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.

甘孜-玉树断裂带晚第四纪走滑速率与滑动分解作用

滑动速率是研究断裂运动学特征、地震活动性和区域应变分配的重要参数和依据。前人关于甘孜-玉树断裂带滑动速率的研究结果存在较大差异,因此,其晚第四纪滑动速率有待进一步调查研究。本文基于卫星影像解译和野外实地考察,对甘孜-玉树断裂带西段(玉树断裂)上典型断错地貌点进行测量分析,得到玉树断裂晚第四纪走滑速率为6.6±0.1—7.4±1.2mm/a。通过与前人对甘孜-玉树断裂带东段(甘孜断裂)滑动速率的研究结果进行对比,发现甘孜-玉树断裂带东、西段滑动速率不一致,其原因是甘孜断裂的左旋滑移在向西传递的过程中,一部分应变被分配到了巴塘盆地南缘断裂上。巴塘盆地南缘断裂的存在很好地解释了玉树断裂的走滑速率比甘孜断裂偏低的原因。但是,从区域变形来看,巴塘盆地南缘断裂分配的滑动速率恰好说明了甘孜-玉树断裂带东、西段及鲜水河断裂带的水平构造变形是协调一致的。

2022年青海门源M_(S)6.9地震后冷龙岭断裂未来强震的水平位错量评估

2022年1月8日青海门源发生MS6.9地震,该地震造成冷龙岭断裂西端错断了兰新铁路大梁隧道,导致铁路长期停运,经济损失巨大。制定隧道修复方案时,需对冷龙岭断裂未来强震的水平位错量进行评估。结合近年来冷龙岭断裂的最新研究进展,同时采用确定性方法和概率断层位错危险性分析方法评估冷龙岭断裂未来强震的水平位错量。考虑不确定因素影响,同时采用3名研究者提供的震级与最大位错量经验关系式进行估算。结果表明,不同经验关系式会对评估结果产生显著影响,其中根据确定性方法得到的冷龙岭断裂未来强震的水平位错量为2.32~4.36 m,均值为3.57 m。概率断层位错危险性分析结果随着超越概率的降低而增大,50年超越概率2%、100年超越概率2%和100年超越概率1%的结果均值分别为1.82 m、3.17 m、4.61 m。相较于确定性方法,概率断层位错危险性分析可提供不同超越概率水平下的位错参数,以供不同抗震设防要求的建筑采用。此外,对于地震活动性强的断裂,可采用低超越概率下的概率断层位错危险性分析结果,该结果可能会大于确定性方法评估结果。

龙门山后山断裂中段汶川-茂县断裂的晚第四纪活动性分析

龙门山断裂带位于青藏高原东缘与四川盆地交界处,构造位置非常重要,对中国西南地区地形地貌、地质构造以及地震的发生等影响深远。通过卫星影像解译以及野外调查,初步分析认为岷江在汶川-茂县断裂区段主要发育5级阶地。结合前人研究获得的阶地年龄,文中将T_1—T_5阶地年龄分别限定在3~10ka、约20ka、40~50ka、60ka和80ka。另外,通过对区域内断裂沿线的阶地、冲沟等地质地貌的野外调查,结合卫星影像解译和差分GPS测量等工作,认为汶川-茂县断裂在T_3阶地(40~50kaBP)形成后、T_2阶地(约20ka BP)形成前有过活动,而在T_2阶地形成以来不再活动。结合中央断裂、前山断裂均为全新世活动断裂的认识,推测龙门山断裂带的活动已转移到更靠近盆地的中央断裂和前山断裂上。

扎格罗斯前陆盆地晚中新世快速剥露证据——来自磷灰石(U-Th)/He的约束

伊朗扎格罗斯造山带是世界上最年轻的造山带之一,前人对其构造演化历史的研究尚存争议。前陆盆地蕴藏着丰富的造山带热史信息,为研究造山带的隆升和剥露历史提供了重要途径。本研究选取位于扎格罗斯前陆盆地前缘中部的Kuh-E Bedush向斜和Kuh-E Murdeh向斜翼部出露的第三纪陆相红层(Agha Jari组)为研究对象,共采集11个粗砂岩样品进行磷灰石(U-Th)/He测试分析。11个样品共得到38个单颗粒年龄,年龄区间为0.8~79.9Ma。大部分样品的单颗粒年龄比较分散,表明这些样品没有发生完全热重置。相反,位于Murdeh向斜剖面最底部的样品,(U-Th)/He年龄小于其对应的地层年龄,并且集中分布在8.3~6.8Ma,表明该样品发生了完全重置并记录了最后一次剥露事件的时间。因此,我们认为扎格罗斯前陆盆地于晚中新世~7.5 Ma经历了一期快速剥露事件。此外,我们发现未重置的(U-Th)/He年龄大致分布在四个时间段:晚白垩纪—早古新世、早—中始新世、渐新世、早—中中新世。根据所得热年龄并结合前人研究设定了三种不同的热史,正演模拟结果与实际样品拟合较好,由此推断出前陆中部Agha Jari陆相红层沉积物可能来自于:(1)晚白垩世以来以蛇绿岩套为主的仰冲体持续剥露;(2)萨南达季-锡尔詹变质带(SSZ)渐新世和中新世逐渐加速的剥露;(3)渐新世末堆积在仰冲体之上的同造山期砾岩,在中新世的大规模逆冲作用下重新剥露。