为了开展山西裂谷更精细的构造应力场及其形成机制研究, 文中主要利用山西裂谷自观测以来至今较为丰富的中小地震的震源机制解, 采用阻尼应力反演方法对山西裂谷分别进行全域、 分盆地、 0.5° 网格等划分并反演构造应力场, 得到应力场参数和应力形因子(R值)。结果表明, 山西裂谷全域的构造应力场总体为NW-SE向拉张型应力场, 局部存在走滑型应力场; 分盆地结果也显示山西裂谷呈现非均匀的应力场特征, 南、 北两端盆地(运城盆地和大同盆地)为走滑型应力场, 中部忻定、 太原、 临汾盆地为拉张型应力场。0.5° 网格的应力场结果表明, σ3的方位以NW-SE向为主, 倾伏角近水平, 与山西断陷盆地主控断裂的走向大体垂直, 而σ1的方位则大体平行于主控断裂走向, 倾伏角空间变化不均匀。此外, GPS速度剖面结果也显示山西裂谷现今存在约0.5mm/a的拉张运动, 且局部有走滑运动。从相对定量的角度, 二者都反映出山西裂谷拉张剪切变形的特征。这与太平洋板块俯冲和印欧大陆碰撞挤压的远程作用相关。
华北地区强震活动频繁, 主要集中分布在鄂尔多斯盆地周缘、 渤海湾盆地及华北平原内部等构造活跃区域, 其强震的空间分布格局与该地区活动地块的几何结构及其动力学行为密切相关。文中综合了华北地区活动地块划分方案、 GNSS速度场及强震时空分布等数据, 构建了华北及其周边地区的三维数值模型, 采用有限元方法模拟了华北地区在一级、 二级、 三级活动地块划分方案下的构造应力场和应变场, 并探讨了华北地区西部海原断裂带、 六盘山断裂带、 龙门山断裂带的活动对华北地区构造变形的远程效应。模拟结果显示, 华北地区现今的地块构造格局主要受一级、 二级活动地块及其边界带的控制, 相较之下, 三级活动地块及其边界带对华北地区构造变形的贡献相对有限。印度板块与欧亚板块的碰撞作用及太平洋板块和菲律宾板块的俯冲作用, 在华北地区南部和北部形成了一对剪切力偶, 使得华北地区整体呈现逆时针旋转的运动特征, 但华北地区内部的鄂尔多斯地块、 太行山次级地块、 冀鲁-豫皖次级地块及鲁东-黄海地块的逆时针旋转程度不同, 以稳定的华南地块为参考系, 这些地块的旋转速率分别为 2.3×10-9rad/a、 2.2×10-9rad/a、 2.0×10-9rad/a、 3.4×10-9rad/a。华北地区内部活动地块的差异性运动主要受控于2个关键因素: 一方面是华北地区内部应力场在空间上的非均匀性分布, 另一方面是活动地块在运动变形过程中引起的地块边界处的挤压和拉张效应。华北地区内部活动地块间的不协调变形运动, 导致华北地区内部活动地块间及其与周缘地块间的边界带产生了不同程度的应力集中和变形特征, 形成了强震孕育的重要构造背景。此外, 海原断裂带的左旋走滑运动、 六盘山断裂带和龙门山断裂带的逆冲推覆作用通过作用于鄂尔多斯地块西南缘或华南地块, 直接或间接地影响了华北地区活动地块的运动变形, 其中海原断裂带的走滑运动和六盘山断裂带的逆冲推覆作用对华北地区构造变形的影响尤为显著。
位于台湾岛东部的NNE向纵谷断裂是一条重要的构造边界带和强震活动带。2022年9月17日、 9月18日分别在纵谷断裂的南部发生了ML6.6(MW6.5)、 ML6.83(MW6.9)2次强震。根据台湾地区气象局(CWB)提供的地震信息可知2次地震的震中仅相距11km, 发震时间仅相隔17h, 而与9月17日的左旋走滑地震不同的是, 9月18日的地震为逆冲兼走滑地震。文中利用CWB提供的近场强震数据及定位结果, 基于美国地质调查局给出的震源参数, 采用迭代反褶积和叠加(Iterative Deconvolution and Stacking, IDS)方法研究了这2次地震的震源破裂过程和应力触发关系, 并利用地震波数据的高时间分辨率优势分离了这2次地震的同震形变场。结果显示: 2次地震的主破裂分别持续了27s和48s, 断层滑动分布分别呈现单驼峰和双驼峰的形状。9月17日地震的滑动分布集中在震中西南侧, 9月18日地震的滑动分布在震中东北侧, 为不对称的双侧破裂模式, 滑动分布的深度都在0~30km处, 2次地震的累积最大滑动量分别为1.06m和3.19m, 9月17日地震对9月18日地震产生了明显的应力触发作用。这种应力触发作用可能是导致2次地震在短时间内相继发生的重要原因之一。
依兰-伊通断裂是郯庐大断裂东北段两大分支中的西支, 其北段地区(汤原—萝北段、 方正—汤原段)地震活动较为活跃。具体表现为汤原—萝北段中小地震频发, 而方正—汤原段具备发生7级以上强震的背景。文中基于依兰-伊通断裂北段震源机制解、 GPS应变场, 定点形变和重力潮汐因子异常, 以及日本本州近海俯冲带强震对依兰-伊通断裂静态库仑应力影响等计算结果, 分析并讨论了依兰-伊通断裂北段的应变状态及发震机制。研究结果表明: 依兰-伊通断裂北段应变场受背景应力场控制, 呈NE向挤压与NW向拉张特征。区域应变场、 定点形变及重力潮汐因子异常与地震活动之间存在一定相关性。在西太平洋板块俯冲作用下, 依兰-伊通断裂汤原—萝北段两侧的三江断陷盆地相对小兴安岭隆起产生运动差异, 在NW向次级断裂群区域岩石易错动破裂, 引发中小规模浅震活动。依兰-伊通断裂区域构造应力场、 日本本州近海俯冲带强震同震和震后库仑应力正向加载触发(叠加)和震后黏弹性弛豫等共同作用, 可能是推动方正—汤原段发生强震的重要因素之一。
北京时间2022年9月5日12时52分, 四川甘孜州泸定县发生 MS6.8 地震。为研究泸定地震序列所在的鲜水河断裂磨西段形状, 文中首先采用1701个精定位地震事件, 利用基于模糊聚类的断层面形状确定方法得到了鲜水河断裂磨西段上2段沿NNW-SSE向排列断层的形状参数, 分别为: B断层, 走向为159.94°、 倾角为88.10°; C断层, 走向为157.15°、 倾角为87.14°。为了进一步研究这些断层的滑动性质, 文中搜集了发生在鲜水河断裂磨西段及其邻区的地震震源机制, 其中1个丛集中存在相当数量的正断型地震, 经聚类发现这些震源机制的节面聚类结果与鲜水河断裂平行。基于该类群中的震源机制求解了应力场, 发现这里的应力场相对于背景构造应力场发生了较大偏转。采用去除鲜水河断裂磨西段西侧区域异质震源机制的数据, 求解得到了沿主发震断裂的余震区应力场, 其中压轴方位为101.48°、 倾伏角为0.86°, 张轴方位为10.06°、 倾伏角为58.99°, 应力形因子R为0.70, 最大主压应力轴近水平, 最小主应力轴显示垂向拉张分量, 这一应力状态与青藏高原东缘受印度板块NE向挤压、 四川盆地刚性阻挡导致的物质SE向挤出的动力学背景高度吻合。将得到的构造应力场投影到泸定地震拟合的断层面上, 发现B断层的滑动角为13.0°、 C断层的滑动角为14.7°, 两者近垂直, 以左旋走滑为主。以上结果对认识该地区的断裂活动特性和地震动力学有一定意义。
本文根据云南及邻区1966年以来152组M≥5.0地震序列统计结果, 对地震序列类型及其空间分布特征、 最大余震震级和时空分布特征进行了分析, 结果表明: 1)研究区域地震序列以主余型为主, 多震型次之, 孤立型最少; 同一序列类型中, 随着地震震级增大, 主余型、 多震型地震所占的比例增加, 孤立型逐渐减少; 对于不同破裂类型, 正断型地震中, 没有孤立型地震序列; 逆冲型地震中, 多震型的比例较高, 且主要分布在滇东北地区。2)主震与最大余震震级线性回归结果显示, 多震型线性相关性最好, 其次是主余型, 孤立型序列数据离散程度较高; 最大余震的发生时间与序列类型和主震震级有一定关系; D1值以红河断裂和小江断裂为界, 具有明显的空间分布差异特征。3)地震序列空间分布具有较明显区域性特征, 多震型比例最高的是小滇西, 其次是滇东北; 地震序列类型最单一的区域是滇中, 相对复杂的区域为小滇西。4)多震型地震的孕震环境可能与复杂共轭的构造环境、 新生断裂、 上地壳低速区及历史大地震分布有一定的关系。
余震持续时间是地震活动研究中的关键问题, 对区域地震危险性分析和抗震设防具有重要意义。文中基于1970—2022年期间的现代地震目录与历史地震记载, 系统研究了6次7级以上大地震的余震持续性, 包括1668年郯城M8½、 1679年三河-平谷M8、 1937年菏泽M7.0、 1966年邢台M7.2、 1975年海城M7.3及1976年唐山M7.8地震。通过分析余震区小地震的空间分布和震级-频次随时间的变化, 发现上述地震的余震活动均未完全衰减。其中, 郯城地震和三河-平谷地震的余震序列已持续354a和343a; 菏泽地震余震持续近90a; 邢台、 海城及唐山地震震区仍有小地震频发。研究结果表明, 华北地区8级以上大地震的余震活动可持续超过300a, 而邢台、 海城及唐山等近代大地震的余震序列至完全衰减仍需较长时间。
文中基于滇西北地区74个台站记录的2a的垂直分量连续波形数据, 在提取1~20s周期的基阶Rayleigh波相速度频散曲线的基础上, 采用面波三维方位各向异性直接反演方法, 获取了中上地壳20km深度以浅的三维方位各向异性模型, 对滇西北地区的变形特征和应力场状态进行研究。结果表明: 1)滇西北地区方位各向异性存在较为明显的分区性, 总体以维西-乔后断裂为界, 东、 西两侧方位各向异性表现出较大差异。断裂以西区域, 方位各向异性一致性较好, 且随深度变化不明显, 快波方向总体呈NNW和NW向, 与区域主压应力场方向一致。2)在维西-乔后断裂以东区域, 方位各向异性在10km深度上、 下两侧表现出较大差异。在10km深度以浅, 快波方向总体呈顺时针旋转特征, 且从北部的NNW和NW向逐渐向S过渡为26°N以南的近SN向, 地壳变形总体受控于区域的走滑运动。在10~20km深度范围内, 快波优势方向为NNE和NE向, 与程海断裂的走向较为一致, 各向异性可能与程海断裂附近强烈挤压或走滑导致地壳岩石中的云母、 角闪石等矿物沿断裂走向呈定向排列有关。3)维西-乔后断裂南端(漾濞以南地区), 方位各向异性优势快波方向呈SWW和近EW向。初步认为该变形特征可能与该区域在NNW向的水平挤压下, SWW向受到水平拉张的构造应力作用, 从而形成了断裂正断层错动的力学机制有关。
白鹤滩水电站位于金沙江下游, 是中国同时也是世界第二大水电站。库区内地形地貌、 地质构造和气候环境复杂, 滑坡等地质灾害频发, 库区上游小江流域还分布着中国最为典型的东川泥石流沟。文中聚焦白鹤滩水电站库区金沙江干流及其支流小江沿线区域, 采用野外调查和遥感影像目视解译方法对白鹤滩库区滑坡进行了解译, 构建了详尽的库区蓄水前滑坡数据库, 并在此基础上利用空间统计分析和地理探测器模型对比分析了金沙江主干河段和支流小江沿线滑坡的分布规律及其主要控制因素。解译结果表明, 该地区至少发育3335个现代滑坡。其中, 在干流段解译出1566个滑坡, 滑坡数量密度(LND)为0.53个/km2, 滑坡面积百分比(LAP)为0.34%; 在小江段解译出1769个滑坡, LND为1.18个/km2, LAP为0.87%。小江段滑坡的LND与LAP均大于干流段。10个影响因子的分析结果表明, 在海拔<1500m, 坡度为40°~60°, 坡向SE、 S、 SW, 绝对曲率>4, 灰岩与泥岩、 粉砂岩地层覆盖, PGA大的地区更容易发生滑坡, 在靠近河流和断裂的地区更容易发生滑坡。同时, 干流段在降雨量低、 距道路近的地区更容易发生滑坡, 但这2个因素并不是小江段滑坡分布的主控因素。对干流段而言, 岩性、 降雨量、 坡度和与断裂的距离是影响滑坡分布主要因子, 而小江段的滑坡分布则主要受到岩性、 PGA、 高程和坡度的影响。此外, 造成小江段滑坡发育较干流段更密集的主要原因为2个地区的地形陡峭程度差异、 降雨不均匀分布和地质构造及历史地震活动性差异。文中相关成果可为白鹤滩水电站库区蓄水后库区的滑坡危险性评价和灾害防治等研究提供基础数据和科学参考。
完整连续的柴达木盆地新生代地层是揭示青藏高原东北缘盆-山格局演化、 地表构造变形时间及高原向N扩展模式和动力学机制的重要研究载体。其中, 碎屑锆石物源分析又是厘清柴达木盆地构造演化过程、 重建周缘造山带隆升历史的关键研究方法之一。然而, 以往的碎屑锆石物源研究多是基于简单定性的特征对比, 缺乏定量的分析手段, 直接导致在一些关键认识上出现重大分歧。文中选取大红沟、 红山、 怀头他拉3个典型的柴北缘新生代剖面, 汇总收集了具有代表性的碎屑锆石U-Pb数据, 并重新定义了南祁连山、 东昆仑山和柴北缘中生界3个潜在物源区。基于碎屑锆石数据的正演和反演物源模拟, 我们发现柴北缘中生代地层也是新生代盆地的重要物源区之一, 其物源贡献量不能被忽视。此外, 大红沟剖面、 红山剖面、 怀头他拉剖面的物源演化规律具有明显的时空异质性, 仅在距今12~10Ma发生了一期准同步的物源变化, 可能是高原中部岩石圈拆沉的地表响应。因此, 简单的碎屑锆石年龄分布对比无法满足复杂盆-山系统下的物源分析工作, 定性和定量研究手段的联合使用和综合判断有利于得到更加可靠、 更加深刻的认识。
山西地堑系蔚广盆地南缘边界断裂带, 由展布于基岩区的山前正断层和展布于沉积区的山麓正断层共同组成。但是, 关于2条断层是否为同期活动、 是否同为控震断层仍存在不同认识。2条断裂的活动性如何, 盆地的地震危险性主要受控于山前或山麓的某一条断层还是由2条断层共同控制, 这些问题亟待回答。文中以蔚广盆地南缘断裂唐山口段为研究对象, 通过小型无人机航测、 地质剖面分析和第四纪测年方法, 对山麓正断层和山前正断层的活动时代、 活动幅度和活动速率开展研究。结果显示, 山麓正断层在距今32.9~31.9ka以后发生了一次古地震事件, 活动幅度未知; 在距今(23.4±2.1)~(20.8±1.8)ka发生过同震倾滑位移量为0.4~0.5m的古地震事件, 全新世伸展变形速率为0.8mm/a。山前正断层在距今10.1~8.2ka以来的累积垂直位移量约为7m, 全新世伸展变形速率为0.4~0.5mm/a, 更新了前人对该段山前正断层在晚第四纪以来已基本停止活动的认识。研究结果表明, 唐山口段基岩区和山麓正断层为全新世活动断裂, 且均发生了地表破裂型地震事件, 两者对区域伸展变形速率和边界带的应变分配均具有承载作用。因此, 在断陷盆地边界带开展区域伸展变形计算时, 需要同时对基岩区和沉积区2支断裂进行对比分析、 综合考虑, 从而科学构建区域伸展变形模型, 正确把握断陷盆地边界带的运动学特征和动力学机制。
交城断裂带是山西地堑系中部太原盆地内规模最大的发震断层和边界主控断裂, 其活动特征对于太原盆地的形成与演化及强震的孕育与发生均具有决定性作用。为进一步理解晚更新世以来交城断裂带的垂向活动速率及其演化特征, 文中系统开展了沿线构造地貌、 开挖探槽、 跨断层水准、 GPS及InSAR等综合研究。基于多源数据的断裂带垂向活动速率分析结果表明, 晚更新世以来, 交城断裂带的垂向活动速率具有显著的空间活动分段性与时空演化特征, 具体表现为: 1)晚更新世以来, 交城断裂带上兰段的平均垂向活动速率为0.82~0.90mm/a, 晋祠段为0.98~1.17mm/a, 清徐—文水段为0.51~1.66mm/a, 汾阳段为0.43mm/a; 2)全新世以来, 断裂带整体平均垂向活动速率有所减弱, 上兰段为0.63~1.04mm/a, 晋祠段为0.23~0.45mm/a, 清徐—文水段为0.44~1.54mm/a, 汾阳段近似为0; 3)交城断裂活动存在N向延伸的趋势, 但其垂向活动活跃地段一直围绕清徐—文水段。此外, 基于现代观测手段得到的交城断裂带垂向活动速率的研究结果表明, 现今交城断裂带仍具有较强的垂向活动性, 其活跃区域仍主要集中于中部的清徐—文水段。文中的研究结果进一步阐明了交城断裂带垂向活动的显著空间活动分段性与时空演化特征。
华北平原新生代正断裂大多在晚更新世以来停止活动, 但大量历史强震震中却位于这些隐伏断裂的附近。那么, 强震是先存正断裂的继续活动还是新生断裂造成的?文中通过钻孔探测结合年代学测定, 研究雄安新区徐水南断裂和牛东断裂晚第四纪活动性, 探讨华北平原区新生代先存正断裂的继承性活动及其机制。钻孔联合剖面探测确定徐水南断裂中段和牛东断裂中段东支的上断点分别深约24m和42m。测年结果表明, 断裂分别在距今约20ka和36ka仍然活动, 皆为晚更新世断层。结合浅层地震勘探, 可知徐水南断裂和牛东断裂晚更新世之后活动性减弱, 仅在中段活动。徐水南断裂和牛东断裂作为容城凸起和牛驼镇凸起的边界断层, 其深部具有特殊的岩石圈结构, 断裂易于积累应变, 且又为深部流体通道, 虽然晚第四纪以来活动性减弱, 但仍有可能被触发, 从而发生强震。
上五井断裂是鲁西地块内一条重要的NE向晚第四纪活动断裂, 与双山-李家庄断裂共同构成了“X”形共轭构造。在地表浅层, 上五井断裂从北向南以桐峪沟村、 东流水村、 沂源北埠东村为界, 大致可以划分为北段、 中北段、 中南段和南段。文中采用地质地貌调查、 机载激光雷达航测、 断层泥定年等方法, 重点对上五井断裂中北段九杰村—东流水村之间的段落进行了位移测量和活动性研究, 发现了该段落的新活动证据。结果表明, 九杰村—东流水村之间的断裂长约18km, 右旋走滑活动显著。九杰村南山脊的右旋位移量为475~580m, 崔木村东山脊的右旋位移量为48~74m, 东流水村附近冲沟的最小右旋位移量为35m。根据地貌位错和断层泥电子自旋共振定年结果((94±5)kaBP), 确定该段落晚更新世有活动。基于文中研究, 确定上五井断裂中北段晚第四纪活动段长约45km。历史上, 上五井断裂与双山-李家庄断裂的交会处曾发生1829年 6¼ 级地震, 综合分析认为上五井断裂的潜在发震能力可达6.5级。
文中基于深度学习方法, 对微山震群附近地区进行了地震检测和地震精定位, 并通过双差层析成像方法反演了震源区的三维速度结构。基于地震精定位结果和反演的三维速度结构, 并结合部分ML≥2.0地震的震源机制解, 对微山震群的孕震环境和发震构造进行了深入分析。研究结果表明, 微山震群的发震断裂为一条高角度左旋走滑断裂, 走向NWW, 略向SW向倾斜; 发震断裂破裂面尺度较小, 破裂由8km深度处开始向地表方向破裂, 同时沿断裂走向两侧破裂, 但未破裂至地表。地下介质波速和泊松比在孙氏店断裂和凫山断裂两侧变化剧烈, 且不同深度具有一定的分层特征。微山震群位于P波、 S波高速异常体内, 同时泊松比相对较低。基于发震断裂的性质与区域地壳结构特征, 分析认为震源区坚硬地层的脆性破裂是微山震群的直接成因, 反映了区域应力的集中释放过程。上述发现深化了对微山震群地震活动机制和孕震环境的理解。
2023年12月18日积石山 MS6.2 地震发生在积石山东缘, 不同研究人员基于不同学科的研究数据, 得到的对发震构造的认识截然不同。文中通过系统考察震中附近的活动构造、 地震裂缝、 地质剖面等, 结合精定位地震序列和浅层地震勘探剖面, 综合分析此次地震的发震构造, 建立其构造模型。研究结果如下: 1)震中以西为积石山东缘断裂的左阶拐弯部位, 断裂西支发生左阶拐弯, 衔接积石山山前断裂, 断裂东支可能沿NNW的线性山梁和河谷向N延伸, 拉脊山南缘和北缘断裂终止在大河家以南, 没有延伸到震中附近; 2)极震区发育了大量不同类型的地表裂缝, 如边坡重力裂缝、 构造裂缝、 滑坡后缘张裂等, 除边坡重力裂缝和滑坡后缘张裂外, 其他裂缝宽度大多<1cm, 最宽5cm, 且在震中以西的积石山东缘断裂左阶拐弯部位尤为密集, 其走向集中于NWW(21%)、 NNW(30%)和NE(16.5%), 与积石山东缘断裂的走向一致, 先存断裂控制了过半的地表裂缝, 地表建筑弱连接部位(如公路护坡接缝)控制了绝大多数裂缝。综合多学科资料, 我们推测发震断层为临夏盆地内部的一条倾向W的隐伏断层, 该隐伏断层属于积石山向临夏盆地的逆冲扩展体系。在晚新生代青藏高原向NE扩展、 顺时针旋转和挤出的构造背景下, 西秦岭北缘断裂的左旋走滑转换为积石山断裂的逆冲活动, 促使积石山发生构造抬升并向两侧盆地扩展, 在临夏盆地内部形成逆断层-褶皱带和显著的挤压缩短变形, 2023年积石山 MS6.2 地震便是积石山向临夏盆地的扩展事件。
“亚失稳”地震预报理论、 以场求源和以源观场技术是对重点地质构造区和活动断层判定未来地震发生地点和时间的一种方法。2021年玛多 MS7.4 地震发生后, 阿尔金断裂东段至祁连山地震带先后发生了7次5级以上的地震。从历史地震活跃周期统计, 目前祁连山地震带仍是中国大陆地震活跃地区, 在这丛中强地震中青海门源 MS6.9 地震影响最大。通过对该地震前的震情跟踪及地球物理场的时空演化总结发现, 祁连山地震带上在近4a内共出现23台项形变、 电磁、 地下流体等地球物理场异常。通过梳理异常变化的序列, 发现空间上5项背景异常(1a以上)分布在距震中300km以外, 8项中期异常中(0.3个月~1a)有2/3 的异常分布在震中距200km以内, 10项短临异常中(3个月以内)有4/5 的异常分布在震中距180km内。2021年7月以后, 中短期异常集中出现在祁连山地震带中东段, 该地区是甘青地震台网监测能力强、 台站分布最为密集的地区之一, 因此在异常变化成组、 成片同步出现时, 地震部门立即组织了现场核实和跟踪, 结合显著地震事件和地质构造特征, 在震前进行了短临预报, 取得了一定的减灾实效。文中研究带来的启示是: 在地震监测能力覆盖区域构造条件下, 利用“亚失稳”理论指导研究观测资料异常变化, 能为地震预报提供有力支撑, 可降低未来强震造成的灾害损失。
2024年1月23日新疆乌什发生 MS7.1 地震。乌什 MS7.1 地震为逆冲型破裂, MS≥4.0的余震大多发生在2024年2月25日 MS5.8 最大余震之前的早期阶段。余震分布尺度约62km, 沿迈丹-沙依拉姆断裂东北段大体上呈NE-NEE向展布。乌什序列MS≥4.0余震的发生时间具有显著的半月潮大、 小潮触发特征。进一步研究显示, 乌什序列大潮时段的较强余震活动, 主要与主震破裂面节面 Ⅰ 上潮汐ΔCFS持续增强趋于峰值的变化过程有关, 而小潮时段的较强余震起伏则可能与震源机制节面 Ⅱ 上潮汐ΔCFS自峰值时段开始的转折下降有关。从潮汐应力分量具体来看, 乌什序列MS≥4.0较强余震在半月潮朔、 望大潮时段的起伏, 主要缘于节面 Ⅰ 上的最大潮汐正应力σn及同时期持续增大的潮汐剪应力τn共同作用的影响; 而上、 下弦小潮时段的较强余震活动, 则主要缘于最大潮汐剪应力τn及同时期持续增大的潮汐正应力σn两者共同作用的影响, 被触发地震的发震断层的产状与主震震源机制的节面 Ⅱ 可能较为接近。研究结果还显示, 乌什序列70%的MS≥4.0地震具有显著的半日潮触发特征, 其中64%震例的震源机制2个节面均显示受半日潮触发影响, 这与乌什 MS7.1 地震及多数MS≥4.0余震逆冲型破裂特殊的震源机制节面关系(2个节面走向大体一致、 倾向相反)有关。沿断层滑动方向叠加的半日潮剪切应力是导致乌什地震序列较强地震发生的主要潮汐触发因素, 在所有受半日潮触发的MS≥4.0地震中, 60%的震例缘于潮汐剪应力的触发影响。从发震时刻来看, 94%的地震发生在潮汐应力分量峰值时段(峰值前后1.5h内)及紧邻的峰后时段。余震区相对松弛、 破碎的构造和介质环境, 震后短时期不稳定的临界高应力状态, 加之潮汐应力与构造应力“同向促滑”的叠加效应, 是乌什序列早期阶段较强余震活动显示明显的潮汐触发特征的可能原因。
磷灰石和锆石的(U-Th)/He定年方法得益于成熟的4He扩散模型及对低温事件的高度敏感性, 成为揭示成矿时代、 隆升剥露、 地貌演化、 沉积盆地热历史及深时热年代学等关键地质事件的关键技术。该方法已扩展到榍石、 磷钇矿、 金红石及石榴石等多种矿物, 适用于较老变质热事件(3 950Ma)的研究, 例如金伯利岩侵入时代的厘定和克拉通埋藏与剥露历史的重建。此外, 独居石、 石榴石和橄榄石的(U-Th)/He定年方法有望解决年轻火山岩(2.0ka)的定年问题, 并提供新的认识; 将其利用于赤铁矿、 磁铁矿及萤石等矿物, 使得矿床直接定年成为可能。针对针铁矿的研究为了解极年轻地质事件(0.4Ma)的降水和风化时间与速率提供了新的方法, 从而为大陆地表重建贡献了重要信息。方解石、 牙形石和海百合等矿物的应用丰富了沉积盆地演化研究的工具箱, 而对陨石的研究为理解行星形成和演化提供了独特视角。尖晶石、 钙钛矿、 绿帘石等矿物凸显出其在未来地质年代学研究中的潜力。研究者若想成功应用(U-Th)/He方法并获取高质量的年龄数据, 需要深入理解不同矿物的晶粒尺寸、 环带成分效应、 内部晶格损伤、 铀丢失效应、 包裹体、 矿物纯度及封闭温度等因素。文中概述了不同(U-Th)/He定年矿物的特征及应用领域, 汇总归纳了数据偏离的可能因素, 并指出相应的解决措施, 旨在帮助研究者正确理解(U-Th)/He年龄及其时间标尺的内涵, 从而进一步促进(U-Th)/He方法的发展。
哈密盆地北缘断裂是天山活动构造带东端的一条大型活动断裂。其东段位于哈尔里克山与哈密盆地之间的山麓地带, 该区域覆盖层较薄, 多为砾径粗大的崩坡积物; 需要采用新方法对该断裂的准确位置和活动性开展研究。文中在遥感解译和地质地貌调查的基础上, 采用了微动探测技术, 结合探槽和年代学测试等方法对该断裂的空间展布及其活动性开展了初步研究, 并形成了如下认识: 1)结合微动技术的多手段综合分析、 相互验证的方法在类似地区活断层探测中可以发挥很好的效果; 2)该断裂不仅具有断续分布的断层陡坎等晚第四纪活动的地貌学证据, 年代学结果也显示其在全新世有过活动; 3)微动探测剖面与开挖剖面揭露的现象显示断裂破碎带的宽度约为100m, 断层倾角为35°~60°, 基岩中倾角略大; 4)初步分析断裂在全新世以来的垂直滑动速率约为0.09mm/a, 晚更新世中期以来垂直滑动速率为0.2~0.3mm/a。
文中采用毕奥-萨伐尔定律和Monte-Carlo法, 反演定位了漾濞地震前一个月内出现的10次地磁反相位异常事件的异常源--感应电流的三维分布信息, 研究了其时空分布特征及其与发震构造和地震的关系, 依据感应电流分布特征给出了漾濞地震发震构造在中地壳和下地壳的分布特征。研究认为: 震源区及附近地区以及发震构造内部上、 中、 下地壳位置会反复出现山峰状感应电流面, 感应电流峰位于中地壳和上地壳, 底部位于地幔顶部; 山峰状感应电流持续数小时, 其形态随时间变化犹如海面波浪, 此起彼伏; 在同一地区会反复出现, 地震两侧地区会交替反复出现。文中对面电流的形成机理进行了解释, 给出了机理模型示意图, 并从固定地磁台站观测数据的角度出发, 通过计算验证了发震构造内部上、 中、 下地壳位置在地震短临阶段可能出现有流体参与的活动, 进一步完善了这种震前地磁反相位异常变化的产生机理。
新疆南天山地震带是中国中强地震的主要孕育区之一。 为了增强该区域中强地震监测能力, 2013年在新疆南天山与塔里木盆地交会处建成柯坪地电阻率连续观测台站。 2018年以来, 周边400km共发生11次MS≥5.0地震(不含余震和前震)。 文中利用ERA5同化数据集中的土壤水分含量和土壤温度, 定量拟合了不同水热条件影响下地电阻率背景值, 在此基础上识别了偏离背景值的异常变化。结果显示, 自2018年以来, 柯坪台EW和NS 2个测道共识别到4次显著偏离背景趋势变化的下降变化, 基于断层虚位错模式和地电阻率各向异性变化分析认为, 柯坪台地电阻率变化与7次中强地震的孕震过程存在关联。 以柯坪台EW测道电性结构为参考开展了数值模拟, 结果显示, 当测区介质电阻率下降10%时, 柯坪地电阻率EW测道观测值相较背景值变化1.05%若要被识别, 则电阻率发生变化的上界面需要至少上升至距地表243m深度处, 而这个深度完全可以被柯坪台的现有观测装置所探测。
