2022年青海门源M_(S)6.9地震地表破裂带宽度调查与启示

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层"避让带"和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层"避让带"提供了有利条件.2022年门源M_(S)6.9地震在青藏高原东北缘冷龙岭与托莱山断裂阶区部位产生了显著的左旋走滑型地表破裂带.基于震后获取的高精度无人机正射影像和数字高程模型,文中在门源地震地表破裂带全段精细解译的基础上,沿走向间隔100 m测量了251个宽度数据,R1破裂带最大宽度为209.78±14 m,平均宽度为42 m,R2破裂带最大宽度为115.31±15.72 m,平均宽度为26.14 m.宽度沿走向具有差异性,这主要受控于同震变形强度、破裂带几何结构以及地表第四系松散层发育状况;具体表现为同震位移量大、阶区等复杂几何结构以及穿过第四系松散层区段的破裂带比同震位移量小、平直段以及基岩区段的破裂带要宽.通过对去除离散值后的破裂带宽度数据统计分析,计算出95.4%和68.2%置信区间的有效宽度分别是70或50 m.在工程抗震设防中,若走滑型活断层评估的最大潜在震级与此次门源地震震级相近(~M 7.0),根据建(构)筑物类别,建议确定"避让带"宽度时参考本文获得的破裂带有效宽度(70或50 m).对于单一走滑型错动面发育地段,按建(构)筑物类别向两侧各扩展35或25 m即可;而对于活断层斜列阶区、平行断层围限区、走向弯曲区和双陡倾角错动面发育地段,在这些复杂几何结构分布范围的基础上需要各向两侧扩展35或25 m.本文研究结果可为建(构)筑物选址避让走滑型断层提供参考依据.

汶川M_S8.0地震地表破裂带及其发震构造

震后应急野外考察表明,2008年5月12日汶川MS8.0地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带上同时使北川-映秀断裂和灌县-江油断裂两条倾向NW的叠瓦状逆断层发生地表破裂。其中,沿北川-映秀断裂展布的地表破裂带长约240km,以兼有右旋走滑分量的逆断层型破裂为主,最大垂直位移6.2m,最大右旋走滑位移4.9m;沿灌县-江油断裂连续展布的地表破裂带长约72km,最长可达90km,为典型的纯逆断层型地表破裂,最大垂直位移3.5m;另外,在上述两条地表破裂带西部还发育着1条NW向带有逆冲垂直分量、左旋走滑性质的小鱼洞地表破裂带,长约6km。这一地表破裂样式是近期发生的特大地震中结构最复杂的一次逆断层型地表破裂,地表破裂的长度也最长。利用已有的石油地震剖面,结合余震分布和地表破裂带特征等资料构建的三维发震构造模型表明,龙门山推覆构造带现今和第四纪时期以地壳缩短为主,斜滑逆冲型地震表明青藏高原中东部的水平运动在华南地块与巴颜喀拉地块之间的龙门山推覆构造带上转化为地壳的缩短和隆升。

2008年于田M_S 7.3地震地表破裂带特征及其构造属性讨论

新疆于田MS7.3地震发生在西昆仑块体与昆仑-柴达木-祁连块体之间的阿尔金断裂西南端NE向张剪切段邻近区域,也是阿尔金断裂、康西瓦断裂和昆仑断裂带西端玛尔盖茶卡断裂等交会部位,对理解青藏高原的变形及其动力学演化过程具有十分重要的作用。高分辨率卫星影像解译和野外考察表明,于田地震在阿什库勒火山群南部玉龙喀什河源头近SN向雪山西麓断裂上形成了由不同走向、不同滑动性质的地表破裂组合而成的地震地表破裂带,整体呈NS—NNE向展布,全长约31km。在地表破裂带测量到的最大左旋走滑位移1.8m,最大垂直位移约2.0m,发震断层应归属到阿尔金断裂西南尾端的张性区构造,符合昆仑-柴达木-祁连块体与西昆仑块体向东滑移在其与西昆仑块体之间的张剪切边界力学性质,显示出昆仑-柴达木-祁连块体存在向东滑移的现象。

2010年玉树地震地表破裂带典型破裂样式及其构造意义

野外调查表明,青海玉树MS7.1地震发生在青藏高原中部甘孜—玉树断裂的玉树段上,在玉树县结古镇至隆宝镇之间产生了一系列包括剪切破裂、张剪切破裂、压剪切破裂、张性破裂及其不连续岩桥区出现的鼓包或陷落坑(拉分盆地)、高寒地区特有的冰裂缝等地表破裂单元,它们斜列组合成整体走向约300°、长约65km、最大同震左旋位移2.4m的地表破裂带,具有变形局部化的基本特征.玉树地震地表破裂带整体上可划分为长约15km的结隆次级地表破裂带和长约31km的结古次级地表破裂带,两者呈左阶羽列,其间无地表破裂段长约17km,对应于MW6.4和MW6.9两个次级地震事件.地表破裂类型、基本组合特征等显示出甘孜—玉树断裂两盘块体的运动方式以纯剪切的左旋走滑为主,从一个方面反映了青藏高原物质存在着向东的逃逸和挤出现象.

活断层地震地表破裂“避让带”宽度确定的依据与方法

基于不同类型活断层产生的地震地表破裂带宽度和跨断层探槽地质剖面的地层强变形带宽度等观测事实 ,结合地面建筑设施毁坏带与活断层密切的空间位置关系 ,采用统计分析方法 ,确定了活断层“避让带”宽度为 30m。各活断层更为准确的避让带宽度可通过分析跨断层探槽地质剖面上地层的变形特征加以验证或修订 ;活断层斜列阶区、平行次级断层围限区、走向弯曲区等特殊地域的避让带宽度为这些地域宽度与两外侧各 15m之和。建议有关部门进行活断层“避让带”立法与执法管理 ,并加强活断层鉴定及其地表活动线几何结构形态的准确定位工作 ,积极而有效地减轻地震灾害。

5·12汶川地震地表破裂基本参数的再论证及其构造内涵分析

地震地表破裂基本参数是反演地震破裂过程的基本约束条件和预测其他活动断层地震危险性不可缺少的物理量.以野外地表破裂带重要观测点全站仪或差分GPS仪实测数据为基础,结合高分辨率遥感资料解译、先存断层陡坎构造地貌标志的识别、以及地形测绘资料的考证等,重新论证了5·12汶川地震地表破裂带展布样式、长度、最大同震位移值等基本参数.结果表明,地震地表破裂带长度可达240 km,最大垂直位移为6.5±0.5 m,最大右旋走滑位移4.9 m,基于倾角向下变缓逆断层模型推测汶川地震在龙门山推覆构造带中段产生了最大～7 m的地壳缩短量,说明青藏高原东缘横向逆断层为将高原内部东向水平运动转换为高原隆升的转换构造,这一研究结果有助于深化认识青藏高原东缘隆升机理.

四川汶川8.0级地震地表破裂与震害特点

2008年5月12日四川汶川8.0级地震发生在青藏高原东缘的龙门山构造带上。通过野外实地调查与测量发现,汶川8.0级地震的地表破裂发生在龙门山构造带中的北川—映秀断裂之映秀南西—平武南坝石坎子段,彭县—灌县断裂的都江堰向峨—安县桑枣段也同时发生了同震地表破裂。北川—映秀断裂上的地表破裂长约220 km,表现为逆冲–右旋走滑运动特征,最大同震位错在6 m左右,水平与垂直位错量大致相当,与先期的研究成果一致;彭县—灌县断裂上的同震地表破裂长约100 km,表现为右旋–逆冲运动特征,最大垂直位错在2 m左右,水平与垂直位错量之比为1∶1～1∶3。地震地表破裂的空间分布及同震位错特征表明,汶川8.0级地震系北川—映秀断裂的逆冲–右旋运动所导致,并同时牵动了彭县—灌县断裂发生同震地表破裂。地震灾害的特点主要表现为地震波导致的强地面运动破坏、地震地表破裂带直接撕裂、地震导致的次生地质灾害(如崩塌和滑坡等)摧毁或掩埋建(构)筑物和堰塞湖等。根据地震考察资料并参考InSAR和强震仪记录,勾绘的该次地震等震线长轴方向沿龙门山构造带呈N40°～50°E方向延伸,出现了3个XI度的破坏区,具单侧多点瞬间破裂的典型特征,导致了四川北部、甘肃和陕西南部地区灾害较正常地震衰减破坏的显著加重。

2001年昆仑山口西8.1级地震地表破裂带

20 0 1年 1 1月 1 4日昆仑山口西 8.1级地震是近 5 0年来在我国大陆发生的震级最大、地表破裂最长的地震事件。地震地表破裂带全长 42 6km ,宽数米至数百米 ,总体走向 90°～1 1 0°,具有明显的破裂分段特征 ,自西向东由 5条次级破裂段组成。各破裂段又由若干更次级左阶或右阶斜列的破裂组成 ,具有自相似的分形结构特征。地震破裂带以左旋走滑为主 ,倾滑量很小。宏观震中区位于库赛湖东北 93.0°～ 93.5°E一带的昆仑山南麓断层谷地内。最大地表同震左旋水平位移 6.4m ,最大垂直位移为 4m。地表水平位移沿地震破裂带走向出现 6个峰值 ,各峰值之间存在相对独立的衰减序列 ,这表明此地震具有多点破裂特征。

2014年于田Ms7.3地震地表破裂特征及其发震构造

2014年2月12日在新疆于田县境内西昆仑山东段地区发生了Ms7.3级强烈地震,震后野外考察表明,这次地震在海拔4600～5100m的地区形成了由一系列张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙以及挤压鼓包和裂陷等雁行状组合而成的地表破裂带,破裂带沿阿尔金断裂带西南段的两条近平行的分支断裂阿什库勒-硝尔库勒断裂和南硝尔库勒断裂分布,整体呈NEE走向,全长约28 km,其中,沿阿什库勒-硝尔库勒断裂展布的地表破裂带长约10km,主要呈N63°～65°E走向,以左旋走滑伴随伸展性质的破裂为主,最大左旋位移约0.7m,最大垂直位移约0.4m;沿南硝尔库勒断裂展布的地表破裂带长约15km,呈N54°～60°E走向,以左旋走滑伴随逆冲性质的破裂为主,最大左旋位移约1 m,最大垂直位移约0.75m;上述两破裂带之间沿N15°E方向由零星的张裂隙和右阶雁行状分布的张裂隙或张剪裂隙组成的不连续破裂带长约5km,显示为伸展具有左旋走滑的性质;另外,在南硝尔库勒断裂北侧沿N100°～110°E方向展布一系列具有挤压、右旋走滑性质的地表破裂带长约4km,宽约2km,与NEE走向的左旋走滑破裂带构成同震共轭破裂带.这种特殊的地表破裂样式是近期发生的强地震中结构最复杂的走滑断层型地表破裂.发震断裂属于阿尔金断裂带西南段尾端分支断裂,它与郭扎错断裂和龙木错断裂构成“阿尔金断裂”向SW方向的延伸部分,它们是青藏高原西部晚新生代强烈活动断裂,其大地震活动是由于印度和欧亚板块间碰撞而产生大陆变形的应变能释放过程.

青海达日断裂中段晚第四纪活动性与1947年M73/4地震地表破裂带再研究

在该块体内部还存在一些规模巨大的断裂带,不仅具有晚第四纪活动性,而且具有孕育和发生强震的构造条件。达日断裂是巴颜喀拉块体内一条规模巨大的左旋走滑断裂,曾发生过1947年达日M73/4大地震。文中基于高分辨率遥感影像解译和地震地质调查,详细研究了达日断裂中段的晚第四纪新活动性和1947年达日大地震的地表破裂带。达日断裂中段晚第四纪活动的行迹尤为显著,1947年达日地震地表破裂带的SE端始于达日县莫坝乡隆根,向NW延伸至建设乡依龙沟脑NW侧,长约70km。地震地表破裂带主要表现为地震坎、地震鼓包与陷坑、地震滑坡、线性的碎裂基岩出露等地貌迹象,并使一系列冲沟被同步左旋位错2~4m。

从1786年磨西地震看地震地表破裂带在不同地貌区的保存

地震地表破裂是活动断裂填图的重要内容之一,晚第四纪地貌是保存地震地表破裂等活动断裂最新变形的基本载体,利用不同地貌全面获取断裂的活动信息非常重要。通过对鲜水河断裂带东南段进行野外填图、探槽开挖等调查,讨论了1786年磨西地震地表破裂在青藏高原冰川、冰缘地貌区和高原边缘的流水堆积和强剥蚀地貌区的保存特征。地震裂缝和断错等微地貌在高原冰川、冰缘地貌区记录保存完整。高原边缘的流水堆积具有强侵蚀和快速堆积等不稳定性,在探槽中可以获得不完整的地震地表破裂记录。而强剥蚀区缺少记录地震地表破裂的最新堆积地貌,只能依靠与地震动和断裂破裂具有间接关系的古滑坡等推测地震影响区和地表破裂范围。结合鲜水河断裂带东南段的几何结构和构造环境认为,鲜水河断裂带康定—田湾段是1786年地震的发震构造,该地震破裂长度约80km。

基于地面LIDAR玉树地震地表破裂的三维建模分析

2010年4月14日的玉树MS7.1地震造成沿甘孜-玉树断裂的一系列NW向地表破裂。利用Trimble GX 3D地面激光三维扫描仪获取了玉树地震断裂SE段禅古寺附近的典型地震地表破裂的精细点云数据。在对点云数据进行校正、分割、滤波等预处理基础上,分析了地震地表破裂不同表面建模方式的原理和方法,选取了无投影的不规则三角网建模方式对该处地表破裂进行三维建模实验,结合精配准高清晰现场纹理照片,制作了地震地表破裂的三维图像;并从模型的多个角度选取剖面进行地震地表破裂精细三维量测分析,得到该处地表破裂的平均垂直位移为74cm,水平位移为10cm。在此基础上进一步分析了玉树地震断裂的性质及其破裂特点。

汶川地震地表破裂影响带调查与建筑场地避让宽度探讨

5.12汶川Ms8.0级地震沿龙门山中央断裂带形成长度约270km的地表破裂带,破裂带垂直和水平位移一般为1.0～5.0m,最大可达9.8m。在地表破裂带附近,建筑物破坏严重。笔者系统调查了龙门山中央断裂带地表破裂的垂直和水平位移以及地震地表破裂影响带宽度,并采用物探测试方法对部分影响带宽度进行了验证。统计结果表明,汶川地震地表破裂影响带宽度主要集中在16～60m,影响带宽度(D)与垂直位移(H)具有较好的线性关系,即D=10.11H+16.0。对于逆冲性质为主的地震地表破裂而言,上盘影响带宽度与下盘的比值一般为3:1～2:1,据此可确定地表破裂带上、下盘的避让带宽度。笔者根据现场调查并借鉴国外经验提出,上盘避让宽度下限一般不应低于15m,下盘避让宽度下限不应低于10m。本项研究对于汶川地震灾后重建场地选址具有重要的实际意义。

昆仑山口西M_S8.1级地震地表破裂带高分辨率卫星影像特征研究

20 0 1年11月14日昆仑山口西发生8 1级地震.应用高分辨率卫星影像进行地震地表破裂带解译,10m分辨率SPOT卫星影像能够清楚地反映出地震地表破裂主破裂带的形迹,1m分辨率IKONOS影像能反映出地震地表破裂的精细结构及运动特征.结果表明,昆仑山口西8 1级地震地表破裂带主要位于东昆仑断裂南麓冲洪积台地或冲洪积台地后缘的地貌陡变带和断层谷地里,是一条叠置在先存破裂带上的地震破裂带.在布喀达坂峰以东的地表破裂带长近35 0km ,由3条次级破裂组成,走向10 0°.流经破裂带的一系列沟谷发生左旋同步扭曲,平均滑动速率为13 4～16 8mm a,属AA级活动水平.最大左旋位错7 8m ,地震破裂带最宽达12 5 0m ,宏观震中位于93°17′E ,35°4 7′N ,即玉西峰附近的地震地表破裂带上.

汶川M_S8.0地震地表破裂带北川以北段的基本特征

对北川-青川间汶川Ms8．0地震地表破裂的野外地质调查表明，在这一段内主要存在一条地震地表破裂带，总体沿北川-青川断裂带分布。沿黄家坝、陈家坝、佳溪、平通、南坝、石坎等地的观察显示，该段地表破裂沿走向连续分布，结构单一，破裂长度为60～90km，地表破裂没有到达青川县关庄镇。可观察到的破裂长度在北川北至石坎之间，长62km，走向总体为20°～55°，运动学性质主要为右旋走滑逆冲。地震形成的地表破裂主要表现为垂向上的地表拱曲，指示了深部断层的逆冲性质；在水平运动方向上则主要表现为右旋走滑，不存在左旋走滑分量。地震地表破裂显示的同震垂直位移从西南段黄家坝的3m左右，向东北逐渐降低至南坝、石坎的1．5m左右；右旋水平位移没有明显变化或者略有增加，一般在1．5～2．0m之间。地表破裂特征表明，引起本次汶川Ms8．0地震的发震构造是映秀-北川-青川断裂带，该断裂以逆冲运动为主，兼具右旋走滑分量，逆冲方向由NW向SE。

高精度测量方法在汶川M_S 8.0地震地表破裂带考察中的应用

在2008年汶川MS8.0地震地表破裂带科学考察中,利用全站仪、差分GPS和三维激光扫描仪等高精度测量技术对同震变形造成的微地貌进行测量,及时记录了地表同震变形现象的丰富信息,为相关的定量分析提供了有效保障。文中探讨了选择不同测量技术在微地貌测量中的应用特点和组合优势,结合测量实例分析了三维激光扫描仪在完整记录和有效分析地震地表破裂带信息方面的优势及其限制条件,并进一步讨论了上述测量方法的应用前景。

昆仑山地震地表破裂带东段几何学与运动学

2001年11月14日,昆仑山脉的西部发生Ms8.1级地震,地表形成的地震破裂带沿袭先存东昆仑断层从西向东延伸350km左右,直至昆仑山口以东逐渐消失。地震破裂带东段(即昆仑山口段)长约90km左右,破裂带宽度10～30m。根据不同地段地表破裂带几何轨迹结构、位移和变形差异,昆仑山口段地震破裂带可划分为4个次级段。其几何轨迹结构样式可分为3类:①双重主破裂连接结构;②单主破裂弧形扩展连接结构;③无破裂连接结构。根据主断面擦痕、破裂带两侧横向冲沟位移标志和分支破裂变形组合关系判断,主破裂表现为左旋走滑运动,而大多数分支破裂(R断层)则表现为左旋走滑兼张性;破裂带最大左旋位移4m左右,破裂带表现为脆性变形,以破裂扩展、块体位移为主,从西向东变形逐渐减弱,直至消失,表现为地震破裂东延扩展前锋特征。

青藏铁路邻侧昆仑山2001年Ms8.1级地震地表破裂特征分析

青藏铁路邻侧的地震地表破裂调查显示昆仑山 2 0 0 1年 8.1级地震地表破裂明显呈水平左旋走滑性质 ,地震破裂带主要由NE向的张裂和NW向地震鼓包呈之字型沿昆仑山口断裂线性分布构成。青藏公路邻侧的地震破裂的实际左旋位移量为 4 .3～ 4 .8m。地震的强烈破坏主要集中在地震破裂带上 ,在青藏公路附近见其影响范围可延至破裂带南北两侧 10～ 5 0km范围内。

国家川滇实验场地震地表破裂带分布图编制

借鉴美国南加利福尼亚州地震中心(SCEC)地震监测和地震预报实验的经验,中国地震局于2014年选择在地震活动频度高、强度大的川滇地区,启动了川滇国家地震预报实验场,力争将该实验场建成具有实验性、实践性和开放性的地震预报科学实验平台。为搭建和完善实验场区的地震动力学模型,收集实验场区内地质构造、地震地质、地球物理、大地测量、地球化学等基础资料,编制了《川滇地区地震地表破裂带分布图(1︰500 000)》。