
1668 年郯城大地震发震构造为郯庐断裂带安丘—莒县段,但其地表破裂带的南端范围长期存在争议,主要分歧为地表破裂是否穿过郯城窑上阶区继续向南扩展,确定此次历史地震地表破裂范围对评估历史地震参数及区域地震危险性意义重大。本文以窑上阶区南侧麦坡一带为研究区,通过高分辨率遥感影像解译、无人机航测及详细地质调查,识别了麦坡南北的断错微地貌特征,明确了该区域最新断层活动的几何展布与同震断错特征。结果表明,麦坡一带可见断层陡坎、断陷塘、地震鼓包、冲沟水平位错等走滑型地震形成的典型地表破裂地貌,水平右旋位错为 2.0—5.5 m,垂直位移为 0.25—1.3 m,结合区域历史地震记录和年代学研究结果,判定该地表破裂很可能为 1668 年郯城大地震的产物。综合地质证据与地震活动分布特征,证实该地震地表破裂带向南延伸至麦坡—何庄一带,总长度至少153 km,并非前人研究认为的 130 km。基于破裂长度、破裂面积与震级的经验关系,重新评估该地震矩震级约为MW7.7。郯城大地震地表破裂带的南端位置的明确和震级参数的完善为郯庐断裂带南段新沂等区域的未来地震危险性评估提供了关键地质依据。
基于张家口—渤海地震带中段100个宽频大地电磁(MT)台站反演获得的三维电阻率模型,结合岩石物理实验结果与电阻率–黏度的转换方法,建立了研究区0—60 km深度范围内的有效黏度模型,并推断岩石圈有效黏度结构及其与地震活动的关系。结果表明,唐山震区南侧存在高黏度刚性基底(>1022 Pa·s),而唐山断裂西侧发育贯穿下地壳至上地幔的显著低黏度体(1019—1020 Pa·s),可能代表幔源部分熔融物质的上涌通道;相比之下,三河—平谷震区整体以高黏度结构为主,夏垫断裂下地壳存在低黏度异常。结合区域构造背景分析认为,古太平洋板块俯冲、后撤引发的不稳定地幔对流和大同地区热物质东向运移,共同驱动深部低黏度物质沿构造薄弱带上涌。在唐山地区,幔源物质的持续侵入削弱了下地壳的流变强度,活化了深大断裂并促使上覆刚性地块失稳,从而诱发1976年唐山MS7.8地震及后续持续地震活动;而三河—平谷地区深部韧性流动对构造应力具有缓冲作用,区域内强震主要受断裂弱化与区域水平挤压共同控制。
为揭示1976年唐山MS7.8地震的震源破裂特征、厘清主震与余震的破裂差异,进一步深化对当前震源区地震活动的认识,本研究重新整理和计算了该地震在全球范围地震台站的148个P波初动资料,并搜集了数字地震台网布设以来的震源区中小地震震源机制,统计分析了主震破裂带上的567组地震的震源机制节面聚类特征与综合地震矩张量,通过对比主震地震矩张量与破裂带内余震综合地震矩张量的差异,深入探究震源区主震与余震的破裂模式演变,以阐明该区域地震破裂活动的差异化规律与演化特征。结果显示:① 结合P波初动符号、已有研究给出的该地震震源机制以及余震节面的聚类分析得出唐山MS7.8地震的破裂参数,节面Ⅰ和节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为219.01°,80.57°,174.12°和309.98°,84.2°,9.48°。② 唐山主震与数字地震台网布设以来破裂带上历史地震的综合矩张量的P轴、T轴方向基本一致,唐山主震的补偿线性矢量偶极(CLVD)分量表现为近东西向挤压、其它两个方向拉张,而数字地震台网布设以来破裂带上的历史地震的CLVD分量则表现为近南北向拉张,其它两个方向挤压的特征,且CLVD分量占比明显更高,这种破裂模式的转变为揭示该地震序列持续时间长提供了分析基础,也为华北地区地震危险性评估提供了新的参考依据。
2003年12月11日天津塘沽发生ML4.0地震,是2001年首都圈数字化地震观测站网建成后天津空段北段发生的最大地震。本文基于数字化地震波形记录,采用微震检测、地震重定位、震源机制解分析、破裂方向与破裂过程反演等方法,对塘沽ML4.0地震序列开展精细分析。结果表明,此次地震震源深度为18—20 km,发震构造为走向约219°、倾角约76°、错动方式以右旋走滑为主兼有少量拉张分量的断层。该发震构造并非震中周边已探明的NE向茶淀断裂或沧东断裂向深部的延伸,而是地壳深部一条高倾角右旋剪切走滑断裂。鉴于塘沽ML4.0地震震中位于1976年唐山MS7.8地震余震区以南的历史强震空段内,通过与1976年唐山MS7.8地震及其余震区南部3次MS≥6.0强余震的发震构造对比,认为塘沽ML4.0地震与唐山地震序列的发震构造存在相关性。在浅部地壳由缓倾角正断层控制的北塘凹陷构造之下,深部地壳NE走向的右旋剪切构造可能自唐山地震余震区继续向西南方向延伸。天津空段北段的北塘凹陷地区具备发生MW6.5左右地震的潜在危险。
曲江断裂带位于川滇地块东南缘,自摆依寨出发,止于小江断裂带南段,是1970年MS7.7通海大地震的发震断层。为深入认识该断裂带的结构特征,本文基于密集线性台阵记录的远震P波走时延迟,对其低速体的边界与宽度进行探测。首先,利用不同判据从观测获得的远震走时延迟形态中识别断裂带低速体的可能边界与宽度;随后,采用远震QSSP-CGFD3D混合计算方法,通过远震波形模拟对结果进行评估。研究结果表明,基于远震走时延迟突增的位置能够较为准确地识别断裂带的边界。在实际应用中,应分别利用断裂带两侧远震的平均走时延迟突增位置来确定断裂带的边界及其宽度。相比之下,若采用断裂带外侧所有远震的平均走时延迟作为统一阈值进行边界识别,则得到的边界位置会向两侧偏移,从而导致断裂带低速体的宽度被高估。最终所确定的曲江断裂带低速体的两侧边界分别位于地表迹线西南侧约1.25 km、东北侧约0.58 km,宽度约为1.8 km。由于断裂带深度与波速差异之间的参数折中关系,仅依赖远震走时信息难以对曲江断裂带的深度与速度结构进行准确约束。未来的研究需进一步结合远震全波形信息实现对断裂带精细结构作准确刻画。