青海茫崖 M_S5.8 地震发生在祁连山与柴达木盆地交界的部位。对于此次地震开展研究, 不仅有助于理解柴达木盆地与祁连山之间的现今构造变形、 应力状态及动力学过程, 也将为该区未来的强震趋势预测提供依据。文中首先利用CAP方法反演得到该次地震的震源深度约为13km, 震源机制解为逆冲性质。结合地表地质、 卫星影像和地震反射剖面解译, 认为该地震发生在冷湖逆断裂-褶皱带的东南端, 发震构造可能为冷湖七号东背斜之下控制背斜生长的2条倾向相反的隐伏逆冲断裂之一。此次茫崖5.8级地震仅使冷湖七号东背斜下伏逆断层发生了部分破裂, 并未破裂至地表, 为典型的褶皱地震。震区发育多条第四纪活动褶皱及下伏逆断层, 这些构造均具备发生 M_W5.9 ~7.2地震的构造条件, 并有可能因级联地震破裂而引发7级以上强震。因此, 震区未来的地震危险性不容忽视。

高精度、 高分辨率的地形地貌数据是活动构造定量研究的重要基础数据。 传统研究方法中, 通过航卫片或遥感影像解译只能获取二维平面特征, 中等分辨率DEM(5~10m网格单元)只适用于大尺度三维地貌特征的提取。 激光雷达测量(Light Detection and Ranging, LiDAR)技术可直接对地貌进行高精度、 全方位的三维地表形态测量, 为活动构造研究提供了精细的地貌形态数据, 有助于深化对断裂带地表破裂过程和断裂活动特性的理解。 文中选取青藏高原东北缘香山-天景山断裂带西段的景泰小红山断裂中一段断错地貌明显的断裂段作为研究对象, 基于高精度LiDAR数据生成了景泰小红山断裂0.3m高分辨率的数字高程模型(DEM), 沿断裂带详细识别并测量了地貌标志(冲沟、 山脊和阶地)的断错位移, 获得了地貌标志的82个水平位移和62个垂直位移, 并分析了不同方向上的位移丛集特征。 结果显示, 沿断裂的水平与垂直位移均可识别出5个丛集, 其中最小丛集可能指示最新一次地震的同震位移, 而其它位移丛集则反映了断裂带多次地震活动累积的结果。 通过对多个断错标志的水平和垂直位移合成的滑动矢量进行分析, 可以看出该断层段的运动习性具有分段不均匀特征, 不同段落的倾滑矢量有一定的差异。

文中针对1990—2018年间发生在鄂尔多斯西缘的地震事件, 采用双差定位法获得其中4 417个事件(M≥1.0)的精确定位结果; 利用CAP方法求解了54个地震(M≥3.5)的震源机制解, 并收集了15个前人获取的震源机制结果, 综合研究了区域内地震事件的空间分布规律、 主要活动断裂的深部几何结构和区域构造应力场特征。 小震精定位结果揭示M≥3.5地震震中位于主要活动断裂的边缘, 刻画出较为清晰的断裂几何学特征。 震源机制解反映海原断裂、 香山-天景山断裂和烟筒山断裂以压扭性质为主; 黄河断裂以伸展为主; 西秦岭断裂表现为压扭性质。 综合小震精定位和震源机制解结果, 并结合研究区内已发表的活动构造和地球物理资料, 证实了鄂尔多斯西缘受青藏高原、 阿拉善和鄂尔多斯3个地块的共同作用, 表现出不同的构造变形模式, 同时活动断裂之间的次级块体也存在明显的运动差异。 香山-天景山断裂以南的区域自第四纪早期整体向SEE运动, 而银川盆地以及黄河断裂东缘的块体向SE运动。

与板块边界的断层相比, 块体内部的断层滑动速率较小, 但仍具备发生大地震的潜力。 渭河盆地历史上曾多次发生大地震, 而盆地内一系列正断层长期的滑动速率却相对较低。 文中以渭河盆地中部的口镇-关山断裂、 渭河断裂和北秦岭断裂为例, 利用合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)对盆地内断层现今的滑动速率进行研究和分析。 搜集了欧洲空间局Envisat卫星161号降轨2003—2010年的32幅影像数据, 通过ROI_PAC软件对渭河盆地的Envisat ASAR数据进行处理, 得到98幅空间基线长度≤300m的干涉图, 并从中挑选出质量较好的33幅干涉图用于后续的时序分析。 使用π-RATE对33幅干涉图创建最小生成树网络(MST)并进行轨道误差校正、 与地形相关的大气校正、 去除参考相位和计算协方差矩阵等, 获得渭河盆地中部3条主要断裂在7a内的平均滑动速率。 结果显示, 2003—2010年期间渭河盆地断裂的滑动速率较小, 不超过2mm/a, 其中口镇-关山断裂没有明显的形变信号, 渭河断裂有约1mm/a的卫星视线向形变; 西安市整体地表沉降速率在垂向上最大可达10mm/a。 文中以稳定的鄂尔多斯地块为参考评估InSAR时序分析的精度, 得到InSAR速率图的误差约为(-0.1±1)mm/a, 证明了结果的可靠性。 文中工作可为获取断层10a尺度的现今滑动速率提供重要的技术思路, 继而为评估地震危险性以及危害性预测提供参考依据。

由中国科学家提出的 “中国大陆强震受控于活动地块运动与变形”的假说, 不仅可用于解释中国大陆强震的空间分布, 同时基于其理论和定义可将中国大陆划分为6个Ⅰ级活动地块和22个Ⅱ级活动地块。 活动地块之间的边界带往往由活动构造带组成, 一般宽约几km至百余km, 是强烈地震的多发区。 活动地块假说指出, 已发生的近100%的8级以上强震、 约80%的7级以上强震震中均位于地块边界带上。 近年来, 中国大陆几次7级以上强震也都发生在活动地块边界带, 这不仅验证了活动地块假说的理论模型, 同时还预测了未来强震就发生在活动地块边界带内某些有利于应力集中的部位。 活动地块假说经过近20a的发展, 已建立并逐步完善了其理论框架, 奠定了中国活动构造与强震预测的理论基础, 正推动着强震预测由概率预测向物理预测过渡。 但就活动地块的概念和理论框架而言, 还存在的诸多问题需进一步回答和解释。 众所周知, 强震是活动地块边界带特殊构造部位应变逐渐积累、 介质突发失稳和能量释放的结果, 地震预测的突破性进展需要建立在充分理解其整个物理过程的基础之上。 因此, 以边界带断裂的活动性、 现今的变形状态、 深浅构造的耦合关系、 强震孕育环境及震源物理模型为主要研究内容, 开展针对活动地块边界带强震活动机理与预测的研究, 是活动地块理论完善和研究未来关注的重要内容和重要科学问题。

滑动速率是活动断裂定量研究的重要参数，是指在一段时间内断裂两盘相对运动的平均速度，是断裂带上应变能累积速率的重要表现，常被用于评价断裂的地震危险性。区域河流地貌特征及水系演化会受到构造活动的显著影响，因此分析河流地貌演化是研究构造变化特征的重要方法，也是限定断裂滑动速率较为可靠的方法。在总结河流地貌演化过程模式的基础上，考虑地形地貌因素的影响，建立了河流阶地位错模式和位错量的测量方法，并以阿尔金断裂东端断裂近垂直穿过的高岩沟为例，建立了其河流阶地的演化过程及其与断裂位错的关系，得到了不同阶地因断裂活动形成的位错量。结合前人的阶地测年结果，估算得到了阿尔金断裂在该段的水平滑动速率为（1.80±0.51） mm/a。

河流阶地作为构造和气候作用的载体，记录了活动造山带地区的构造活动和气候变化之间的相对变化信息。文中以穿过祁连山北缘活动断裂带的洪水坝河和马营河为例，探讨河流地貌发育与构造和气候之间的关系。基于遥感影像解译识别出8—9级河流阶地，并对其期次进行划分。根据洪水坝河T₅和马营河T₆阶地的相对拔河高度和年龄，分别计算出2条河流15ka和11ka以来的平均下切速率为（10.2±2.0）mm/a和（12.2±2.8）mm/a。再利用差分GPS分别对2条河流的T₅和T₆阶地面上的断层陡坎进行精确测量，结合测年结果，计算出佛洞庙-红崖子活动断裂的垂直滑移速率比河流下切速率低1个量级。对比研究区内活动断裂两侧阶地发育序列的差异性，构造抬升和河流下切速率数量级的差别，并结合祁连山北缘区域上已发表的研究结果，初步认为构造活动与气候变化共同影响祁连山北缘河流阶地的发育，其中气候变化是控制该区全新世河流阶地发育的主要因素。更深入的活动构造调查和阶地年龄约束有助于更好地揭示祁连山北缘的活动构造特征和河流演化历史。

2008年汶川8级地震的发震构造是高角度铲形逆冲断层, 伴随这种类型地震的远近场强地面运动在中国是第1次被记录到。综合汶川地震发震构造、破裂过程和强地面运动峰值加速度的资料, 探讨高角度铲形逆冲断裂作用与强地面运动的关系。结果显示, 龙门山断裂带内强地面运动峰值加速度明显大于断裂带外的台站, 前者可达后者的2倍多。同时, 该地震强地面运动具有很大的垂直分量, 近断层垂直分量大于水平分量。结合远场资料, 发现龙门山断裂带上盘峰值加速度垂直分量总体上大于下盘, 上盘垂直分量的衰减比下盘慢。不考虑远场的高值异常, 水平分量似乎也存在上盘效应, 但目前无证据表明这些异常应该被剔除。另外, 远场地面运动特征显示, 相对于反方向, 沿同震断层扩展方向(NNE)的峰值加速度水平分量衰减较慢, 垂直分量的这种方向效应不明显。考虑到汶川地震破裂浅、断面陡和以垂直形变为主这3个显著的同震构造特性, 近场和远场地面运动记录反映出位错类型和台站的实际断层距的控制作用。正因为汶川地震高角度铲形逆冲断裂结构的特殊性, 导致其地面运动与普通逆断型地震强地面运动的同震效应在某些分量上相同, 其他分量存在差异。

基于芦山地震的震源破裂过程反演结果,利用有限断层模型,以芦山地区三维地壳速率结构模型为基础,对芦山 "4·20"7.0级强烈地震引起的强地面运动进行了模拟.对这次地震中由典型盲断层引起的强地面运动数值模拟结果反映了与实际震害相近的分布特征: 断层上盘的宝盛、龙门及芦山以北位于极震区,也是强地面运动的高强度集中区,特别是垂向分量的速度、加速度峰值均在该地区达到了最大值,最能反映地表震害特征的竖向地震加速度在龙门一带达到了350gal,与极震区Ⅸ度的烈度相当,而在芦山以北龙门一带,瞬时竖向位移峰值高达110cm,这些特征与实际震害分布是非常相近的.综合分析认为,这次地震强地面运动表现出了明显的逆冲断层引起的强地面运动的分布特征,同时在强地震动传播过程中,由于高陡峭地形地貌特征及四川盆地内山间盆地的影响,地形地貌和盆地效应对地震波的反射和放大作用明显加强,也是该地区地震破坏强度增大的重要因素.

近场强地震动除受场地条件的影响外,还受到震源破裂面上子源的空间分布特点、子源破裂先后顺序的强烈控制,基于数值格林函数法的近场强地震动数值模拟方法可以综合考虑震源、传播途径及局部场地条件的影响,对计算过程进行合理简化,分2步完成地震动模拟:第1步,在介质均匀区采用矩张量的解析解计算所有子源在盖层底面的位移,形成下一步有限元计算的输入场;第2步,在盖层介质不均匀区,结合局部人工透射边界技术,采用时、空解耦的波动显式有限元方法计算地表强地震动.在有限断层模型中,采用具有9个力偶的等效地震矩张量表达断层产状、滑动方向等的影响,采用Brune模型定义各子源的滑动时间函数,描述滑动的时、空不均匀分布特征,从而细化震源模型.通过对Northridge地震中4个基岩台站地表地震动的模拟结果和强震记录,验证了此简化计算方法的可行性.