巴颜喀拉块体周缘强震间应力作用与丛集活动特征初步分析

引用本文

程佳, 徐锡伟. 巴颜喀拉块体周缘强震间应力作用与丛集活动特征初步分析[J]. 地震地质, 2018,40(1): 133-154.
CHENG Jia, XU Xi-wei. FEATURES OF EARTHQUAKE CLUSTERING FROM CALCULATION OF COULOMB STRESS AROUND THE BAYAN HAR BLOCK, TIBETAN PLATEAU[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2018,40(1): 133-154. 复制到剪切板

DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2018.01.011
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巴颜喀拉块体周缘强震间应力作用与丛集活动特征初步分析

程佳¹, 徐锡伟²

1中国地震台网中心, 北京 100045

2中国地震局地质研究所, 活动构造与火山重点实验室, 北京 100029

〔作者简介〕程佳, 男, 1982年生, 2017年于中国地震局地质研究所获构造地质学博士学位, 副研究员, 现主要从事活动构造、地壳形变、强震模拟与地震预测方面的研究, E-mail: iamchengjia@126.com。

收稿日期: 2017-11-14

基金项目: 国家自然科学基金(41404043)与中国地震局星火计划项目(XH16044)共同资助

摘要

巴颜喀拉块体是近年来青藏高原内部板内强震高发地带, 对于该块体强震发生时空模式的研究可为大范围板内地震的深入研究提供基础; 而断层间的相互作用在强震发生模式中的意义也需要深入研究。文中使用了黏弹性库仑应力模型, 计算了1893年以来巴颜喀拉块体边缘和内部7级左右及以上历史地震破裂之间的黏弹性库仑应力相互影响, 并使用强震所在断层的滑动速率将这一应力影响值转换为影响时间, 并在历史地震发生时间中减去该影响值, 比较历史地震影响值对于丛集现象的影响情况, 从而分析历史地震间的相互作用对于巴颜喀拉块体内部历史地震丛集特征的影响。从结果看, 巴颜喀拉块体的强震自1893年以来存在着前期相隔16a左右的准周期活动, 然后经过相对较长时间平静后大约在1997年后发生丛集现象, 目前巴颜喀拉块体仍然位于这一强震丛集活动中, 仍存在着发生强震的危险; 计算出的未来30a强震发生条件概率显示, 危险程度较高的断层包括玛沁断裂、玛曲断裂、阿万仓断裂、塔藏断裂罗叉段、鲜水河断裂带磨西段、当江断裂, 其他破裂段也存在发生 M_S7.0左右强震的危险。

关键词: 巴颜喀拉块体; 强震丛集; 库仑应力作用; 地震危险性; 板内地震

中图分类号:P315.2 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2018)01-0133-22

FEATURES OF EARTHQUAKE CLUSTERING FROM CALCULATION OF COULOMB STRESS AROUND THE BAYAN HAR BLOCK, TIBETAN PLATEAU

CHENG Jia¹, XU Xi-wei²

1 hina Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China

2 ey Laboratory of Active Tectonics and Volcano, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China

Abstract

Since 1997, several major earthquakes occurred around the Bayan Har block in the Tibetan plateau, providing an opportunity to further understanding the mechanism of intraplate earthquakes. What is the effect of interactions among these events on the earthquake occurrence pattern is an issue to be addressed. In this article, we use the visco-elastic Coulomb stress changes model to calculate the stress interactions among the historical events close to or large than M_S7.0 since 1893 in the Bayan Har block. We apply the relationships between the slip rate and stress accumulation rate to transform the Coulomb stress changes into the influenced time. Then we remove such influence time from the occurrence years, and analyze the effects of the earthquake interactions on the clustering patterns of the historical earthquakes in the Bayan Har block. The results show that the major earthquakes in the Bayan Har block are characterized by a quasi-period of about 16 years from 1893 to 1973 and a clustering occurrence time period from 1997 to present following a relatively long quiescence period. The Bayan Har block is still in the active period with high probabilities of major quakes. We calculate the conditional probabilities of the rupture segments that did not rupture since 1893 of the boundary faults of the Bayan Har block in the next 30 years. The following faults or fault sections seem to be of major risk: The Maqin segment and the Maqu fault of the East Kunlun fault zone, the Awanang fault, the Luocha segment of the Tazhong fault, the Moxi segment of the Xianshuihe fault, and the Dangjiang fault. Other Fault segments in the Bayan Har block without seismic events since 1893 probably also have hazard of M_S7 earthquakes in the future.

Keyword: Bayan Har block; lustering earthquake; Coulomb stress change; Earthquake hazard; Intraplate earthquakes

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0 引言

中国是板内强震最多的国家, 且几乎所有的8级地震和80%~90%的7级强震都分布在主要活动块体周缘断裂带上(张培震等, 2003)。作为中国地壳形变最为强烈的青藏高原地区, 其强震活动强度和频率都明显高于其他地区。巴颜喀拉块体位于青藏高原主体地区的北部, 是青藏高原地壳运动方向转变的枢纽地区之一。该块体以北的青藏高原东北缘地区普遍存在着强烈的挤压隆升作用, 块体以南地区则主要表现为E向挤出(图1)。

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	图 1 巴颜喀拉块体地壳形变运动与周缘历史强震活动特征断裂数据来源于徐锡伟等, 2016; GPS 速度场来源于Gan等(2007)给出的相对于欧亚大陆的结果; 震源机制解来源于Global CMT Catalog(http: ∥www.globalcmt.org)Fig. 1 Present crustal motion and large historical earthquakes around the Bayan Har block.

在这种地壳形变方式强烈作用下, 巴颜喀拉块体周缘断裂带活动尤为强烈。该块体周缘断裂带包括东昆仑断裂带、玛尼-玉树断裂带、鲜水河断裂带和龙门山断裂带等高速走滑或逆冲断裂带。与这些断裂高速运动相一致的是区域强震活动, 由于位于中国最为著名的南北地震带中间部位, 块体内强震在南北地震带地震迁移过程中起到了承上启下的作用。中国在经历了1920— 1932年青藏高原东北缘7级以上强震连续发生(包括1920年海原M8.5地震和1927年古浪M8地震)和20世纪50年代青藏高原南部多次7级以上的地震集中期后(包括1950年察隅M8.6地震和1951年当雄M8地震), 1997年以来7级强震发生区域则都集中在巴颜喀拉块体的周缘断裂带上(邓起东等, 2010)。1997年玛尼M_S7.5地震以来, 块体处于强震高度活跃期, 中国大陆7级以上地震基本都发生在该块体周缘断裂上, 包括2001年11月14日昆仑山口西M_S8.1地震、 2008年3月21日于田M_S7.3地震、 2008年5月12日汶川M_S8.0地震、 2010年4月14日玉树M_S7.1地震, 2013年4月20日芦山M_S7.0地震, 2014年2月12日于田M_S7.3地震(图1), 目前强震活动仍然继续。对于该块体及其周缘强震的研究是现今中国强震研究的重点地区(邓起东等, 2010; 闻学泽等, 2011), 因此对于巴颜喀拉块体周缘断裂带地震活动特征和地震危险性的研究与预测具有十分重要的现实意义。

板内地震的时空分布, 是否存在着准周期活动或者丛集活动特征是目前对于板内地震的主要研究方向之一(Xu et al., 1996; Liu et al., 2016)。Xu等(1996)对中国大陆5个活动构造分区内断裂上的古地震序列分析后, 认为特定某条断裂上地震在时间上存在着非线性分布特征。Liu 等(2011)对华北克拉通地区1300年以来几次接近8级强震的时空特征分析后认为, 华北地区板内特大强震存在着时间上的随机性和空间上逐渐迁移的规律。Clark 等(2012)认为同为克拉通地区的澳大利亚板内地震存在着时间上的丛集性, 且在多次强震发生后存在着1个较长时间的平静期; 他们认为由于受到历史地震数量的限制, 很难判断这一丛集活动特征与地震事件数量、震级和断层活动速率等方面的联系, 但这一结果却显示地震的丛集活动特征对地震危险性预测分析提出了难题。Liu等(2016)对全球包括中国华北地区、澳大利亚地区、美国中、东部板内地震的时空分布特征分析后认为, 板内地震存在着时间上的丛集性和空间上的弥散分布特征。与中国华北地区等板内地震历史记录时间较长、以特大强震发生为主要特征、但地壳形变量不明显以及断裂滑动速率较小的特征相比, 巴颜喀拉块体属于印度板块推挤中国大陆的弥散型边界(Scholz et al., 1986), 存在着构造条件相对更为复杂以及地震应力降较小等方面的巨大差异。因此了解巴颜喀拉块体内部地震的时空分布特征, 对于认识中国青藏高原这一板内相对更为活跃区域的地震发生特征和今后的地震危险性分析具有重要的科学意义。

本文通过收集到的1893年巴颜喀拉块体周缘7级左右及以上历史地震破裂参数, 计算了各次地震受到的之前历史地震的库仑应力作用; 使用滑动速率这一参数将这些应力影响值转换为影响时间值; 并在历史地震发生时间中减去该影响值, 重现在没有断层间相互作用下的块体强震丛集现象, 并分析历史地震间的相互作用对于巴颜喀拉块体内部历史地震丛集特征的影响。

1 巴颜喀拉块体活动断裂与历史地震分布特征

巴颜喀拉块体位于青藏高原主体地区中部, 其南边界玛尼断裂、玉树断裂带、甘孜断裂带、鲜水河断裂带以左旋走滑为主要特征; 北边界东昆仑断裂带为大型左旋走滑断裂, 其滑动速率从库赛湖地区的13~14mm/a(青海省地震局等, 1999)向东逐渐减小; 西大滩— 东大滩段、阿尼玛卿段平均滑动速率分别大致约为(11.6± 0.8)mm/a、 (10.2± 1.6)mm/a(赵国光, 1996; Van der Woerd et al., 2000); 玛沁段全新世以来的左旋走滑速率约为7.0mm/a(赵国光, 1996; 李陈侠等, 2011); 玛曲段的滑动速率大致为(4.9± 1.3)mm/a(李陈侠等, 2011)。在东昆仑断裂中, 还存在着诸如玉珠峰南麓断裂等分叉断裂, 根据徐锡伟等(2003a)对阿尔金断裂带的滑动速率的分配方法, 大致认为玉珠峰南麓断裂的滑动速率约为库赛湖段和西大滩段速率之差, 即约1.9mm/a。东昆仑断裂带转入到塔藏断裂后, 其滑动速率逐渐减弱, 在西侧罗叉段左旋滑动速率约为 2.3mm/a(付俊东等, 2012), 东侧马家磨段挤压速率为0.2~1.5mm/a(付国超等, 2017)。虎牙断裂带和岷江断裂也吸收了部分东昆仑断裂带尾端的滑动速率; 其中岷江断裂带左旋走滑和挤压速率均约为 0.45mm/a, 而虎牙断裂带的左旋走滑速率为1.4mm/a, 挤压速率约为0.3mm/a。

巴颜喀拉块体南边界断裂一般认为是玛尼-玉树-鲜水河断裂带, 该断裂带西起藏北的玛尼以西, 向东与风火山断裂、玉树断裂、甘孜断裂、鲜水河断裂等一起构成高原内部1条重要的弧形地震构造带。其中, 玛尼断裂带是1条强震活动断裂带, 发生了1973年玛尼M_S7.3地震和1997年11月玛尼M_S7.5地震, 推测其左旋滑动速率为9.0~10.8mm/a(徐锡伟等, 2002)。风火山断裂带多条断裂平行分布, 断裂层次不一, 且滑动速率约为3mm/a(吴珍汉等, 2003)。玉树断裂带左旋走滑速率大致为7.3mm/a(张裕明等, 1996)。甘孜断裂带的左旋走滑速率约为12mm/a(闻学泽等, 2003)。鲜水河断裂带滑动速率约为14mm/a(徐锡伟等, 2003b)。

巴颜喀拉块体东边界的龙门山断裂带中段在2008年发生了汶川M_S8.0地震。这一断裂带的右旋滑动速率为1.5~2mm/a, 挤压速率约为1.1mm/a(Densmore et al., 2007)。该断裂带西南段的挤压速率为0.6~1.2mm/a(Wang et al., 2014); 其上发生了2013年芦山M_S7.0地震, 震源机制显示该地震为逆冲型地震; 在2008年汶川破裂段和2013年芦山破裂段之间还存在着大邑段, 这一断层段的古地震开挖结果显示在 (427± 240)a前发生过古地震(Wang et al., 2014)。巴颜喀拉块体西边界为阿尔金断裂带西南段; 这一地区在阿尔金断裂左旋走滑运动的尾部拉张作用下, 形成了由多条NE或NNE向断裂雁行状排列的断裂系(徐锡伟等, 2011; 潘家伟, 2011)。2008年和2014年于田2次M_S7.3地震发生在阿尔金断裂带尾端。这2次地震由于距离其他各次地震较远, 其与其他各次地震之间的库仑应力作用较为微弱, 因此本文只计算了2008年于田M_S7.3地震对2014年于田M_S7.3地震的作用。另外, 还有新疆民丰1924年7月3日M_S7.0地震和7月11日M_S7.2地震, 这2次地震的破裂段目前缺少研究, 且性质上更可能属于阿尔金左旋走滑断裂系, 我们未将这2次地震加入到巴颜喀拉的地震丛集体系中。

巴颜喀拉块体自1997年玛尼地震以来, 发生了2001年昆仑山口西M_S8.1地震、 2008年于田M_S7.3地震、 2008年汶川M_S8.0地震、 2010年玉树M_S7.1地震、 2013年芦山M_S7.0地震、 2014年于田M_S7.3地震、 2014年康定M_S6.3地震、 2017年九寨沟M_S7.0地震等, 显示这一块体的地震活动在时间上存在着丛集活动的特征。

图2给出了巴颜喀拉块体周缘和内部的M_S6.8历史地震活动特征。1700年以来, 鲜水河断裂带上有更多的历史地震记录(Allen et al., 1991; Wen et al., 2008)(图2); 其中黄圣睦(1989)认为1725— 1816年、 1893— 1973年2时间段在整个鲜水河段都发生了破裂, 这一观点也类似于丛集活动的特征。1700— 1893年之间的历史地震记录不全, 其地震也基本位于鲜水河断裂上, 因此很难使用单一断裂上的强震去解释整个块体的强震丛集特征; 从Cheng等(2017)给出的中国大陆西部M_S7.0(M_W6.7)左右地震完整性时间为1900年, 也显示1900年之前的地震记录在中国大陆西部存在着缺失; 另外从图2也可以看出, 在1866— 1893年间存在着1个缺失地震记录的空段; 而从甘孜断裂带上历史地震记录看, 1896年的历史地震有明确记录(闵子群, 1995), 而1854年和1866年则为后期地表破裂与历史资料考证推测而来(闻学泽等, 2003), 也可以推测1893年之后的M_S7.0以上历史地震记录的缺失程度较低, 可以作为完整性时间进行分析。从1893年之后的地震时间分布特征看, 在1997年之后存在着1个明显的丛集活动特征, 其中发生了1997年玛尼M_S7.5/M_W7.5、 2001年昆仑山口西M_S8.0/M_W7.8和2008年汶川M_S8.0/M_W7.9这3次大于M_W7.5的特大强震; 从1947年至1976年间的时间也有类似的丛集现象(邓起东等, 2010), 但比1997年之后的震级小、时间段更长。此处本文选择了1893年以来的历史地震作为研究对象, 使用黏弹性库仑应力计算各历史地震之间的相互作用, 并进一步研究巴颜喀拉块体强震的丛集活动特征。

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	图 2 巴颜喀拉块体周缘1700年以来历史强震震级与时间分布特征Fig. 1 Magnitude-time distribution of major earthquakes around the Bayan Har block since 1700.

2 1893年以来历史地震间黏弹性库仑应力作用

在本文计算过程中, 黏弹性库仑应力程序为PSGRN/PSCMP(Wang et al., 2006); 地壳结构模型选择了沈正康等(2003)在研究东昆仑断裂带强震之间黏弹性触发关系时的地壳结构模型(表1), 其主要结构参数来源于沿东昆仑破裂带的人工地震剖面速度结构(周民都等, 1997), 断层破裂参数和滑动速率参数等信息见表2。库仑应力变化量(Δ CFS)可由式(1)给出, $\begin{matrix} μ' \end{matrix}$ 取0.4。

$\begin{matrix} σ_{f} = τ' + μ' σ_{n} (1) \end{matrix}$

式(1)中, τ'为滑动方向的剪应力,σ_n为滑动面上所受的正应力, 正应力拉张为正。

表 1 本研究所用的地壳与上地幔模型参数 Table1 Parameters of crust and upper mantle used in this study

序号	层名	厚度/km	V_p/km· s^-1	V_s/km· s^-1	G/Pa	η /Pa· s	ρ /g· cm^-3
1	沉积层	4	4.8	2.771	4.0× 10¹⁰	1.0× 10²¹	2 600
2	上地壳Ⅰ	6	5.9	3.406	4.0× 10¹⁰	1.0× 10²¹	2 700
3	上地壳Ⅱ	18	5.9	3.406	4.0× 10¹⁰	2.0× 10¹⁹	2 850
4	中地壳	20	6.3	3.579	4.0× 10¹⁰	6.3× 10¹⁸	3 000
5	下地壳	20	7.12	4.110	5.0× 10¹⁰	6.3× 10¹⁸	3 100
6	上地幔	1 000	8.2	4.734	6.5× 10¹⁰	1.0× 10²⁰	3 320

注 $\begin{matrix} G 为剪切模量; η 为黏滞系数; ρ \end{matrix}$ 为地壳岩石密度。

表 1 本研究所用的地壳与上地幔模型参数 Table1 Parameters of crust and upper mantle used in this study

表 2 巴颜喀拉块体历史地震破裂参数和主要断层滑动速率特征 Table2 Rupture parameters of historical major earthquakes and slip rates of main faults around the Bayan Har block

断层名	断层段	历史地震时间/震级	断层滑动习性			震级 M_W	破裂长度 /km	滑动速率/mm· a^-1		Δ CFS/MPa		Δ t /a	复发间隔 /a	参考文献
			走向 /(° )	倾角 /(° )	滑动角 /(° )			左旋	挤压	震前	2017年
玛尼断裂	玛尼西段	1973-07-14/M_S7.3	79	69	2	6.7	40	9~10.8⁽¹⁾		-0.000 1		0		Funning et al., 2007 单新建等, 2006
	玛尼东段	1997-11-08/M_S7.5	79	69	2	7.5	130			0.049		5.2
东昆仑断裂	库赛湖段	2001-11-14/M_S8.0	94	61	-12	7.9	250	13~14⁽²⁾		0.007		0.5		徐锡伟等, 2002
	玉珠峰南麓		94	61	-12		40	~1.9		-0.013		-7.2
	西大滩段	200± a BP	265	90	0	7.6	160	11.6± 0.8⁽³⁾			-0.000 1	0	420	曾秋生, 1992
	东大滩段	1902-11-04/M_S6.9	280	90	0	7.2	80			-0.000 6		0	127^*	闻学泽等, 2011
	阿拉克湖	1963-04-19/M_S7.0	280	90	0	6.7	40	10.2± 1.6⁽³⁾		0.357		37		曾秋生, 1992
	阿尼玛卿山	1937-01-07/M_S7.5	290	90	0	7.6	150	10.2± 1.6⁽³⁾		0.020		2.1		曾秋生, 1992; Guo et al., 2007
	玛沁段	(426± 66)a BP	110	75	0	7.6	150	7± 1⁽⁴⁾			0.034	5.1	600	李陈侠等, 2011
	玛曲段	1058年?	290	80	0	7.8	200	4.9± 1.3⁽⁴⁾			0.009	1.9	1 000	李陈侠等, 2011
阿万仓断裂		< (850± 30)a BP	310	80	0	7.4	110	3⁽⁴⁾	0.7⁽⁴⁾		-0.006	1.9	1 000	李陈侠等, 2011
塔藏断裂	罗叉段	(410± 120)a BP	320	70	0	7.1	75	2.3± 0.9⁽⁵⁾			0.030	13.5	484^*	付俊东等, 2012
	马家磨段	(480± 40)a BP	130	55	90	7.2	70		1.5⁽⁶⁾		-0.137	-72	1 124^*	付国超等, 2017
岷江断裂	北段	1748-05-02/M_S6.5	200	90	45	7.1	70	0.45⁽⁹⁾	0.45⁽⁹⁾		-0.032	-52	1 864^*
	南段	1933-08-25/M_S7.5	175	60	45	7.3	100	0.45⁽⁹⁾	0.45⁽⁹⁾	-0.002		-3.9		王康和沈正康, 2011
		1713-09-04/M_S7.0?
虎牙断裂		1976-08-16/M_S7.2	165	63	40	6.7	30	1.4⁽¹⁰⁾	0.3⁽¹⁰⁾	-0.074		-55		Jones et al., 1984
		1976-08-23/M_S7.2	165	65	40	6.4	22	1.4⁽¹⁰⁾	0.3⁽¹⁰⁾	-0.008		-6
九寨沟断裂		2017-08-08/M_S7.0	150	78	-13	6.5	30	1.4⁽¹⁰⁾	0.3⁽¹⁰⁾	-0.015		-11	278^*	徐锡伟等, 2017
龙门山断裂	中段	2008-05-12/M_S8.0	213	35	138	7.9	330	-1.5~-2⁽¹²⁾	1.1⁽¹²⁾	-0.021		-9.6	3 000	Ran et al., 2014
	大邑段	(427± 240)a BP	205	38.5	90	7.1	70		-0.6~-1.2⁽¹³⁾		0.090	79	1 000	Wang et al., 2014
	芦山段	2013-04-20/M_S7.0	205	38.5	90	6.6	30		-0.6~-1.2⁽¹³⁾	-0.009		-7.9	550*	徐锡伟等, 2013
	芦山以西	?M_S7.0	205	38.5	90				-0.6~-1.2⁽¹³⁾		0.014	12	550^*
鲜水河断裂	炉霍段	1816-12-08/M_S7.5				7.4	90	14± 2⁽¹⁴⁾					240	徐锡伟等, 2003b
		1973-02-06/M_S7.6	116	90	10					-0.029		-2.2		徐锡伟等, 2003b
	仁达段	1747				6.8	45	14± 2⁽¹⁴⁾					176	Wen et al., 2008
		1923-03-24/M_S7.3	116	90	10					-0.039		-2.0
鲜水河断裂	道孚段	1792					33	14± 2⁽⁴⁾					78	徐锡伟等, 2003b; Wen et al., 2008
		1904-08-30/M_S7.0				6.6				0.126		9.4
		1981-01-24/M_S6.9	317	73	-4	6.6				0.202		15
	乾宁段	1893-08-29/M_S7.0	145	90	0	6.9	54	14± 2⁽¹⁴⁾			0.087	6.5	144	李东雨等, 2017
	塔公段(色拉哈)	1748-08-30/M_S6.5				6.6	33	5.5± 0.6⁽¹⁵⁾					192	胡朝忠等, 2015
		2014-11-22/M_S6.3	143	82	-8					0.242		46
	折多塘断裂		160	90	0	6.3	20	3.6± 0.3⁽¹⁵⁾			0.410	119	163^*	周荣军等, 2001; Wen et al., 2008
	雅拉河断裂	1700	145	90	0	6.8	50	2.0± 0.2⁽¹⁵⁾			-0.330	-173	296*	周荣军等, 2001
	康定段(色拉哈)	1955-04-14/M_S7.5	350	80	0	7.0	64	5.5± 0.6⁽¹⁵⁾		-0.003 3		-0.6	193	周荣军等, 2001
	新店子		350	80	0
	磨西段	1327	165	90	0	7.1	70	9.9± 0.6⁽¹⁵⁾			-0.055	-5.8	285	周荣军等, 2001
		1786-06-01/M_S7.8/M_S7.0	165	90	0	7.1	70
甘孜拉分盆地断层	侏倭段	1811-09-27/M_S6.8				6.4	20		-1.1± 0.6⁽¹⁶⁾				256	程佳等, 2011; Zhou et al., 1983
		1967-08-30/M_S6.8	245	45	-42	6.4	20			-0.023		-22
甘孜断裂带	巴塘	1896-03-0/M_S7.0	300	90	0	7.1	70	12± 2⁽¹⁷⁾		-0.000 05		0	356	Zhou et al., 2014
	洛须	1854	300	90	0	7.7	180				-0.202	-18	517	Chevalier et al., 2017
	甘孜	1866	300	90	0	7.0	65				0.100	8.7	391	Chevalier et al., 2017
玉树断裂带		2010-04-14/M_S7.1	300	88	23	6.9	100	7.3⁽¹⁸⁾		0.041		5.8		王未来等, 2012; 吴中海等, 2014
当江断裂		1738-12-23/M_S6.5	290	90	0	7.1	65	7.3± 0.6⁽¹⁹⁾			-0.149	21	176^*	吴中海等, 2014; 李彦宝等, 2016
达日断裂		1947-03-17/M_S7.7	314	90	0	7.4	120	1?		0.008		8.4?		戴华光, 1983
阿尔金断裂南端		2008-03-21/M_S7.3	203	52	-74	7.1	60			0
		2014-2-12/M_S7.3	242	82	-4	6.9	42	0.34~1.9		0.007		6.5		潘家伟, 2011
哈南-稻畦子		1879-07-01/ M_S8.0	70	60	-45	7.2	70	0.4⁽²⁰⁾		-0.099		-259	4 000^*	侯康明等, 2005

注滑动速率参考文献: (1)徐锡伟, 1999; (2)青海省地震局等, 1999; (3)Van der Woerd, et al., 2000; (4)李陈侠等, 2011; (5)张军龙等, 2014; (6)Ren et al., 2013; (7)Xu et al., 2008; (8)Ren et al., 2013; (9)周荣军等, 2000; (10)周荣军等, 2006; (11)孙浩越, 2015; (12)Densmore et al., 2007; (13)苏鹏等, 2016; (14)徐锡伟等, 2003b; (15)周荣军等, 2001; (16)程佳等, 2011; (17)闻学泽等, 2003; (18)张裕明等, 1996; (19)周荣军等, 1997; (20)侯康明等, 2005。复发间隔中“ * ’ 为根据破裂平均位移计算得到。

对于接收断层的滑动习性, 本文选取了对断层野外观测或者历史地震震源机制解给出的结果(表2)。对于历史地震破裂长度, 一般选择了野外地表观测给出的破裂长度, 如1937年花石峡M_S7.5(阿尼玛卿山段)地表破裂长度来源于Guo等(2007)对于1937年花石峡地震和1963年都兰M_S7.0/M_W6.7地震(阿拉克湖段)的野外调查结果, 并认为地表破裂分段(Surface Rupture Length, SRL)结果与整个破裂面的实际破裂长度(Subsurface Rupture Length, RLD)结果大致近似。也有部分历史地震破裂长度来源于地震波反演的研究结果, 如1997年玛尼M_S7.5地震和1973年玛尼M_S7.3地震的破裂数据; 2001年昆仑山口西M_S8.1 地震破裂段数据来源于Lasserre等(2005)根据InSAR反演给出的结果, 其他破裂参考文献见表2。表2列出的巴颜喀拉块体历史地震中唯一的拉张型地震分布断层段为1967年侏倭M_S6.8地震的分布段, 该地震的破裂结果来源于Zhou等(1983)的波形反演结果和Papadimitriou等(2004)给出的破裂参数。

对于未有地表破裂研究给出破裂长度的地震, 则使用了Wells等(1994)给出的震级与破裂长度的关系式给出, 其中M_W震级来源于Cheng 等(2017)的结果。断层破裂位移则主要根据地震矩(式(6)、(7))计算得到。对于1902年东大滩段震级, 由于这一地震的震级和破裂长度等数据均很难得到, 本文使用了闻学泽等(2011)给出的东大滩段80km的长度, 根据式(2)得到大致震级约为M_W7.2。在走滑型地震破裂宽度使用上, 对于震级较小的(M_W6.7)地震, 使用式(3)来计算破裂宽度; 对于≥ M_W6.7的地震, 本文认为该破裂切穿了发震层, 其宽度为20km; 对于倾滑型地震破裂长度和宽度则使用了式(4)、(5)的结果。另外, 1879年武都M_S8.0地震位于巴颜喀拉块体东北边缘外侧, 该地震的发生对巴颜喀拉块体内的地震也有一定的影响, 因此本文也将该地震纳入计算中。对于1879年武都M_S8.0地震, 根据刘白云等(2012)根据近年来的小震重新定位目录分析后, 认为该地震的破裂段约为30km, 但由于现代小震定位的分析存在着很大误差, 而且刘白云等(2012)给出的破裂走向与实际断层吻合程度较低; 因此本文没有采用他们的结果。本文使用了侯康明等(2005)野外调查给出的70km破裂长度和大约60° 的倾角, 根据地表破裂给出的发震断裂垂直与水平分量之比为1︰1.2, 计算得出断层的滑动角大致为-45° 。

由于巴颜喀拉块体的GPS站点较为稀疏, 本文滑动速率主要来源于野外地质观测给出的滑动速率, 而没有使用GPS速率的反演结果, 详细的滑动速率见表2。

走滑型地震:

$\begin{matrix} \begin{matrix} logRLD = - 2.57 + 0.62 M_{W} (4.8 < M_{W} < 8.1) (2) \\ logRW = - 0.76 + 0.27 M_{W} (4.8 < M_{W} < 8.1) (3) \end{matrix} \end{matrix}$

逆冲型地震:

$\begin{matrix} \begin{matrix} logRLD = - 2.42 + 0.58 M_{W} (4.8 < M_{W} < 7.6) (4) \\ logRW = - 1.61 + 0.41 M_{W} (4.8 < M_{W} < 7.6) (5) \end{matrix} \end{matrix}$

此处 $\begin{matrix} RLD 、 RW \end{matrix}$ 为地下破裂长度与宽度, 单位为km(Wells et al., 1994)。

标量地震矩M₀:

$\begin{matrix} \begin{matrix} M_{0} = μ \cdot RLD \cdot RW \cdot \overset{̅}{D} = μ \cdot RLD \cdot RW \cdot v \cdot T (6) \\ M_{W} = \frac{2}{3} \log 10 (M_{0}) - 6.033 (7) \end{matrix} \end{matrix}$

式(6)、(7) $\begin{matrix} M_{0} \end{matrix}$ 单位为N· m; $\begin{matrix} RLD 、 RW \end{matrix}$ 同样为地下破裂长度与宽度, $\begin{matrix} \overset{̅}{D} \end{matrix}$ 为平均位错, 单位均为m; $\begin{matrix} v \end{matrix}$ 为断层滑动速率, 单位为m/s; $\begin{matrix} T \end{matrix}$ 为复发间隔, 单位为a; 此处 $\begin{matrix} μ \end{matrix}$ 为弹性层刚度系数, 取3× 10¹⁰ N· m²(Kanamori et al., 1975)。

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	图 3 2017年九寨沟地震断层所受的1893年地震以来各次强震破裂引起库仑应力的联合作用Fig. 3 Coulomb stress changes on the seismogenic fault of the Jiuzhaigou M_S7.0/M_W6.5 earthquake in 2017 caused by cumulative interaction of historical earthquakes since 1893.

根据上述破裂分段和地壳结构, 本文计算了1893年乾宁段M_S7.0地震以来的历史地震对其他地震或分段的影响。表2中给出了这些Δ CFS的大小, 其中包括1893年以来历史地震在震前所受到的Δ CFS大小, 和一些此时间段未破裂断层段在2017年时所受到的1893年以来的历史地震作用。这一Δ CFS值为断层2端点与中心点的加权平均数, 其中2个端点权重0.25, 而中心点权重为0.5。图3给出了2017年九寨沟M_S7.0地震前该破裂段所受历史地震的影响情况; 结果显示九寨沟M_S7.0主要受到了1879年武都M_S8.0地震、 1933年叠溪M_S7.5地震、 1976年松潘2次7级地震和2008年汶川地震的黏弹性Δ CFS作用。该破裂段南、北两侧所受Δ CFS作用性质不同, 其中北端受到了正Δ CFS作用, 其值约为0.008MPa; 而南端所受Δ CFS为负值, 其值约为-0.025MPa。在这一应力影响中, 2017年九寨沟地震主要受到了1933年叠溪M_S7.5地震的作用; 结果也显示2008年汶川地震对2017年九寨沟地震的同震Δ CFS作用为正, 这与Toda 等(2008)和 Han等(2017)的结果大致相同, 这一Δ CFS在黏弹性下地壳和地幔作用随着时间逐渐增大。

通过上述方法本文得到了1893年以来各次地震在震前所受之前地震的黏弹性库仑应力作用。表2给出的巴颜喀拉块体周缘和内部地震的所受库仑应力影响值(Δ CFS), 只能用来判定地震是否被提前或者延缓发生, 但对于提前或延缓的时间上很难得到确定的数字。假定区域应变能释放以强震破裂为主, 那么这些应变能积累基本通过强震来释放, 而地震断层上的应力降积累率则与滑动速率存在着线性关系, 因此可以根据这一关系来计算强震所受应力对于后续强震应力降积累时间的影响。式(8)(Knopoff, 1958)和式(9)(Aki, 1996)为走滑断层和倾滑断层上滑动速率与应力降积累率之间的关系。断层滑动速率方向大体上与地震发生时破裂滑动方向一致, 即应力降积累率的方向与库仑应力方向大体一致, 因此本文将增加或减少的库仑应力转化为对地震能量积累时间的改变量上。表2 同时也给出了这一库仑应力影响值(Δ CFS)所转换成的时间值。对于较小的断层段, 由于其破裂长度较小、震级较小, 整个破裂段位于同一正或负影区的范围的概率较大, 因此其破裂时间影响值(Δ t)也较大, 如1963年阿拉克湖M_S7.0地震。对于破裂长度较大的特大强震, 其位于同一个强震影响较大区域的概率较小, 因此其影响时间较小, 如2001年库赛湖段和玉珠峰南麓上发生的M_S8.1地震。

应力降积累率:

$\begin{matrix} \begin{matrix} Δ \dot{σ} = \frac{2}{π} μ (\frac{\overset{̅}{D}}{W}) = \frac{2}{π} μ (\frac{V}{W}) (走滑断层) (8) \\ Δ \dot{σ} = \frac{4 (λ + μ)}{π (λ + 2 μ)} μ (\frac{\overset{̅}{D}}{W}) = \frac{4 (λ + μ)}{π (λ + 2 μ)} μ (\frac{V}{W}) (倾滑断层) (9) \end{matrix} \end{matrix}$

式(8)、(9)中, λ、 μ分别为拉梅常数和剪切模量， $\begin{matrix} \overset{̅}{D} \end{matrix}$ 为平均错距,W为断层宽度,V为滑动速率,T为复发周期; 此处可假定μ=λ=3.0× 10¹⁰N/m², W=20km。

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图 4 扣除断层间库仑应力影响得到的巴颜喀拉块体强震震级-时间分布图
括号内为没有影响值时的发生年份; 东边界为龙门山断裂带、岷江断裂和虎牙断裂; 西边界为阿尔金断裂带南端和玛尼断裂带; 北边界为东昆仑断裂带; 南边界则为玉树断裂带、甘孜断裂带和鲜水河断裂带Fig. 4 Magnitude-time distribution after deduction of effects from the Coulomb stress changes for historical earthquakes around the Bayan Har block.

根据上述计算情况, 本文将这些地震引起的库仑应力影响时间值(Δ t)加入到地震发生时间中, 给出在没有库仑应力影响的情况下地震的发生时间(图4)。从图4可以看出, 在1973年之前地震的发生并没有明显的丛集特征, 而在1998— 2020年时间段内地震则存在着明显的丛集活动特征, 且这之前有1个明显的时间空段; 而1893— 1973年间的时间段内的地震丛集活动并不明显, 1893— 1902年、 1913— 1921年、 1937— 1939年、 1954— 1955年、 1970— 1973年时间段内均只有少数几个地震, 且均没有出现多次超过M_W7.0的地震发生。本文所述1893年后的地震还受到1893年之前地震的影响, 但1893年之前的目录并不完整; 且这些1893年之前的地震震后影响较前期地震的影响要小很多, 相对于1893年后强震的影响而言也较小; 这些震后影响在相当长时间后更小, 尤其对于1973年之后强震平静期和1997年之后的丛集活动影响较小(图4)。图2给出的1947— 1976年丛集时间段并没有在图4中出现, 这是由于这期间发生的1963年阿拉克湖M_S7.0、 1967年侏倭M_S6.8等震级较小的强震受到应力影响而增强或延缓的时间更为明显。2017年九寨沟M_S7.0地震则被推迟了11a, 这其中主要原因为1933年叠溪M_S7.7地震对岷江断裂的作用, 这一作用使得岷江断裂带上包括1976年8月16日、 8月23日2次M_S7.2地震以及2017年九寨沟M_S7.0的时间均延迟(Han et al., 2017); 其中1933年叠溪地震对2017年九寨沟地震震中位置Δ CFS的同震影响约为-0.051MPa, 相当于推迟了38a发生; 虽然九寨沟地震所在断层后期受到了包括1976年松潘2次M_S7.2地震和2008年汶川地震正的库仑应力作用, 但仍然有所延迟。

从图4给出的各地震的位置分布看, 1893— 1902年以鲜水河断裂带和东昆仑断裂活动为主; 1913— 1921年以鲜水河断裂带和东边界虎牙断裂活动为主; 1929— 1939年以东昆仑断裂带和东边界岷江断裂带活动为主; 1954— 1955年以鲜水河断裂带和巴颜喀拉块体内部达日断裂活动为主; 1970— 1973年以鲜水河断裂带、玛尼断裂带和东边界虎牙断裂为主; 1996年(1981年道孚地震调整后时间)之后则以整个巴颜喀拉块体边界断裂带活动为主, 不管是地震数量还是强度上都比前面更为强烈, 因此可以认为1996年之后是整个巴颜喀拉块体集中活动, 目前这种活动仍然在继续, 且在巴颜喀拉块体各边界断裂上均有强震发生。

从本文扣除断层间相互作用给出的震级与时间关系看(图4), 大约从1996年至今确实存在着1个明显的地震丛集时间段, 而这之前也出现了大约23a的平静期, 为后续丛集时间段积累了大量的地震能量; 对于1893— 1973年的时间段内, 地震的发生模式并没有出现明显的丛集现象。从图4给出的计算结果看, 由于破裂长度较大, 一般接近或大于M_W7.4(M_S7.5)的强震受到其他地震的影响时间值较小; 这其中包括1902年地震(东大滩段)、1933年叠溪地震、 1937年花石峡地震、 1947年达日地震和1973年炉霍地震; 这些地震的时间间隔大致在16a左右, 且这些地震破裂段的邻近断层主要以巴颜喀拉块体边界断裂为主, 因此主要受到来自于巴颜喀拉块体边界断层的影响; 野外地质调查和其他研究也并没有发现除了本文给出的强震外, 在邻近的几十a内周边断层发生M_S6.8以上的破坏性地震, 因此可以认为1973年之前的地震没有明显的丛集现象。从上述情况可以看出, 1893年以来的巴颜喀拉块体强震呈现了前期平均间隔16a左右的间隔性活动, 和1996年以来的强震丛集活动。

分析这一巴颜喀拉块体的集中活动原因, 其一可能是整个块体的地壳运动出现了明显的加快或者强震释放期, 但由于GPS监测从20世纪90年代才在本区开展, 且由于海拔和地形等影响, 站点相对于其他地区较为稀疏, 因此缺少更进一步的监测; 也可能是整个块体强震发生不同阶段的不同特征, 前几个阶段发生在块体某条边界断裂(如1929— 1939年以东昆仑断裂带和东边界岷江断裂带活动为主), 最后在1996年之后整个巴颜喀拉块体区域发生强震丛集。对于1893年以来巴颜喀拉块体主要边界上尚未破裂的断裂, 本文也计算了这些断层段的发生概率。

对于表2中1893年以来尚未破裂的断层段, 本文根据对数正态分布概率公式计算了这些断层段上未来30a强震发生的条件概率, 其主要概率密度函数和概率累积函数分别为式(10)和(11)。

$\begin{matrix} \begin{matrix} f (\frac{t}{T}) = {(\sqrt[]{2 π} σt / T)}^{- 1} \exp (- \frac{(\ln {(t / T) - μ)}^{2}}{2 σ^{2}}) (10) \\ P (t / T) = \frac{1}{2} [1 + \erf (\frac{\ln (t / T) - μ}{\sqrt[]{2} σ})] (11) \end{matrix} \end{matrix}$

式(11)中, $\begin{matrix} \erf \end{matrix}$ 为误差函数,

$\begin{matrix} \erf (x) = \frac{2}{\sqrt[]{π}} \int_{0}^{x} e^{- y^{2}} dy (12) \end{matrix}$

式(10)、(11)中, t为离逝时间,T 为平均复发时间的中值; 变异系数σ为地震复发间隔的自然随机不确定性, 这一参数需要根据对古地震和历史地震给出的区域强震复发间隔进行归一化后统计分析得到。本文使用了板内地震统计分析结果(μ =-0.025, σ =0.262)(甘卫军等, 1999)。

根据上述公式以及条件概率公式, 未来Δ t时间内发生特征强震的概率为

$\begin{matrix} P (Δ t, t) = \frac{\int_{t}^{t} p (t) dt}{\int_{t}^{\infty} p (t) dt} = \frac{P (t + Δt) - P (t)}{1.0 - P (t)} (13) \end{matrix}$

在各断层段复发间隔的使用上, 西大滩段7.5级左右地震的复发间隔为420a左右(胡道功等, 2006); 玛沁段古地震给出的复发间隔为 (600± 100)a, 玛曲段古地震给出的复发间隔为1, 000a左右, 阿万仓断裂的复发间隔也约为1, 000a左右(李陈侠等, 2011); Wang 等(2014)推测给出的大邑段的复发间隔大致在1, 000~1, 300a; 鲜水河断裂带和甘孜断裂带各段的复发间隔来源于程佳等(2011)的结果; 其他断裂段的复发周期根据平均位错和滑动速率之比得到; 同时根据这一方法本文也给出了一些断层上发生M_S7.0 地震的未来30a的条件概率, 其中1965年之前的震级统计结果显示中国大陆M_S7.0地震大致相当于M_W6.8地震(Cheng et al., 2017)。图5给出了这些破裂段未来30a的强震发生概率; 其中玛沁断裂带发生破裂整段M_W7.6地震的30a条件概率为7%; 玛曲断裂带发生破裂整段M_W7.8地震的30a条件概率为9%; 阿万仓断裂带发生破裂整段M_W7.4地震的30a条件概率为7%; 塔藏断裂罗叉段发生破裂整段M_W7.1地震的30a条件概率为15%; 鲜水河断裂带磨西段发生破裂整段M_W7.1地震的30a条件概率为31%; 当江断裂发生破裂整段M_W6.9地震的30a条件概率为62%。

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	图 5 1893年未破裂历史地震或古地震破裂段的危险程度Fig. 5 Seismic hazard of the fault segments without earthquake rupture since 1893 around the Bayan Har block.

从离逝时间与平均复发间隔的对比看, 强震危险性较高的断层段为当江段, 其他危险性较高的断层段从高到低分别为鲜水河断裂带磨西段、塔藏断裂带罗叉段、东昆仑断裂带玛曲段、东昆仑断裂带玛沁段、阿万仓断裂的危险性均较高; 其中当江断裂和鲜水河断裂带磨西段的地震危险性最高, 尤其是磨西段目前也存在着GPS异常(Pan et al., 2017), 因此其地震危险性也是巴颜喀拉块体强震丛集期内需要注意的区域; 东昆仑断裂带玛沁段、玛曲段和塔藏断裂带罗叉段以及阿万仓断裂构造的历史地震破裂空段也是地震危险性较高的区域, 虽然比鲜水河磨西段低, 但仍然需要关注这一地区发生特大强震; 其他破裂段, 如东昆仑断裂西大滩段、鲜水河断裂雅拉河段、龙门山断裂大邑段、岷江断裂北段、塔藏断裂马家磨段、 1879年武都地震破裂段未来30a发生破裂整段的概率较小, 但发生M_W6.8的危险程度也需要重视。

3 讨论和结论

(1)对于板内地震发生模式的研究, 尚处于探索阶段。由于板内构造形变量较小, 强震发生率低, 对于板内地震发生模式和丛集活动特征的研究需要长时间和多个地震循环内相当数量的强震作为样本来分析。目前板内地震的研究, 一般都试图从地震发生的时空分布特征来进行。由于受到历史地震记录不完整的影响, 本文选取1893年以来巴颜喀拉块体周缘和内部地震来研究强震之间相互应力作用对时空分布特征的影响。从研究对象看, 该时间段内整个巴颜喀拉块体除1904年和1981年道孚地震外, 没有发生原地复发的强震(图2), 即整个块体的地震循环周期肯定大于这一时间阶段; 因此对于目前巴颜喀拉块体所处的地震循环周期中的时间位置尚难判断。从地震破裂上看, 1893年以来强震破裂了巴颜喀拉块体中东昆仑断裂带、鲜水河断裂带、甘孜断裂带、玉树断裂带、龙门山断裂带等主要断裂带的大部分地区; 乌兰乌拉湖断裂、东昆仑断裂玛沁段和玛曲段、阿万仓断裂、甘孜断裂带洛须段和甘孜段、鲜水河断裂带磨西段、龙门山断裂带大邑段等具有历史地震和古地震研究的破裂段并没有发生破裂。因此可以认为1893年以来的强震时间段只是巴颜喀拉块体整个地震循环周期的一部分; 但这些地震的时空分布特征对于研究整个地震循环周期也具有重要的意义。从图4给出的结果看, 巴颜喀拉块体这种周边断层具有高速运动速率的块体上地震确实存在着1个在1973年之后大致16a时间的平均活动间隔, 和经过23a在1996年之后的丛集活动, 而这一丛集活动特征可能仍然在继续中。这一丛集活动特征比扣除强震之间相互作用之前更为明显; 虽然接近或大于M_S7.5的强震受到的影响不大, 但却使得较小的地震提前或延迟发生, 造成了这一周期性强震间隔后的丛集发生模式的图像模糊。

对于这一巴颜喀拉块体强震随时间的发生模式, 其主要原因目前尚难确定。基于本文的结论我们认为一方面可能是整个块体本身确实存在着先以大致16a的周期性强震活动, 最后经过23a的能量积累后出现丛集活动; 从利用经验公式(14)(王琼等, 2007)计算出的Benioff 应变(图6)看, 这种平均周期活动后的丛集活动更为明显, 1996年后释放的能量明显要大于2倍以上的平均释放率。如果能量积累速率没有增加, 23a的能量积累并不足以引起如此多的地震破裂, 其原因很可能在1973年后巴颜喀拉块体有1个地壳运动速率增高的时间段。这种地壳运动速率增高是否在整个青藏高原地区均有所出现, 从邓起东等(2010)所分析的青藏高原迁移特征看, 1997年玛尼地震以来的7级地震主要位于巴颜喀拉块体地区, 因此可能仅仅是巴颜喀拉块体的地壳形变活动加速。这一加速的原因可能受到了下地壳或者上地幔物质从南向北挤出局部加快的影响。

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	图 6 巴颜喀拉块体强震Benioff应变随时间变化线Fig. 6 Cumulative Benioff strain after big earthquakes versus time.

前期16a左右的周期性运动特征则可能是块体整体活动下, 存在着1个类似于障碍体的局部区域吸收了整个巴颜喀拉块体大部分的地震矩积累, 并最终以M_S7.5以上地震释放而结束这个周期。总而言之, 巴颜喀拉块体存在着每个震源依据自身复发周期的活动, 而1996年以来则由于应力扰动使得整个块体进入了地震活跃状态。

Benioff 应变:

$\begin{matrix} \sqrt[]{E} = \sqrt[]{10^{1.5 M_{S} + 4.8)}} (14) \end{matrix}$

其中E的单位为J。

(2)在本文计算过程中也存在着很多不可避免的误差, 其中包括库仑应力计算中的断层破裂参数误差、地壳结构参数误差、库仑应力点位取值的误差、库仑应力与断层速度关系与实际情况的误差、断层速率与实际数据的误差等; 这些误差也在一定程度上限制了本文结果的精度。以滑动速率的误差而言, 本文选择了地质上断层滑动速率值来将库仑应力影响值转换为影响时间; 而地质上的断层活动速率既存在使用上阶地废弃年龄或者下阶地沉积年龄的差异(张培震等, 2008), 又存在着测年误差, 以及断层在地质历史时间至今变化的差异, 其不确定性较为突出; 对于这一不确定性, 目前很难排除。在本文对巴颜喀拉块体的计算过程中, 接近或大于M_S7.5的强震除1947年达日M_S7.7地震外都发生在边界断裂上; 其中除2008年汶川地震所在的龙门山断裂外, 其他几次强震所在断裂鲜水河断裂和东昆仑断裂的滑动速率较大且研究程度较高, 因此这2条断裂所在的断裂滑动速率误差与速率自身的比值较小, 对所计算的影响时间结果影响值也较小。

从计算结果看, 断裂接近或大于M_W7.4(M_S7.5)的强震, 其所受到的库仑应力影响时间值基本不会超过10a, 这些误差对于这些强震所受库仑应力影响时间的影响一般较小; 从图2给出的没有计算断层间相互影响的情况看, 基本也能够得到前期近似准周期性地震活动, 和1997年之后丛集活动的概况。可以认为震级较小的地震在强震库仑应力作用下存在着随机分布的特征, 而接近或大于M_W7.4(M_S7.5)的强震则所受影响较小, 在巴颜喀拉块体的强震时间分布模型占主导作用。基于上述结果, 可以认为巴颜喀拉块体在1893年之后经历了一定时间间隔性的强震活动、转而进入相对较长时间的平静, 最后发生丛集现象; 而震级相对小的强震受到断层间相互影响较大, 使得原有的地震活动模型趋于模糊化和随机化。这种强震发生的随机现象在全球其他地区也被广泛关注, 并使用统计学方法去进行分析(Michael, 2011; Daub et al., 2012)。综上所述, 巴颜喀拉块体自1893年以来, 存在着早期1、 2个块体边界断裂带以大约16a左右时间间隔的强震周期性发生, 和1997年之后的在整个块体边界断裂上丛集发生的强震时间丛集模式。

基于本文计算和分析结果, 可以得到以下结论:巴颜喀拉块体的强震自1893年以来存在着前期相隔16a左右的准周期活动、并经过相对较长时间平静后在1996年后发生强震丛集现象; 目前巴颜喀拉块体仍然位于这一丛集活动中, 危险程度较高的断层包括玛沁断裂带、玛曲断裂带、阿万仓断裂带、塔藏断裂罗叉段、鲜水河断裂带磨西段、当江断裂; 其他破裂段也存在发生强震的危险。

致谢本文第一作者感谢邓起东院士作为导师在博士期间给予的指导和鼓励; 邓老师在70多岁的高龄仍然关注中国强震活动形势, 对青藏高原尤其是近年来巴颜喀拉块体的强震活动特征高度关注并发表了多篇有影响力的论文, 为本文的成文提供了新的思路和方法。祝愿邓老师身体康健!

The authors have declared that no competing interests exist.

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2011

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程佳, 刘杰, 甘卫军, 等. 2011. 川滇菱形块体东边界各断层段强震演化特征研究[J]. 中国科学(D辑), 41(9): 1311—1326.

CHENG

Jia

, LIU

Jie

, GAN

Wei-jun

, et al. 2011. Characteristics of strong earthquake evolution around the eastern boundary faults of the Sichuan-Yunnan Rhombic Block[J]. Science in China(Ser D), 54(11): 1716—1729.

在搜集整理川滇菱形块体东边界断裂带的断裂分段、特征地震和古地震资料基础上,结合各特征参数之间的经验关系,给出东边界断裂带各断层段的长度、宽度、特征地震震级、错动距离等参数.以GPS速度场为约束,利用弹性位错模型反演各断层段深部的年平均滑动速率;针对某些特征地震断层段,根据错动距离及复发周期,确定其位错年积累速率.比较这二种速率之间的定量关系,并利用这一关系给出所有断层段上地震位错年积累速率和地震复发周期.在此基础上,利用弹性位错模型逐次反演1700年以来所有M≥6.8级地震对各断层段位错积累的影响,并将这种影响纳入特征地震的离逝时间中,得到了离逝时间与复发周期的比值,并进行归一化处理最终获取了各断层段的临震危险程度.震例研究表明,当比值为0～1时,断层较安全;当比值1时,断层段地震危险程度较高.2009年的结果表明:临震危险程度接近或大于1的断层段有鲜水河断裂带塔公段、安宁河断裂带北段、小江断裂带蒙姑-东川段、东川-寻甸段和宜良-澄江段,其临震危险程度分别为1.35,0.92,1.17,1.04和1.09.

1983

0.0

2010

0.0

邓起东, 高翔, 陈桂华, 等. 2010. 青藏高原昆仑-汶川地震系列与巴颜喀喇断块的最新活动[J]. 地学前缘, 17(5): 163—178.

DENG

Qi-dong

, GAO

Xiang

, CHEN

Gui-hua

, et al. 2010. Recent tectonic activity of Bayankala Fault-block and the Kunlun-Wenchuan earthquake series of the Tibetan plateau[J]. Earth Science Frontiers, 17(5): 163—178(in Chinese).

摘　要：青藏高原是中国最主要的地震活动区之一。最近十多年来,在青藏高原中部连续发生了1997年西藏玛尼Ms7.5级地震、2001年青海昆仑山Ms8.1级地震、2008年3月新疆于田Ms7.3级地震和5月四川汶川Ms8.0级地震及2010年青海玉树Ms7.1级地震,它们相继发生于青藏断块区巴颜喀喇断块四周边界活动断裂带上,是该断块最新活动的结果。发生于断块南北边界断裂上的3次地震都是走滑断裂错动的结果,发生在断块东南端的汶川地震则是挤压逆冲断裂的产物,而西北端的于田地震则呈现出张性特征,它们共同反映青藏断块区巴颜喀喇条状断块向东南方向滑动的最新活动。自1900年以来,青藏断块区和巴颜喀喇断块的强震活动表现出多期活动和区域性转移的特征,20世纪早期Ms7.0级以上强地震活动的主体地区在青藏断块区北部边界构造带,中期转移到高原南部喜马拉雅板块边界构造带和断块区南部断块,最近十多年来则在巴颜喀喇断块及周缘边界断裂上活动。青藏高原这种块体活动和地震活动与澳大利亚-印度板块对亚洲大陆的推挤作用相关,因而,青藏高原和巴颜喀喇断块的强震活动与澳-印板块边界苏门答腊强震活动相对应。目前苏门答腊地区强震活动仍在继续,因此,近期对巴颜喀喇断块及青藏高原南部地区的强震活动和强震危险性仍需加以注意。

2017

0.0

付国超, 张军龙, 蔡瑶瑶. 2017. 塔藏断裂马家磨段晚第四纪以来活动性研究[J]. 地震, 37(3): 51—60.

Guo-chao

, ZHANG

Jun-long

, CAI

Yao-yao

. 2017. Late Quaternary tectonic activity on the Majiamo segment of the Tazang fault[J]. Earthquake, 37(3): 51—60(in Chinese).

近NW向展布的塔藏断裂带位于巴颜喀拉块体东北缘,研究其东部活动性质对于探讨青藏高原东缘形成的动力学机制具有重要意义,也是判断断裂带地震危险性的基础。基于对塔藏断裂东部马家磨段卫星影像解译、地质地貌特征及地表破裂调查,对于其活动性得到以下认识:断裂空间几何展布总体呈NWW走向,倾向NE,起于漳扎镇西,止于沙尕里东南部,全长近60km。自西向东可以分为扎如沟段、唐寨段、勿角段3个次级段落,均为左旋右阶排列,阶区规模较小,最大阶区长约2km。广泛分布的构造地貌和古地震造成的破裂标志表明该段全新世仍有活动,断裂的最新活动时间为480±40aB.P.。该活动断裂为巴颜喀拉块体向东滑移提供了边界条件。

2012

0.0

付俊东, 任金卫, 张军龙, 等. 2012. 东昆仑断裂带东段塔藏断裂晚第四纪古地震研究[J]. 第四纪研究, 32(3): 473—483.

Jun-dong

, Ren

Jin-wei

, ZHANG

Jun-long

, et al. 2012. Research on Late Quaternary paleoearthquake on Tazang Fault on the eastern section of the Kunlun active fault[J]. Quaternary Sciences, 32(3): 473—483(in Chinese).

1999

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甘卫军, 刘百篪, 黄雅虹. 1999. 板内大震原地准周期复发间隔的概率分布[J]. 西北地震学报, 21(1): 7—16.

GAN

Wei-jun

, LIU

Bai-chi

, HUANG

Ya-hong

. 1999. Probability distribution of recurrence intervals of intraplate large earthquakes[J]. Northwestern Seismological Journal, 21(1): 7—16(in Chinese).

以中国大陆大震原地复发资料（古地震及历史地震）为基础，采用比较合理的方法确定了板内大震在其活跃期内原地准周期复发的概率密度函数．所得结果表明，板内大震在重复行为上具有与板间特征地震相类似的分布特征，两者的差异在于，板内大震复发间隔的变分系数ＣＯＶ为０．２６，而板间特征地震的该值为０．２１５，即板内大震的重复间隔相对稍显离散

2005

0.0

侯康明, 雷中生, 万夫岭, 等. 2005. 1879年武都南8级大地震及其同震破裂研究[J]. 中国地震, 21(3): 295—310.

HOU

Kang-ming

, LEI

Zhong-sheng

, WAN

Fu-ling

, et al. 2005. Research on the 1879 Southern Wudu M8. 0 Earthquake and its co-seismic ruptures[J]. Earthquake Research in China, 21(3): 295—310(in Chinese).

近年来,通过艰苦的野外现场考察和室内相关资料的系统调研,对1879年武都南8级大震的震级、震害、烈度分布、同震破裂及其形成该事件的发震构造、形成机制等方面的问题进行了专题研究.本文对武都南8级大震的宏观震中位置、震级及同震破裂研究结果进行了总结.重点讨论了该历史事件同震破裂的分布范围、破裂类型、规模及其形成机制等方面的问题.研究结果表明:(1)武都南地震的极震区主体位于甘肃东南部的武都与文县之间,且靠近武都南,为一呈北东东向展布的椭圆形,长轴长约70km,短轴长约30km,宏观震中位于极震区东部的堡子坝附近.(2)极震区内分布有3条向北东撒开,向南西收敛的同震破裂带.(3)主破裂带西起哈南白水江,东至固水子、透坊、稻畦子一带的白龙江沿岸.(4)同震破裂主要由地震裂缝、地震陡坎、地震鼓包、地震滑坡、堰塞湖等构造类型组成,其中以滑坡现象最为突出,保存也最为完整.(5)根据同震破裂的产生部位、几何结构和形成机制,可认为武都南地震的同震破裂带是在哈南-稻畦子-毛坡拉断裂带左旋走滑兼倾滑活动作用下形成的.(6)根据同震破裂的规模及发震断裂运动量实测数据,可以确定武都南地震震级已达8级.

2015

0.0

2006

0.0

胡道功, 叶培盛, 吴珍汉, 等. 2006. 东昆仑断裂带西大滩段全新世古地震研究[J]. 第四纪研究, 26(6): 1012—1020.

Dao-gong

, YE

Pei-sheng

, WU

Zhen-han

, et al. 2006. Research on Holocene Paleoearthquakes on the Xidatan segment of the East Kunlun fault zone in northern Tibet[J]. Quaternary Sciences, 26(6): 1012—1020(in Chinese).

The East Kunlun Fault zone in Northern Tibetan Plateau is a typical active fault zone, characterized by sinistral strike-slip faults. The field investigation has reveals a lot of relics along the fault traces of the Xidatan-Dongdatan segment of the Kunlun Fault, including push-up and pull-apart basins, sag pond, and earthquake fault scarps. They imply that the Xidatan-Dongdatan segment of the Kunlun Fault is a seismogenic fault in which surface-rupturing earthquakes often occured in regular or irregular intervals. To determine the chronology of Holocene surface ruptures of this part of the Kunlun Fault, four trenches were excavated across the Xidatan-Dongdatan segment at Xiaonanchuan near Xidatan Town and Jingxian Valley near Kunlun Pass, respectively. All sediment samples collected from the trenches were dated by using thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) methods.Paleoseismic evidence, combined with the optically stimulated luminescence (OSL) and thermoluminescence (TL) dating of sediments and collapse units from the trenches, shows that the Xidatan segment of the Kunlun Fault zone has generated at least 6 earthquakes during the Holocene, whose ages are 10302±651aB.P. , 8650±500aB.P. , 7160±506aB.P. , 2830±170aB.P. , 1985±121aB.P. , and 1540±92aB.P. respectively. The recurrence interval between two adjacent events is 1652±820a,1490±711a,4330±534a,845±209a, and 445±152a respectively. It shows that the recurrence is not uniform with time, that is, the distribution of paleoearthquakes on the Xidatan segment of the Kunlun Fault is characterized by clustering. The Holocene is divided into two subperiods in terms of paleoseismic evidence, the Early Holocene characterized by a recurrence interval of 1571±543a, and the Late Holocene characterized by a higher frequency of tectonic events and a recurrence interval of 645±129a. This result suggests that the Xidatan segment of the fault had displayed a time-dependent seismic behavior. The current research has significant implications for seismic hazard assessment in the Xidatan-Dongdatan segment of the fault, which stretches for 250km. The last large event occurred before 1540±92a, combined with the eastward motion of the Tibetan Plateau along the fault, underscore the possibility that the Xidatan segment of the Kunlun Fault may be a site of major faulting in the near future.

对东昆仑断裂带西大滩段进行了断错地貌填图和古地震探槽揭露,共揭露出6次古地震事件,它们的年龄分别为10302±651aB.P. , 8650±500aB.P. , 7160±506aB.P. , 2830±170aB.P. , 1985±121aB.P.和1540±92aB.P. ;古地震重复间隔分别为1652±820a,1490±711a,4330±534a,845±209a和445±152a。研究发现,西大滩段全新世古地震活动具有丛集现象和重复间隔时间的分段性,第1丛集期在10300~7100aB.P.期间,平均重复间隔1571±543a,第2丛集期在2800~1500aB.P.期间,重复间隔400~800a左右,平均重复间隔645±129a,两个丛集期间隔4300a。西大滩段全新世地震活动规律对昆仑山地区未来地震危险性评估具有重要意义。

1989

0.0

黄圣睦. 1989. 古地震事件确定原则与鲜水河断裂带古地震事件的初步讨论[J]. 四川地震, (1): 55—57.

HUANG

Sheng-mu

. 1989. Preliminary discussion on the paleoearthquakes on the Xianshuihe fault and the determination of their times[J]. Earthquake Research in Sichuan, (1): 55—57(in Chinese).

2011

0.0

李陈侠, 徐锡伟, 闻学泽, 等. 2011. 东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用[J]. 中国科学(D辑), 41(9): 1295—1310.

Chen-xia

, XU

Xi-wei

, WEN

Xue-ze

, et al. 2011. Rupture segmentation and slip partitioning of the mid-eastern part of the Kunlun Fault, north Tibetan plateau[J]. Science in China(Ser D), 54(11): 1730—1745.

基于卫星影像解译和野外考察测量, 对东昆仑断裂带中东部托索湖段、玛沁段和玛曲段的晚更新世晚期以来滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究. 阿尼玛卿山双挤压弯曲和西贡周断裂交汇区为这3条段落的破裂分段标志, 也成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点. 通过构造地貌方法获得这3条段落自西向东晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率分别为(11.2±1), (9.3±2)和(4.9±1.3) mm/a; 垂直滑动速率分别为(1.2±0.2), (0.7±0.1)和0.3 mm/a. 断裂水平滑动速率从西至东呈梯度下降, 递减的滑动速率主要转换到了与东昆仑断裂相交的阿万仓断裂上. 通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式, 断裂西南盘相对北东盘的滑动速率为4.6 mm/a, 滑动方向为112.1°. 3条段落的活动均产生独立地表破裂, 西侧托索湖段1937年发生了M7.5级地震, 往东玛沁段发生了514~534 cal a BP和距今(1070±180) a(格萨尔王时期)的地表破裂, 玛曲段地表破裂发生在1055~1524 a BP, 显示出段落之间与应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征. 同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率, 结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致, 也显示自西向东逐渐递减的趋势. 断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应, 因此东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延与横向断裂相交和构造转换所致.

2017

0.0

李东雨, 陈立春, 梁明剑, 等. 2017. 鲜水河断裂带乾宁段古地震事件与大震复发行为[J]. 地震地质, 39(4): 623—643. doi: DOI: 103969/j. issn. 0253-4967. 2017. 04. 001.

Dong-yu

, CHEN

Li-chun

, LIANG

Ming-jian

, et al. 2017. Holocene Palaeoseismologic record and rupture behavior of large earthquakes on the Xianshuihe fault[J]. Seismology and Geology, 39(4): 623—643(in Chinese).

2012

0.0

刘白云, 袁道阳, 张波, 等. 2012. 1879年武都南8级大地震断层面参数和滑动性质的厘定[J]. 地震地质, 34(3): 415—424. doi: DOI: 103969/j. issn. 0253-4967. 2012. 03. 003.

LIU

Bai-yun

, YUAN

Dao-yang

, ZHANG

, et al. 2012. Determination of fault parameters and sliding behavior of the 1879 southern Wudu M8. 0 earthquake[J]. Seismology and Geology, 34(3): 415—424(in Chinese).

The southern Wudu M 8.0 great earthquake occurred in 1879,many places in Wudu and adjacent areas had suffered destruction in various degrees. So far,the research results on the causative structure of this earthquake are less and inconsistent. Because it occurred in lofty mountains and the traffic is inconvenient,it is hard to make detailed field study on the earthquake site. Based on the assumption that clustered small earthquakes often occur in the vicinity of fault plane of large earthquake,and referring to the morphology of the major axis of the meizoseismal area obtained by the predecessors,we selected a strip-shaped zone from the relocated earthquake catalog which occurred near the earthquake rupture zone in the period from 1985 to 2009 to calculate fault plane parameters of the earthquake,such as strike and dip,with the simulated annealing and Gauss-Newtonian nonlinear inversion algorithms. On this condition,the rake angles of the fault plane are further inferred from regional tectonic stress parameters. We discussed the causal mechanism of the earthquake and finally identified the length and location of the seismogenic fault. In addition,clustered small earthquakes occurred frequently in the Xionghuangshan area west of the mezoseismal area,but we didn't find clear fault planes in field investigation,so,they should not have relation with the 1879 M 8 southern Wudu earthquake.

1879年武都南8级大震发生在高山峻岭之间,由于受自然环境和交通条件所限,一直难以进行详细的实地考察。到目前为止,关于此次地震的发震构造的研究较少且观点不一。依据成丛小震发生在大震断层面附近的原则以及参考前人给出的极震区长轴形态,我们采用1985-2009年发生在该地震破裂区的精定位地震目录,选定了一个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,给出了1879年武都南8.0级地震震源断层是一条长约30km、埋深2～23km的NNE走向、高倾角并在NNW-SSE向压应力作用下发生右旋走向滑动的断层。该区域地壳深部( H >24km)至今没有地震发生,推测震源断层没有扩展到地壳深部。震源断层位置在文县高楼山(33.01°N,104.74°E)和梨坪(33.22°N,104.90°E)之间。另外,我们发现在极震区以西的雄黄山地区小震成丛发生,但野外调查并未发现明显的断面,这些小震应该与1879年武都南8级地震没有关系。

0.0

2011

0.0

潘家伟. 2011. 西昆仑构造地貌与阿什库勒地区活动构造研究 [D]. 北京: 中国地质科学院: 123—126.

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Jia-wei

. 2011. Study on tectonic geomorphology in the West Kunlun mountains and active tectonics in Ashikule area [D]. Chinese Academy of Geological Science, Beijing: 123—126(in Chinese).

西昆仑山脉位于青藏高原西北部,它是在印度大陆与欧亚板块持续碰撞所造成的强烈挤压环境下形成,该区的构造变形强度、地震活动性和火山作用是其它任何地区都无法相比的。其中西昆仑山东段尤为突出,它不仅是青藏高原北部边界方向改变、巨型阿尔金走滑断裂与逆冲断裂和正断裂转换的地区,构造特性极其复杂,而且也是深部作用在地表响应最为直接的地区。现今西昆仑地区构造地貌与活动构造的研究程度相对较低,对此进行深入的研究有助于认识和理解研究区的构造转换及青藏高原的形成演化过程。本论文以西昆仑山东段为主要研究区,以构造地貌为手段,通过DEM数据处理,遥感卫星影像解译,野外地质、地貌调查和测量,以及宇宙成因核素10Be定年,对以下4方面的内容进行了研究：(1)西昆仑区域地貌特征及其与构造活动的耦合关系；(2)西昆仑东段阿什库勒盆地火山地貌与活动断裂；(3)阿尔金断裂带西段的阿什库勒段晚更新世以来的滑移速率与青藏高原北部的隆升作用；(4)2008年阿什库勒地震地表破裂特征及发震机制和构造意义。通过以上研究,论文取得如下主要成果和认识： (1)通过西昆仑区域地貌特征的研究表明,新生代构造活动在西昆仑地区形成了两级夷平面：山顶面和主夷平面,其中在西昆仑山东部现存的山顶面和主夷平面的海拔高度都较西昆仑山西部地区要大。造成这种东西向差异的原因可能是由于在喜马拉雅西构造结形成过程中,帕米尔与西南天山对接挤压使得西昆仑西部物质向东运动,并且在西昆仑西部及帕米尔地区喀喇昆仑断裂和更北部的塔拉斯-费尔干纳断裂的右旋走滑作用吸收了高原西北部的部分构造缩短量。 (2)在西昆仑山东端高海拔无人区阿什库勒盆地内,通过详细的活动构造填图,精确厘定了阿什库勒盆地内第四纪火山的分布和不同火山的卫星影像特征、野外特征,结合对盆地内活动断裂的考察和测量,认为火山主要沿阿什库勒断裂的次级正断裂分布,火山的形成与活动阿尔金断裂带的走滑活动密切相关。 (3)对阿什库勒盆地的形成机制和发育过程进行了讨论,认为该盆地是在印度板块与欧亚大陆碰撞汇聚和持续的挤压环境下,帕米尔向北挤压推进过程中,造成高原西部和阿尔金断裂西段发生顺时针旋转弯曲并产生近东西向伸展作用,在拉张区域形成断陷盆地,并据此提出一种新的走滑盆地类型：走滑断陷盆地。 (4)阿什库勒东部阿克苏河地区发育七级河流阶地,各级阶地陡坎均被阿什库勒断裂左旋错位,通过全站仪和高精度卫星影像测量,获得阿什库勒断裂错断阿克苏河不同级河流阶地的水平位移量分别为T2/T0陡坎(及T2阶地面上冲沟)：-11m；T3/T2陡坎：-33m；T4/T3陡坎：～105m；T5/T4陡坎：-220m；T6/T5陡坎：-660m。结合T1到T6各级阶地面上获得的宇宙成因核素10Be暴露年龄为：7.7±0.7 ka,32.7±3.1 ka,53.6±2.5 ka,115.7±23.2 ka,166.8±10.4 ka,和195.1±8.5 ka,限定了阿什库勒断裂在不同时段的滑移速率分别为0.34-1.43 mm/yr、～1 mm/yr、0.91-1.96 mm/yr、～1.9 mm/yr、3.38-3.96 mm/yr,总体上阿尔金断裂阿什库勒段晚更新世以来的滑移速率为0.34～1.9 mm/yr,最大可达3.96mm/yr。该速率明显小于阿尔金断裂其他段的速率,由于该区域位于阿尔金断裂转向康西瓦断裂的弧形转弯处,不仅局部处于拉张环境,并且其分枝断裂较多,因此,一系列断裂,尤其是正断层活动吸收了部分水平走滑量。 (5)阿什库勒东部阿克苏河地区发育的七级河流阶地,说明该地区存在多次构造隆升作用。利用野外测量的阿克苏河阶地剖面中各级阶地的拔河高度,结合阶地面石英样品宇宙成因核素10Be暴露年龄确定的阶地面形成时代,估算得出该地区晚更新世以来的河流下切速率为0.2-0.35mm/yr。它可能代表了青藏高原西北部的隆升速率。 (6)通过野外考察,查明了2008年3月21日阿什库勒(于田)地震的同震地表破裂带的位置和分布特征,确定了同震地表破裂带的性质和不同地段的同震位移以及最大同震位移量。结合上世纪以来沿阿尔金断裂发生的一系列地震和火山活动事件,推测下一次大地震可能向西南方向迁移。

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2006

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单新建, 李建华, 张桂芳. 2006. 1997年玛尼7. 9级地震的构造环境和地表破裂带特征[J]. 地球物理学报, 49(3): 831—837.

SHAN

Xin-jian

, LI

Jian-hua

, ZHANG

Gui-fang

. 2006. The tectonic condition and the feature of surface rupture zone of the Mani earthquake( M_S7. 9)in 1997[J]. Chinese Journal of Geophysics, 49(3): 831—837(in Chinese).

1997年11月8日西藏玛尼7.9级地震发生在羌塘盆地北缘.本文利用LANDSAT影像,研究地震的地质构造背景,研究表明玛尼7.9级地震发生在NEE向玛尔盖茶卡-若拉错断裂带上,这是一条全新世明显活动的地壳深断裂.利用CBERS-1影像,研究地震地表破裂带的几何特征,100000分之一CBERS-1影像上由地震裂缝、地震陡坎和断塞塘组合显示的线性影像清楚地反映出地震地表主破裂带的形迹,可有效地进行破裂带的分段和长度量测.结果表明玛尼7.9级地震形成的地震地表主破裂带西起羌塘盆地北缘,绥加山南麓的白雪湖湖积平原上,向东延伸到双端湖西岸,长110km,走向N70-80°E.可分为白雪湖-玛尔盖茶卡、玛尔盖茶卡-朝阳湖、朝阳湖-双端湖3段.多时相MSS、TM影像分析表明,1997年玛尼7.9级地震是先存地震地表破裂带再次破裂的结果.

2003

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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.

2016

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苏鹏, 田勤俭, 梁朋, 等. 2016. 基于青衣江变形河流阶地研究龙门山断裂带南段的构造活动性[J]. 地震地质, 38(3): 523—545. doi: DOI: 103969/j. issn. 0253-4967. 2016. 03. 003.

Peng

, TIAN

Qin-jian

, LIANG

Peng

, et al. 2016. Using deformed fluvialterraces of the Qingyijiang river to study the tectonic activity of the southern segment of Longmenshan fault zone[J]. Seismology and Geology, 38(3): 523—545(in Chinese).

On 20 April 2013, a destructive earthquake, the Lushan M S 7.0 earthquake, occurred in the southern segment of the Longmenshan Fault zone, the eastern margin of the Tibetan plateau in Sichuan, China. This earthquake did not produce surface rupture zone, and its seismogenic structure is not clear. Due to the lack of Quaternary sediment in the southern segment of the Longmenshan fault zone and the fact that fault outcrops are not obvious, there is a shortage of data concerning the tectonic activity of this region. This paper takes the upper reaches of the Qingyijiang River as the research target, which runs through the Yanjing-Wulong Fault, Dachuan-Shuangshi Fault and Lushan Basin, with an attempt to improve the understanding of the tectonic activity of the southern segment of the Longmenshan fault zone and explore the seismogenic structure of Lushan earthquake. In the paper, the important morphological features and tectonic evolution of this area were reviewed. Then, field sites were selected to provide profiles of different parts of the Qingyijiang River terraces, and the longitudinal profile of the terraces of the Qingyijiang River in the south segment of the Longmenshan fault zone was reconstructed based on geological interpretation of high-resolution remote sensing images, continuous differential GPS surveying along the terrace surfaces, geomorphic field evidence, and correlation of the fluvial terraces. The deformed longitudinal profile reveals that the most active tectonics during the late Quaternary in the south segment of the Longmenshan Fault zone are the Yanjing-Wulong Fault and the Longmenshan range front anticline. The vertical thrust rate of the Yanjing-Wulong Fault is nearly 0.6~1.2mm/a in the late Quaternary. The tectonic activity of the Longmenshan range front anticline may be higher than the Yanjing-Wulong Fault. Combined with the relocations of aftershocks and other geophysical data about the Lushan earthquake, we found that the seismogenic structure of the Lushan earthquake is the range front blind thrust and the back thrust fault, and the pop-up structure between the two faults controls the surface deformation of the range front anticline.

龙门山断裂带南段第四纪沉积差，断层出露不明显，晚第四纪构造活动性资料零星。为了提高对龙门山断裂带南段构造活动性的认识，探索芦山地震的发震构造，文中在分析龙门山断裂带南段的地貌以及构造演化的基础上，对跨盐井-五龙断裂、大川-双石断裂和芦山盆地的青衣江不同段的6级河流阶地进行了差分GPS连续测量和细致研究，结合对高分辨率航拍影像的地质解译，得到了龙门山断裂带南段青衣江各段的河流阶地横剖面，通过不同河段河流阶地的对比分析，建立了龙门山断裂带南段青衣江河流阶地纵剖面。通过对河流阶地的变形分析，发现龙门山断裂带南段晚第四纪以来，盐井-五龙断裂的平均垂向断错速率为0.6~1.2mm/a，大川-双石断裂没有明显的垂向活动，芦山地震的发震断层控制的山前褶皱最新活动。结合龙门山断裂带南段的地壳深部结构资料和芦山地震的精定位余震资料等，认为芦山地震的发震构造不是大川-双石断裂，而是龙门山断裂带南段的山前盲逆断层和反冲断层。

2015

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孙浩越. 2015. 青川断裂晚第四纪活动性及其对区域构造运动模式的约束 [D]. 北京: 中国地震局地质研究所: 1—86.

SUN

Hao-yue

. 2015. Late Quaternary activity of the Qingchuan fault: implications for the tectonic movement mechanism in regional area [D]. Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing: 1—86(in Chinese).

印度板块与欧亚板块的碰撞造成了青藏高原的隆升和高原内部活动块体的向东运动。由于相对刚性的四川盆地的阻挡,巴颜喀拉块体与其发生了挤压碰撞,并使得中生代的古龙门山构造带复活,发生逆冲推覆运动。虽然龙门山断裂带表现出来的滑动速率非常低,不到1 mm/yr,但是却先后于2008年和2013年在断裂带的中段和南西段产生了汶川Ms 8.0级地震和芦山Ms 7.0级地震,显示了断裂带非常强的发震

2011

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王康, 沈正康. 2011. 1933年叠溪地震的发震位置、震源机制与区域构造[J]. 地震学报, 33(5): 557—567.

WANG

Kang

, SHEN

Zheng-kang

. 2011. Location and focal mechanism of the 1933 Diexi earthquake and its associated regional tectonics[J]. Acta Seismologica Sinica, 33(5): 557—567(in Chinese).

2007

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王琼, 聂晓红, 唐丽华. 2007. 南天山西段强震应力触发作用研究[J]. 大地测量与地球动力学, 27(5): 108—114.

WANG

Qiong

, NIE

Xiao-hong

, TANG

Li-hua

. 2007. On stress triggering strong earthquakes in western part of Southern Tianshan Mountain[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 27(5): 108—114(in Chinese).

By calculating the static Coulomb failure stress changes of some Ms≥6 earthquakes in KashiWuqia region and Keping block regionin the western part of southern Tianshan mountain,Xinjiang since 1955, the triggering effect on the followingearthquakes is analyzed. The result shows that most strong earthquakes in Kashi-Wuqia region encourage the following earthquake activity increasing, while most strong earthquakes in Keping block region relieve earthquake risk in its neighboring region to some degree.

通过计算新疆南天山西段的喀什-乌恰地区和柯坪断块区1955年以来部分6级以上地震产生的静态库仑破裂应力变化,研究了该区强震对后续地震的触发作用。研究结果表明，喀什-乌恰地区多数强震的发生有利于其邻区后续地震活动增强；而柯坪块区多数强震的发生则在一定程度上缓解了其邻区的地震危险性。

2012

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2011

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闻学泽, 杜方, 张培震, 等. 2011. 巴颜喀拉块体北和东边界大地震序列的关联性与2008年汶川地震[J]. 地球物理学报, 54(3): 706—716. doi: DOI: 103969/j. issn. 0001-5733. 2011. 03. 010.

WEN

Xue-ze

, DU

Fang

, ZHANG

Pei-zhen

, et al. 2011. Correlation of major earthquake sequences on the northern and eastern boundaries of the Bayan Har block, and its relation to the 2008 Wenchuan earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 54(3): 706—716(in Chinese).

2003

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闻学泽, 徐锡伟, 郑荣章, 等. 2003. 甘孜-玉树断裂的平均滑动速率与近代大地震破裂[J]. 中国科学(D辑), 33(S): 199—208.

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, et al. 2003. Average slip-rate and recent large earthquake ruptures along the Garzê-Yushu fault[J]. Science in China(Ser D), 46(S2): 276—288.

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吴珍汉, 吴中海, 胡道功, 等. 2003. 青藏高原北部风火山活动断裂系及工程危害性研究[J]. 地质科技情报, 22(1): 1—6.

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, et al. 2003. Geological features and hazard effects of the Fenghuoshan active fault system of north Tibetan plateau[J]. Geological Science and Technology Information, 22(1): 1—6(in Chinese).

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吴中海, 周春景, 冯卉, 等. 2014. 青海玉树地区活动断裂与地震[J]. 地质通报, 33(4): 419—469.

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Chun-jing

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, et al. 2014. Active faults and earthquake around Yushu in eastern Tibetan plateau[J]. Geological Bulletin of China, 33(4): 419—469(in Chinese).

摘　要：青海玉树是巴颜喀拉地块西南边界上的典型历史强震区.最新的活动断裂遥感解译与地表调查结果表明,该区新构造期间主要发育清水河断裂带、玉树断裂带、阿布多断裂带和杂多断裂带4条NW向左旋走滑活动断裂带.其中,构成玉树—鲜水河—小江断裂系尾端构造的玉树活动断裂带是该区活动性最显著的岩石圈断裂.该断裂是由当江断裂、结古—结隆断裂和巳塘断裂3条斜接的主干断层和夹杂其间的多条次级断裂所共同构成的Z型左旋剪切张扭性变形带.它在上新世以来和晚第四纪期间的左旋走滑速率为4.0～5.4mm/a,调节了该区大部分的块体挤出与旋转变形,并构成该区大震活动的主要控震构造.历史强震梳理和古地震研究揭示,玉树主干走滑断裂带自约14530a BP以来至少发生了包括2010年地震在内的共11次大地震,原地重复间隔平均在千年以上,最长达近3000a.1738年玉树西北地震之后,玉树—甘孜断裂带的主干断层表现为平均间隔为50～100a的低频、串联式分段破裂过程,并且大震活动存在从东南向西北迁移的趋势.通过对玉树断裂未来大地震危险性进行综合地质判定认为,该区至少仍存在6段未来百年内大地震危险程度不同的地震空区,潜在的大地震震级为Mw6.6～7.3,其中危险性相对较高的段落主要是当江断裂带的当江—拉则段和结古—结隆断裂带上的结隆—叶卡诺段与桑卡—相古段.

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