地震地质

地震地质2019年第41卷第6期目录

2019, 41(6): 0-0.

摘要 ( )

PDF (216KB) ( )

相关文章 | 计量指标

位于河套盆地北缘的大青山断裂晚第四纪以来活动强烈，发生过多次破坏性地震，对现今地貌的塑造具有重要作用。目前，利用地貌因子对河套盆地大青山段流域进行区域性构造地貌形态量化分析，以揭示该区运动特征的研究仍相对缺乏。文中以该区为例，利用30m分辨率的DEM数据和GIS空间分析技术获取大青山流域水系网络和7个亚流域盆地的地形数据，定量统计各汇水盆地的面积-高程积分（HI）值并拟合其空间分布规律，通过改进的Chi-plot基岩河道分析方法——积分法，得到了大青山流域的河道纵剖面和陡峭指数的空间分布特征。结果显示：大青山流域的HI值中等，地貌发育阶段为壮年期；河道纵剖面揭示了多个河流裂点的存在，河道仍处于不均衡发育状态；河道陡峭指数在山体区呈高值分布。对比分析大青山地区的构造地貌特征与气候、岩性及构造的相关性，指示构造活动是控制大青山隆升及地貌形态发育的主要因素。

三危山活动断裂的水平运动特征与机制——对青藏高原北缘生长的限定

云龙, 张进, 王驹, 凌辉, 张竞嘉, 张北航, 赵衡

2019, 41(6): 1333-1349. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.002

摘要 ( )

HTML

PDF (9264KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

三危山断裂为阿尔金断裂带东段的重要分支，位于青藏高原北缘NW向扩展的前缘位置，是一条左旋走滑兼逆冲的活动断裂。经卫片解译和野外实际调查发现，三危山主断裂穿过鸣沙山后，向W至党河水库及阳关镇附近以断层陡坎的形式出露地表。沿主断裂及其西延部分，断裂左旋断错了不同级别的水系（冲沟和纹沟）和山脊，形成一系列断错微地貌，断错水系的规模与水平位移量呈正相关。水平位移量的频率统计分析显示位移量存在明显的分级特征，可分为6级，对应的峰值分别为3.4m、6.7m、11.4m、15m、22m和26m，各级之间的增量为3～4m。其中，3.4m代表了最新一次古地震事件的同震位移量，而更大的位移量峰值则代表了多次古地震事件累积的同震位移量。这种位移量近似等间隔增加的特征，表明三危山断裂在晚第四纪以来存在多期次的地震活动，具有特征型地震的活动特点，具有发生7级以上地震的可能性。三危山断裂的位错量分布和端部的构造转换等特征，显示其可能是一条处于幼年期的"阿尔金断裂"，该断裂的活动及其伴随的山体隆升是青藏高原北缘整体压剪作用的结果，代表了高原北缘的一种生长方式。

基于无人机航测获取高分辨率DEM数据的断层几何结构精细解译与分析——以海原断裂唐家坡为例

孙稳, 何宏林, 魏占玉, 高伟, 孙浩越, 邹俊杰

2019, 41(6): 1350-1365. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.003

摘要 ( )

HTML

PDF (8150KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

与断层活动相关的构造地貌是多次强震活动与长期地表过程共同作用的结果，其形态特征包含着丰富的强震活动信息。但由于测量手段和数据精度的限制，如何从形态复杂的构造地貌中准确识别这些信息一直是活动构造研究的难点。近年来，结合运动重建模型（SfM，Structure from Motion）的小型无人机（sUAV，small Unmanned Aerial Vehicle）低空航测技术为研究者提供了一种低成本、高灵活性、快速获取高精度3D地形数据（DEM）和正射影像（DOM）的方法。文中利用该方法获得了海原断裂唐家坡西田埂位错区域的高精度、高分辨率DEM数据，然后基于DEM数据进行了构造地貌解译和断层陡坎形貌分析。通过地貌单元划分并对其与断层的切割关系进行解译，识别出一系列走滑断裂的伴生构造，并讨论走滑断层发育过程中的破裂类型及其样式。基于对冲沟水平位错量、断层陡坎垂直位错量的统计和断层陡坎坡度拐点的分析，认为研究区地貌面形成以来经历了2次地表破裂型地震事件。其中，最新一次事件的水平和垂直位移量分别为（4.3±0.4）m和（0.95±0.14）m，该位移量也代表了1920年海原地震的同震位移量；较老一次事件的水平和垂直位移量分别为（4.3±0.95）m和（0.85±0.22）m。

南菲律宾深部速度结构及其构造意义

谭皓原, 王志

2019, 41(6): 1366-1379. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.004

摘要 ( )

HTML

PDF (11020KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

文中搜集整理了国际地震中心1960—2017年公开的地震数据，使用地震层析成像的方法反演了南菲律宾地区0～100km的P波和S波三维速度结构，成像结果揭示了南菲律宾地区地壳及上地幔速度结构的横向变化：1）棉兰老岛中西部—保和岛一带在地壳浅部出现的P波和S波高速异常特征很有可能是巨量的岩浆活动及蛇绿岩在下地壳增生共同作用的结果；2）棉兰老岛西部在地幔中出现的低速异常同地表出露的火山位置十分吻合，推测该低速异常与岩浆活动密切相关；3）菲律宾海板块在棉兰老岛的东北部和东南部活动性较强，板块边缘在100km的深度仍然有着较为密集的地震分布；4）苏拉威西海盆在棉兰老岛西南侧的活动性较弱，其俯冲活动主要集中在地壳及上地幔顶部。

基于加密观测的金沙江下游水库区速度结构成像

张娜, 赵翠萍, 李春宏, 周连庆

2019, 41(6): 1380-1394. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.005

摘要 ( )

HTML

PDF (10478KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

文中使用2013年8月—2016年12月金沙江下游水库台网42个台站记录到的7 465个地震事件的到时数据，采用双差层析成像方法，反演得到了金沙江下游水库区地震震源参数及周围地区分辨率达0.1°的地壳三维速度结构。在研究区2～6km深的浅层，P、S波沿小江断裂北段呈现低速异常特征，S波的低速异常尤其显著，在小江断裂带东、西两侧出现了明显的低速区，说明浅层低速区的分布与研究区的地形、岩性分布以及金沙江流经区域对应较好。自6km深处开始，P波在小江断裂北段东侧形成了沿昭通、会泽-彝良断裂的NE向高速条带，S波在莲峰断裂、包谷垴-小河断裂、昭通-鲁甸断裂和会泽-彝良断裂所围限的区域内呈现高速分布。以小江断裂为界，在深度10km以上的浅层，包括宁会断裂在内的小江断裂西侧，V_P呈现显著的低速异常，而小江断裂东侧则为高速。小江断裂带自北至南呈现显著的V_P低值，且北段的低速异常相对显著，在巧家附近低速异常区的深度达15km。白鹤滩大坝下方呈现显著的V_P低速分布，深度至5km。大坝周围的地震在低速一侧由浅至深形成了条带。乌东德大坝下方为稳定的高速分布。重定位结果显示：研究区内震源深度<20km的地震优势分布在15km以浅，在小江断裂带东、西两侧的麻塘断裂、大朵断裂以及会泽县附近的重定位事件出现了比较明显的近EW向分布，与该区域内主要大型断裂的NE走向不同。鲁甸地震序列的震源深度<15km，优势分布在10km以浅，地震序列的优势分布方向为近EW和SN向，在2个优势方向上2a内发生的余震分别形成了长约40km、20km的条带。

川滇菱形块体东边界及邻区震源机制解与构造应力场空间分布特征

李君, 王勤彩, 崔子健, 张佩, 周琳, 周辉

2019, 41(6): 1395-1412. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.006

摘要 ( )

HTML

PDF (14964KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

川滇菱形块体东边界及邻区的构造应力场空间变化特征对理解青藏高原东南缘的强震机理、孕震环境、构造变形及地震应力的相互作用具有重要意义。文中利用2009年1月—2018年5月的地震波形资料，采用CAP反演方法求得川滇菱形块体东边界及邻区234个地震的震源机制解，并收集了该区域85个全球矩心矩张量解。在此基础上，采用阻尼区域应力反演方法，获得川滇地块东边界及邻区的构造应力场空间分布。通过分析川滇地块东边界及邻区震源机制解的空间分布特征及构造应力场空间分布特征，得到以下几点认识：1）川滇地块东边界及邻区的震源机制解类型具有明显的分区性，川滇地块东边界鲜水河-小江断裂、大凉山断裂、昭通-莲峰断裂带西南段上的地震断层类型为左旋走滑型，马边-盐津断裂、峨边-烟峰断裂及昭通-莲峰断裂带的东段为逆冲和逆冲兼走滑型；2）沿川滇块体东边界的鲜水河-小江断裂带由北向南，主压应力水平方向由NWW向逐渐转为NW向，顺时针旋转约50°，主压应力轴与东边界断裂走向之间的夹角基本保持不变，这可能与川滇块体东边界断裂带的断层摩擦系数较为稳定有关；3）大凉山断裂中南段、昭通-莲峰断裂带西南段的地震可能受到相同的构造应力场控制，川滇块体的SE向运动通过大凉山断裂、则木河断裂部分传递到昭通-莲峰断裂的西南段，这种物质SE向移动对地震活动的控制作用有可能延续到威宁。

小湾水库库区蓄水前后构造应力场的变化特征

黄浩, 付虹

2019, 41(6): 1413-1428. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.007

摘要 ( )

HTML

PDF (6179KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

选取小湾水库地震台网和云南地震台网的波形资料，采用广义极性振幅技术（GPAT）反演了小湾库区及附近2005年6月—2008年12月的36次M_L≥3.0地震和2009—2015年库区的51次M_L≥2.5地震的震源机制解。利用2008年12月前的36次M_L≥3.0地震，联合搜集到的58次M_L≥4.0地震的CAP计算结果和哈佛大学历史地震震源机制解，反演了小湾水库库区蓄水前的构造应力场；利用2009—2015年触发地震丛集区的51次M_L≥2.5地震的震源机制解获得了该区的局部应力场。库区蓄水后，触发地震丛集区的小震震源机制节面统计显示，发震断层的特征与维西-乔后南支断裂一致，确认其为发震断层。小震震源机制解初期以走滑为主，后期以正断为主，结合触发地震丛集区小震密集—平静的活跃特征，分时段讨论了局部应力场的变化。小湾水库库区蓄水前构造应力场的σ₁近S向、倾角较低（14°），蓄水后触发地震丛集区局部应力场的σ₁在时段Ⅱ和时段Ⅲ的方位角连续偏转，倾角逐渐加大。局部应力场的σ₁与断裂性质相近，表明水库蓄水载荷导致断层面上剪应力增大、断层介质强度变弱，有利于触发地震。分析认为，库水渗透作用及孔隙压扩散、局部应力场导致的断层变弱为触发地震丛集区发生地震的主要控制因素。

抽水对泰安地震台钻孔分量应变的影响及其机制

贾媛, 甘卫军, 李杰, 朱成林, 殷海涛, 卢双苓, 鞠佳斌

2019, 41(6): 1429-1443. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.008

摘要 ( )

HTML

PDF (5079KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

抽水干扰在钻孔应变观测中常见且影响显著，为了捕捉到真实的地震前兆信息，必须对其干扰机制进行研究。统计结果表明，近年来泰安台RZB-3钻孔分量应变受抽水干扰严重。对此，文中以一个现场查明抽水信息的抽水干扰为例，分正常抽水、中断抽水和恢复抽水3个时段计算了钻孔的主应变状态，并利用集中载荷模型反演了应变仪相对抽水源集中力的深度和集中力，在此基础上正演模拟计算了抽水干扰对周边区域的影响。结果表明：1）反演的抽水源集中力位于抽水井底部及其下方附近，与实际情况吻合，模型较好地模拟了抽水干扰对钻孔应变的影响机制和程度；2）钻孔分量应变观测的应变状态与抽水干扰模型正演结果较为一致，根据观测结果计算的钻孔主应变反映了不同抽水状态下钻孔的应变状态；3）反演的抽水源集中力与所抽出的水量载荷相比，抽水过程对岩石孔隙压力的影响要显著得多。

利用单剖面大地电磁三维反演识别沙德和玉农希断裂

姜峰, 陈小斌, 董泽义, 崔腾发, 刘钟尹, 王培杰

2019, 41(6): 1444-1463. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.009

摘要 ( )

HTML

PDF (9152KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

文中基于实测的单剖面大地电磁数据，研究了沙德和玉农希断裂的深部电性结构，并从识别浅部活动断裂的角度出发，对比了二维模型及不同反演参数下单剖面三维反演模型对已有断裂构造深部结构的分辨能力。研究表明，单剖面数据的二维反演模型与三维模型均能获得合理可靠的区域深部结构特征。综合二维和三维解释模型，在现有的观测数据条件下，文中分析发现沙德断裂和玉农希断裂可能均切割上地壳高阻层，并向深部延伸到中地壳高导层。玉农希断裂在剖面位置近自立（或高角度倾向SE）从地表向深部延伸，沙德断裂的深部倾向为SE。此外，文中的实测资料结果表明，在现有计算能力条件下，三维单剖面反演模型也具有分辨局部断裂构造位置和深部几何结构的能力。最后，文中的工作反映了合适的水平网格间距和模型光滑参数对三维单剖面反演模型结果具有重要影响，过粗的水平网格尺寸和过大的模型水平光滑参数可能会导致三维单剖面反演模型无法正确分辨出浅部断裂构造。而在合理区间调整垂向网格的大小和数据误差门槛，可能对三维单剖面反演模型分辨浅部断裂构造的影响较小。带入倾子的三维单剖面反演能够进一步改善模型对出露地表的断裂构造深部几何结构的约束。

地电阻率日变化成因分析

解滔, 卢军, 闫伟

2019, 41(6): 1464-1480. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.010

摘要 ( )

HTML

PDF (4960KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

中国部分长期连续观测的地电阻率台站的观测数据呈现出清晰的日变化形态，依据单一测道的变化特征，日变化可分为2类相反的形态：一类观测数据白天下降夜间上升；另一类则白天上升夜间下降。文中结合含水岩土介质电阻率的影响因素、台站电性结构和地电阻率影响系数理论，分析认为固体潮引起的介质电阻率变化幅度太小，以目前地电阻率观测仪器的分辨率还不足以记录到固体潮的影响，地电阻率的日变化主要由昼夜温差所引起。昼夜温差将使浅层介质电阻率发生大幅度的昼降夜升变化，对于浅层介质影响系数为正的测道，其日变化呈现昼降夜升的形态，而浅层介质影响系数为负的测道，其日变化则呈现出昼升夜降的形态。

基于时序InSAR的海原断裂带形变特征及运动学参数反演

乔鑫, 屈春燕, 单新建, 李彦川, 朱传华

2019, 41(6): 1481-1496. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.011

摘要 ( )

HTML

PDF (10049KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

文中利用2003—2010年2个轨道上的Envisat ASAR长条带雷达数据，采用PSInSAR时序处理方法，获取了海原断裂带毛毛山—老虎山段及狭义海原断层段（1920年8.5级地震破裂带）的InSAR视线向平均形变速率场，发现南、北2盘的形变速率场存在明显差异，与海原断裂带左旋走滑的运动特征相符。通过对老虎山段进行高密度跨断层形变速率剖面分析，确定老虎山段的蠕滑长度约19km。基于二维反正切模型对InSAR形变剖面进行了拟合，获得了海原断裂带不同位置的断层闭锁深度及深部滑动速率。结果表明，老虎山段的滑动速率自西向东逐渐减小，由西段的7.6mm/a减小至最东端的4.5mm/a；老虎山西段与中段处于闭锁状态，西段的闭锁深度为4.2～4.4km，中段的闭锁深度为6.9km，而老虎山东段的闭锁深度1km，即浅地表存在蠕滑现象，蠕滑速率为4.5～4.8mm/a。1920年海原断裂带破裂段整体处于闭锁状态，滑动速率与闭锁深度自西向东均逐渐增加，滑动速率由西段的3.2mm/a增加至东段的5.4mm/a，闭锁深度由西段的4.8km增加到东段的7.5km。文中的研究结果细化了对海原断裂带不同段的滑动速率和闭锁深度的认识，并为探讨断裂带不同段的应变积累状态及区域地震危险性评估提供参考信息。

汶川地震热异常与构造应力关联的数值模拟

朱传华, 单新建, 张国宏, 焦中虎, 张迎峰, 李彦川, 乔鑫

2019, 41(6): 1497-1510. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.012

摘要 ( )

HTML

PDF (2871KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

地震孕育的过程中，在一定时空范围内会出现热异常现象，该异常可能与构造活动存在密切联系，能否利用与构造活动相关的物理过程解释该热异常现象，目前尚未取得共识。为进一步揭示构造应力与地震热异常的关系，文中基于二维多孔介质热流固（THM）耦合模型，模拟了汶川地震前由于断层应力释放引发的热异常演化特征，发现流体对流和岩体应力致热效应导致的热异常现象在空间分布、时间演化、异常量级上皆与观测数据有较好的一致性。结果显示：汶川地震前，受断层应力释放的影响，热异常现象主要出现在断裂带及其相邻的上盘区域，沿断层走向呈带状分布，以增温异常为主，断裂带区域可发生短时降温；断裂带区域热异常受流体对流和应力致热作用联合控制，增温强度先增大后减小，通常可产生高于1K量级的空气增温；非断裂带区域的增温强度主要取决于流体对流作用的强弱，在地震前逐渐增强，对渗透率的响应显著，通常当渗透率≥ 10^-13m²时，才能出现1K量级的空气增温异常。文中分析认为，地震前断层应力释放引起的流体热对流浅地表存在蠕滑现象，蠕滑速率为4和应力致热作用可以解释地震前的热异常现象。

基于SVR模型的电离层TEC背景场构建方法

宋冬梅, 向亮, 单新建, 尹京苑, 王斌, 崔建勇

2019, 41(6): 1511-1528. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.013

摘要 ( )

HTML

PDF (9598KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

引起电离层电子浓度总含量（Total Election Content，TEC）变化的因素有很多，而地震TEC扰动只是很小的一部分。文中尝试构建一个考虑了太阳活动与地磁活动影响的TEC非震动态背景场，对比分析TEC非震动态背景场和传统的滑动时窗背景相对于原始TEC值的残差情况，滑动时窗背景的残差存在明显的月周期与半年周期，该周期性残差将对后续的地震电离层异常探测造成重要影响。同时，利用非震动态背景场法与滑动时窗法探测了汶川附近研究点（30°N，100°E）2008年3月1日—9月26日长时间序列的TEC异常情况，发现在太阳活动、地磁活动等非震干扰的情况下，相较于传统的滑动时窗法，TEC非震动态背景场法很少检测出TEC异常扰动；而在地震发生前，基于文中的方法提取的TEC异常较滑动时窗法提取的异常强度更大、异常次数更多。最后，文中分析了汶川地区2008年5月12日、8月21日、8月30日3次地震前的TEC异常表现，均主要为负异常扰动，且异常主要分布在震中靠近赤道一侧。

超动态变形场长时间观测系统

李世念, 齐文博, 刘力强

2019, 41(6): 1529-1538. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.014

摘要 ( )

HTML

PDF (2191KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

地震模拟实验通过稳态加载获得失稳滑动或破裂事件来模拟地震过程。实验中，稳态变形与失稳滑动交替出现。由于无法事先确定失稳发生的时刻与持续时间，且一次实验中有可能产生多次失稳事件，为了保证在极其短暂的失稳瞬间获得足够的数据以分析震源力学过程，数据采集系统需要从实验开始直至结束一直保持高速连续工作。一般的实验进程可能会持续十几h，因此需要巨大的存储空间。尽管还没有确切地了解失稳信号的频率上限，但以往的实验已经证明信号的频率会达到几百甚至几千Hz，所以采样频率应当达到MHz量级以上。在这种连续长时间获取高频数据的情况下，还要保持较高的信噪比。此外，以往的实验已经证明，震源力学场具有复杂的空间结构，难以用少数几个测点来描述，需要对几十个以上的测点进行同步观测。长时间连续记录、高分辨率高频采样与多点同步观测4项技术手段的联合使用对观测系统的技术指标提出了巨大的挑战。为此，文中研发了一套高信噪比的64通道、16位分辨率、4MHz并行采集频率、可以连续记录几十h的超动态变形场观测系统。利用这套系统可以实现应变、声发射及位移等多种信号的同步采集，便于分析各种物理量之间的转换关系。

基岩断层面的古地震研究方法:国内外应用现状及展望

邹俊杰, 何宏林, 横山祐典, 魏占玉, 石峰, 郝海健, 庄其天, 孙稳, 周朝, 白滨吉起

2019, 41(6): 1539-1562. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.06.015

摘要 ( )

HTML

PDF (4946KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着断层面形貌测量、地球化学元素测定和第四纪定年方法等技术的发展与突破，利用基岩断层面记录的信息研究古地震成为可能的技术方法之一。国内外学者从不同专业角度开展了大量基岩断层面的古地震研究，取得了一系列创新性成果。文中对基岩断层面古地震研究的结果进行了总结和梳理，系统地介绍了基岩断层面古地震研究方法的发展历史、基本原理和应用实例，并对比了各种方法的优劣与局限，指出了目前研究存在形貌表达参数繁多且优劣不明、宇生核素法限定古地震年代的不确定性较大、定年方法种类较少难以满足不同岩性断层面的测年需求、形貌与物化特征等参数未与绝对定年方法紧密联系并建立可靠的年龄标尺、缺乏断层面暴露前后经历的物理化学生物过程的机理性研究以及单一方法研究居多而多方法综合比对不够等一系列问题。建议在今后的基岩断层面古地震研究工作中应当加强对各形貌学模型参数值的可靠性、适用性及精度的总结评估；改进当前测年技术的数学模型，优化核素产生机制和产率模型，并及时引入新兴的高精度测年技术；适时地构建区域内相对定年指标（X）与绝对定年年龄（T）的关系模型，建立年代标尺；积极开展基岩断层面样品的形貌结构和矿物成分分析等微观尺度的研究，加强对断层面所经历的一系列物理、化学和生物过程的机理性研究以及多学科、多方法综合对比性研究。总之，从定性描述到定量表达、从单一学科方法到多学科交叉融合、从某一技术指标探索到多源数据技术综合运用，注重相对定年指标（X）与绝对定年年龄（T）的结合、注重显微尺度的机理性研究，是基岩断层面古地震研究方法的发展趋势。将基岩断层面的古地震研究与松散沉积物区的探槽技术紧密结合，将更为有效地恢复活断层带上更加完整的古地震序列和强震活动历史，从而对区域地震危险性给出更为合理的评价。

地震地质2019年第41卷总目次

2019, 41(6): 1563-1570.

摘要 ( )

PDF (375KB) ( )

当期目录