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铲形逆冲断层地震破裂动力学模型及其在汶川地震研究中的启示 被引量:19
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作者 陶玮 胡才博 +2 位作者 万永革 沈正康 王康 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1260-1269,共10页
2008年发生了汶川地震的龙门山断层带是典型的铲形逆冲断层带.利用二维线弹性有限元模型,得到关于铲形逆冲断层带一些具普适性的认识:(1)如果断层带强度不随深度变化,则地震从断层带转换层附近开始发动,破裂沿断层向上传播,当地震蓄积... 2008年发生了汶川地震的龙门山断层带是典型的铲形逆冲断层带.利用二维线弹性有限元模型,得到关于铲形逆冲断层带一些具普适性的认识:(1)如果断层带强度不随深度变化,则地震从断层带转换层附近开始发动,破裂沿断层向上传播,当地震蓄积能量足够大时,破裂可以冲破到地表,如汶川地震.(2)一旦到达地表,其最大同震位错将位于断层带出露地表处;且在断层带介质弱化或损伤大致相同条件下,铲形断层倾角越缓,地表的同震位错量越大.(3)与最大同震位错位于地表不同,同震应变能释放最大处位于地壳内十几公里深处的断层带转换层附近.(4)在断层带介质软化或损伤度大致相同条件下,铲形断层倾角越缓,地震对震间期积累应变能的释放越多、范围越广,对地表近断层区域造成的破坏可能越大.(5)冲破到地表的逆冲型大地震会进一步增加铲形断层带下盘转换层以下(约在15~22 km)地壳深处和断层上盘距离断层地表出露点约十几公里处地壳浅部的应变能积累密度;汶川地震之后的余震分布,除了沿主破裂面附近的继续破裂外,也体现了以上地区应变能的继续释放.本文得到的这些认识有助于深入理解汶川地震的动力学机制. 展开更多
关键词 铲形逆冲断层 应变能释放密度 同震破裂 有限元 汶川地震
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2008年汶川M_s8.0地震发生过程的动力学机制研究 被引量:91
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作者 朱守彪 张培震 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期418-427,共10页
2008年5月12日汶川地震突发在现今并不活动的龙门山断裂带上,该地震发生的动力学机制问题引起广泛关注.文中利用黏弹性接触问题的有限元方法,考虑重力作用,对青藏高原东缘的应力场空间分布及其随时间的演化进行了数值模拟,结果显示应力... 2008年5月12日汶川地震突发在现今并不活动的龙门山断裂带上,该地震发生的动力学机制问题引起广泛关注.文中利用黏弹性接触问题的有限元方法,考虑重力作用,对青藏高原东缘的应力场空间分布及其随时间的演化进行了数值模拟,结果显示应力在空间由分散分布逐渐向龙门山及周边地区转移集中.基于前人的研究成果及计算分析,初步认为汶川地震孕育发生的动力学过程如下:青藏高原的物质东流在向东运动过程中由于受到稳定的四川盆地的阻挡,一部分东流物质在川西地区囤积,造成龙门山隆升;高角度(50°-70°)、犁状的龙门山断层面上的正应力随着川西高原向东运动而不断增大,导致该断层的闭锁性逐步加强,并且分布在断层附近的变质杂岩为存贮高密度弹性应变能提供物质保障.但另一方面随着青藏高原较柔软的下地壳物质的不断向东运动,囤积的东流物质对龙门山断裂带上盘的推挤作用会不断加强,从而导致断裂带上剪应力越来越大;当剪应力超过摩擦强度时,断层解锁产生滑动,发生地震.模拟结果还表明龙门山断层面上的摩擦系数较高,断裂带上地震的平均复发周期约为3163年,这与其他资料结果有一致性. 展开更多
关键词 黏弹性有限元 物质东流 动力学机制 汶川地震
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汶川地震和九寨沟地震断层作用及动力学过程研究进展--纪念汶川地震十周年 被引量:4
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作者 李海兵 许志琴 +1 位作者 马胜利 赵俊猛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1653-1665,共13页
2008年5月12日汶川地震(M_S8.0)发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长... 2008年5月12日汶川地震(M_S8.0)发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面研究取得了一系列重大突破与重要成果.在汶川地震十周年之际,《地球物理学报》集中在2018年第5期刊发39篇文章作为汶川地震十周年专辑,专辑涵盖了汶川地震和九寨沟地震断层作用与动力学过程以及相关领域的一批最新研究成果.这些工作涉及汶川地震断层作用、地震参数及地震动力学数值模拟、汶川地震前地震活动性与多参数异常、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造和九寨沟地震等六方面的研究.本文将从这六个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现地震断层作用及动力学过程等研究成果,为深入认识大地震孕育和发生过程提供重要的基础. 展开更多
关键词 汶川地震 九寨沟地震 龙门山逆冲断裂带 地震动力学 壳幔结构 汶川地震十周年
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1999年集集地震前后台湾地区地应变率场的分布及其动力学成因 被引量:4
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作者 朱守彪 赵晓燕 +1 位作者 刘杨 缪淼 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第2期38-43,共6页
利用集集地震震前(1990—1995年)及震后(2003—2005年)的GPS观测资料,对台湾及附近地区的地应变率场进行了计算。计算结果显示,集集地震前后,台湾地区的应变率场分布格局基本一致,最大主压应变率的最大值位于台湾东部的海岸山脉地区,方... 利用集集地震震前(1990—1995年)及震后(2003—2005年)的GPS观测资料,对台湾及附近地区的地应变率场进行了计算。计算结果显示,集集地震前后,台湾地区的应变率场分布格局基本一致,最大主压应变率的最大值位于台湾东部的海岸山脉地区,方向与台湾岛倾斜相交;主压应变由东向西迅速衰减,在中央山脉地区主压应变率小于主张应变率,呈现拉张的应变状态;在台湾西部平原主压应变率很小。同时,计算的主应变率方位与台湾中强地震震源机制解中的P、T轴方向基本一致。最大剪应变率的高值区分布在海岸山脉地区,该地区面膨胀为负,其数值在整个台湾地区为最大;但沿着中央山脉的南北两侧面膨胀率为正值。这些计算结果说明海岸山脉地区是台湾与吕宋弧碰撞的中心地带,碰撞后物质分别向东北和西南两个方向逃逸。集集地震4年后的2003—2005年,最大剪应变率在主震及余震区比震前明显增大,这可能是地震后震源区介质物性变化造成的;同时也说明在这些地区介质还没有完全恢复到主震前的状态。 展开更多
关键词 GPS 应变率 动力成因 集集地震 台湾地区
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龙门山断层地震周期及其动力学过程模拟研究 被引量:5
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作者 马林飞 陶玮 +2 位作者 张永 曾明会 郑茜 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1824-1839,共16页
在断层面上引入速率-状态相依摩擦本构关系、考虑铲形逆冲断层几何结构特征、断层下盘和上盘中下地壳及上地幔为黏弹性介质、上盘上地壳为弹塑性介质,本文用二维有限元动力学模型模拟了龙门山断层上大震准周期复发行为、分析了断层上地... 在断层面上引入速率-状态相依摩擦本构关系、考虑铲形逆冲断层几何结构特征、断层下盘和上盘中下地壳及上地幔为黏弹性介质、上盘上地壳为弹塑性介质,本文用二维有限元动力学模型模拟了龙门山断层上大震准周期复发行为、分析了断层上地震孕育位置、地震周期不同阶段的应力/应变场演化特征.不同于近垂直走滑断层上的地震周期行为,大陆铲形逆冲断层上的构造应力的积累和释放过程更复杂、有其独特性.我们得到如下认识:(1)铲形逆冲断层上的地震复发是准周期行为.(2)龙门山断层最大库仑应力位于断层17~20km深处,应力长期积累和同震释放都在此深度最大,说明地震会在此处孕育、发动.(3)在断层破裂的深部和浅部,同震滑动大小和构造应力释放大小并非同步,而是差异悬殊.(4)地震仅部分释放区域积累的应变能,断层上盘上地壳顶部和底部的褶皱、破裂等永久变形形式也是释放应变能的重要形式.(5)应变能密度增量的演化图像分为:震间、同震、震后期,清晰反应了龙门山断层附近的地震动力学过程.(6)地震发生除释放能量外,同时也对近断层的中地壳和断层底部有很大的应变能加载;这些加载,在震后期可能通过震后滑移、余震或中下地壳乃至上地幔的驰豫形变用几十年时间释放.以上对大陆内铲形逆冲断层上变形特征的了解,有助于我们在其地震周期行为中评估地震危险性. 展开更多
关键词 铲形逆冲断层 龙门山断层 地震周期行为 速率-状态相依摩擦本构关系 动力学模型
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基于连续-离散单元法的汶川地震动力学二维自发破裂全周期模拟研究 被引量:1
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作者 赵由佳 张国宏 +2 位作者 张迎峰 单新建 屈春燕 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期12-26,共15页
首先利用地震地质调查、地震剖面探测结果对汶川地震的发震断层几何形态及周边块体介质参数进行约束,建立了3个包含有不同主断层的龙门山断裂带二维黏弹性有限元模型;然后基于连续-离散单元法对汶川地震的孕育与发生进行了全周期模拟,... 首先利用地震地质调查、地震剖面探测结果对汶川地震的发震断层几何形态及周边块体介质参数进行约束,建立了3个包含有不同主断层的龙门山断裂带二维黏弹性有限元模型;然后基于连续-离散单元法对汶川地震的孕育与发生进行了全周期模拟,包括震间应力积累阶段、同震应力释放阶段及震后恢复调整阶段。模型对比研究结果表明,龙门山断裂带中由于断层几何结构及断层面剪切应力与正应力的综合作用,使得最先达到断层破裂准则阈值的灌县-江油断层率先破裂,初始破裂在深度15~20km处,破裂进一步传导至映秀-北川断层;同时由于灌县-江油断层与映秀-北川断层的破裂导致系统内应力大幅度降低,使得灌县-江油断层不具备产生同震破裂的应力条件。然而,尽管汶川-茂汶断层上的应力水平与汶川地震前相比有所减弱,但仍积累了较高的震间应力,可能预示其在汶川地震后具有较高的地震危险性。模拟结果还表明,铲型逆冲断层系统的深部断层破裂能够推动浅部高倾角区域发生被动破裂,因而其发震断层的倾角上限很可能比传统认识的大。 展开更多
关键词 连续-离散单元法 汶川地震 自发破裂 全周期模拟 多断层相互作用
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华北地区现今地壳运动动力学初步研究 被引量:30
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作者 刘峡 马瑾 +3 位作者 傅容珊 杨国华 绍志刚 郑智江 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1418-1427,共10页
本文基于GPS、断层形变等规测资料,实现华北地区构造运动有限元数值模拟,研究其现今地壳运动及形变动力学机理.结果表明,鄂尔多斯地块、华南地块、东北亚地块等周边构造块体的相对运动基本决定了华北地区现今表面运动及应力场格局.而另... 本文基于GPS、断层形变等规测资料,实现华北地区构造运动有限元数值模拟,研究其现今地壳运动及形变动力学机理.结果表明,鄂尔多斯地块、华南地块、东北亚地块等周边构造块体的相对运动基本决定了华北地区现今表面运动及应力场格局.而另一方面,当考虑区域下部岩石层较快速的"拖动"作用时,表面速度场可以得到更好模拟,并同时形成共轭分布的剪应力梯度带.可见太平洋板块的俯冲作用、印-欧板块的碰撞挤压作用等可能造成岩石层深部、浅部运动差异,从而对研究区现今地壳运动产生深刻影响.此外,地形重力作用、断层分布及区域流变结构非均匀性也对现今地壳运动具有一定影响作用,但处于次要地位. 展开更多
关键词 华北地区 GPS观测结果 地壳形变动力学 有限元方法
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华北盆地强震孕育的动力学机制研究 被引量:26
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作者 朱守彪 张培震 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1409-1417,共9页
强震活跃区通常出现在地壳变形剧烈的地区.但是,华北盆地地壳变形速率小,而破坏性强震却十分频繁.文中利用有限元方法对华北盆地发震断层下方可能存在的速度异常体进行了力学分析,计算结果显示:无论这个异常区是低速异常还是高速异常,... 强震活跃区通常出现在地壳变形剧烈的地区.但是,华北盆地地壳变形速率小,而破坏性强震却十分频繁.文中利用有限元方法对华北盆地发震断层下方可能存在的速度异常体进行了力学分析,计算结果显示:无论这个异常区是低速异常还是高速异常,在水平构造力的作用下(无论是挤压还是引张力作用),应力及应变能密度都在空间某些区域积聚.根据本文的工作及前人的研究结果,认为华北盆地强震孕育的物理机制如下:华北克拉通在减薄、破坏过程中,浸入的岩浆或上涌的地幔物质经过漫长的地质时期演化,成为低速异常体.当断裂带下面存在这种低速异常体时,水平向构造力的作用,会使异常体上方应力集中、应变能积聚.当异常体上方的应力水平达到某种限度,介质发生破坏.在破坏过程中,异常体释放的能量,使断裂带上的应变能集聚速度加快;另一方面,异常体的破坏使断层的闭锁面积减小.随着外部构造应力的持续加载,当发震断层上的应力及能量积累达到一定极限,断层产生错动,发生强震.同时,文中结果还显示,断层在从闭锁、积累能量到解锁、发生强震的过程中,其下方的低速异常体起着重要的推进作用. 展开更多
关键词 有限元 速度异常体 发震断层 应力积累 介质破坏 孕震机理 华北盆地
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失稳前断层加速协同化的实验室证据和地震实例 被引量:84
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作者 马瑾 郭彦双 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期547-561,共15页
地震是断层的快速错动,它有2个主要条件:一是断层协同化程度较高,一旦应力条件达到,能够迅速连接造成较长断层段的快速错动;二是断层上一些部位积累了足够高的应变,能够克服局部高强部位的错动阻力。地震短临前兆和必震信息识别是地震... 地震是断层的快速错动,它有2个主要条件:一是断层协同化程度较高,一旦应力条件达到,能够迅速连接造成较长断层段的快速错动;二是断层上一些部位积累了足够高的应变,能够克服局部高强部位的错动阻力。地震短临前兆和必震信息识别是地震预报研究的焦点问题之一,为此开展了实验室平直断层失稳模拟研究。从应力变化曲线上可以判定标本所处的应力状态和识别亚失稳应力阶段。利用在实验室便于对压机信息和场上物理量的观测信息进行对比的优势,捕捉和比较应力偏离线性阶段和亚失稳阶段平行断层应变的时空演化过程中的差别。研究表明,由于断层上不同部位相互作用,断层各部位由独立活动逐渐转变为协同化活动,而断层活动协同化程度是判定断层所处应力状态的一个标志。断层活动协同化过程一般包括应变释放点产生、释放点的扩展和增多以及释放段之间相互连接3个阶段:第1阶段发生在偏离线性阶段,断层上不同部位的应变变化开始分化,出现孤立的应变释放区和积累区;第2阶段应变释放区的平稳扩展与亚失稳前期准静态失稳有关,断层上孤立应变释放区增多,并出现稳态扩展;第3阶段相当于亚失稳的后期,即准动态失稳阶段,断层上的应变释放区加速扩展,积累区应变水平加速提高。加速协同化开始于由准静态扩展向准动态扩展的转化,加速的机制是断层段间出现强相互作用。转化的本质在于扩展机制发生了变化,即由孤立断层段的扩展转变为断层段间在相互作用下的连接,这时断层进入发生地震的临界状态。根据实验结果,结合海原断裂带西侧的老虎山-毛毛山断裂地震活动的时空演化,分析了2000年6月6日ML6.2地震前该断层的协同化过程。 展开更多
关键词 亚失稳应力状态 加速协同化 必震信息 短临前兆
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四川龙门山断裂带高精度地壳/岩石圈黏度结构及其动力学意义 被引量:6
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作者 朱涛 詹艳 +1 位作者 孙翔宇 张宇 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期196-209,共14页
岩石圈黏度是大陆动力学研究中一个重要参数,但是岩石圈黏度,尤其是横向小尺度(<100 km)黏度结构的确定是一个挑战.本文根据电阻率和黏度与它们控制因素的相似关系,直接把一条跨过青藏高原东缘和四川龙门山断裂带的大地电磁(MT)探测... 岩石圈黏度是大陆动力学研究中一个重要参数,但是岩石圈黏度,尤其是横向小尺度(<100 km)黏度结构的确定是一个挑战.本文根据电阻率和黏度与它们控制因素的相似关系,直接把一条跨过青藏高原东缘和四川龙门山断裂带的大地电磁(MT)探测的电阻率剖面转换成黏度结构作为输入,在GPS速度和地表地形数据的约束下,利用地球动力学数值模拟获得了该剖面的二维地壳/岩石圈黏度结构.本文推断的黏度与前人获得的区域尺度的黏度值一致,但揭示出了更多的细节.本文的黏度结构揭示出研究区域内的地壳/岩石圈黏度存在较大的空间变化范围(约5量级),黏度值分布在1.48×10^17~8.44×10^22 Pa·s之间;龙门山断裂带下的黏度存在强烈的小尺度横向变化,其中、下地壳的黏度分别为1.99×10^18~8.21×10^20 Pa·s(平均1.17×10^20 Pa·s)和4.09×10^19~7.08×10^20 Pa·s(平均1.77×10^20 Pa·s).基于该黏度结构的地球动力学模型表明驱动青藏高原中-下地壳物质流动的可能是热-化学浮力,以及上地壳和中-下地壳可能处于解耦状态.本文获得的黏度结构可以为龙门山断裂带地震成因和机制、岩石圈小尺度变形和构造应力状态的深入研究提供重要的帮助. 展开更多
关键词 黏度结构 大地电磁测深 电阻率 地球动力学模拟
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阿尔金断裂东端的旋转构造及其动力学意义 被引量:7
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作者 王萍 卢演俦 陈杰 《中国地震》 CSCD 北大核心 2004年第2期134-142,共9页
在阿尔金主断裂与祁连山北缘断裂的交汇部位 ,发育一个反时针旋转构造———照壁山旋转构造 ,它是新构造运动期阿尔金断裂左行走滑运动的结果。结合前人资料 ,对照壁山旋转构造变形及其发育过程进行了初步分析 ,认为阿尔金断裂与祁连山... 在阿尔金主断裂与祁连山北缘断裂的交汇部位 ,发育一个反时针旋转构造———照壁山旋转构造 ,它是新构造运动期阿尔金断裂左行走滑运动的结果。结合前人资料 ,对照壁山旋转构造变形及其发育过程进行了初步分析 ,认为阿尔金断裂与祁连山北缘断裂的构造转换是通过旋转构造变形来实现的。沿阿尔金断裂一系列旋转构造的存在和青藏高原东北缘旋转构造的发育表明 ,伴随青藏高原北部物质绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转运动 ,使旋转构造成为高原北部边缘带转换、吸收构造变形的重要表现形式。 展开更多
关键词 阿尔金断裂 构造转换 照壁山旋转构造 青藏高原北部边缘带
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基于地幔动力学模拟推断云南地区剪切波各向异性源的深度 被引量:3
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作者 朱涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期948-962,共15页
地震各向异性与地幔对流导致的变形存在因果关系,因此地幔对流模拟可被用来预测地震各向异性,并推测剪切波各向异性地幔源的深度.本文建立了基于地震速度结构的地幔对流模型来预测云南地区剪切波分裂的快波方向,它同时受地表板块运动和... 地震各向异性与地幔对流导致的变形存在因果关系,因此地幔对流模拟可被用来预测地震各向异性,并推测剪切波各向异性地幔源的深度.本文建立了基于地震速度结构的地幔对流模型来预测云南地区剪切波分裂的快波方向,它同时受地表板块运动和地幔内部的温度扰动所驱动.通过与观测结果进行对比分析,推测在云南地区西北部和东部区域,剪切波各向异性源主要存在于岩石圈中.在西南部和四川盆地及其西缘,地幔流动可能是剪切波各向异性的主要贡献者,各向异性层分别位于210~330km和170~330km深度,导致西南部剪切波各向异性的地幔可能处于大幅度的剪切变形状态,而四川盆地及其西缘主要处于中等强度的剪切变形状态. 展开更多
关键词 地幔流动 地幔对流 地幔变形 剪切波分裂 板块运动
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土耳其帕扎尔哲克M7.8地震构造背景与地表破裂特征
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作者 李传友 张会平 +9 位作者 李俊杰 俞晶星 任治坤 马字发 Murat Tamer 王世广 龚正 周晓成 徐岳仁 梁朋 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1304-1314,共11页
2023年2月6日在土耳其东南部发生了一次M7.8双震型地震序列.其中第一次主震——帕扎尔哲克7.8级地震发生在东安纳托利亚断裂(EAF)上,是该断裂历史上记载的最大的地震事件之一.综合发震断裂的构造背景和历史地震的分析结果表明,此次地震... 2023年2月6日在土耳其东南部发生了一次M7.8双震型地震序列.其中第一次主震——帕扎尔哲克7.8级地震发生在东安纳托利亚断裂(EAF)上,是该断裂历史上记载的最大的地震事件之一.综合发震断裂的构造背景和历史地震的分析结果表明,此次地震发生在EAF的地震空区.作为土耳其地区主要活动断层之一,东安那托利亚断裂充当了阿拉伯板块和安纳托利亚板块之间长约580 km的板块边界.与位于安那托利亚板块北部边界,且经历了一系列破坏性大地震的北安那托利亚断裂(NAF)不同,EAF在过去一个世纪中仅经历了小到中等规模的事件.该断裂东北段以发生中等强度的地震为特征,过去两百年间该断裂上的破坏性地震主要发生在这一段.而野外调查显示,该次帕扎尔哲克7.8级地震的地表破裂则主要沿着EAF西南段的三个断裂分段及震中附近的一条分支断裂发生,地表破裂总长约300 km.地表破裂表现为典型的走滑型特征,包括右阶雁列的裂缝、陡坎、鼓包、凹陷和挤压脊等,以及左旋位错的线性地貌等.位错地貌和断层面擦痕显示断裂以左旋走滑运动为主,最大同震左旋位移为6.4m.破裂长度和最大水平位移均为该断裂上有记录的同震地表破裂中的最高值.根据野外地质调查结果,并综合已有的地震学、形变观测等资料判定,本次帕扎尔哲克7.8级地震由一条分支断裂(纳尔利断裂)的活动发起,其后触发主断裂EAF发生破裂,是一次多段参与的破裂事件.该事件显示了典型的破裂级联现象,即一个事件使多个相邻的断层段同时发生破裂.总体看,EAF是一条南北存在活动性差异的复杂断裂,未来应特别关注该断层的东北部,因为其具有几个分段同时破裂形成大规模级联事件的可能性. 展开更多
关键词 帕扎尔哲克7.8级地震 发震构造 东安纳托利亚断裂 历史地震 同震地表破裂
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2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震同震形变场和震源滑动模型反演
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作者 杨建文 金明培 +4 位作者 李庆 黎朕灵 叶泵 李见 张迎峰 《地震地质》 北大核心 2025年第5期1382-1395,共14页
2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震是自1992年吉尔吉斯斯坦Suusamyr M_(S)7.3地震以来发生在天山地震带的最大地震,对其震源破裂机理和邻区应力变化特征开展研究,可满足防范地震风险的实际需求。文中基于Sentinel-1A升、降轨卫星影像数... 2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震是自1992年吉尔吉斯斯坦Suusamyr M_(S)7.3地震以来发生在天山地震带的最大地震,对其震源破裂机理和邻区应力变化特征开展研究,可满足防范地震风险的实际需求。文中基于Sentinel-1A升、降轨卫星影像数据,采用D-InSAR技术获取了乌什地震的同震形变场。以升、降轨同震形变数据为约束,分别独立和联合反演了该地震的震源滑动模型,并进一步计算了同震位错引起的周边断裂的库仑应力变化。结果表明:1)InSAR升、降轨同震形变场长轴大致沿NE-SW向展布,均表现出北西盘较强、南东盘较弱的形变特征。升、降轨相同盘的形变量正负相同,结合其成像几何模式,认为乌什地震同震形变结果显示的形变态势以垂直形变为主,符合逆冲型地震形变的主要特征。升轨LOS向最大形变量约为0.77m,降轨LOS向最大形变量约为0.48m。2)分别独立和联合反演的震源滑动模型总体差异不大,均呈现出从初始破裂点开始沿断层面向上破裂的特征,断层错动以左旋逆断为主。发震断层主要破裂区长约45km,最大破裂区偏向于震中西南侧,且主震西南侧的破裂局部区域(沿走向约55km处附近)可能破裂到了地表。升、降轨数据联合反演得到的乌什地震的矩震级约为M_(W)7.1,最大滑动量约为2.1m,位于断层面(41.25°N, 78.59°E)地下约10.3km深度处。3)乌什地震产生的同震库仑应力对震中附近的阔克萨勒断裂东北段、托什干断裂中段和东北段、迈丹-沙依拉姆断裂中段和西南段、温宿北(库齐)断裂中段和西南段具有显著的应力加载作用,地震形势值得关注。 展开更多
关键词 乌什M_(S)7.1地震 同震形变场 震源滑动模型 库仑应力变化
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气液注采工业活动诱发地震机理及其断层滑动风险评估综述 被引量:2
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作者 杨旭航 陶玮 +2 位作者 鲁人齐 詹艳 张国宏 《地球物理学报》 北大核心 2025年第1期1-35,共35页
诱发地震研究对气液注采相关工业活动安全开发有重要意义,是当前国际地震科学前沿热点问题之一.本文梳理了全球诱发地震相关研究,总结出四种诱发地震机理(流体扩散、孔弹耦合效应、热应变效应、断层蠕滑),以及一种由于工业区发生大量地... 诱发地震研究对气液注采相关工业活动安全开发有重要意义,是当前国际地震科学前沿热点问题之一.本文梳理了全球诱发地震相关研究,总结出四种诱发地震机理(流体扩散、孔弹耦合效应、热应变效应、断层蠕滑),以及一种由于工业区发生大量地震而可能发生的级联触发机制,列出其控制方程和相应案例,总结其地质构造条件、物理过程、诱发地震活动的时空特性及现象.本文结合断层稳定性分析,介绍了构造背景应力场下气液注采施工引起的断层滑动风险评估方法.基于对机理的认识,探讨诱发地震最大震级、延迟触发和如何判断背后主控机制等关键问题;提出在设计、施工及预警阶段降低诱发中强地震风险的措施建议.本文提出:探测先存断层、进行滑动风险评估、注采区选址规避高风险断层,是降低诱发地震风险的重要环节;开展实时监测和结合施工参数开展数值模拟分析是降低诱发地震风险的关键研究方法. 展开更多
关键词 气液注采工业活动 诱发地震机理 物理过程 地质构造条件 断层稳定性分析
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岩石圈主要各向异性矿物的CPO特征及其对岩石圈动力学研究的启示 被引量:1
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作者 商咏梅 杨彧 杨晓松 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期704-725,共22页
地震波各向异性主要受岩石中矿物晶格优选方位(Crystallographic Preferred Orientation,CPO)的影响,橄榄石的CPO控制着上地幔的地震波各向异性。将岩石中矿物的CPO与全岩地震波各向异性相结合,可以解释在全球不同构造单元观测到的地震... 地震波各向异性主要受岩石中矿物晶格优选方位(Crystallographic Preferred Orientation,CPO)的影响,橄榄石的CPO控制着上地幔的地震波各向异性。将岩石中矿物的CPO与全岩地震波各向异性相结合,可以解释在全球不同构造单元观测到的地震波各向异性,从而进行构造变形和动力学过程分析。文中在总结岩石圈主要各向异性矿物的CPO和各向异性特征的基础上,以青藏高原东南缘岩石圈地幔包体为例,对其显微组构和地震波各向异性进行研究,结果显示青藏高原东南缘岩石圈地幔的构造环境发生改变,岩石圈地幔无法解释观测到的剪切波分裂(SKS)地震波各向异性,需要考虑其他各向异性来源。由此可见,研究岩石圈地幔矿物的CPO对合理约束地球物理测量资料和分析岩石圈变形特征至关重要。 展开更多
关键词 地震波各向异性 晶格优选方位 地幔包体 青藏高原东南缘
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2019年四川荣县—威远—资中地震区高精度地震目录构建与发震构造讨论
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作者 罗佳宏 徐锡伟 +4 位作者 李海鸥 王启欣 鲁人齐 陈桂华 马文涛 《地球物理学报》 北大核心 2025年第9期3446-3463,共18页
2019年9月8日四川威远M_(S)5.4地震和12月18日资中M_(S)5.2地震位于“长宁-威远国家级页岩气产业示范区”,地震发生后备受工业界、地震学界和政府的高度关注.将深度学习方法与传统定位方法相结合,快速构建高精度地震目录,对充分高效利... 2019年9月8日四川威远M_(S)5.4地震和12月18日资中M_(S)5.2地震位于“长宁-威远国家级页岩气产业示范区”,地震发生后备受工业界、地震学界和政府的高度关注.将深度学习方法与传统定位方法相结合,快速构建高精度地震目录,对充分高效利用地震波形资料,提升地震检测能力,分析地震序列的时空演化特征、讨论发震构造模型和发震机制具有十分重要意义.本文利用最新发展和应用较广的震相自动拾取技术(PhaseNet)、快速震相自动关联技术(REAL),对荣县—威远—资中附近22个临时地震监测台站四个多月连续记录的波形进行初至P和S波震相拾取、震相自动关联和初步定位,并先后应用传统绝对定位和相对定位技术,获得了荣县—威远—资中地区高精度地震目录,据此利用断层三维建模技术构建了威远M_(S)5.4和资中M_(S)5.2两次地震的发震断层三维几何结构模型,揭示出威远M_(S)5.4和资中M_(S)5.2两地震序列具有相类似的空间分布特征,且空间分布形态与震源机制解一致,结合断层三维几何结构模型,推测两次地震发震构造为同一条先存隐伏逆冲断层,且与流体孔隙压力扩散致使断层活化有关,威远M_(S)5.4地震的发生对资中M_(S)5.2地震具有一定的触发作用.此外,荣县地区的地震活动分布也同样揭示了逆冲断层活动性质,密集小震级事件活动也与水力压裂具有一定关系. 展开更多
关键词 深度学习方法 震相自动拾取技术 相对定位 发震构造 时空演化 威远地震 资中地震
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华北地区断裂带地震时空活动的有限元数值模拟
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作者 罗纲 宋建 +3 位作者 张琦 陈宇轩 靳锡波 尹力 《地球物理学报》 北大核心 2025年第9期3415-3432,共18页
华北地区是典型的板内地震带,其地震时空活动特征及断裂带之间的力学耦合关系备受关注并得到广泛研究.前人研究主要基于天然地震目录,但由于其存在记录时间短且震级不完备的问题,可能会导致我们对地震活动特征及规律认识不足.为此,本文... 华北地区是典型的板内地震带,其地震时空活动特征及断裂带之间的力学耦合关系备受关注并得到广泛研究.前人研究主要基于天然地震目录,但由于其存在记录时间短且震级不完备的问题,可能会导致我们对地震活动特征及规律认识不足.为此,本文通过构建华北地区复杂断层系统的三维黏弹塑性岩石圈动力学有限元模型,模拟了区域的背景应力场、速度场及断层系统上的地震时空活动,获得了研究区数万年的长期合成地震目录,调查了研究区地震矩释放率的时空特征,探讨了区域断裂带之间的相互力学耦合作用.模拟结果和观测数据在区域应力场、地表变形、地震b值及断层滑动速率等方面均具有较好的一致性.基于合成地震目录的统计分析表明,与华北地区东部的断裂带相比,其西部的汾渭断裂带与河套断裂带上的地震活动性更高.此外,汾渭断裂带与华北平原内部断裂带的地震矩释放率随时间的演化过程中,有时表现出相互抑制、此消彼长的关系,有时也展现出趋势相同、同消同长的特征.本研究可以帮助克服观测的地震目录数据存在的一些问题,对认识华北地区的地震活动时空特征及断层带之间的相互力学耦合作用具有重要意义. 展开更多
关键词 地震活动时空特征 断层相互作用 华北地区 黏弹塑性有限元模型 合成地震目录
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青藏高原东南缘地震活动与地壳运动所反映的块体特征及其动力来源 被引量:80
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作者 程佳 徐锡伟 +3 位作者 甘卫军 马文涛 陈为涛 张勇 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1198-1212,共15页
通过分析青藏高原东南缘活动断裂带的活动特征和GPS资料显示的现今地壳形变场,辅以历史地震及地表破裂、震源机制解类型等资料,将青藏高原东南缘地区分成了11个次级块体.其中包括了西秦岭次级块体、阿坝次级块体、龙门山次级块体、藏东... 通过分析青藏高原东南缘活动断裂带的活动特征和GPS资料显示的现今地壳形变场,辅以历史地震及地表破裂、震源机制解类型等资料,将青藏高原东南缘地区分成了11个次级块体.其中包括了西秦岭次级块体、阿坝次级块体、龙门山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体,香格里拉次级块体、滇中次级块体、保山次级块体、景谷次级块体、勐腊次级块体和西盟次级块体;并利用这些次级块体内的GPS站点速率计算出了这些块体现今运动情况及各块体之间断裂的滑动速率,分析认为各次级块体均受到了一种来自其相邻块体的主要应力作用而发生了旋转,其中保山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体、香格里拉次级块体、滇中次级块体的旋转尤为显著;同样,相邻块体之间的边界断裂带也呈现了相应的挤压或拉张活动特征,而藏东次级块体与雅江次级块体、雅江次级块体与滇中次级块体之间的挤压最为明显.利用上述结果,本文讨论了该地区的现今地壳形变特征,认为刚性块体的挤出作用与重力滑塌作用并存于该区域内,下地壳"管道流"的拖曳作用是该地区刚性块体挤出作用和重力滑塌的主要原因,另外缅甸板块相对于自身的逆时针旋转作用在其北部引起的拉张作用也是重要因素之一. 展开更多
关键词 青藏高原东南缘 GPS 块体模型 历史地震 震源机制 变形机制
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基于声发射实验结果讨论大震前地震活动平静现象的机制 被引量:35
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作者 马胜利 蒋海昆 +1 位作者 扈小燕 巴晶 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期426-435,共10页
基于岩石变形声发射实验结果讨论了大震前地震活动平静现象的机制。在双轴压缩、等位移速率加载条件下 ,挤压型雁列断层、含宏观凹凸体断层、Ⅲ型剪切断层等非连续断层在临近滑动失稳前 ,声发射活动均出现了明显的相对平静现象 ,表现为... 基于岩石变形声发射实验结果讨论了大震前地震活动平静现象的机制。在双轴压缩、等位移速率加载条件下 ,挤压型雁列断层、含宏观凹凸体断层、Ⅲ型剪切断层等非连续断层在临近滑动失稳前 ,声发射活动均出现了明显的相对平静现象 ,表现为声发射事件的发生率和应变能释放水平显著降低。与此阶段相对应 ,断层带 (特别是非连续部位上新形成的一小段断层 )发生了蠕滑和匀阻化作用 ,并使得标本的差应力开始下降。根据实验结果提出 ,大地震前断层的“蠕滑 -匀阻化” 展开更多
关键词 声发射 地震平静 新生断层 断层蠕滑
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