2016年1月21日青海门源<em> M</em>6.4地震发震构造模式

引用本文

雷东宁, 刘杰, 刘姝妹, 何玉林, 乔岳强. 2016年1月21日青海门源 M6.4地震发震构造模式 [J]. 地震地质, 2018,40(1): 107-120.
LEI Dong-ning, LIU Jie, LIU Zhu-mei, HE Yu-lin, QIAO Yue-qiang. DISCUSSION ON THE SEISMOGENIC STRUCTURE OF THE 2016 MENYUAN M6.4 EARTHQUAKE IN MENYUAN, QINGHAI [J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2018,40(1): 107-120. 复制到剪切板

DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2018.01.009
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2016年1月21日青海门源 M6.4地震发震构造模式

雷东宁¹, 刘杰^2,^*, 刘姝妹¹, 何玉林³, 乔岳强¹

1中国地震局地震研究所, 地震大地测量重点实验室, 武汉 430071

2中国地震台网中心, 北京 100045

3四川省地震局, 成都 610041

*通讯作者: 刘杰, 男, 研究员, E-mail: liujie@seis.ac.cn。

〔作者简介〕雷东宁, 男, 1980年生, 2007年于中国地质大学(武汉)获构造地质学硕士学位, 高级工程师, 现主要从事活动构造、断裂活动性等方面的研究及工程应用工作, E-mail: lei_dongning@163.com。

收稿日期: 2017-11-01

基金项目: 中国地震局地震研究所基本科研业务专项(IS201626261)资助

摘要

2016年1月21日门源 M6.4地震发生在祁连山—河西走廊构造带内, 该构造带历史上曾发生多次强震, 其中较为重要的2次地震为1927年古浪8级地震及1986年门源 M6.4地震。这次地震的发震断面及发震构造模式研究较少, 前人的研究仅基于地震地质、遥感及震源机制解结果等进行了一定的分析, 仍有待深入分析。文中基于这次地震的等烈度线、余震空间分布、震中区地震地质等资料, 对地震的发震构造环境及发震构造进行了解析。同时, 利用已有资料计算了1986年 M6.4地震及1927年古浪8级地震在2016年门源 M6.4地震2个节面上产生的库仑应力变化。结果表明, 2次地震在2016年门源 M6.4地震2个节面上产生的库仑应力存在差异, 节面Ⅱ上产生了应力加载, 节面I上产生应力卸载或延迟, 个别节面应力触发值接近或达到0.01MPa的阈值。结合等震线、余震空间分布、震中区地震构造资料及2次地震在2016年门源 M6.4地震节面I、节面Ⅱ上产生的库仑应力变化存在的差异, 综合确定了这次地震的发震断面可能为节面Ⅱ。通过分析前人的区域浅层及深部地球物理资料, 初步建立了2016年门源 M6.4地震的发震构造模式, 认为这次地震为发生在走滑断裂系上的逆冲破裂, 剖面上表现为上缓下陡的正花状构造, 是走滑断裂系发生逆冲型破裂地震的可能模式。

关键词: 门源 M6.4地震; 发震构造; 冷龙岭断裂; 古浪8级地震; 应力触发; 正花状构造

中图分类号:P315.2 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2018)01-0107-14

DISCUSSION ON THE SEISMOGENIC STRUCTURE OF THE 2016 MENYUAN M6.4 EARTHQUAKE IN MENYUAN, QINGHAI

LEI Dong-ning¹, LIU Jie², LIU Zhu-mei¹, HE Yu-lin³, QIAO Yue-qiang¹

1 Hubei Key Laboratory of Earthquake Early Warning, Institute of Seismology, China Earthquake Administration, Wuhan 430071, China

2 China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China

3 Sichuan earthquake administration, Chengdu 610041, China

Abstract

On January 21, 2016, a M6.4 earthquake occurred in Menyuan county, Qinghai Province. Its epicenter is located in the Qilian-Hexi Zoulang tectonic zone, which records several moderate-large historical earthquakes. Previous studies on this event are based on geology, remote sensing data and focal mechanism solutions, lacking analysis on its seismogenic structure. In order to study seismogenic fault plane and seismoteconic style of the earthquake, this work uses data of seismic intensity, aftershocks, and geology to address this issue. Furthermore, we calculate Coulomb stress changes imposed by the 1927 Gulang M8 and 1986 Menyuan M6.4 earthquake on the fault plane of the 2016 Menyuan M6.4 earthquake. The results indicate the early two events have posed distinct impacts on two nodal planes: loading or triggering on nodal plane Ⅰ, and unloading or delay on Ⅱ. In some cases such triggering stress is approaching or up to the threshold value of 0.01MPa. Combining isoseismals, aftershock distribution, geological structure and different Coulomb stress changes aforementioned, the nodal plane Ⅱ of the source model is considered the seismogenic feature. In conjunction with geophysical data, we establish the seismogenic model of the Menyuan earthquake, which is a positive flower structure in a profile, gentle in the upper and steep in the lower, characterized by thrusting in a strike slipping fault system. This is a possible model for thrusting earthquakes generated by strike-slip faults in a compressional tectonic regime.

Keyword: Menyuan M6.4 earthquake; seismogenic structure; Lenglongling fault; Gulang magnitude 8 earthquake; stress triggering; positive flower structure

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0 引言

2016年1月21日青海门源县(37.68° N, 101.62° E)发生M6.4地震, 震源深度10km^①（(①中国地震台网中心:)http: ∥news.ceic.ac.cn/CC20160121011313.html。）。门源地震发生在祁连山-河西走廊构造带内北祁连褶皱带与冷龙岭隆起邻接地带, 该构造带历史和现代均发生过中强以上地震。自1900年以来, 本次地震震中附近100km范围内共发生M6以上地震5次, 最大地震为1927年5月古浪8级地震(37.7° N, 102.2° E), 距离此次地震震中55km左右。时间间隔最近的1次6级以上地震是1986年8月26日门源M6.4地震, 距离此次地震震中约11km。

震中区及附近地区主要活动断裂为民乐-大马营断裂、皇城-双塔断裂、冷龙岭断裂等(图1), 这些断裂均为区域地震构造^①。根据区域震源机制解资料^②, 大多数地震为逆冲性质, 少量具有走滑性质, 反映了区域地震动力学背景及构造应力环境的基本特征。距离本次地震最近的活动断裂为冷龙岭断裂, 该断裂属于北祁连山活动断裂带的一部分。在大地构造上该断裂位于北祁连褶皱带与冷龙岭隆起带内(国家地震局地质研究所等, 1993)。

2016年M6.4地震的发震构造及构造模式, 没有较为统一的认识, 目前研究报道较少, 虽然已经有一些研究成果(胡朝忠等, 2016; 郭鹏等, 2017; 李晓峰, 2017; 姜文亮等, 2017), 但仍然存在亟待讨论的问题: 1)震中附近的地震构造最新活动以左旋走滑为主, 而震源机制解显示的地震破裂性质为逆冲型; 2)2016年门源M6.4地震的发震构造及其发震构造模式。本文在已有研究的基础上, 试图进一步深入分析并讨论上述问题。

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	图 1 祁连山-河西走廊构造带主要活动断裂及现今GPS速度场分布图Fig. 1 Major active faults and GPS velocity field in the Qilian-Hexi Zoulang tectonic zone.

GPS数据来源于中国地震局GNSS网, 时间段为2011— 2014年; 震源机制解数据来源于GCMT(M≥ 5.0)^③; 历史地震资源来源于国家地震局震害防御司, 1995; 中国地震局震害防御司, 1999; 断裂资料来源于邓起东, 2007; 底图地貌数据来源于资料^④

1 门源M6.4地震烈度图

地震烈度图的形态能很好地反映发震构造几何特征。根据中国地震局发布的地震烈度图, 门源M6.4地震震中烈度为Ⅷ 度。等震线长轴总体呈NWW走向, Ⅵ 度区及以上总面积约为14i660km²。从烈度图上可以看出(图2), Ⅶ — Ⅷ 度区呈较为规则的椭圆形, 长轴走向NWW, 与区域主体构造线方向一致; Ⅵ 度区呈不规则的椭圆状, 但长轴仍保持与构造线相符合, 表明发震构造呈NWW向。等震线短轴呈NNE向, 以长轴为界, 东北侧面积大于西南侧, 可能暗示了发震构造倾向NE的上盘效应, 地震动沿短轴方向在上盘衰减较慢。但根据已有资料及研究成果^①②, 区域大多数地震为逆冲性质, 少量具有走滑性质, 且倾向SW, 形成由SW向NE的叠瓦状逆冲组合构造样式。因此, 烈度图长轴特征反映了本次地震发震构造走向为NWW, 且地震的发震构造与冷龙岭断裂密切相关。

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	图 2 2016年门源M6.4地震烈度图^③Fig. 2 Intensity map of the 2016 Menyuan M6.4 earthquake.

2 震中区地震构造

震中区及附近地区主要活动断裂均为全新世以来的活动断裂, 其中冷龙岭断裂与本次地震在空间位置上关系密切(图1)。冷龙岭断裂沿冷龙岭山脊展布, 总体走向约300° , 倾向NE/SW, 倾角50° ~60° , 断裂带宽1~3km(胡朝忠等, 2016)(图3)。何文贵等(2000)将冷龙岭分为3段, 其中东段(双龙煤矿— 假墙丫豁段)位于本次地震的余震分布范围, 该段错断晚第四纪冰碛物。

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图 3 震中区地震与断裂构造分布图
1 全新统冲积物; 2 全新统冲洪积物; 3 上更新统冲洪积物; 4 中更新统冰水堆积物; 5 石炭系羊虎沟组; 6 泥盆系; 7 志留系肮脏沟组; 8 奥陶系大梁组; 9 古元古界龙首山岩群; 10 志留纪二长花岗岩; 11 志留纪英云闪长岩; 12 奥陶纪中期花岗岩2; 13 奥陶纪早期花岗岩; 14 主要断裂; 15 地震震中; 16 余震及发震模式剖面; 2016年门源M6.4地震震源机制解数据来于中国地震局地球物理研究所Fig. 3 Earthquakes and faults around the epicenter of the Menyuan M6.4 event.

关于冷龙岭活动断裂的活动性质, 已有很多研究成果。一种认为根据山脊、水系扭错等地貌判断, 断裂具有左旋走滑特征(国家地震局地质研究所等, 1993), 断裂最新活动以左旋走滑为主, 具有逆冲分量, 全新世以来平均水平滑动速率为3.35~4.62mm/a, 平均垂直滑动速率为0.38mm/a(何文贵等, 2010)。地表地震地质调查表明, 该断裂全新世以来, 以左旋走滑为主, 滑动速率约为(6.4± 0.7)mm/a(郭鹏等, 2017); 另一种认为断裂带表现为由SW向NE或由NE向SW的逆冲组合^①。这2种认识很显然与本次地震震源机制解结果显示的接近逆冲有差异, 这就需要从断裂的发震断面产状、发震构造模式等综合分析。

3 余震的空间分布及震源机制解

3.1 余震的空间分布特征

通过对余震进行双差方法精定位后, 获得余震目录(2016-01-21至2016-01-22, 震级范围M≥ 0.6)共385条, 对余震的空间几何图像进行分析, 可判定发震构造的几何学特征。余震的平面分布长轴呈NWW走向(图3), 与区域构造线方向较为一致, 基本与等震线Ⅷ 度区相对应。从剖面形态上来看, 余震震源深度呈连续状态展布在5~15km范围内, 中值深度约10km, 整体具有向SW倾的特征, 表明震源体的空间形态近似为1个走向NWW、倾向SW的长方体, 揭示了发震构造破裂面的产状(图4)。

	Figure Option Fig. 4 Spatial distribution of aftershocks of the Menyuan M6.4 event.'>View Download New Window
Fig. 4 Spatial distribution of aftershocks of the Menyuan M6.4 event.'>	图 4 余震空间分布图像 a A— A’剖面为沿断裂走向的余震深度分布剖面; b B— B'剖面为垂直断裂走向的余震深度分布剖面Fig. 4 Spatial distribution of aftershocks of the Menyuan M6.4 event.

3.2 震源机制解参数

震源机制解参数能很好地反映出震源破裂的运动学、几何学特征。表1给出了不同机构给出的门源M6.4地震参数及震源机制解参数, 节面Ⅰ 走向335° ~337° , 滑动角98° ~103° , 以逆冲为主, 略具有右旋走滑分量; 节面Ⅱ 走向141° ~143° , 滑动角79° ~80° , 以逆冲为主, 具左旋走滑分量。

表1 不同机构给出的地震参数及震源机制解参数 Table1 Earthquake parameters and focal mechanism solutions from different sources

4 发震断面的确定

综合地震烈度图、余震分布、震源机制解及震中区活动断裂特征, 发震断面可能倾向SW, 节面Ⅱ 可能与发震断面一致, 但也存在较大的不确定性。本文作者试图从库仑应力触发角度解决这一问题。1927年5月发生的古浪8级地震, 距离本次地震55km左右, 而最近的1次6级以上地震是1986年8月26日门源M6.4地震, 距离此次地震震中约11km。

大地震引起的静态弹性库仑应力变化相对于产生地震所需积累的应力很小, 但越来越多的震例研究表明, > 0.01MPa的库仑应力增加起到了明显的触发作用(Harris, 1998)。地震静应力触发是先前发生的地震破裂的同震位错在邻近断层上的静应力增加。一次大地震的同震位错会引起附近区域的应力变化, 应力变化将改变断裂的破裂应力状态。当应力变化> 0时, 容易使邻近区域断裂上产生应力累积, 使下次地震提前发生, 称为地震触发效应(Stein, 1999; 马瑾等, 2002; 万永革等, 2002; 沈正康等, 2003; 韩竹军等, 2008)。

通过计算古浪8级地震与1986年门源M6.4地震在2016年门源M6.4地震2个节面上的同震库仑应力变化, 就可以结合前面的分析综合判断发震断面的几何参数。

4.1 古浪8级地震与1986年门源M6.4地震发震构造模型

对于古浪8级地震的研究, 已经取得了较多的认识与成果。关于发震构造的性质, 具有代表性的认识为逆冲和走滑, 这2种运动性质是本区典型的构造体制。侯康明(1998)、侯康明等(1999)认为, 古浪地震发震构造为皇城-双塔断裂, 是沿深部低角度滑脱带产生逆冲-推覆运动形成的, 以逆冲为主。刘白云等(2015)使用精定位小震资料反演得到了古浪8级地震的断层面走向、倾角、滑动角和位置, 其中主震断裂以左旋走滑为主兼具有逆断分量。采用逆冲和走滑2种运动性质, 分别建立古浪地震的三维发震构造模型, 其中位错量根据文献(邓起东等, 1992)统计关系M=a+blgLD求得, 断层宽度根据W=H/sina计算获得。1986年门源M6.4地震发震构造模型参数主要根据文献统计关系获得(表2)。

表2 古浪8级地震与1986年门源M6.4地震三维发震构造模型参数 Table2 3-D seismogenic model parameters of 1927 Gulang M8 and 1986 Menyuan M6.4 earthquakes

表3 1986年门源M6.4地震和1927年古浪8级地震在2016年门源M6.4地震2个节面上产生的同震库仑应力变化统计 Table3 Coulomb stress changes on nodal planes of the 2016 Menyuan M6.4 earthquake imposed by 1927 Gulang M8 and 1986 Menyuan M6.4 events

4.2 1986年门源M6.4地震和1927年古浪8级地震对2016年门源M6.4地震的影响

基于2次地震的发震构造模型, 采用Coulomb3.4软件计算了1927古浪8级地震、 1986年门源M6.4地震在节面上产生的库仑应力变化。计算中取有效摩擦系数μ 为0.4, 泊松比为0.25, 剪切模量为8× 10⁴MPa。

计算结果表明, 2次地震在2016年门源M6.4地震2个节面上产生了不同的库仑应力(图5)。节面I产生的库仑应力变化为-0.021i2~-0.089i7MPa, 节面Ⅱ 产生的库仑应力变化为0.001i7~0.018i7MPa(表3)。正的库仑应力变化表明节面Ⅱ 处于应力加载状态, 负的则反之, 具有减载或延缓作用; 基于此, 可以确定节面Ⅱ 为发震断面。同时, 分析2次地震对2016年门源M6.4地震产生的库仑应力变化, 古浪M8地震比1986年门源M6.4地震对本次地震产生的库仑应力变化大, 加载作用更显著。

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图 5 1986年门源M6.4地震(MY)和1927年古浪8级地震(GL)在2016年门源M6.4地震2个节面上产生的同震库仑应力变化
a, b分别为IGP-CEA震源节面Ⅰ , Ⅱ ; c, d 分别为Harvard震源节面Ⅰ , Ⅱ ; e, f 分别为CENC震源节面Ⅰ , Ⅱ ; g, h 分别为USGS震源节面I, Ⅱ ; 震源球采用中国地震局地球物理研究所的结果, 具体各节面参数见表1所示Fig. 5 Coulomb stress changes produced by 1927 Gulang M8 and 1986 M6.4 on two nodal planes of 2016 M6.4 earthquake.

4.3 2016年门源M6.4发震断面的确定

根据震中区发震构造、地震烈度图及精定位后余震的空间展布, 可以确定本次地震发震构造与冷龙岭断裂有关, 且断面可能倾向SW。1927年古浪8级地震和1986年门源M6.4地震在本次地震2个节面上产生的库仑应力变化存在差异, 2次地震在2016年门源地震节面Ⅱ 上产生的库仑应力变化比节面Ⅰ 上的大, 且产生了应力触发的库仑应力变化。综合分析认为, 本次地震的发震断面为节面Ⅱ , 发震断面走向134° ~143° , 倾向SW, 运动性质以逆冲为主, 兼有少量左旋走滑分量。

确定的倾向SW的发震断面, 在深部构造上是否能得到地球物理资料的佐证呢? 判定发震构造的模式需要结合深部地壳结构及深浅构造的关系进行分析。

5 区域浅层及深部构造环境

5.1 区域现今构造应力场

该区域位于青藏高原北部及东北边缘应力分区之祁连山-河西走廊应力区, 现今构造应力场方向为NE— NEE向(谢富仁等, 2004; 李祥等, 2016)。在区域NE— NEE向挤压构造应力场作用下, 断裂活动的主要方式为走滑和逆冲或两者过渡类型。

5.2 地球物理反演资料

5.2.1 地壳厚度变异带、重力梯度带资料

区域重力异常图显示, 祁连山北麓为重力梯级带, 也是地壳厚度变异带, 震中附近莫霍面深度约在55~60km。该梯度带以西莫霍面深度逐渐增大, 最厚可达70km, 以东逐渐减薄。

区域重力场变化先呈现大尺度空间范围的有序性及与祁连-海原断裂构造带走向基本一致的重力变化高梯度带(图6)。2016年门源M6.4地震发生在祁连山地震带的冷龙岭断裂附近, 门源震中附近是重力变化高梯度带拐弯的地区(祝意青等, 2016), 这些部位容易形成应力集中。

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	图 6 青藏高原东北缘重力变化(等值线表示)与垂直形变速率(色标表示)(祝意青等, 2016) 等值线数据× 10^-8, 单位: m· s^-2Fig. 6 Contours of gravity anomalies in the northeastern margin of the Tibetan plateau(Zhu Yi-qing et al., 2016).

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	图 7 震区西古浪地区二维电性结构据詹艳等, 2008, 略修改据王椿镛等, 1995Fig. 7 7i2-D electrical resistance structure west of Menyuan M6.4 epicenter

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	图 8 门源— 永登深部地球物理解释剖面据王椿镛等, 1995Fig. 8 Interpretation profile of geophysical data along Menyuan-Yongdeng.

5.2.2 大地电磁及地震反射测深资料

根据大地电磁测深资料, 上地壳的北祁连褶皱带、冷龙岭隆起, 显示与地表地质调查一致的构造格局; 北祁连褶皱带内除在浅表至几百m深度电阻率较高外, 几百m至15km深度存在电阻率值约为十几Ω · m的低阻体(B)。在低阻体之下至40km 左右深度, 电阻率较高, 电阻率值可达上百Ω · m(詹艳等, 2008)。随着深度增加, 电阻率值降低为十几Ω · m的低阻体(C), 该低阻体一直延伸到上地幔(图7)。在中、下地壳, 北祁连褶皱带和冷龙岭隆起带电性结构复杂, 高、低电阻体相间。

据王椿镛等(1995)地震反射解译的地壳结构显示, 上地壳P波速度6.0~6.1km/s, 深度20km; 中地壳P波速度6.5km/s, 深度20~40km(图8)。20km深度界面作为地震反射界面, 显示深、浅构造差异的主要深度, 震源深部存在产状直立的构造界面, 在浅部呈背冲式构造样式。

6 发震构造模式的认识及讨论

发震构造模式是孕育地震的地质构造样式, 反映了地震孕育发生的动力学、运动学背景。已有较大地震的研究表明, 常见的发震构造模式有逆冲型、走滑型、正断层型或组合型式, 但对于深浅构造样式不一致的地区, 其发震构造模式就需要基于多种资料进行分析。

复杂构造活动地区, 发震构造的确定、发震构造样式的判定需要多方面地震地质资料来支撑; 2016年门源M6.4地震就发生在构造较为活动的祁连山-河西走廊地震带上。区域处于NE-SW向主压应力作用下, 活动构造以走滑活动为主, 也见逆冲运动。

综合地震烈度图、余震空间分布、震源机制解、震中区地震地质资料、地震破裂面上库仑应力变化等分析认为, 门源地震成因与冷龙岭断裂有较大构造联系, 发震断面倾向SW, 发生在上地壳的脆性破裂。然而差异在于冷龙岭断裂的最新活动有一定的逆冲运动分量, 但以左旋走滑运动为主, 这与本次地震震源机制解显示出的几乎纯逆冲破裂性质有较大差异, 这就需要从发震构造样式或模型的角度来讨论。从构造层次的角度分析, 就是深浅地震构造的差异。

余震震源深度及深部地球物理资料表明, 门源地震发生在上地壳, 剖面呈下陡上缓的地震断裂, 发震构造为在深部近直立的花状构造。花状构造剖面上背冲式断层向下会聚成陡立的走滑断层, 区域上显示走滑断层特点, 为走滑断层派生的局部压扭性应力状态中形成的构造。显然, 门源地震发生的区域新构造环境中也与正花状构造形成新构造环境(偏挤压/隆升)相符, 这种模式与王二七等(2014)关于汶川地震的发震构造模式具有相似性。因此, 门源地震是1次发生在走滑断裂系上的逆冲型地震事件(图9)。这种发震构造模式的主要特征为: 1)发生在区域走滑断裂系统内, 具有挤压的区域构造应力背景; 2)深浅构造特征存在差异; 3)震源机制解结果显示的发震断层性质与断裂的地质活动性质存在较大差异, 但空间存在相关性。当然, 这种发震构造模式的深入论证需要继续进行地壳结构的精细探测, 对类似的震例进行解剖分析, 主要是进行震区深部地壳结构探测, 以建立更加可靠的发震构造模型。

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	图 9 2016年门源M6.4地震的发震构造模式Fig. 9 Seismogenic model for the 2016 Menyuan M6.4 event.

致谢中国地震局地震研究所赵斌副研究员提供了GPS数据; 本文所使用的地震序列重定位结果由中国地震局地球物理研究所的房立华博士提供; 詹艳研究员提供了电性结构图; 部分图件用GMT软件绘制。感谢审稿专家对本文提出的建设性修改意见及建议。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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0.0

2017

0.0

郭鹏, 韩竹军, 安艳芬, 等. 2017. 冷龙岭断裂系活动性与2016年门源6. 4级地震构造研究[J]. 中国科学(D辑), 47(5): 617—630.

GUO

Peng

, HAN

Zhu-jun

, AN

Yan-fen

, et al. 2017. Activity of the Lenglongling fault system and seismotectonics of the 2016 M_S6. 4 Menyuan earthquake[J]. Science China(Ser D), 60(5): 929—942.

2008

0.0

韩竹军, 董绍鹏, 谢富仁, 等. 2008. 南北地震带北部5次(1561—1920年) M≥7地震触发关系研究[J]. 地球物理学报, 51(6): 1776—1784.

HAN

Zhu-jun

, DONG

Shao-peng

, XIE

Fu-ren

, et al. 2008. Earthquake triggering by static stress: The 5 major earthquakes with M≥7(1561-1920)in the northern section of South-north seismic zone, China[J]. Chinese Journal of Geophysics, 51(6): 1776—1784(in Chinese).

Taking five major, M ≥7 earthquakes occurred in the northern section of South-north seismic zone, an inter-region between northeast Tibetan Plateau and North China block, during 360a from 1561 to 1920 as examples, the Coulomb failure stress changes (ΔCFS′s) caused by the previous earthquakes are calculated on the rakes of fault surfaces of the later earthquakes to study earthquake triggering by building seismotectonic models, based on our knowledge about the seismogenic faults. The results suggest that, after the 1561 Luoshan M 7 1 / 4 earthquake happened, the next four events would occur in the stress triggering area (ΔCFS>0). ΔCFS′s related to the Yunwushan fault, the Helanshan fault and the Haiyuan fault are larger than 0.2×10 5 Pa, surpassing the triggering threshold of 0.1×10 5 Pa. It means that the distribution of ΔCFS has a significant indication on the location of earthquakes in the future. According to ΔCFS and tectonic stress accumulation rate (δ τ ), the periods reduced by ΔCFS are calculated, which can be as large as 160a for the corresponding earthquakes. The triggering caused by the previous earthquake to the next shortens the accumulation time of earthquake re-occurrence, which makes the earthquake happen ahead. It can cause that earthquake activity shows temporally the feature of quasi-cycle for a seismogenic fault and spatially the phenomenon of clustering for different seismogenic faults. This study contributes to our understandings about fault interaction, relationship among strong earthquakes even at different seismotectonic provinces and seismic risky areas in the future.

1 Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China 2 Institute of Crustal dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, China

以南北地震带北部的青藏高原东北边缘与华北构造区过渡部位为例，通过建立地震构造模型，计算静态库仑破裂应力改变量（ΔCFS），研究了该区1561~1920年360年间5次 M ≥7级地震之间的触发过程.结果表明,在1561年罗山东麓7 1 / 4 级地震之后，下一次地震无一例外地发生在前面地震产生的应力触发区（ΔCFS>0）.在4条被触发的发震断裂中，有3条发震断裂的平均ΔCFS>0.2×10 5 Pa，最大可达0.62×10 5 Pa，超出目前普遍认为触发应力阀值（0.1×10 5 Pa）.根据断裂库仑破裂应力变化量（ΔCFS）和构造应力累计率（δ τ ），计算获得了下一次地震发生的提前量（Δ T ），地震活动提前量最大可以达到160a.在一条重要活动构造带或地区上，一次地震发生对下一次地震的触发缩短了地震重复发生所需要的累积时间，使得地震可以提前发生，这一方面使得某一特定的发震断裂在时间尺度表现出准周期性，另一方面使得空间上不同发震断裂的地震活动表现出丛集发生的现象.此项研究有助于认识断裂间相互作用特点、揭示地震丛集发生规律以及预测未来地震危险区.

2000

0.0

何文贵, 刘百篪, 袁道阳, 等. 2000. 冷龙岭活动断裂的滑动速率研究[J]. 西北地震学报, 22(1): 90—97.

Wen-gui

, LIU

Bai-chi

, YUAN

Dao-yang

, et al. 2000. Research on slip rates of the Lenglongling active fault zone[J]. Northwestern Seismological Journal, 22(1): 90—97(in Chinese).

2010

0.0

何文贵, 袁道阳, 葛伟鹏, 等. 2010. 祁连山活动断裂带中东段冷龙岭断裂滑动速率的精确厘定[J]. 地震, 30(1): 131—137.

Wen-gui

, YUAN

Dao-yang

, GE

Wei-peng

, et al. 2010. Determination of the slip rate of the Lenglongling fault in the middle and eastern segments of the Qilian Mountain active fault zone[J]. Earthquake, 30(1): 131—137(in Chinese).

摘　要：冷龙岭活动断裂是青藏高原东北缘祁连山断裂带的重要组成部分，位于祁连山断裂带中东段。根据野外考察结果认为，该断裂全新世以来活动强烈，主要表现为左旋走滑运动，并伴有正倾滑性质，断错地貌特征明显。通过高分辨率SPOT卫星数字影像和大比例尺航空照片处理确定断层的位置，利用断错地貌测图、热释光（TL）和碳十四（^11C）测年方法，厘定了冷龙岭断裂的晚第四纪滑动速率，冷龙岭断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为（4．3±0．7）mm／a，全新世晚期以来的平均水平滑动速率为（3．9±0．36）mm／a。

1998

0.0

侯康明. 1998. 1927年古浪8级大震地表破裂特征及形成机制[J]. 地震地质, 20(1): 19—26.

HOU

Kang-ming

. 1998. Characteristics of ground ruptures caused by 1927 Gulang M8 earthquake and their causative mechanisms[J]. Seismology and Geology, 20(1): 19—26(in Chinese).

1999

0.0

侯康明, 邓起东, 刘百篪. 1999. 对古浪8级大震孕育和发生的构造环境及发震模型的讨论[J]. 中国地震, 15(4): 339—348.

HOU

Kang-ming

, DENG

Qi-dong

, LIU

Bai-chi

. 1999. Research on tectonic environment and seismogenic mechanism of 1927 Gulang great earthquake[J]. Earthquake Research in China, 15(4): 339—348(in Chinese).

2016

0.0

胡朝忠, 杨攀新, 李智敏, 等. 2016. 2016年1月21日青海门源6. 4级地震的发震机制探讨[J]. 地球物理学报, 59(5): 1637—1646.

Chao-zhong

, YANG

Pan-xin

, LI

Zhi-min

, et al. 2016. Seismogenic mechanism of the 21 January 2016 Menyuan, Qinghai M_S6. 4 earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 59(5): 1637—1646(in Chinese).

2017

0.0

姜文亮, 李永生, 田云锋, 等. 2017. 冷龙岭地区2016年青海门源6. 4级地震发震构造特征[J]. 地震地质, 39(3): 536—549. doi: DOI: 103969/j. issn. 0253-4967. 2017. 03. 007.

JIANG

Wen-liang

, LI

Yong-sheng

, TIAN

Yun-feng

, et al. 2017. Research of seismogenic structure of the menyuan M_S6. 4 earthquake on January 21, 2016 in Lenglongling area of NE Tibetan plateau[J]. Seismology and Geology, 39(3): 536—549(in Chinese).

摘　要：青海门源北部的冷龙岭断裂带于2016年发生Ms6．4地震，该地震与1986年发生的另一次Ms6．4地震的震源机制解截然不同，并且二者与冷龙岭主断层几乎表现为纯左旋走滑的性质也差异很大。为明确2次地震的发震构造特征，分析二者与冷龙岭主断层的关系，利用Sentinel-1A数据干涉处理得到了2016年地震的同震形变场，并结合高分辨率影像、余震精定位及GPS资料对断层构造样式及地震构造特征进行了研究。研究结果表明，2016年地震发生在冷龙岭断裂带西段北侧的分支断层上，地震造成分支断层两侧发生背斜式褶曲隆升。2次地震分别发生在分支断层的东西两端，其两端分别向冷龙岭主断层弯曲收敛并交会，在平面上形成左行右阶与左行左阶的几何结构，在区域整体剪切环境下，分别发生剪切挤压与剪切拉张，因而造成2次地震的震源机制解分别表现为压性与张性为主又兼具一定的走滑性质，综合认为分支断层与主断层之间的构造组合样式是导致2个不同震源机制解的主要因素。2次地震活动皆反映了冷龙岭断裂带整体表现为左旋走滑运动特征，该构造变形机制也体现了祁连一海原构造带对青藏高原东北缘的构造调节作用，即来自于青藏板块的构造运动在受到北部戈壁一阿拉善块体及东部华北克拉通块体的阻挡后，在青藏高原东北缘通过一系列左旋走滑断裂的调节，构造运动方向逐渐发生顺时针旋转。门源地震使得对冷龙岭断裂带地震地质问题的深入研究更加紧迫。

2016

0.0

2017

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2015

0.0

刘白云, 曾文浩, 袁道阳, 等. 2015. 1927年古浪8级大地震断层面参数和滑动性质[J]. 地震地质, 37(3): 818—828. doi: DOI: 103969/j. issn. 0253-4967. 2015. 03. 012.

LIU

Bai-yun

, ZENG

Wen-hao

, YUAN

Dao-yang

, et al. 2015. The research on fault parameter and sliding behavior of the 1927 Gulang M8. 0 earthquake[J]. Seismology and Geology, 37(3): 818—828(in Chinese).

2002

0.0

马瑾, 马胜利, 刘力强, 等. 2002. 断层相互作用型式的实验研究[J]. 自然科学进展, 12(5): 503—508.

Jin

, MA

Sheng-li

, LIU

Li-qiang

, et al. 2002. Experimental study on patterns of fault interaction[J]. Progress in Natural Sciences, 12(5): 503—508(in Chinese).

2003

0.0

沈正康, 万永革, 甘卫军, 等. 2003. 东昆仑活动断裂带大地震之间的黏弹性应力触发研究[J]. 地球物理学报, 46(6): 786—795.

SHEN

Zheng-kang

, WAN

Yong-ge

, GAN

Wei-jun

, et al. 2003. Viscoelastic triggering among large earthquakes along the east Kunlun fault system[J]. Chinese Journal of Geophysics, 46(6): 786—795(in Chinese).

We study the stress transfer and triggering of large earthquakes along the East Kunlun fault system, northern Tibet. Five M≥7 earthquakes occurred along the fault zone during the past 70 years are considered: the M7.5 Huashi Canyon earthquake, the 1963 MS 7.1 Dulan earthquake, the 1973 MS7.3 Manyi earthquake, the 1997 MS7.5 Manyi earthquake, and the 2001 MW7.8 Kokoxili earthquake. We simulate the stress evolution process produced by seismic dislocations in layered viscoelastic media, and calculate the Coulomb failure stress change on the fault plane of each subsequent earthquake. The result shows that the Coulomb failure stress on the fault plane of the Kokoxili earthquake was increased by the previous 4 earthquakes, and theviscoelastic relaxation gradually enhanced the Coulomb failure stress field as time elapsed. By evaluating the Coulomb failure stress changes produced by the coseismic rupture and viscoelastic relaxation of the 4 preceding large earthquakes, we find that the Coulomb failure stress changes produced by the viscoelastic relaxation are much more significant than that produced by the coseismic deformation in 3 of the 4 earthquakes. The stress field simulation indicates that after the Kokoxili earthquake the Coulomb failure stress in the XidatanDongdatan segment (between the Kokoxili and Dulan segments) of the East Kunlun fault is increased as much as 0.05～0.10 MPa, implying increased probability of seismic hazard in this region.

对青藏高原北部东昆仑破裂带大地震之间的应力转移和断层相互作用进行研究. 考虑1937年以来沿此破裂带发生的5个M≥7的地震：1937年M7.5花石峡地震，1963年MS7.1都兰地震，1973年MS7.3玛尼地震，1997年MW7.5玛尼地震和2001年MW7.8可可西里地震，模拟了黏弹性成层介质中地震断层错动产生的应力演化过程，并计算了在后续地震破裂面上产生的库仑破裂应力变化. 结果表明，前面4个地震均造成2001年可可西里地震断层面上库仑破裂应力的增加，并且中地壳和下地壳的黏弹性松弛效应使得库仑破裂应力场随着时间的推移而逐渐加强. 在计算过程中定量估计了可可西里地震发生时前面4个地震同震形变和黏弹性松弛导致可可西里地震破裂面上库仑破裂应力变化之间的比值，发现前3个地震由黏弹性松弛造成的变化远远大于同震形变所造成的变化. 可可西里地震之后应力场的模拟表明东昆仑断层中段的东大滩－西大滩断层段（位于可可西里地震破裂以东及都兰地震以西）的库仑破裂应力显著增加，变化值达0.05～0.1 MPa，预示这一地区地震危险性的增加.

2002

0.0

1995

0.0

王椿镛, 林中洋, 陈学波. 1995. 青海门源—福建宁德地学断面综合地球物理研究[J]. 地球物理学报, 38(5): 590—598.

WANG

Chun-yong

, LIN

Zhong-yang

, CHEN

Xue-bo

. 1995. Comprehensive study of geophysics on geoscience transect from Menyuan, Qinghai Province, to Mingde, Fujian Province, China[J]. Chinese Journal of Geophysics, 38(5): 590—598(in Chinese).

This paper outlines the geophysical results on the Geoscience transect from Menyuan of Qinghal Province to Ningde of Fujian Province. The study i based on the data of deep seismic sounding（DSS）profiles on the transect.The comprehensive geophysical model shows the features of each tectonic units and their interrela tion.The transect maps reflect the results of interaction between Pacific Ocean plate, Indian plate and Eurasia plate.On the west section of the transect, the crust is thicken by rapid shorten of lithosphere due to the collision of Indian plate and Eurasia plate,and on the east section,the rifting and extension of the western Pacific Ocean has generated a series of extensional faults and rifted basins,produced thinned lithosphere,and crust also has thinned.In addition,this paper discusses the geodynamics of several significant tectonic units on the transect.

1. Institute of Geophysics, SSB, Beijing 100081; 2. Institute of Crustal Dynamics, SSB, Beijing 100085

概述了青海门源─福建宁德地学断面的综合地球物理研究结果．综合研究以贯穿断面的深地震测深剖面资料为基础．综合地球物理模型表明了各大地构造单元的结构特征及相互关系．断面显示了太平洋板块、印度板块与欧亚板块之间相互作用的结果．断面西段由于印度板块与欧亚板块碰撞，急剧的岩石圈缩短使地壳增厚；断面东段则处于西太平洋裂陷引张状态，形成一系列张性断裂和断陷盆地，导致岩石圈变薄，地壳亦随之减薄．本文还讨论了断面中几个重要构造单元的动力学问题．

2004

0.0

谢富仁, 崔效锋, 赵建涛, 等. 2004. 中国大陆及邻区现代构造应力场分区[J]. 地球物理学报, 47(4): 654—662.

XIE

Fu-ren

, CUI

Xiao-feng

, ZHAO

Jian-tao

, et al. 2004. Regional division of the recent tectonic stress field in China and adjacent areas[J]. Chinese Journal of Geophysics, 47(4): 654—662(in Chinese).

On the basis of the “Basic database of crustal stress environment in China”, this paper summarizes the basic characteristics of recent tectonic stress field in China and adjacent areas, proposes the principle of dividing the tectonic stress districts. The recent tectonic stress field of China and adjacent areas is classified into four classes: The characteristic of the first order tectonic stress district shows uniformity and stability in large areas and long time. This stress field is mostly controlled by the geometry character of plate boundary and the force acting on plate boundary. The stress action of second order tectonic stress district shows coherence in a relatively large area. This stress field is controlled by regional block interaction. The stress regime of the third order tectonic stress district shows comparability in finite areas. This stress field is mostly influenced by interior block interaction inside the areas. The stress character (direction, intensity, structure, etc) of the forth order stress district shows better coherence. This stress field is mostly controlled by block and fault interaction. The paper preliminarily analyzes the dynamic environment which controlled the recent tectonic stress field in China and adjacent areas.

以“中国大陆地壳应力环境基础数据库”资料为基础，总结了中国大陆及邻区现代构造应力场的基本特征，提出了划分构造应力分区的原则，将中国大陆及邻区现代构造应力场划为四级应力区. 指出一级构造应力区主要受板块边界的几何特征和作用在边界上的力所控制，应力作用在大范围和长时间内保持均匀和稳定；二级构造应力区受控于区域块体间的相互作用，在较大区域范围内应力作用具有较强的相关性；三级构造应力区受控于区域内部块体间的相互作用，在一定区域范围内应力结构具有相似性；四级构造应力区受控于块体和断裂相互作用的影响，其应力性状(方向、强度、结构等)一致性较好. 论文还初步分析了控制中国大陆及邻区现代构造应力场分布的动力学环境.

2008

0.0

詹艳, 赵国泽, 王继军, 等. 2008. 1927年古浪8级大震区及其周边地块的深部电性结构[J]. 地球物理学报, 51(2): 511—520.

ZHAN

Yan

, ZHAO

Guo-ze

, WANG

Ji-jun

, et al. 2008. Deep electric structure beneath the epicentre of the 1927 Gulang M8 earthquake and its adjacent areas from magnetotelluric sounding[J]. Chinese Journal of Geophysics, 51(2): 511—520(in Chinese).

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2016

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1998

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1999

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2014

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