Relation of deformation behavior with precipitation and groundwater of the Babaoshan fault in Beijing

We discuss the influence of precipitation and groundwater on the deformation behavior of the Babaoshan fault of Beijing by using long-term observation data from Dahuichang station during 1970-2003. The results show that a) the pore pressure on fault zone as well as the fault deformation behavior exhibited periodically variation as precipitation changed steadily and periodically; b) the periodicity of the pore pressure of fault zones disappeared and the manner of fault deformation behavior changed when precipitation was small and/or was in aberrance. This implies that rainfall plays a key role in fault deformation behavior through changing the pore pressure of fault zones. Combining the existing results about the Babaoshan fault, it is concluded that precipitation and groundwater may adjust the stress/strain field by controlling the deformation behavior of the fault, which can provide direct observation evidence for the interaction of fluid and solid in shallow crust of the Earth.

八宝山断层的变形行为与降雨及地下水的关系

利用北京丰台大灰厂观测台站1970—2003年的长期综合观测资料,系统分析了降雨 和地下水对北京八宝山断层变形行为的影响．研究结果表明:当降雨量持续稳定周期性变 化,则断层孔隙压也呈稳定周期性变化,断层变形行为也表现出明显的规则周期性变化;当 降雨量明显偏低或偏离正常周期性变化,则断层孔隙压周期性消失,断层的变形行为方式也 发生改变,降雨通过改变断层带孔隙压力的变化而影响着八宝山断层的变形行为．结合该断 层已有研究结果,认为降雨和地下水有可能通过改变断层变形行为方式而影响着区域构造应 力／应变场的调整．这一结果将对研究地球浅部流体与固体相互作用提供直接的观测证据．

八宝山断裂带逸出氡的地球化学特征及其映震效能

给出了 1 992年 5月至 1 996年 1 2月八宝山断裂带断层气中氡的浓度实测值 ,并讨论了氡异常的影响因素及其与地震的关系。二个测点断层气中氡的浓度变化范围较大 ,且 a测点的氡浓度值离散度较大 ,其平均值为 6.5Bq/L,均方差为 2 .3,b测点均值为 4.4Bq/L,均方差为1 .6。氡的原始测值具有年变旋回 ,测点气温、气压和 3.2 m地温也具有明显的年变规律。温度和土壤湿度是控制氡浓度年变的主要因素。氡的浓度在无震时变化幅度较小 ,在震前则大幅度增高或降低。 1 992年 1月 1日至 1 996年 1 2月 31日北京及邻近地区发生 4.0级以上 (含 4.0级 )地震共 1 3次 ,而 1 992年 1 1月至 1 996年 1 2月共发生 1 0次地震 ,其中 7次地震震前出现了氡异常。氡有异常而未对应地震仅有 2次 ,有地震而无异常有 3次。八宝山断裂带断层逸出氡异常映震距离具方向性 ,在 NE- SW方向映震距离较大 ,这与测量点位于大陆裂谷西缘有关。

八宝山断裂带形变分析与探讨

八宝山断裂带上布设有7处形变跨断层台点，多年来，这些台点形变资料所显示的断层活动性质差异很大，有的互相矛盾。近几年又出现了大的量级变化，是构造活动的加强还是局部环境因素的干扰，众说不一。已有的研究结果认为是干扰所致。通过进一步的实地考察，将多台点资料与地质调查结果进行综合分析，认为八宝山断裂带上观测到的形变变化的主要部分属断层构造活动所致，并非局部干扰所致。不同台点异常变化的不一致性是局部地质构造复杂程度的体现，总体上反映了NW向永定河断裂和NE向八宝山断裂交互分隔的控制作用，并且目前这种作用还比较强烈。这一研究结果对该区域现今地质构造活动的研究以及地展形变的前兆分析都有十分重要的参考价值。

断裂两盘井水位同震响应特征对比分析——以北京八宝山断裂带中段大灰厂两观测井为例

地震常引起分布于断层两盘观测井的水位同震响应动态变化特征不同。而研究断裂两盘观测井同震响应能力、水位变化特征的差异性及其控制因素,有助于揭示断裂带的渗透性演化过程、可深化地下水位对地震响应机理的认识,对于指导地震观测井网布局具有重要意义。本文尝试从北京八宝山断裂带中段(大灰厂)上下两盘井的水位同震响应次数、形态、幅度、记震能力等方面进行对比分析,通过去除趋势项,采用数字滤波求取井孔气压系数,采用Baytap-G程序求取潮汐参数,并反演出7次大地震对大灰厂区两口井所在含水层产生的体应变量,进而判别两盘震前震后渗透性的变化。结果显示,两口井同震响应特征具有明显差异,上盘井对大震的同震响应次数较多、能力较强;这不仅与断裂带起屏蔽作用有关,而且与井所处含水层渗透性呈不同规律变化密切相关。

北京黄庄-高丽营断层、八宝山断层现今活动追踪研究

综合分析了控制黄庄 高丽营断层、八宝山断层活动性的形变、重力及地磁资料,认为断层的活动以永定河断层与良乡断层之间最为显著;其活动与强震的发生密切相关;断层所在地段是地震活动引起应力场变化的敏感地区,是大同及张北地震后应力转移集中的地区,转移集中的部分应力可能以断层蠕动的形式得到缓慢释放。

信息熵在地下流体资料处理中的应用

简要介绍了信息熵的原理及其方法 ,并对八宝山断裂带逸出氡和昌黎台的水位资料进行处理。结果表明 ,用信息熵的原理和方法从前兆观测资料中提取地震前兆异常信息是可行的。八宝山断裂带逸出氡的信息熵减熵异常对应地震较好 ;分别从氡日均值和五日均值中提取的信息熵都能得出一些很有意义的异常信息 ,但五日均值的熵值更明显、直观。昌黎水位处理结果也说明地震前后信息熵会出现较为明显的减熵异常 。

北京地区八宝山-黄庄-高丽营断裂的活动与地震

根据八宝山-黄庄-高丽营断裂第四纪地质构造活动特征和利用首都圈地区跨断层位移最新的观测资料求得的北京地区区域主压应力方向和区域构造活动特征,分析了八宝山-黄庄-高丽营断裂上7处跨断层位移测点的断层活动与地震活动的关系,得出了首都圈及邻近地区即将进入下一个地震活跃期的结论。认为:1)跨断层位移观测资料能够直接反映区内主要断层的最新活动情况;2)断层现今活动与地震活动在时间序列上相互对应,均有活跃期与平静期相互交替出现的活动特征;3)断层活动强弱是区域主压应力强弱的表现,亦是孕震强度的标志。

北京丰台大灰厂井氦气释放特征探讨

结合观测环境条件,温度、大气降水等影响因素及强震响应,研究了大灰厂井氦气释放成因。结果显示,氦气释放与特殊的地质环境、温度有关,与大气降水无明显关系。

北京“洼里砾岩”的成因及时代探讨

关于北京“洼里砾岩”成因的争议由来已久,主要有构造成因和沉积成因两种不同的观点。在以往资料的基础上,结合近年来新的地热钻井资料,绘制了地质剖面图,进行了地层比对与构造分析,发现剖面中存在数条、多期、规模不一的逆断层,存在相互切割,这使得地层受到较大扰动,体现出八宝山断裂的逆冲作用非常强烈,且具有多期性;并在构造分析的基础上,结合砾岩的成分、结构、岩溶发育及出现层位等岩性特征,以及北京凹陷的形成过程,分析了其形成机制,提出“洼里砾岩”属于八宝山断裂带断层角砾岩雾迷山组内的部分,形成时代大约是在中生代中晚期。

八宝山断裂带浅部岩体水力耦合模型

八宝山断裂带是北京西部的一条活动断裂,观测表明其形变、地下水位和降水之间存在强相关性。从大灰厂观测站的断裂带条件和观测系统布置来判断,这种强相关性是浅部破碎岩体渗流-应力耦合机制的结果。断裂带浅部岩体可以分为无压区和承压区。降水能够直接入渗补给无压区,也能够渗入到承压区上部的上盘岩体风化带,从而同时影响断裂带和风化带的地下水位。一个7参数的线性水力耦合模型给出了与实测动态基本一致的垂向形变、地下水位模拟结果。模型分析表明观测到的垂向变形主要由无压区地下水位升降引起的膨胀和收缩变形构成,而上盘湿润或疏干引起的重量变化对垂向变形贡献很小。由于断裂带的地下水排泄基准面和水准基台值可能存在某种外在因素引起的变化,模型参数可能不够稳定,需要进一步调查研究。

依据地热井资料探讨北京八宝山断裂北段的基本特点

根据地热井的地层资料,绘制了横穿八宝山断裂带北段的地质剖面图,对八宝山断裂带的深部构造特点进行了探讨,并对几个地热钻孔的地层进行了横向对比。研究结果显示:剖面中存在众多倾角不同、规模不一且相互错断的逆断层,反映出八宝山断裂受逆冲作用非常强烈,同时具有多期性;剖面中存在两条较大的断层,一条是八宝山断裂带的主断层,另一条是雾迷山组小断块被顶托至上部后所形成的次断层,在八宝山一带,次断层的上盘被推覆至主断层线之上将其掩盖,地表仅显示一条断层,即平常所说的八宝山断层,由此可见这并非八宝山断裂带的主断层,在研究及监测中应注意加以区分。此外,根据钻孔地层厚度资料估算,本段主断层倾角约为40°,最大切割深度约为5 000 m。根据地层切割与沉积关系,认为八宝山断裂带最终形成于中生代晚期。