活动。这些流体的来源与太平洋板块在地幔转换带滞留脱水所形成的“大地幔楔”结构中的地幔热物质上涌有关,但还可能与青藏高原壳幔物质沿大别山造山带E向挤出有关,共同影响了霍山震群活动特征。文中成果也为深入理解霍山震群区的构造活动与华东地区及青藏高原构造活动的关联性提供了地震学证据。

关键词：霍山震群区多震相地壳速度成像深部流体

粘性地壳环境下余滑的二次触发引起的区域应力场扰动及影响

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大地构造与成矿学 2024年第3期48卷 395-409页

作者：冯万鹏戚永浩张智超中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 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 珠海市自然资源局金湾分局广东珠海519090

随着现代观测技术的发展,强震发生后时间相依的余滑过程已经被广泛观测到。在粘性地壳环境下,余滑进一步调整区域应力场,进而控制余震等一系列地质过程。2015年MW 7.8尼泊尔地震及其MW 7.3余震是南喜马拉雅造山带近年来最大的构造事件,... 详细信息

随着现代观测技术的发展,强震发生后时间相依的余滑过程已经被广泛观测到。在粘性地壳环境下,余滑进一步调整区域应力场,进而控制余震等一系列地质过程。2015年MW 7.8尼泊尔地震及其MW 7.3余震是南喜马拉雅造山带近年来最大的构造事件,显著改造了当地的地形地貌,并扰动了当地应力场分布。2015年地震后,藏南发生了一系列M>5的正断层地震,甚至在距离主震453 km(震中以东)的多庆错湖出现了湖水干涸的异常事件。后续区域地质过程是否与2015年地震相关有待开展进一步研究。尼泊尔地震的震后形变被现代空间对地观测技术(GNSS和InSAR)所捕获,揭示地震断层后缘发生了显著的余滑过程。本文基于层状粘性地球模型,开展了同震、余滑及其关联的粘弹松弛的形变历史数值模拟。结果显示,同震静态应力触发并不能解释所有当地正断层地震的发生,但如果考虑余滑过程激发的下地壳粘弹性松弛效应,可以找到正触发关系。同时,震后余滑的粘弹性松弛过程对多庆错盆地形成东西向扩展应力,促进了当地裂隙的东西向扩展。考虑到该现象出现的时间,可以进一步确认余滑过程在震后对当地应力场的控制作用。值得指出的是,假设当地弹性层厚度为20 km、下地壳的粘性为1018 Pa·s的地壳模型,联合考虑余滑可以较好复现28°N附近GPS台站位置上的震后地表形变,为当地下地壳粘性下限提供约束。本次研究结果显示在强震次生灾害的评估中,来自余滑以及粘性地壳的影响不容忽视。

关键词：余滑粘弹释放 GNSS 尼泊尔地震数值模拟

2023年甘肃积石山6.2级地震区域地壳形变特征分析

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：张文婷季灵运陈玉鑫刘传金徐晶中国地震局第二监测中心中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室中国科学院大学甘肃省地震局

2023年12月18日23时59分甘肃临夏州积石山县发生了Ms 6.2级地震。震中所在的拉脊山断裂带在调节区域构造变形过程中起着重要作用，研究该地震的地壳形变对认识区域构造活动特征至关重要。利用Sentinel-1 SAR卫星数据，基于雷达差分干涉... 详细信息

2023年12月18日23时59分甘肃临夏州积石山县发生了Ms 6.2级地震。震中所在的拉脊山断裂带在调节区域构造变形过程中起着重要作用，研究该地震的地壳形变对认识区域构造活动特征至关重要。利用Sentinel-1 SAR卫星数据，基于雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar， D-InSAR)和小基线集技术(Small Baseline Subset， SBAS)获取了该地震升降轨InSAR同震及震间形变场，并融合震间GNSS资料获取了震间三维地壳形变场。综合大地测量、地质、大地电磁以及余震精定位数据认为，此次地震是青藏高原北东向扩展过程中一次区域应力调节的结果，发震主断层位于倾向SWW的拉脊山北缘断裂南段，地震发生时，该主冲断层带动着NEE倾的反冲断层共同隆起，造成地表沿雷达视线方向(Line of Sight， LOS)最大抬升了8.9 cm。以InSAR同震形变为约束，反演得到发震断层最大同震滑移0.24 m，位于地下13.4 km，累计地震矩1.93×1018N·m，合矩震级Mw 6.1。此外，以三维地壳形变场为约束，反演得到发震断层震间走滑速率约1.9 mm/a，倾滑速率约2.4 mm/a，闭锁深度约17 km。受此次地震影响，拉脊山断裂东南段、倒淌河-临夏断裂中南段以及西秦岭北缘断裂西端等段落未来的地震危险性值得关注。

关键词：积石山地震 InSAR 同震滑动分布震间滑动速率闭锁深度库仑应力变化拉脊山断裂带

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龙滩水库诱发地震的孔隙压力扩散特征

地球物理学报 2011年第4期54卷 1028-1037页

作者：刘耀炜许丽卿杨多兴中国地震局地壳应力研究所中国地震局地下流体动力学重点实验室北京100085

利用孔隙压力扩散机制,分析了广西省龙滩水库与蓄水有关的小震精定位数据,获得了5个分区的流体孔隙压力扩散特征.龙滩水库与蓄水有关的小震活动表现出明显分区现象,使用多源孔隙压力扩散过程触发机理,计算出5个分区流体孔隙压扩散系数值... 详细信息

利用孔隙压力扩散机制,分析了广西省龙滩水库与蓄水有关的小震精定位数据,获得了5个分区的流体孔隙压力扩散特征.龙滩水库与蓄水有关的小震活动表现出明显分区现象,使用多源孔隙压力扩散过程触发机理,计算出5个分区流体孔隙压扩散系数值为0.04～0.65 m^2/s.根据5个分区流体孔隙压力扩散程度,将这5区划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型,各类型的流体孔隙压扩散系数分别为0.45～0.65 m^2/s,0.25 m^2/s和0.04～0.08 m^2/s.断裂发育的区域内,地震分布范围较大,地震优势分布方向与断裂一致或相交,而断裂不发育的地块内,地震分布集中,无优势分布方向.各分区岩性的差异与流体孔隙压扩散系数的关系不显著.同时,各分区流体孔隙压力扩散的持续时间和最大扩散距离等均与孔隙压扩散系数的大小具有很好的相关性,第二次蓄水后库区发生的M_L4.2最大水库诱发地震位于流体孔隙压扩散系数最大的Ⅰ区.本项研究对分析解释水库诱发震地震机理,定量评价水库诱发地震的危险性具有一定的参考价值.

关键词：水库诱发地震小震活动孔隙压力扩散龙滩水库

汶川8．0级地震氡观测值震后效应特征初步分析

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地震 2009年第1期29卷 121-131页

作者：刘耀炜任宏微中国地震局地壳应力研究所北京100085 中国地震局地下流体动力学实验室北京100085

文中收集了2008年5月12日的四川汶川8.0级地震放射性同位素氡的观测资料,初步分析了汶川地震氡观测值震后效应的特征。结果表明,氡震后效应的观测点大多沿着地震破裂带分布即在震源北侧的北东向与南侧的南北向,变化以阶变上升型为主,而... 详细信息

文中收集了2008年5月12日的四川汶川8.0级地震放射性同位素氡的观测资料,初步分析了汶川地震氡观测值震后效应的特征。结果表明,氡震后效应的观测点大多沿着地震破裂带分布即在震源北侧的北东向与南侧的南北向,变化以阶变上升型为主,而且部分观测点发生了可能与氡射气浓度相关的水位或流量同步变化。截止到2008年10月,大部分产生震后效应的观测点已经恢复到原来测值状态,但仍有少部分测点保持震后变化的的高值或低值,甚至有的测点继续上升。对氡震后效应的初步统计分析结果,肯定了氡射气具有对地震波响应的特点,也提出了研究地球化学组分变化与含水层动力过程的关系等问题,这有利于氡的地震前兆机理的研究。

关键词：汶川地震氡震后效应机理解释

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大同火山群及邻区中小地震重定位

地震地质 2024年第2期46卷 336-356页

作者：许永强雷建设山西大同大学煤炭工程学院大同037000 应急管理部国家自然灾害防治研究院地壳动力学重点实验室北京100085

文中基于中国地震台网中心在大同火山群及周边地区记录到的2008年1月-2023年1月期间3 218个地震的到时资料,采用双差地震重定位法开展了重新定位研究,获得了2 447个事件的重定位结果。结果显示,地震大多发生在16km深度以浅处,集中分布... 详细信息

文中基于中国地震台网中心在大同火山群及周边地区记录到的2008年1月-2023年1月期间3 218个地震的到时资料,采用双差地震重定位法开展了重新定位研究,获得了2 447个事件的重定位结果。结果显示,地震大多发生在16km深度以浅处,集中分布于断陷盆地内及盆地边界的断裂带附近,整体走向NE-SW,与区域活动构造的活动断裂及其控制的地堑、半地堑型断陷盆地的走向较为一致。这些地震E-W向、S-N向、垂直向的平均定位误差约为0.21km、0.22km、0.30km,平均均方根残差为0.14s。口泉断裂带附近的地震分布由南部的较深、较集中变化为北部的较浅、较分散,可能与矿山开采活动有关。大同-阳高地震震源区的地震多集中在与大王村断裂平行的东侧隐伏断层的3~16km深度处,该隐伏断层与团堡断裂和六棱山山前断裂交会,可能与大同-阳高地震的余震活动有关。火山区内部的地震活动并不强烈。结合该区域新的背景噪声层析成像结果分析发现,大多数地震发生在低速异常边界,可能暗示了这些地震的发生与热物质上涌所携带的流体上升至地壳深度,进而降低断面有效正应力密切相关。

关键词：大同火山群口泉断裂带大同-阳高震区地震重定位

2013年内蒙古通辽MS5.3地震震源区地壳速度结构与孕震环境

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地球物理学报 2022年第10期65卷 3912-3929页

作者：宋晓燕雷建设中国地震局地球物理研究所北京100081 应急管理部国家自然灾害防治研究院(地壳动力学重点实验室) 北京100085 内蒙古自治区地震局呼和浩特010010

为了解2013年内蒙古通辽M5.3地震震源区地壳速度结构与孕震环境,本研究基于“中国地震科学台阵——华北地区东部”29个流动地震台站自2017年1月至2019年4月期间记录的连续波形数据,应用面波直接反演背景噪声成像方法,获得通辽地震震源... 详细信息

为了解2013年内蒙古通辽M5.3地震震源区地壳速度结构与孕震环境,本研究基于“中国地震科学台阵——华北地区东部”29个流动地震台站自2017年1月至2019年4月期间记录的连续波形数据,应用面波直接反演背景噪声成像方法,获得通辽地震震源区与周边地区地壳三维S波速度结构.结果显示,通辽M5.3地震震源区与周边地区地壳S波速度结构呈现明显横向不均匀性.浅层S波速度结构分布特征与地表地质构造密切相关:盆地内侧呈明显低速异常,可能反映了沉积层结构,而大兴安岭下方则呈现明显高速异常,可能反映了造山带较为致密的古生代结晶基底岩.在中下地壳,震源区低速异常向西南方向延展至南北重力梯度带.通辽M5.3地震与该区域速度结构存在密切关系,地震震中位于低速异常边缘,表明该低速异常可能代表深部流体作用降低断层面有效正应力从而触发地震.结合前人全球的和区域尺度的地震层析成像结果展示上地幔存在明显低波速异常与地幔转换带存在明显高波速异常,推测通辽M5.3地震的发生可能与太平洋板块深俯冲至我国东北地区下方地幔转换带内形成“大地幔楔”中结构与动力学密切相关.在“大地幔楔”结构中,由于地幔转换带中滞留板块脱水作用和地幔角流作用,容易形成湿热物质上涌,进而引起松辽盆地西南部岩石圈物质拆沉和携带流体的地幔热湿物质上涌至地壳后作用于断裂带、降低了断层面有效正应力,从而导致了中强度地震的发生.

关键词：背景噪声面波直接成像方法通辽地震地壳速度结构孕震环境

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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

流-固耦合作用对计算同震静态库仑应力变化的影响

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地球物理学报 2017年第4期60卷 1457-1469页

作者：缪淼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北京100085 中国地震局地球物理研究所北京100081

传统方法计算同震静态库仑应力变化一般都是基于Okada的解析解,模型中不考虑流体对固体骨架力学行为的影响.但实际上,流体对固体变形有着非常重要的作用.为此,本文基于孔隙弹性理论,考虑流-固之间的完全耦合效应,针对三种典型的断层错... 详细信息

传统方法计算同震静态库仑应力变化一般都是基于Okada的解析解,模型中不考虑流体对固体骨架力学行为的影响.但实际上,流体对固体变形有着非常重要的作用.为此,本文基于孔隙弹性理论,考虑流-固之间的完全耦合效应,针对三种典型的断层错动模型(走滑型、逆冲型以及正断型),分别计算静态库仑应力变化与传统算法之间的差别.计算结果表明:三种地震模型得到的介质孔隙压变化在空间的分布格局完全不同,走滑型地震产生的孔隙压变化图案在空间中呈正负相间的四象限分布,近场的静态库仑应力明显下降,流-固耦合作用对静态库仑应力变化影响较大.逆冲型和正断层型地震产生的介质孔隙压变化在空间的分布图案类似,但正负区域正好相反,孔隙压在逆冲型地震的震源区域上升,而在正断型地震的震源区域下降.同传统方法计算的库仑应力相比,逆冲型地震产生的介质孔隙压变化使得震源区的应力影区面积减小,这会触发更多的余震;而正断型地震产生的孔隙压变化则正好相反,增大了震源附近的应力影区范围,这样会降低该区域余震发生的概率.可见,介质的流-固耦合作用对计算库仑应力变化的影响不可忽视.因此,在利用库仑应力变化研究地震触发时,应考虑流-固耦合作用,使得库仑模型的预测结果更符合实际.

关键词：流-固耦合介质孔隙压地震触发静态库仑应力变化 Okada解析解