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M_S≥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。

2023年12月18日午夜, 中国甘肃省临夏市积石山县发生 M_W6.1 地震, 强烈的同震晃动造成大量房屋倒塌及人员伤亡。为揭示此次地震的发震构造和震前、 同震运动机制, 文中利用震前GPS和时序InSAR形变, 反演得到孕震断裂震间走滑速率约为1.9mm/a, 断层闭锁深度约为11km, 跨断裂地壳缩短率约为1.0mm/a, 具备发生逆冲地震的潜力。进一步利用Sentinel-1卫星获取的地震前后的合成孔径雷达数据, 提取了同震InSAR形变场, 根据搜索断层参数后验概率密度分布, 估算了最优断层几何参数, 并反演了同震断层滑动模型。结果表明, 积石山地震为典型的低倾角逆冲断层运动, 断层倾向SW具有更高的置信度, 最大滑动量位于地下约6.8km深度处, 约为0.35m。此外, 不同深度处的库仑应力变化显示, 主震断层滑动造成的库仑应力传输显著促进了余震的发生。积石山南缘断裂的中北段、 积石山北缘断裂东南段及西秦岭北缘断裂的中段均出现明显的库仑应力增加, 需持续关注这些区段的地震风险。

为探索地震烈度与地震发生后地表形变的关系, 解决震后快速评估新疆逆冲型地震烈度的难题, 文中以新疆2015年皮山6.5级、 2017年精河6.6级、 2020年伽师6.4级3个逆冲型地震为例, 通过对比研究不同地震的InSAR同震形变场与实际调查地震烈度数据, 发现同震形变场与地震烈度之间存在较高的相关性。研究结果表明: 1)InSAR技术能够有效地识别出震区的同震形变场, 为震后的地震烈度评估提供了重要的数据支持, 对评价房屋结构类型单一和缺少强震动台站观测数据区域的烈度评估提供了重要依据; 2)利用人口聚集区的同震形变进行烈度评估的手段, 以及利用历史地震事件的烈度-形变关系模型和同震形变场大小估计当前地震的烈度等级的方法可在地震烈度早期评估中发挥重要作用, 有助于我们今后调查地震烈度等级和烈度影响的范围判断; 3)利用AHP-熵权法对InSAR形变量、 库仑应力变化值、 人口密度、 震源距离、 沉积层厚度这5个因子进行加权叠加并进行烈度评估研究可提高地震烈度评估结果的可靠性, 该方法可为地震烈度评估提供一种新的思路。同时, 文中还讨论了InSAR同震形变场的逆冲型地震烈度评估方法的局限性, 为今后的研究提供了参考。

2024年1月23日新疆乌什 M_S7.1 地震是自1992年吉尔吉斯斯坦Suusamyr M_S7.3 地震以来发生在天山地震带的最大地震, 对其震源破裂机理和邻区应力变化特征开展研究, 可满足防范地震风险的实际需求。文中基于Sentinel-1A升、 降轨卫星影像数据, 采用D-InSAR技术获取了乌什地震的同震形变场。以升、 降轨同震形变数据为约束, 分别独立和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断裂的库仑应力变化。结果表明: 1)InSAR升、 降轨同震形变场长轴大致沿NE-SW向展布, 均表现出北西盘较强、 南东盘较弱的形变特征。升、 降轨相同盘的形变量正负相同, 结合其成像几何模式, 认为乌什地震同震形变结果显示的形变态势以垂直形变为主, 符合逆冲型地震形变的主要特征。升轨LOS向最大形变量约为0.77m, 降轨LOS向最大形变量约为0.48m。2)分别独立和联合反演的震源滑动模型总体差异不大, 均呈现出从初始破裂点开始沿断层面向上破裂的特征, 断层错动以左旋逆断为主。发震断层主要破裂区长约45km, 最大破裂区偏向于震中西南侧, 且主震西南侧的破裂局部区域(沿走向约55km处附近)可能破裂到了地表。升、 降轨数据联合反演得到的乌什地震的矩震级约为 M_W7.1, 最大滑动量约为2.1m, 位于断层面(41.25°N, 78.59°E)地下约10.3km深度处。3)乌什地震产生的同震库仑应力对震中附近的阔克萨勒断裂东北段、 托什干断裂中段和东北段、 迈丹-沙依拉姆断裂中段和西南段、 温宿北(库齐)断裂中段和西南段具有显著的应力加载作用, 地震形势值得关注。

腾冲-保山地区集地震、 火山和地热活动于一体, 一直是研究的热点地区, 但关于腾冲火山的岩浆分布情况和岩浆来源一直存在争议。文中利用腾冲-保山地区分布的76个地震观测台站记录的远震波形数据, 采用接收函数与瑞利波相速度的两步联合反演方法和Bootstrap重采样技术, 获取了腾冲-保山地区地壳上地幔150km深度范围内的三维S波速度结构。与前人的研究成果进行了对比分析, 讨论了腾冲火山区的壳内岩浆分布情况和腾冲火山的起源, 得到以下几点结论: 与前人结果相比, 文中S波速度结构的整体特征大致相同, 在一些细节上存在差异。沿腾冲火山区从北向南, 地壳中存在LV1、 LV2、 LV3 3个岩浆囊, 深度范围分别为10~30km、 10~30km及10~26km; LV1和LV2主要沿着腾冲断裂分布, 以怒江断裂为东边界, LV3位于怒江断裂与龙陵-瑞丽断裂之间, 这些断层控制着火山区的岩浆活动。1976年龙陵 M_S7.3 和 M_S7.4 地震的震源区下方存在低速层, 震源区断层裂隙发育, 岩浆、 流体等可能参与了地震成核过程。腾冲-保山地区的上地幔60~120km深度内普遍存在低速异常, 并且在腾冲下方向上延伸与地壳中的低速区相连。上地幔中的大型低速层可能为地壳中岩浆存储层提供岩浆物质, 软流圈上涌导致岩石圈拉张与减薄, 导致腾冲火山的形成。

江苏省江都地区地处下扬子板块的苏中盆地, 是在中古生界复杂构造基础上演变形成的中新生代陆相沉积盆地, 区内发育大量演化的断裂、 隆起及坳陷构造。文中基于深度学习的PhaseNet检测技术, 对2023年1月1日-2024年7月31日江都震群及附近地区进行地震重检测和精定位, 并通过TomoDD双差层析成像方法反演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特征, 结合震源区M_L3.0以上地震的震源机制解, 对江都震群的孕震环境和发震机制进行了深入讨论。研究结果表明: 1)江都震群发震断裂为2条未知的左旋走滑隐伏断裂。其中, 江都震群1序列的发震断裂沿NNW走向, 断层面倾向为NE向; 江都震群2序列的发震断裂沿NNE向, 断层面略向NW倾。2条发震断裂近直立, 破裂均未延伸至地表。2)震源区附近波速变化剧烈, 陈家堡-小海断裂对震源区存在明显的分割作用, 断裂的北西侧存在明显的低波速、 低泊松比异常。随着深度的增加, 断裂南东侧的高速异常逐渐增强。3)江都震群序列整体位于V_P、 V_S和泊松比低值异常体内, 且P波速度比S波速度下降更快, 整个发震过程没有地下流体的渗入与参与。基于发震断裂的性质及震源区速度结构特征, 分析认为江都震群序列的2次发震断裂或为陈家堡-小海断裂的2条分支断裂, 一条呈SSE-NNW向展布的左旋走滑隐伏构造, 一条呈SSW-NNE向展布的左旋走滑兼逆冲隐伏构造。江都震群是震源区区域应力的2次集中释放过程, 其直接成因是由震源区坚硬岩层发生脆性破裂。

伊朗高原的地壳结构与强震活动密切相关, 其莫霍面形态对揭示该区域的陆内变形机制和深部孕震环境具有重要意义。文中利用球坐标系下的快速非线性重力反演方法计算得到了伊朗高原的莫霍面深度分布。结果显示, 扎格罗斯及其邻区的莫霍面最深, 局部可达60~65km, 反映出明显的地壳增厚特征; 伊朗中部区域的莫霍面变化相对平缓, 介于35~50km之间。地震活动性分析表明, 震级≥5.0的地震事件多分布在莫霍面梯度带及均衡重力异常的正值区。扎格罗斯褶皱冲断带、 萨南达季-锡尔詹变质带和科佩特达格山脉等区域均衡补偿不足, 呈现出地壳应力集中与震源聚集的特征, 为地震高发区。伊朗中部区域整体刚性较强, 地壳结构稳定, 地震活动较稀疏。文中验证了球坐标系下变密度非线性重力反演方法在复杂构造地区深部地壳结构研究中的有效性与适用性, 进一步揭示了伊朗高原地壳结构与强震活动之间存在明确的空间对应关系。同时, 文中研究为理解伊朗高原深部构造格局与孕震环境提供了新的地球物理学依据。

重晶石(主要成分为BaSO₄)是自然界中常见的硫酸盐矿物, 其电子自旋共振(electron spin resonance, ESR)信号( {\mathrm{SO}}_3^{-})可用于测定海底热液活动、 断层运动等地质事件的年代。近年来学者们将ESR方法广泛应用于海底热液场重晶石结晶年代的测定, 但大陆型重晶石ESR测年的相关报道较少, 急需对其ESR信号进行测年基础性质的相关研究, 为大陆环境中重晶石的ESR测年可行性及可靠性提供参考。因此, 文中以大陆环境中沉积重晶石(XBD-B1、 LSJ-B1)及断层重晶石(LJF-B1)为研究对象, 探讨了重晶石ESR信号(g=2.002 3)的微波饱和功率、 光敏感性、 热稳定性、 信号饱和性等基本性质。结果表明: 1)大陆环境中重晶石样品的ESR信号(g=2.002 3)微波饱和功率在0.2~1mW之间, 0.1mW是该信号测量的优选功率。2)大陆环境重晶石样品ESR信号(g=2.002 3)在380℃下加热15min能够完全退火, 信号的热衰减符合二级动力学模型, 常温(20℃)下的热寿命至少能达到10⁶a; 饱和剂量>10 000Gy, 在低环境剂量率的条件下, 综合考虑饱和寿命及热寿命, 2个沉积型重晶石及断层重晶石ESR信号的最老可测年龄分别为152Ma、 72Ma、 1.5Ma。3)断层重晶石ESR信号g=1.999 5和g=2.002 3的热寿命和等效剂量在误差范围内一致, 表明2个测量位置的测年结果具有相互补充和验证的潜力。在实际测年应用中可以综合考虑2个信号测量位置的年龄结果, 以提高结果的可靠性。4)大陆环境中重晶石样品的ESR信号(g=2.002 3)光敏特征类似石英中的Al心, 能够被部分晒退, 应尽量采集未曝光的新鲜样品, 若仅能采集暴露于阳光下的样品, 则应提取不可晒退的信号组分测年。综合来看, 重晶石ESR信号(g=2.002 3)能够用于早更新世中晚期以来断层重晶石结晶年代的测定, 具有一定的可靠性。这为基岩断层活动历史研究提供了一种潜在的测年材料与手段, 也为重晶石矿床的沉积年代测定提供了一种有力的绝对测年手段。

2020年3月20日, 青藏高原南部申扎-定结断裂带附近发生了一次 M_W5.7 浅源地震, 为通过现代卫星大地测量技术探究该研究程度较低区域的发震构造提供了机会。文中利用Sentinel-1A卫星升、 降轨SAR影像获取了该地震同震及震后半年的地表形变。同震模拟结果揭示地震成核于一条埋深于1.6~5.7km深度的之前未被识别的正断层。深入的震后分析表明震后余滑与同震滑动孕育于同一断层面, 且位于其上倾0.8~4.8km深度处。该地震深部同震滑动及浅部余滑共同成像一条近完整的单平面地下发震断层。通过对反演结果、 地形地貌及断层特性的分析, 推断构造区域内较高的重力势能差可能是地震发生的主因。同震库仑应力模拟显示, 申扎-定结断层带南、 北分支断层表现较强的应力加载, 应注意其破裂风险。

断层泥的非均质性是影响或控制断层滑动过程摩擦强度变化的重要因素之一, 但同震滑移过程中断层泥的非均质性在控制断层滑动行为、 摩擦强度和速度依赖性等方面的效应仍不清楚。文中采用人工合成的双矿物相断层泥(石英和白云石以不同比例混合), 在1MPa正应力条件下, 开展了低速—高速(0.000 1~1.0m/s)旋转剪切摩擦实验。结果表明, 在滑动速率为1.0m/s的高速滑动实验中, 石英含量不同的白云石断层泥的摩擦行为呈现出显著差异, 并表现出2个阶段弱化的特征; 随石英含量的增加, 白云石断层泥的稳态摩擦系数μ_ss值呈现出先增加后降低的趋势, 而滑动弱化距离D_c值则呈现出指数型增加趋势。微观构造观测结果显示, 高速滑动(≥0.5m/s)时, 主滑动面发育5~10μm厚的纳米颗粒层; 在石英含量≤20wt%的试样中, 主滑动面附近发育熔体斑块; 当石英含量增加到30wt%时, 主滑动面附近出现相互连通的熔体薄膜或熔体层。总结认为, 含石英组分的白云石断层泥在高速滑动过程中, 纳米颗粒润滑和瞬时生热作用共同主导了第1阶段的弱化, 随后主滑动面上石英颗粒的少量熔融和纳米颗粒黏结效应, 导致摩擦强度得以部分恢复。当SiO₂熔体含量不断增加并形成熔体薄膜/熔体层时, 熔体润滑作用导致了第2阶段的滑动弱化。文中实验结果表明, 在同震滑动(m/s级)过程中, 具有不同摩擦特性的非均质断层泥对断层摩擦强度起着重要的控制作用, 自然界中碳酸盐岩断层岩内含有少量的石英(≤20wt%)有助于抑制同震滑动时的断层弱化。

地电阻率观测和研究是地震预测与震情跟踪中的重要技术之一。文中利用原始曲线方法和自适应相关幅度方法, 对积石山 M_S6.2 地震震中附近地电阻率观测数据进行分析, 结合地震前的现场异常核实工作和以往震例回溯, 对此次地震前地电阻率异常特征进行研究。结果显示: 震中300km范围内4个台站出现异常, 台站位于震中近N、 NE和SE向。通过原始曲线方法分析得到, 通渭台地电阻率在震前2个月出现快速下降, 为短期异常; 武胜驿和定西台出现破年变高值变化, 武威台的年变幅减小, 3个台站均出现中期时间尺度异常, 呈现异常起始时间准同步的特点。利用自适应变化幅度法进行定量分析发现, 通渭台 N20°W和EW' 2个测道的异常起始时间为2023年9月, 提取的异常变幅分别为0.09Ω·m和0.12Ω·m, 超过异常阈值线的指标分别为0.07%、 0.2%; EW测道的异常起始时间为2023年10月, 提取的异常变幅为0.12Ω·m, 超过异常阈值线的指标为0.4%; 武威台NS测道的异常起始时间为2023年5月, 提取的异常变幅为0.2Ω·m, 超过异常阈值线的指标为0.15%; 定西台 EW测道的异常起始时间为2023年4月, 提取的异常变幅为0.04Ω·m, 超过异常阈值线的指标为0.2%。文中研究结果可为异常核实工作中地电阻率异常提取、 异常性质判定, 以及为依据地电阻率异常开展地震预测提供一定的借鉴和参考。

文中选用山西地区丰富的地震资料, 利用P波初动加振幅比方法, 计算得到山西中南部及邻省附近区域2009年以来rms≤0.45的314次中小地震的震源机制解。通过分析这些震源机制解参数, 得到了研究区现今构造应力场, 总体为NEE-SWW向的近水平挤压与NNW-SSE向的水平拉伸; 震源类型以正断、 走滑、 正走滑型为主, 兼有少量逆断型和逆走滑型, 且多位于临汾和长治一带。针对山西中南部分区的研究结果表明, 太原、 临汾、 运城和长治不同构造断陷区之间存在应力差异和震源类型差异, 该差异与太原和运城2个盆地处于山西地堑系的拉张扩展部位、 临汾盆地处于剪切部位相吻合, 是各区局部特殊的构造、 不同的地质环境和周围应力调整变化的体现。文中进一步探讨了在现今区域应力环境下, 这些构造区内中小地震活动的关联性, 认为目前山西南部可能是未来中等地震活动跃迁的重点区域, 需引起重视。

国内外利用重复震源开展地下介质变化监测研究主要基于激发源波形的时间变化信息, 而将振幅变化信息应用于地下介质变化的相关研究仍很有限。文中利用甘肃祁连山气枪主动源激发的高重复性波形的振幅信息, 应用频谱比法计算祁连山中东段地区的介质衰减参数t^*随时间的变化, 获得了观测台站不同震相的衰减变化特征。与气枪激发波形的走时变化、 张掖甘州地区地面气压、 地表温度、 降水量等物理量进行对比, 结果表明衰减变化与走时变化具有正相关性, 且2019年张掖甘州 M_S5.0 地震震源区附近的ZDY27台的衰减变化存在0.03s的同震相对变化。相关研究成果表明, 基于气枪主动源的衰减变化计算是探测地下介质变化的有效方法, 这为基于气枪主动源连续探测地下介质变化提供了另一种途径。

文中基于重庆区域地震台网和四川区域地震台网记录的地震资料, 对2021年7月以来泸县—荣昌地区的地震进行重定位, 并利用CAP方法反演2009年以来记录的M_L≥3.0地震的震源机制解。再结合拟合的发震断层参数和反演的构造应力场探讨了地震活动的发震断层和不同时段地震的孕震机理。结果显示, 2021年以来泸县—荣昌的地震活动从螺观山背斜迁移至喻家寺和香炉山向斜内2个区域; 地震活动呈现出2条NE—NNE向展布的条带, 且深度集中在2~12km。震源破裂以逆冲挤压型为主, 震源矩心平均深度为3.8km, 与志留系龙马溪组页岩层深度吻合。其中喻家寺向斜地震带状活动随着时间的推移整体向NE迁移, 且西南末端分叉成为2支。香炉山向斜内的地震活动则呈NNE走向、 SE倾分布。2条地震条带地表无匹配断层, 根据小地震分布确定的断层面参数和震源机制解结果推测, 喻家寺向斜地震条带的发震断层为一条走向NNE、 倾向NWW的逆冲隐伏断层; 香炉山向斜地震条带发震断层则为一条走向NNE、 倾向SE的逆冲隐伏断层。研究区的构造应力环境相对简单, 以NWW-SEE向水平挤压作用为主, 区域内显著地震主要受区域构造应力场和隐伏断层控制。

文中采用浅层地震勘探、 野外地质调查、 钻孔联合剖面勘探相结合的方法, 综合年代学样品测试结果, 研究了王湖断层的准确位置和活动时代, 并分析了构造意义。研究结果表明: 断层总体走向NW—NNW, 倾向SW, 总长约27.0km, 活动时代为中更新世。断层在空间上分为南、 北2段: 北段呈隐伏状态, 上断点埋深15.1~16.6m; 南段出露地表。断层控制太原盆地南部东端的构造形态, 为太原盆地第四系边界断层。研究结果更新了前人的“盆地边界为晚新生代河湖相沉积与黄土沉积交界, 太原盆地南部东端无控盆边界断层”的认识, 同时更新了断层为晚更新世活动断层的结论。文中结果为晋中市防震减灾、 城市规划及土地利用提供重要有益的依据, 也对研究整个太原盆地构造演化、 评估太原盆地的地震危险性具有一定的科学意义。

三峡库区于2017年和2018年先后发生4次M4.0以上地震。文中使用三峡台网12个固定台的连续波形数据, 利用PALM算法获得了2次地震序列的高分辨率地震目录。将PALM目录结果与人工目录进行对比分析, 结果表明, 所获得的地震数量比人工目录多3~4倍, 震中差异平均值为0.57km, 发震时刻差异平均值为-0.43s, 震级差异平均值为0.04。2017年M4.3和M4.1地震发生在低水位期, 序列主要沿NE和NW 2个方向展布, 余震主要分布在3.0~5.0km深度, 且主要分布于滑脱层中, 靠近背斜褶皱核部地震较少, 而两翼地震较多。2018年M4.5和M4.1地震发生在高水位期, 序列主要分布在SWW走向、 NW倾向的断裂上, 余震主要分布在5.0~7.0km深度处, 呈线性分布, 地震活动宽度很窄且没有扩张的迹象, 渗透率较高的破坏带充当流体通道, 流体注入断层导致孔隙压力变大使断层失稳滑动, 余震序列上方的滑脱面阻碍余震继续向上迁移。

文中利用河北、 山西和内蒙古区域地震台网中145个国家地震台站记录到的2009年1月—2020年12月发生在京西北地区(37°~41°N, 111°~118°E)的20 442个地震的震相走时数据, 采用双差层析成像方法反演该区地壳三维P波速度结构, 同时获得17 613个地震震源参数。结果显示, 京西北地区的地壳结构变化与地形、 地貌及构造环境具有较好的相关性, 震源深度主要分布在5~25km范围, 且地震空间分布能较好地刻画出深部断层的几何形态。小地震重定位结果显示, 张-渤地震带内部发育一系列倾角较陡的深断层, 存在NW和NE向共轭状断层。其中, 夏垫断裂和新河断裂均为近直立的高倾角深大断裂。P波速度结构显示, 晋冀蒙交界区地壳内部的速度相对较低, 河北平原带地壳内部结构存在较强的横向不均匀性; 张-渤地震带中下地壳存在显著的低速异常, 山西断陷带地壳内部低速异常的深度分布由南至北逐渐加深。整体来看, 京西北地区的地震活动与深、 浅断裂的发育及地壳速度结构分布特征密切相关, 绝大部分地震发生在脆性上地壳内及上地壳与下地壳相交的脆-韧性转换带。

滇西北构造运动剧烈、 强震多发, 对其进一步开展精细结构探测, 了解孕震机理, 可满足防范地震风险的实际需求。文中通过对滇西北74个台站2年记录的垂直分量连续波形数据进行处理, 在提取1~20s周期的基阶Rayleigh波相速度频散曲线的基础上, 采用面波直接成像方法反演了0~20km深度范围内的高分辨率三维S波速度模型, 并据此对滇西北地区的速度结构及孕震环境进行了研究。结果表明: 1)研究区中上地壳S波速度存在明显的横向和垂向非均匀性。在0~8km深度范围内存在厚度不均匀的低速层, 隆起和凹陷特征明显。10km深度附近存在厚5~10km的高速异常体, 主要分布在程海断裂中部的永胜—宾川之间、 维西-乔后断裂中段的洱源—漾濞之间、 维西-乔后断裂与龙蟠-乔后断裂的交会区, 推测这些高速体可能与峨眉山大火成岩省岩浆活动有关, 其应是二叠纪时期地幔柱活动残留在地壳内部的基性和超基性幔源物质。洱源—漾濞之间的高速体可能还与元古界苍山群岩的分布有关。2)从孕震环境来看, 研究区地震的空间分布与速度结构之间表现出了很好的对应关系。横向上, 地震主要集中在高速体的薄弱区域或高、 低速过渡带偏向高速体的一侧; 垂向上, 地震大多发生在中下地壳存在低速层且上覆高速体的脆性地壳中。在速度结构高、 低速过渡区, 地壳介质岩石组分及其物理-力学性质存在较大差异, 壳内应力易于积累, 有利于诱发地震。

大同火山群位于华北克拉通中部, 因地质构造复杂和地震频发而引起广泛关注。文中基于地震科学国际数据中心数据服务平台^①收集的2020年1—12月期间中国地震局省级宽频带(60s~50Hz、 120s~50Hz、 360s~20Hz)固定地震台站记录的垂直分量连续波形资料, 拾取5~30s背景噪声面波频散曲线, 利用面波直接反演方法获得了研究区深至40km、 空间分辨率为0.75°×0.75° 的三维S波速度结构模型。成像结果显示, 上地壳S波速度分布与地表地质构造特征吻合较好, 山西断陷带普遍表现出低速异常, 主要反映了太原盆地、 忻定盆地和大同盆地的结构特征, 推测与盆地浅部覆盖的新生代沉积层有关, 而吕梁山脉和太行山脉因位于基岩区而表现为高速异常。在中下地壳, 大同火山群下方的低速异常范围扩展至整个山西断陷带北部及以西地区, 可能与地幔热物质上涌至地壳后在大同火山及邻区造成大面积热物质作用有关。大同火山区下方在地壳内存在一个不连续的低速异常体, 说明火山下方存在岩浆上涌通道, 但岩浆补给可能存在着不连续性。结合前人的地幔深部成像结果, 文中推测大同火山区下方反映的热物质低速异常, 可能与太平洋板块西向深俯冲、 印度-欧亚板块碰撞软流圈物质挤出及地幔柱活动共同作用有关。

中国地震预警网由部署于基岩、 土层、 基站地面3类场地条件的测震仪、 强震仪和烈度计仪器构成, 其中场地条件为基站地面的烈度计占绝大多数。 为了比较不同场地条件是否对地震动数据造成明显影响, 文中提出了利用计算机模拟置换实验对2组数据展开对比分析的方法。 以积石山M6.2地震获得的预警数据为例, 文中展示了利用建议方法对基岩与基站地面、 基岩与土层及土层与基站地面两两场地观测数据的比较分析过程。 对该地震预警数据的分析结果表明: 在黄土地区, 基站地面观测的地震动数据大于土层场地, 土层场地观测数据大于基岩场地; 仪器安装的场地条件会对地震动数据产生显著影响; 基站地面与土层场地观测数据的显著差异与地表黄土层的放大作用有关。 文中所述方法适用于复杂数据的定量比较和分析, 积石山地震数据分析结果也表明联合应用黄土区不同场地条件的预警数据时需考虑数据差异性问题。

2023年12月18日23点59分, 甘肃省临夏州积石山县发生 M_S6.2 地震, 震中位于拉脊山断裂带南东段, 震源深度10km。地震发生后, 通过现场野外调查, 无人机航测、 卫星遥感影像DSM提取、 InSAR形变分析, 结合震源机制、 区域构造等, 对本次地震的地表破裂、 发震构造等进行了综合分析。在积石山山前尹家山东侧发现向NNW延伸的长约1km的地表破裂, 显示出挤压兼右旋走滑特征, 可见最大垂直位错约8cm, 右旋位错约2cm。本次地震的发震构造为拉脊山北缘断裂南东段, 震中区域断裂表现为一系列NNW向次级断裂的组合样式。本次地震的发震断裂规模不大, 历史强震缺失, 说明在青藏高原NE向构造隆升扩展作用下, 高原东北缘规模有限的断裂同样具有发生中强地震的潜在风险。

文中对清水河盆地南部首次发现的灾变事件沉积层开展系统分析, 有效填补了该盆地在地震历史重建方面的研究空白, 为针对该地区开展地震危险性评价提供了关键线索。通过对清水河盆地南部地区河湖相沉积中灾变事件的精细刻画和AMS ¹⁴C及OSL年代学方法的系统约束, 有效识别出全新世中期以来3期重要的灾变事件, 其时限分别为: (6 220±95)~(5 393±49)a BP(E₁)、 (3 411±30)~(797±52)a BP(接近(797±52)a BP, E₂)、 (797±52)~(730±26)a BP(E₃)。将灾变事件层与历史资料及区域地质资料相结合进行对比分析, 结果表明: 这些灾变事件具有明显的构造成因, 并与区域上3次重要的地震事件密切相关, 依次对应(6 220±95)~(5 393±49)a BP的古地震、 公元1219年固原M6¾地震和公元1306年固原开城M6½地震。文中研究从多维度探讨并建立了清水河盆地南部远场沉积记录与断裂带地震活动之间的响应关系, 为该地区古地震序列重建提供了新的资料, 同时也为该地区的地震危险性评估提供了科学依据。

以郑州、 洛阳为核心的河洛地区, 历史上长期作为中国的政治、 经济和文化中心, 在华夏文明形成和发展过程中发挥着重要作用。历史记载显示, 该地区在汉代地震频发, 但这些地震的真实性一直备受争议。文中通过历史考古-地震方法对郑州固城遗址的同震液化变形开展了详细调查, 结合AMS ¹⁴C测年和考古定年方法, 明确遗址区域在汉代曾发生一次地震, 伴生一系列同震液化砂脉和砂涌。在此基础上, 汇总河洛地区同期的震害分布, 推测极可能是《后汉书》记载的河洛地区119AD的历史强震造成了广泛分布于郑州—洛阳—平陆一带的同震变形, 推测最可能的发震断裂是封门口-五指岭断裂, 最小震级为 M_S6.8。文中研究凸显了考古地震方法在了解史前和历史地震灾害方面的潜力, 对于认识区域地震危险性及其对人类社会的影响具有重要意义。

南海及其周缘地区发育了板块俯冲带和多条大型断裂带等活动构造, 容易诱发地震海啸等极端自然灾害。识别、 分析南海北部大规模古海啸事件的沉积记录及其潜在触发机制, 对地震-海啸灾害评估具有重要意义。文中以珠江口E15、 E12钻孔岩心为研究对象, 通过AMS ¹⁴C测年与磁化率对比, 建立了E15钻孔岩心的年代框架。在此基础上, 通过岩心粒度、 色度、 地球化学元素分析, 发现E15钻孔岩心5.9~4.24m段粒度较粗(中、 粗砂层)、 分选较差、 色度较深、 远岸海洋组分元素含量较高, 发育大量海相生物碎屑, 这些特征均与上覆正常浅海-三角洲沉积截然不同, 指示该层可能为距今约1 000a的海啸事件沉积。综合同期海啸事件沉积的分布规律, 文中推测南海东部马尼拉俯冲带约1 000a前发生了强烈的海底地震, 触发大规模海啸, 在南海北部形成海啸事件沉积。

2025年1月7日西藏定日县发生 M_S6.8 地震。文中对震前热红外异常进行了深入研究, 结果显示, 定日 M_S6.8 地震前的热红外异常最先出现在震中东部, 异常持续80d后, 沿NE向演化为显著聚集的小区域异常, 之后于该小区域异常边缘对应发生了2025年1月8日玛多 M_S5.5 地震。异常的整体演变方向指向玛多 M_S5.5 地震震中方向。文中同时选取西藏南部与定日 M_S6.8 地震构造环境相似、 震级相当的3次震例, 进行了热红外异常特征研究。结果显示, 异常总体表现出峰值较高、 面积较大的特点, 异常时段内相对功率谱>6倍的时间较长, 明显区别于非震异常。西藏南部几次地震的热红外异常与区内构造分布密切相关, 演化方向与未来发震位置有一定相关性, 地震一般位于异常迁移的前缘位置。青藏高原南部既有的特殊构造、 丰富的水热活动及大量CO₂温室气体可能是促使西藏南部4次地震热红外异常幅值较高、 面积较大且与构造分布密切相关的原因。

2025年1月7日, 西藏藏族自治区日喀则市定日县发生6.8级地震, 造成了人员伤亡和严重的财产损失, 快速准确地估算地震震级、 仪器烈度及地震动参数对于地震应急与减灾具有重要意义。文中基于快速估算地震震级与仪器烈度模型SeismNet和快速估算地震动参数模型CRAQuake对定日6.8级地震的震级、 仪器烈度和地震动参数进行了并行估算和分析, 并验证模型性能和积累震例经验。研究结果如下: 1)在输入3s地震波时, SeismNet即可估算震级的平均值为6.17级, 且随着地震波时长的增加, 估算震级的平均值与编目震级逐渐接近; 2)在仪器烈度估算方面, 当SeismNet输入8~10s的地震波时, 能够输出与烈度速报比较一致的结果, 且输入6s及以上地震波时, 无误报或漏报现象; 3)CRAQuake估算的地震动参数与观测值具有较好的吻合度, 能够在数秒内给出相对可靠的结果。这些结果表明, 基于数据驱动的估算模型在本次地震中表现出优异的性能, 具有较强的泛化能力, 显著提升了地震应急响应的效率与准确性。文中的研究成果为后续应急管理提供了重要的参考依据和技术支持, 同时也表明数据驱动方法能为大地震应急提供有价值的评价结果和重要的参考依据。