基于大量震例的地表破裂带宽度统计是确定活动断层错断变形区范围最客观的方法, 能够为重大工程的活动断层避让原则和距离制定提供数据支撑。文中收集了75例文献记录的地表破裂带宽度和49例地表破裂矢量数据, 对文献记录的地表破裂带宽度进行了汇总, 并对地表破裂矢量数据进行了空间分析, 在考虑断层性质及几何结构的情况下, 获得各类地震地表破裂带宽度和分布式破裂密集分布区。根据文献记录数据统计, 正断层、逆断层、走滑断层在几何复杂段的地表破裂带宽度分别为8100m、3700m、10100m, 在平直段分别为160m、120m、400m。根据矢量数据分析, 正断层上盘、下盘, 逆断层上盘、下盘, 走滑断层在主破裂两侧连续分布地表破裂的最大范围分别约为14000m、7000m, 6400m、4300m, 17700m, 其中地表破裂密集分布区域边界与主断层的距离分别为700~800m、200~300m, 1000~1100m、400~500m, 500~600m。综合确定活动断层变形区范围边缘在正断层上盘、下盘, 逆断层上盘、下盘, 走滑断层两盘到主断层的距离分别为400~500m、200~300m, 500~600m、200~300m, 400~500m。考虑断层定位、地表破裂的新生性并排除特殊震例影响, 确定活动断层错断变形区范围边缘在边界清晰的断层平直段距主断层破裂带外围边缘的最小距离为400~500m。在断层的阶区、端部、拐折等几何复杂段及薄皮状逆断层上盘等特殊构造位置, 还应针对活动断层错断变形区范围进行专门研究。利用丰富详细的地表破裂数据能够得到更全面的认识, 文中的研究方法及结果可作为在活动断层附近选址的重大工程对活动断层避让的参考, 未来仍需要不断补充地震地表破裂数据完善文中的研究结果。

分析地震之间的应力传递有助于分析及评估未来强震危险性。2016年门源 M_W5.9 地震和2022年门源 M_W6.7 地震都发生在祁连-海原断裂带的冷龙岭段, 研究2次地震对西侧“托莱山地震空区”的库仑应力影响可为更深入认识区域强震危险性提供科学依据。文中基于库仑应力理论、USGS(美国地质调查局)给出的有限断层模型及现场调查确定的主要发震断层的几何学和运动学参数, 分析探讨了2016年地震对2022年地震的触发机制、2022年地震对区域强余震的库仑应力作用及2次地震对空区内主要发震断裂的影响。结果表明, 2016年地震对2022年地震具有触发作用。其中, 2022年1月8日和1月12日 M_W5.1、M_W5.2和 M_W4.7 强余震明显受到1月8日 M_W6.7 主震的应力触发, 2022年1月12日发生的 M_W4.8 余震位于库仑应力卸载区, 主震产生的破裂延迟了 M_W4.8 地震的发生; 2016年和2022年2次门源地震对托莱山断裂带东段和肃南-祁连断裂带东段有显著的库仑应力加载作用, 后者产生的库仑应力变化量为0.3891bar和0.1658bar, 高于一般认为的地震触发阈值(0.1bar)。综合分析强震空间迁移趋势、余震空间分布、应变分配、古地震研究等资料, 发现托莱山断裂带东段和肃南-祁连断裂带东段的应力积累可能处于较高的状态, 2次门源地震的库仑应力加载将进一步增加2条发震断裂带东段未来发生强震的危险性。

特大城市地下三维速度结构对分析潜在灾害源和评价地震危险性具有重要的研究意义。文中利用北京地区28个宽频带地震台和109个短周期地震台的波形资料, 采用背景噪声成像方法反演了北京地区上地壳和昌平南口-孙河断裂带周边浅部的三维S波速度结构。研究结果揭示北京的地下速度结构具有显著的横向非均匀性, 断裂主要位于高、低波速异常的过渡带, 其中凹陷区的低速异常反映了较深的沉积盖层, 而构造隆起区的高速异常则反映了相对坚硬的古老岩层。基于小尺度密集台阵的反演结果显示, 南口-孙河断裂断层面倾角较为陡立, 控制了沙河凹陷的北侧边界, 且沙河凹陷的沉积厚度远远深于上庄凹陷; 另外, 精细的三维速度模型为东北旺-小汤山隐伏断裂的存在提供了直接的地震学证据。文中研究表明, 利用城市背景噪声可高效经济地获取地下三维速度结构, 在识别主要地质构造单元和隐伏断裂等方面具有广阔前景。

2023年8月6日山东省德州市平原县发生 M_S5.5 地震, 震中周边河北、河南、天津及北京等多地震感明显, 该地震打破了震中50km范围内无M≥5.0地震的历史记录, 并引起了社会和地震工作者的广泛关注。基于震中周边的区域地震台网地震资料, 文中采用gCAP方法反演了平原 M_S5.5 地震的矩张量解, 利用双差定位方法对平原 M_S5.5 地震序列中M_L≥1.0的地震进行了重定位, 基于震源机制与区域应力场的数值关系模拟方法计算了平原 M_S5.5 地震震源机制节面的相对剪应力和正应力, 根据重定位结果拟合了断层面, 并分析了该平原地震序列的发震构造。结果显示: 1)平原 M_S5.5 地震的地震矩(M₀)为1.97Í10¹⁷N·m、矩震级为 M_W5.5, 矩心深度16km, 矩张量解M_rr、M_tt、M_pp、M_rt、M_rp、M_tp分别为-0.129、1.194、-0.459、0.009、0.336、0.245, 其最佳双力偶(DC)、各向同性(ISO)、补偿线性向量偶极(CLVD)成分占全矩张量解的92.40%、6.25%、1.35%, 最佳双力偶解的节面Ⅰ的走向、倾角、滑动角分别为222°、71°、-156°, 节面Ⅱ的走向、倾角、滑动角为124°、67°、-21°, P轴方位84°、倾伏角为30°, 显示该地震为走滑型天然地震事件且略带少量的正断分量, 震源区主压应力呈现近NEE-SWW向的推挤特征, 这与华北平原的区域应力场主压应力方向基本一致。2)重定位后的平原 M_S5.5 地震序列震中主要呈NE-SW向优势展布, 长约15km、宽约5km, M_L≥1.0地震的震源深度主要集中在8~22km之间, 平均深度为15.4km, 震源深度剖面显示可能的发震构造倾向NW。3)现今应力场与震源机制数值关系模拟显示, 平原地区的应力体系在平原 M_S5.5 地震震源机制节面Ⅰ和节面Ⅱ产生的相对剪应力分别为0.860和0.689。断层面拟合揭示平原地震发震断层具有右旋走滑的运动性质。4)结合已有研究分析认为, 平原 M_S5.5 地震的震源机制节面Ⅰ为其可能的发震破裂面, 主震发震断层倾角为71°, 地震序列主要发震构造为走向SW、倾向NW的高倾角隐伏断层, 平原 M_S5.5 地震是由于华北平原NEE-SWW向区域应力场主压应力的作用下, 应力得到了充分积累, 在剪应力的最优释放节面破裂引起的一次略具正断分量的右旋走滑型地震事件。

为研究太行山南端地壳精细结构, 在太行山南端的辉县—长垣之间布设了一条长约120km的深地震反射剖面。结果显示, 该区地壳结构分层特征性明显, 总地壳厚33.5~42.7km。上地壳厚13.3~20.1km, 东薄西厚; 下地壳有良好的反射性质, 由一系列反射能量较强的弧状或倾斜强反射构成。壳幔分界面反射能量较强, 横向连续性较好, 自东向西呈逐渐加深的形态。剖面沿线的断裂构造较为发育, 共解释了11条断层, 其中10条为上地壳内发育的断层。汤东断裂为汤阴断陷的主控边界断裂, 向下以铲形正断层方式切割了沉积地层和基底, 约在15~16km深度处归并到上、下地壳分界面上。在汤阴断陷的南东侧, 剖面上存在一个近垂直的条带状反射能量减弱带或壳内界面的不连续带, 自上而下切割了上、下地壳分界面、下地壳及壳幔分界面, 属于地壳尺度的深大断裂。该断裂带记录了与剖面下方软流圈上升流相关的岩浆底侵作用, 为深部热物质的上涌提供了通道, 而深部物质的上涌、岩浆底侵或热侵蚀作用导致地壳出现拉张伸展。

文中利用青藏高原东南缘2014—2022年的陆地时变重力资料, 首先基于贝叶斯平差方法获取了研究区不同时间尺度的区域时变重力场演化特征, 继而采用球坐标系下的六面体单元构建等效源模型, 通过检测板模型测试对测网的场源分辨能力进行了评估, 并在场源分辨力较好的区域反演了与构造变化及地震孕育相关的等效场源体的视密度变化特征。利用该方法获取了地壳20km深度处等效源-1.2~1.2kg/m³的视密度变化, 约为正常地壳平均密度的0.4‰。受川滇块体主要活动断裂带控制, 视密度变化区域主要集中在川滇块体西边界的大理—乡城一带及川滇块体东边界的小江断裂带附近, 并揭示了漾濞 M_S6.4 地震及通海2次5级地震前的能量积累、震前地质运动活跃至震后能量释放视密度减弱物质调整的过程。长时间尺度的视密度增加是青藏高原东南缘物质持续S向或SE向挤出及壳内深部物质运移的共同结果, 其空间分布特征与前人获取的低速、高导区域一致。视密度的强、弱变化特征与同时期的地震时空强弱分布特征相对应, 且M≥5地震多发生在视密度增加区域边缘或正、负视密度过渡区域, 契合“震质源和震质中”原理。文中获得的多期场源视密度的变化, 可用于定量化地解释地质和地球物理结果, 提取与孕震相关的深部场源信号, 研究区域重力场变化与地壳深部的构造运动和变形活动的联系, 对于了解该地区的深部动力学过程具有深远意义。

2022年中国南北地震带先后发生青海门源 M_S6.9 和四川泸定 M_S6.8 地震, 2次地震均造成严重的财产损失, 后者还造成100多人伤亡与失联。这2次地震前, 中国地震局在南北地震带开展过多期地表重力观测, 观测到震中区域地表重力正、负变化交替出现, 呈现出的显著重力异常变化具有四象限分布特征。文中回顾了对这2次地震成功的中期预测和预测依据, 2次地震的实际震中与2022年度的预测地震危险区中心距离均≤56km, 尤其是2021年度对震中位置的精准判定, 实际震中与预测震中距离均≤10km。流动重力测量是探索地震预测的主要观测手段, 建立高密度的原子重力仪绝对重力观测网络或具有良好绝对重力控制的相对重力观测网络, 开展密集的强化监测, 有可能揭示高风险区震中附近的地下结构分布特征, 提取强震、大地震孕育过程中震源变化伴随的绝对重力变化信号, 发展其地震短临预测应用与研究。

程海-宾川断裂带是一条长达200km的全新世活动断裂带。近期研究发现, 在该断裂带上的赤田村边坡剖面揭露出错距很大的地震断层、地震楔、软沉积物变形、砂脉等古地震现象。通过卫星遥感影像解译及野外地质地貌调查、边坡剖面的清理与实测和详细的地层描述, 并结合地层年代学样品测试等工作开展了古地震研究。研究结果表明: 1)边坡剖面揭露出NW向和NE向2组断层。根据各地层单元的沉积特征、地层切盖关系和标志层位错, 以及崩积楔、软沉积物变形、砂脉等现象, 认为这里存在1次强烈地震事件, 据AMS ¹⁴C年龄推算, 古地震事件发生的时间为( 5^{}910±30)~( 4^{}100±30) a^{}BP。2)地震断层产生的最大垂直同震位移量为4.0m, 据震级与断层位移量的经验公式估算出其矩震级(M_W)为7.3级, 与云南地区历史强震的同震位错量相比, 其震级可能与1515年永胜 7.3级地震的规模相似。文中研究结果弥补了程海-宾川断裂带上古地震资料的不足, 延长了古地震记录的历史, 对开展本区地震危险性区划、重大工程地震危险性分析具有重要的实际价值。

文中根据地震地质和深部探测资料构建了太原盆地东、西2条边界断裂精细的三维几何模型, 并基于该几何模型构建了太原盆地的地块-断层运动学模型。模型约束主要来源于包含137个站点的GPS速度场及已有的区域构造研究结果。按照先验信息的特点, 设计了多个模拟方案, 反演太原盆地及其两侧块体的旋转矢量、盆地内部应变率和边界断裂长期滑动速率与闭锁系数分布。对比各方案的反演结果, 获得了对GPS观测拟合较好且符合已知区域应变主轴特征的最优模型。反演结果显示: 太原盆地水平主张应变优势方向为NW向, 垂直轴旋转呈顺时针方向; 太原盆地西侧和东侧块体在欧亚基准下向SEE差异运动, 且绕垂直轴的逆时针旋转差异显著; 太原盆地西边界交城断裂为正断兼右旋活动, 东边界太谷断裂为右旋兼正断活动。地块-断层运动学的特征表明, 太原盆地的地壳运动及变形受到了来自西边界拉张和东边界走滑剪切的共同作用, 导致盆地发生近NNE向右旋剪切和NW向拉张, 并作顺时针垂直轴旋转。模型结果还显示, 交城断裂和太谷断裂全段呈大面积高闭锁区, 综合已有的古地震研究结果, 文中研究表明交城断裂发生7.5级以上地震紧迫程度较高, 太谷断裂具备发生约6.7级强震的能量基础, 太原盆地附近发生强震的可能性需引起关注和进一步研究。

地震破裂带附近同震位移和变形模式对于深入理解地震破裂过程、断层行为及活动断层与地形地貌关系等至关重要。文中提出一种迭代最近点(ICP)算法, 利用地震前后地形点云进行差分确定断层近场三维同震地表位移。在川西大凉山断裂带交际河断层上选取2期SfM地形点云叠加同震位移场模拟震前-震后点云, 测试ICP方法获取同震位移场的精度。该方法在网格边长>50m的条件下可准确恢复同震位移场的方向和幅度, 水平和垂直精度分别为20~10cm, 这与地形点云定位精度相当。随着点云密度和网格窗口尺寸减小, 该方法恢复同震位移场等的精度将降低。通过分析树木生长、房屋建设、河流侵蚀等地形变化对恢复位移场的潜在影响, 研究结果表明扩大网格尺寸可使震前-震后点云具有足够地形结构进行匹配, 以减小局部地形变化对恢复位移场的影响, 网格窗口尺寸是在具有足够地形结构的大尺度和具有更精细分辨率的小尺度之间的权衡。文中所述的ICP方法利用震前-震后高精度点云可获取地震破裂带附近精细的三维地表位移场, 为浅层断层滑动和破裂带变形提供了新的约束, 有助于研究地震破裂过程和断层生长过程。

摩擦系数作为断层滑动的重要参数, 对断层稳定性和地震危险性评估具有指示意义, 摩擦系数的获取是断层研究的重要内容之一。文中通过统计龙门山断裂带地表断层岩中的方解石机械双晶密度, 估算了断层岩所承受的历史最大差应力, 进一步计算了断层的滑动摩擦系数。统计结果显示, 断层岩中的方解石双晶密度随着与滑动面距离的减小呈现明显的升高趋势, 在破碎带内为(87.39±35)mm^-1, 在滑动面附近为(218.63±36)mm^-1, 计算得到的差应力分别为(182.28±25)MPa和(288.30±25)MPa, 该特征表明断层滑动面附近持续承受差应力。用于双晶统计的样品采集于灰岩质断层岩中, 以往的地质调查资料显示这些断层岩的历史最大埋深约为5km。综合上述深度和差应力值, 以及前人对该区域构造应力的研究结果, 计算得到龙门山断裂带在水平和逆冲滑动时的稳态摩擦系数分别为0.61和0.13。上述计算采用的应力值为断层岩所承受的历史最大应力, 因而给出的摩擦系数为稳态滑动摩擦系数的上限。该结果与实验观察结果及科学钻探研究结果一致, 表明通过机械双晶估算断层稳态摩擦系数的方法具有可行性。

工业注水可引起断层所受应力的扰动, 进而对区域内的地震活动性造成影响。通过实验研究正应力扰动对断层滑动行为的影响有助于理解诱发、触发地震活动机制。文中使用双剪样品结构开展了不同正应力扰动振幅条件下天然断层泥和盐岩断层泥的摩擦实验, 并对断层附近应变场和声发射进行观测。随着正应力扰动振幅增加, 2种断层泥的黏滑应力降增大, 天然断层泥的黏滑时间间隔逐渐增大并趋于离散, 成核位置增多且该阶段无声发射事件。然而盐岩断层泥的黏滑时间间隔几乎不变且始终保持同一位置成核, 其成核时间和和范围随扰动振幅的增加而增大, 声发射事件位置与成核区基本吻合。断面非均匀性和断层泥模量的差异可解释2种断层泥带附近应变场演化的差异。文中研究可为构建考虑应变非均质性和不同断层泥成分的地震成核模型提供实验观测依据。

为探究拉张变形特征与层理间距及加载方向的关系, 通过特定方式切割得到层理间距为2d、2 \sqrt{3}/3d、d的切面以及层面。通过巴西劈裂实验测定粉砂岩的抗拉强度, 利用DIC全场应变实验观察岩样不同方向的变形特征, 根据晶体空间分布理论分析粉砂岩岩样的微观结构特征。实验结果表明: 1)当加载方向与层理平行时, 随层理间距的减小, 其抗拉强度值为29.99MPa、26.56MPa、18.92MPa; 当加载方向垂直于层理时, 随层理间距的减小, 其抗拉强度值为32.76MPa、30.44MPa、27.77MPa, 说明抗拉强度值随层理间距减小而减小。当层理间距相同时, 垂直于层理方向的抗拉强度大于平行于层理方向的抗拉强度, 以上说明层与层之间的接触面为薄弱面。2)层面的抗拉强度值不受薄弱面控制, 而是与层面矿物排布有关, 当加载方向与矿物排布较密的方向相同时, 其抗拉强度较低, 说明当矿物排布存在明显的优选取向时, 也会影响其抗拉强度值。3)在层理间距相同的条件下, 当加载方向平行于层理方向时, 受拉区域集中在岩样中心线上, 随着应变增加受拉区域逐渐贯通形成连续的破裂面; 当加载方向垂直于层理方向时, 变形初期受拉区域较为分散, 但应变大致集中于层理方向, 随着应变增加, 破裂相互贯通; 当加载方向与层理方向斜交时, 横向受拉区域应变分布不规则, 呈现倾斜断续分布。4)当加载方向相同时, 应变集中带随着层理间距的减小而变密。

文中在系统介绍中国泥火山主要分布及研究进展的基础上, 对不同地区泥火山喷出物的物理和地球化学特征进行了分析。结果表明, 中国泥火山均沿断层或断裂带分布, 主要分布在新疆、西藏和台湾地区, 且各地区泥火山的固体喷出物矿物组分相似(如石英); 液体喷出物含盐度高, 对其进行地球化学分析发现, 泥浆水分别来自于古沉积物孔隙水、深层地下水和海洋沉积孔隙水与大气降水的混合, 分析泥火山泥浆水的来源有助于了解流体上移过程发生的改造作用; 大部分泥火山喷出气体以甲烷为主, 根据碳同位素特征可知, 泥火山喷出气体中CH₄均为有机成因。现有研究结论表明, 地震发生前后泥火山会出现明显异常现象, 对泥火山的长期监测可作为地震预测的依据。

2025年西藏定日6.8级地震发生在申扎-定结裂谷系南段, 其发震断裂为登么错断裂, 并形成长约26km的地震地表破裂带和形变带。其中, 北段的破裂带主要呈正断性质, 垂直同震位错量达2~3m; 南段(登么错段)的地表变形带主要分布于登么错湖东侧, 宽达上百米, 且变形性质复杂, 既有拉张变形, 又有挤压变形。在南段的拉张变形带中, 与NNE向断层陡坎展布一致的变形带, 可能是具有构造意义的地震地表破裂带。而挤压变形带应是地震中因拉张变形作用影响形成的次生地表变形带, 与地震震动、场地地形地貌、沉积特征和气候条件有关, 与发震断裂的活动无直接关系。

2025年1月7日9时5分, 西藏南部日喀则市定日县发生6.8级地震。此次地震已造成126人遇难, 188人受伤, 大量房屋倒塌。根据现场调查, 土木结构房屋是此次地震中受影响最大, 破坏最严重的房屋类型。地震遇难者集中分布于震中附近的定日县长所乡、措果乡和曲洛乡, 其中长所乡受灾最为严重, 遇难人数占总遇难人数的74.60%。地震破坏力强、村落临近发震断层、房屋建筑抗震性能低、高人员在室率及低温缺氧等是造成此次地震人员伤亡高的主要原因。基于人员伤亡原因分析和现场调查, 文中从加强活动断层探测、提升地震预警能力、降低传统民居震害风险、夯实应急保障措施、防范地震次生灾害风险及加强风险意识宣传教育等6个方面, 提出了针对性地降低西藏地区震害风险、减少人员伤亡的对策建议, 以期为当地防震减灾能力提升和灾后恢复重建提供参考。

双力偶模型给出的震源机制解的2个节面具有等效性, 需要借助于其他资料或方法识别其中的发震断层面, 基于应力场识别震源机制解2个节面中的发震断层面即为方法之一。基于GCMT的震源机制解, 文中将上述方法应用于2025年1月7日西藏定日6.8级地震发震构造的研究, 获得以下结论: 1)震源区最大主压应力轴近直立, 最大主张应力轴近水平且方向近EW, 为正断层型应力场; 2)2025年1月7日西藏定日6.8级地震的发震断层为震源机制解中走向S、倾向W的节面, 为一次正断层型地震, 推断其发震断层为登么错断裂; 3)该地区历史地震发震断层面的识别结果显示西藏定日地区历史地震的发震断层走向S, 倾向W, 倾角范围为37°~48°, 断层类型为正断层。文中结果为该次地震发震构造的研究提供了地震学证据, 可为相关发震构造研究提供参考。

2025年1月7日西藏自治区定日县发生 M_S6.8 地震。文中基于升、降轨Sentinel-1A卫星影像数据, 采用D-InSAR技术获取了此次地震的同震形变场。以升、降轨同震形变数据为约束, 联合反演了该地震的震源滑动模型, 并进一步计算了同震位错引起的周边地区的库仑应力变化, 对定日地震的形变特征、震源破裂机理及其对邻区应力调整作用开展了研究。结果表明: 1)InSAR升、降轨同震形变场长轴均呈近SN向展布, 同震形变均表现为拥有东、西2个明显形变区域且呈现蝴蝶状的条纹样式, 升、降轨LOS向形变量分别在-0.58~0.33m和-0.80~0.66m之间。2)联合升、降轨同震形变数据反演得到的定日地震的矩震级为 M_W7.06, 地震破裂过程呈现出从初始破裂点开始沿断层面向N拓展的单侧破裂特征, 断层错动为兼具少许走滑分量的正断机制。发震断层主要破裂区长约55km, 滑动分布集中在地下0~15km深度范围内, 最大滑动量为4.25m, 出现在地下8.6km深度处。此次地震的主要破裂区已经到达地表, 位于震中以北沿走向约35~53km处, 潜在地表破裂长约18km。3)定日地震导致发震断层东、西两侧的同震库仑应力降低; 断层破裂段南、北两端及其周围区域的库仑应力显著增加, 加载量远大于地震触发阈值0.01MPa, 这些区域未来有进一步发生有感余震的可能。

2025年1月7日9时5分, 西藏日喀则市定日县发生6.8级地震, 震源深度10km, 地震最高烈度达Ⅸ度。文中通过高分2号遥感数据开展震前与震后影像解译, 揭示发震断裂登么错断裂的同震地表破裂在几何样式上具有南、北段分异性, 北段长约3km, 表现为几何结构相对简单、破裂宽度较窄的“集中型破裂”样式, 具有连续性和继承性; 南段长约12km, 表现为几何结构较为复杂、破裂宽度较宽的“弥散型破裂”样式, 具有断续性和新生性。震中区附近28个行政村的房屋倒塌数量和面积统计显示, 震中附近3个行政乡的受灾程度由高到低依次为长所乡、措果乡、曲洛乡。将受灾行政村按地质地理环境分区, 受灾面积由大到小依次为近微观震中区、靠近地表破裂带的湖泊区、远离微观震中和地表破裂的近基岩山区。同震地表破裂解译表明, 登么错湖以北和以南存在2个未破裂的断层区段, 结合地震由南向北单侧破裂的过程及震后余震分布的特点, 认为南段未破裂区的地震危险性可能更高。在区域尺度上, 曲洛断裂、登么错断裂、郭加断裂、定结断裂这4条断裂组成的正断层对本次地震均有震后响应, 考虑近期中强地震能量释放的特点, 曲洛断裂和定结断裂的地震危险性值得关注。最后, 依据此次地震特点, 文中提出在高寒高海拔、地质地貌类型多样、断层变形样式弥散、少数民族聚居地区开展震害防御的对策与建议。

2025年1月7日9时5分, 西藏自治区日喀则市定日县发生6.8级地震。中国地震台网中心测定震中位于(28.50°N, 87.45°E)。通过野外地质调查、震源机制解、余震分布等结果, 确定此次地震为正断型地震, 发震构造为申扎-定结裂谷断裂系南段的登么错断裂。登么错断裂走向近SN, 倾向W, 长约60km。此次地震产生的同震地表破裂主要位于登么错盆地以北的山区, 产生了长约25km的不连续同震地表破裂带。地表破裂带具有明显的分段特征, 根据空间延续性, 自南向北可分为3段, 依次为古荣—强嘎段、尼辖错段和羊姆丁错段, 最大垂直位错量为2.5~3.0m, 同时在登么错湖东岸产生了长约10km的地裂缝密集形变带。

NW走向的苍山-尼山断裂(简称苍尼断裂)延伸170km, 其晚第四纪的活动构造变形及地震活动引起了广泛关注。文中以山东省临沂市平邑县白彦镇官庄村的民居建筑破坏实地考察资料为基础, 通过苍尼断裂晚第四纪构造地貌测量与活动性鉴定、 断层泥中石英碎粒表面结构(SEM)鉴定和断层泥的粒度分布分析、 InSAR时序分析、 公元前179年“齐楚地震”考证与发震构造讨论、 以往震害调查和数值模拟研究等成果, 探讨了官庄村民居建筑破坏情况及其与苍尼断裂的关系、 民居建筑破坏成因与防御措施等问题。研究结果表明: 1)苍尼断裂的最新活动时代为全新世早期, 破裂方式黏滑兼蠕滑, 具有细粒度成分和高分维值的断层泥有利于断层蠕滑运动; 2)官庄村的民居建筑破坏正好位于左旋走滑的苍尼断裂带上, 表现为房屋基础和墙体开裂, 裂缝沿NW走向分布, 具有典型构造裂缝的特征, 公元前179年发生的“齐楚7级地震”的震中也正好位于该区域, 也是苍尼断裂晚第四纪构造地貌特征最明显、 断错地层最新和运动量最大的位置; 3)InSAR观测结果显示, 苍尼断裂带现今具有左旋走滑运动特征, 其现今活动很有可能引起了近地表的蠕滑构造作用; 4)苍尼断裂带左旋走滑蠕滑变形、 断层两盘断层结构和地层结构差异性、 断层两盘应力分布和变形特征差异性及断层泥膨胀作用等是导致白彦镇官庄村民居建筑破坏的主要原因。文中研究提供了活动断层带现今构造变形(蠕滑变形作用)造成建筑物破坏的一个典型案例, 证明活动断层空间展布的精确定位和活动性鉴定是工程建设选址中的关键问题, 对活动断层的合理避让和建筑抗震设计都具有重要参考价值。

地震危险性评估对于确定工程抗震设防等级、 制定城市规划、 减轻地震灾害及地震引发的滑坡、 泥石流等其他灾害具有重要意义。在地震波场传播过程中, 能够造成波场能量衰减的因素包括多角度散射、 频散及球面扩散。针对震后的地震动场空间分布特征开展数值模拟时, 是否考虑这3项因素对于实际计算结果有着直接影响。文中以地震波场在滞弹性介质中的物理频散特征为讨论对象, 通过模拟计算情景地震在简单一维模型中引起的波场频散及地震动时程分布, 讨论频散对地震动场空间分布及地震危险性分析的影响。然后, 以2021年漾濞 M_S6.4 地震为例, 进一步分析滞弹性介质的物理频散对地震危险性分析的意义。在经典地震动参数预测方程(GMPE)的基础上, 基于物理的地震动模拟对于进一步获得更加可靠的地震动水平及地震危险性的物理评估都具有重要意义。

浅地表软弱覆盖土层会显著影响加速度反应谱等地震动特性表征参数, 且其影响程度随地震动强度增加呈现显著的非线性特征。文中基于日本KiK-net台网180个台站的166 700组强震动记录, 采用动态时间规整(DTW)算法对地表/井下反应谱谱比曲线的周期偏移进行修正, 定量分析了地表/井下反应谱谱比随地震动强度的周期偏移与幅值衰减特性, 发现相对周期偏移量与谱比幅值均与地震动强度在对数或半对数坐标系下呈线性关系, 且不同周期点的相对周期偏移与幅值衰减速率并不相同。统计获得了各台站及Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ类场地上的周期偏移系数和幅值衰减系数, 发现其均随周期增加呈现先增大后减小的趋势, 表明在地震动能量丰富的加速度反应谱平台段, 地表/井下反应谱谱比曲线的周期偏移更为显著, 但幅值衰减则相对较慢。尽管地表/井下反应谱谱比与土层地表/基岩地表反应谱谱比之间存在差异, 统计得到的周期偏移系数和幅值衰减系数仍可在一定程度上反映地震动场地效应的非线性特征。

文中收集了上海及邻区58个宽频带流动地震台阵1a的连续背景噪声垂向数据, 基于背景噪声互相关技术结合快速行进FMM成像方法, 获得了上海及邻区5~30s周期范围内地壳及上地幔顶部的面波相速度结构。最后利用最小二乘线性迭代方法, 反演得到了研究区下方5~30km深度的三维S波速度结构。结果显示: 上海及邻区的S波速度结构呈现出一定的横向和纵向非均匀性特点。在5~10km深度的浅层及上地壳, 速度异常值的分布与域内地形地貌及大型断裂的展布存在一定相关性, 低速异常分布受湖-苏断裂的影响较大。在15~20km深度的中下地壳, 速度异常以枫泾-川沙断裂为界, 由苏北至杭州湾速度逐渐升高, 上海地区沿枫泾-川沙断裂表现出明显的构造抬升形态。在25~30km深度范围内, 速度异常分布反映下地壳及上地幔顶部呈现西深东浅的埋深状态。综合AA'、 BB'、 CC' 3条纵剖面的结果, 可得到以下结论: 1)上海及邻区地下结构变化平缓, 地壳整体西厚东薄, 起伏呈西低东高、 中间隆起的形态; 2)速度异常及地震活动性与断裂带关系密切, 低速异常与大型断裂伴生出现。地震分布具有依附低速体及在断裂带附近、 沿速度分界线排列的特点。结合相关结果分析认为, 域内以浅源地震为主可能是被断裂切割较破碎的中上地壳与稳定的下地壳之间的应力不均衡所致; 3)常熟地区5~25km深度内的低速异常一直存在, 推测常熟一带存在热物质上涌现象。

在原岩应力及开采扰动作用下, 断层上、 下盘的岩体内部为微裂隙赋存状态, 改变了岩体的受力构架体系, 对断层上、 下盘滑动行为模型产生影响, 继而形成了不同的破坏模式。因此, 对不同微观裂隙密度下断层黏滑失稳运动过程的力学行为和损伤规律亟待开展进一步研究。声发射监测是研究断层黏滑破坏模型的重要手段, 可用来获取断层活化过程中的有效信息。然而, 断层结构面对岩体破裂声发射波的传播路径和强度造成了一定的阻碍, 从而在研究断层上、 下盘与岩体结构面的响应机制方面存在一定的局限性。文中采用离散元数值模拟方法构建了不同微观裂隙密度条件下的数值模型, 以模拟断层的黏滑失稳破坏过程。此外, 通过记录颗粒间接触的力学行为变化, 更深入地研究了断层黏滑的声发射特性和演化规律。研究结果详细地阐明了不同微观裂隙密度对黏滑失稳运动过程的影响, 包括应力-应变关系(如黏滑次数、 启滑应力、 启滑应力降和最大应力降)及声发射信号特征的演化规律。文中成果为深入理解岩体微观裂隙密度对黏滑失稳过程的影响提供了重要见解, 并为断层活化的力学行为研究提供了一种新的数值模拟方法。此外, 文中研究可作为室内断层黏滑声发射实验和现场微震监测研究的重要参考。

正应力和含水率的扰动可能诱发断层不稳定滑动。文中对采自新丰江水库附近断裂带的花岗岩样品开展了速率阶跃(1~100μm/s)和滑动-保持-滑动(10~3 000s)摩擦实验, 且全程进行了声发射观测, 研究了不同有效正应力(0.5~20MPa)和含水率(0%~25%)对花岗岩断层泥摩擦特性的影响。实验结果表明, 花岗岩断层泥随有效正应力增大由速率弱化(5MPa以下)向速率强化转变, 应力降减小; 随着含水率升高, 速率强化程度减弱, 当含水率为25%时出现速率弱化行为, 应力降增大。速率弱化样品的声发射数据以拉张微裂纹发育为主, 显微结构中出现大角度张性断裂带, 推测可能是水的化学弱化作用导致。实验结果可能对理解新丰江水库诱发地震提供新的认识: 低有效正应力下的速率弱化行为可能致使水库诱发地震, 而高含水率下的微弱速率弱化行为有利于慢滑移地震事件的产生。

内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗在2003年与2021年先后发生 M_S5.9 地震与 M_S4.7 地震。这2次地震是该地区近年来震级最大的地震事件, 均未造成地表破裂, 余震分布与已知断层的相关性不强, 地震活动特征和发震机制仍不甚明确。针对该问题, 文中使用内蒙古地震监测台网观测数据, 对阿鲁科尔沁旗2次地震序列进行重新定位。结果显示, M_S5.9 和 M_S4.7 地震序列的余震震源深度分别为2~12km和8~22km间, 主震位于余震序列的南东段, 余震带走向为NW-SE。余震带深度剖面分析显示2次地震序列结构相对简单, 均呈一个NW走向、 倾向SW的地震集群。进一步采用CAP方法与P波初动极性方法, 得到了震源区M_L≥1.5地震的震源机制解和震源矩心深度。震源机制解结果显示, M_S4.7 主震的发震断裂为左旋走滑性质, 震源矩心深度为19.9km, 与重定位得到的震源初始破裂深度21km较为接近, 余震与主震的性质整体相同, 均发育NW-SE走向的断层面。前期研究结果显示, M_S5.9 地震序列的主震也为左旋走滑型。文中对阿鲁科尔沁旗 M_S5.9 与 M_S4.7 地震序列的时空分布特征与震源机制解的分析表明, 阿鲁科尔沁旗2次地震序列的主要发震断层的产状及力学性质应与NW走向的水泉子沟-天山口断裂较为一致, 但展布位置不同, 证实 M_S5.9 地震的发震构造应是位于该断裂西侧、 倾向SW的一条左旋走滑次级断裂, M_S4.7 地震的发震构造可能是震中附近与水泉子沟-天山口断裂性质相近的一条隐伏断裂。2次地震序列均是发震构造受到近EW向主压应力作用导致的。

龙门山断裂带是青藏高原块体和华南块体的重要边界断裂带, 是一条重要的地震活动构造带。几何上自西向东可分为后山断裂、 中央断裂、 前山断裂和前陆盆地(成都平原)变形带。中央断裂带是龙门山断裂带的主干断裂, 映秀-北川断裂是中央断裂带中段活动最强烈的一支断裂。前人对龙门山断裂带映秀-北川断裂滑动速率进行了部分研究, 但结果差异很大, 范围从0.07mm/a到1.1mm/a不等。断层滑动速率是分析断层活动特征、 研究区域运动学和动力学机制的重要依据。文中依据遥感精细解译和野外调查资料, 通过10个阶地横剖面及阶地年龄对龙门山断裂带映秀-北川断裂白沙河段的滑动速率进行约束, 得到映秀-北川断裂白沙河段晚更新世以来的垂直滑动速率为(0.10±0.02)~(0.30±0.05)mm/a, 平均滑动速率为0.19mm/a。该结果可为理解汶川地震的发震构造、 龙门山断裂带的整体活动特征及评价龙门山断裂带的长期地震危险性提供基础资料。

受印度-欧亚板块碰撞远程效应的影响, 天山南北发育了多个扇形的前陆冲断带, 它们不仅调节吸收了大部分的SN向会聚应变, 也控制着山体向盆地方向的逆冲推覆。然而, 对于相邻前陆冲断带之间过渡、 转换部位的构造特征和变形速率研究较少, 目前对于天山山前地壳缩短沿EW向是如何变化的仍不清楚。温宿前陆冲断带位于柯坪和库车前陆冲断带的过渡转换区, 该前陆冲断带仅发育一排活动逆断裂-背斜带, 即温宿北逆断裂-背斜带。长期以来, 不同学者给出的该构造带的地壳缩短速率结果存在较大差异, 严重影响了对该地区构造变形和强震危险性的认知。文中以温宿北逆断裂-背斜为研究对象, 通过野外地质地貌调查和地质填图, 获得了该构造带的变形特征; 同时, 对背斜中部柯柯亚河谷的河流阶地进行了详细解译与划分, 并利用无人机摄影测量获取的高精度地形数据提取了各级阶地的位错量, 最后根据光释光年代测试结果, 计算得到温宿北逆断裂-背斜带晚第四纪(距今约4万年)以来的SN向地壳缩短速率约为1.31mm/a, 全新世以来的缩短速率约为2.29mm/a。温宿前陆冲断带的缩短速率在全新世以来明显增大, 反映了该构造带强震复发周期并不规律的活动习性。