2020年7月12日河北唐山5.1级地震发震断层判定及其区域构造意义

2020年唐山古冶5.1级地震是唐山地区继1995年古冶M5.0地震以后时隔20多年发生的又一次超过5级的地震,但有关此次地震的发震断层尚无准确判定,这增加了唐山地区未来地震危险区域的判断难度。文中基于唐山地区的构造活动特征分析,结合震后应急科学考察、野外地质地貌调查、区域形变场数据、震源参数和小地震重定位等资料,综合分析得出唐山古冶地震的地表宏观震害呈NE向和NW向十字交叉形态,震害和应力集中区域内只有NW向的抹轴峪断裂为一条中更新世断层,NE向的唐山-古冶断裂是区域最重要的全新世活动断层,且2条共轭断层的性质与唐山古冶地震的震源参数和地震序列重定位结果具有很好的一致性。由于唐山断裂带呈右旋走滑运动且区域主压应力方向为NE—NEE,唐山-古冶断裂在向E扩展过程中受到青龙山复背斜的阻挡,深部资料显示青龙山复背斜是区域物性差异的分界部位,因此综合判定唐山-古冶断裂和抹轴峪断裂为唐山古冶地震的共轭发震断层。唐山古冶地震是华北平原一次典型的中等强度走滑型地震。晚更新世晚期以来,华北平原内的地震以走滑型为主,这是华北克拉通对来自青藏高原向E扩展的远程效应和太平洋、菲律宾板块向W俯冲共同作用下的应变响应。

长江中下游及邻区地震各向异性对区域构造演化的启示

大别山东缘和长江中下游地区是我国东部构造格局最复杂的地区之一.为深入理解和认识该区的构造演化过程和壳幔变形特征,本文利用NW-SE向跨越长江中下游地区的密集宽频带流动地震台站数据,开展了远震接收函数Pms各向异性研究,并结合已有研究进一步分析了该区地壳与上地幔各向异性特征及其产生机制.结果表明:长江中下游及邻区地壳各向异性呈明显的横向分区性,华北克拉通东南部以近NWW向为主,而长江中下游和华南东北部以NE向为主.在垂向上,该区地壳与上地幔各向异性方向也存在明显差异,Pms各向异性快波方向与XKS(PKS,SKS,SKKS)快波偏振方向整体上存在30°~60°左右差异,形成了该区壳幔各向异性的“立交桥”式分层结构.本研究认为印支期和燕山期的区域构造演化差异以及华北与华南块体的流变学强度不同是造成该区壳幔各向异性“立交桥”式分层结构的重要因素.华北地区Pms各向异性特征反映了华南与华北块体在印支期陆陆碰撞所形成的中下地壳变形痕迹,华南东北部地区的Pms各向异性则主要受控于燕山期古太平洋板块俯冲造成的陆内挤压作用.燕山期古太平洋板块的北西向俯冲作用不仅导致了软流圈物质沿NW或近W向流动和橄榄岩矿物晶体的定向排列,也在地壳和岩石圈尺度产生了陆内挤压作用并最终导致了目前观测到的中下地壳变形和各向异性特征.

区域地质构造对高海拔山地风电场建设的影响

针对甘肃岷县高海拔山区某风电场地质构造稳定性较差,且近场址区有活断层存在,地震活动较为频繁,地质构造作用引起的地质灾害、造成的基岩差异性风化、裂隙较为发育等工程地质问题,为确保风电场建设质量及风电机组的运行安全性,在勘察阶段查明这些问题,对风电场建设过程中的选址、基础选型、地基处理等做到有的放矢,设计合理、处理方案得当,以减少由于设计变更造成的时间及施工成本上的浪费,做到经济适用。

华北中北部晚太古代高压麻粒岩的地质产状及其出露的区域构造背景

晋北－冀西北高级变质的灰色片麻岩－花岗质片麻岩杂岩基底内广泛发育晚太古代高压麻粒岩构造透镜体或岩片，几个典型地段的构造填图研究表明，高压麻粒岩主要出露于龙泉关－桑干构造带的东北段，即冀北陆缘活动带与恒山－五台绿岩带之间的高级变质基底内。高压麻粒岩形成与出露的过程中，主要经历４期构造变形：Ｄ１低角度逆掩剪切变形；Ｄ２ＮＷ向伸展作用；Ｄ３区域规模的ＮＮＥ－ＮＥ向褶皱；Ｄ４大规模右旋走滑剪切变形。以上变形明显受区域构造所控制，先后涉及鄂尔多斯和阜平陆块晚太古代构造拼合，太古代末五台裂谷的张开及闭合，以及早元古代冀北陆缘活动带向南俯冲造成的掀斜作用。

青藏高原区域构造格局及其多岛弧盆系的空间配置

笔者在长期从事青藏高原地质工作和综合大量实际资料的基础上 ,提出了特提斯的演化与三大陆块群相互裂变 聚变作用过程密切相关 ,特提斯洋从萌生、扩展、萎缩、消亡到汇聚造山的整个演化过程 ,受控于全球洋 陆时空结构的转换 ;阐述了全球洋 陆构造体制的转换论、多岛弧盆系统论、造山作用过程论 ,并依此“三论”对青藏高原及周边地区的大地构造单元进行了划分 ,概要阐述了各个构造单元的基本特征。

东昆仑印支期区域构造背景的花岗岩记录

研究表明:东昆仑未见早三叠世花岗岩出露;中三叠世花岗岩仅见于昆中区;晚三叠世花岗岩在昆北区、昆中区和昆南区广为分布。昆中区花岗岩(I型)形成于昆南板片向北俯冲的碰撞造山阶段;其S型、A型花岗岩的产出,是陆内俯冲作用的结果。昆北区出露的I型、S型、A型花岗岩,形成于昆中板片,在晚三叠世沿昆中断裂发生的陆内俯冲。A型花岗岩的产出表明进入造山后阶段。因此,早、中三叠世昆南板片沿昆南缝合带向北造山俯冲,晚三叠世沿昆南断裂和昆中断裂均发生了陆内俯冲过程。昆南缝合带是两个陆壳的俯冲带。

基于岩体塑性位错理论的龙门山区域构造系统演化过程

青藏高原对四川盆地的挤压作用导致了龙门山断裂带的形成及其山脉的隆起。本文以龙门山附近区域板块运动以及深部岩体力学特性为背景,采用FLAC3D软件模拟再现了时间跨度为700万年的龙门山区域构造系统演化过程。研究结果表明:在板块运动作用下,F1、F2和F3断层依次形成,贯通的断层对地表的抬升具有较强的控制作用,当断层贯通于地表后,龙门山及其以西的川西高原持续隆起,平均抬升速率约为1.38mm/yr,而龙门山断裂带以东的川西坳陷只有较小的抬升量,从而导致川西高原抬升8996 m,致使该区域产生6000m左右的落差,模拟的地形特征与目前的龙门山地形地貌基本相似。依据模拟结果与实测资料,绘制了龙门山断裂带形成及其附近区域地形地貌的演化过程图,呈现了板块挤压、断层塑性位错、地表侵蚀和沉积作用等因素共同作用对地形地貌的塑造过程。

中国东部海区及邻域区域构造图的编制方法及地质构造单元划分

我国东部海区及邻域1∶1 000 000地质地球物理系列图将于2008年底出版,区域构造图是其中的主要专业图件之一。讨论了该专业图件的编图方法、地质构造单元的划分方法和主要地质构造单元。首次对黄海东海区进行了全面剥皮编图,剥去了Q+N2地层。对于沉积盆地用等厚度线表示出了新生界的厚度。地质构造单元划分方法是以板块构造理论为指导并以现今的构造特征为主要划分依据。板块内构造单元的划分是在总结国内外多种构造单元划分方法的基础上进行了修改完善,完成了对我国东部海区及邻域的地质构造单元的划分。区内一级构造单元为板块(太平洋板块、欧亚板块和菲律宾海板块),二级构造单元为构造域(东亚大陆构造域、东亚大陆边缘构造域和西太平洋构造域)。西太平洋构造域主要包括太平洋板块的西部及菲律宾海板块。欧亚板块在该区的部分可分为东亚大陆边缘构造域和东亚大陆构造域。东亚大陆边缘构造域由日本琉球岛弧、冲绳海槽弧后盆地、日本海弧后盆地等次级构造单元构成。东亚大陆构造域在该区内由中朝地块、扬子地块、华南地块等次级构造单元构成。各地块又可划分出盆地、隆褶带、隆起区等多个次一级地质构造单元。最低一级的地质构造单元为凸起和凹陷。

辽西北票(金—羊)盆地中生代砂岩碎屑组分对区域构造演化的响应

根据北票 (金—羊 )盆地中生界砂岩碎屑组分分析 ,综合区域构造演化背景、盆地沉积充填序列及砾岩特征 ,对盆地中生代物源及构造演化进行了示踪 :晚三叠世为盆地构造活化的起始阶段 ,盆地物源应主要来自周缘隆升蚀源区的前中生代碎屑沉积物 ;早侏罗世辽西地区发生了明显的差异升降 ,北票 (金—羊 )盆地相对伸展陷落 ,盆地范围有所扩大 ;晚侏罗世北西—南东向逆冲推覆作用成为盆地的主要控制因素 ,北票 (金—羊 )盆地具有明显前陆盆地特征 ,盆地西缘太古代变质岩系出露剥蚀而成为盆地的主要物源之一 ;早白垩世辽西地区发生构造反转 ,北票 (金—羊 )盆地相对萎缩。Dickinson模型并不完全适用于辽西地区。

亚洲季风系统的起源和发展及其与两极冰盖和区域构造运动的时代耦合性

本文基于对我国新生代环境记录的分析，揭示出在早第三纪，气候带大致呈行星风系控制下的东西走向格局。东南部地区在渐新世开始湿润化，显示了东南季风的雏形，可称为雏形季风阶段。中新世中期东南和西南部显著湿润化，标志着东南和西南季风的形成，可称为成形季风阶段。中新世末和上新世形成的“红粘土”的风尘特性是冬季风和中国北方与中亚干旱化的重要标志。第四纪以来中国环境发生的重要转变表现为季风强度的变化与气候波动周期的改变。上述重大环境事件在时代上分别与两极冰盖的起源和演化以及东亚构造运动有较好的吻合性。我们认为，这种季风一冰盖一构造的耦合关系可能是通过不同机制共同作用的结果。

苏北南黄海盆地区域构造特征分析

利用地球物理、地质、钻孔等资料，以苏北－南黄海盆地作为主体，从莫霍面形态、古侵蚀面形态、断裂展布、火成岩发育特征等资料，解剖区域构造，对于油气勘探、天然地震的研究，具有一定的指导意义。

南水北调西线工程区域构造稳定性遥感初步评价

根据断裂构造和环形构造的解译标志和野外考察的结果,在南水北调西线工程区内确定了近200条断裂构造和26个规模和成因不尽相同的环形构造。断裂构造分别沿NW,NE,近SN和近EW向分布,NW向断裂为区域性的断裂构造,控制工程区内地貌、水系等的发育。有22条断裂构造影像特征比较清晰,规模相对较大,而其中有8条NW向区域或主干断裂对工程区输水线路和相关坝址的稳定性影响更加突出一些。但综合分析的结果表明,全新世活动的断裂构造并没有穿越输水线路;而穿过了输水线路的区域性大断裂自晚更新世晚期以来就基本停止活动,区域地质构造分析也说明工程区处于一个相对安全岛内。环形构造多为岩浆热液作用的产物,它们的存在对于工程稳定性起到积极的作用,是改善和提高工程稳定性的一种因素。

青藏高原叶城-狮泉河路线地质特征及区域构造演化

叶城-狮泉河地质路线位于青藏高原西部,全长1056km,它穿过了西昆仑山和喀喇昆仑山东端。中法两国科学家于1989年7月—8月联合考察了这条路线,根据蛇绿岩、古生物、沉积相、岩浆活动、构造变形及变质作用,将路线经过地段,自北而南分为5个地体及四条蛇绿岩缝合带,这些地体时代自北而南有逐渐变新的趋势。

小江断裂带中段盆地的发育阶段及其与区域构造运动的关系

小江断裂带中段新生代发育的系列盆地，根据其发育阶段可分为始新世—渐新世、上新世—早更新世、中更新世—晚更新世和晚更新世—全新世４个阶段，并根据发育持续性可分为继承性、阶段性、复活性、新生性４种类型。由大比例尺填图所获资料及前人成果，介绍了各阶段盆地的分布特征和成因机制，讨论了盆地发育与区域构造运动、断裂活动的关系。

冲击地压与区域构造应力环境相关性及其应变响应特征

为探明灾源体及其与周边相关区域构造应力环境之间的协同机制和作用机理,在华亭矿区建立了针对冲击地压监测的钻孔应变观测系统,并观测到了矿区内较大规模冲击事件和若干次天然地震的应变响应。实测表明,构造型冲击地压孕育及诱发过程所涉及的地层尺度要远大于传统的采场和采动影响范围;冲击地压引发的钻孔应变同震响应呈"阶跃"和"振荡"2种模式,冲击规模、观测点与震源的距离不同,响应模式也不同;灾源体与相关区域地层之间存在着"链式"相关机制;对天然地震的观测结果与之类似;初步验证了通过开采扰动的区域应力或应变效应观测来探索冲击地压孕育机理的可行性。

郯庐断裂带(安徽段)及邻区的动力学分析与区域构造演化

依据区域构造层次划分,采用构造筛分法,层层深入,层层筛分,确定发生于各个不同时代地层/岩层内的断裂活动的同期及叠加的应力场特征。综合所有的同期应力场特征及辅以叠加的应力场特征来验证,从而确定了一个连续的、完整的断裂活动的应力场演化序列;结合区域构造变形特征分析,阐明郯庐断裂带(安徽段)的构造演化。应力场分析显示:晚三叠-早侏罗世应力场为北北西—南南东或近南北向挤压,属古特提斯构造域,断裂发生同造山走滑;早白垩世早期,应力场为北西—南东向挤压,断裂发生左行走滑运动,中国东部处于西环太平洋构造域;早白垩世晚期—古新世(始新世),区域发生北西—南东向伸展作用,断裂处于伸展断陷作用阶段;新生代,受区域上近东西向的挤压作用影响,断裂发生挤压逆冲兼右行走滑作用。

塔里木盆地西北缘晚新生代印干断层的运动学特征及其区域构造意义

塔里木盆地西北缘NW走向的印干断层为逆冲断层,断层带指向构造证据表明印干断层的逆冲方向为NE向,与柯坪冲断系SE向推覆明显不同。地层学、断层切割关系等证据显示印干断层形成早于更新世活动的柯坪冲断系,活动期主要在上新世至早更新世。研究结果表明,柯坪塔格地区晚新生代发育两期方向不同的逆冲推覆构造,印干断层是上新世帕米尔构造结前陆冲断带的前缘冲断层,而柯坪冲断系是更新世以来南天山向塔里木盆地方向的前陆冲断带。

中国西北地区沉积盆地发育的区域构造格局与演化

中国西北地区是不同地质时期多个全球性大地构造单元的组成部分,具有南北分带、东西分区的构造特征,经历了中、新元古代—古生代期间地壳增生、洋-陆转换、板块开-合旋回、晚二叠世以来盆地的叠加改造和新生代印度与欧亚板块碰撞远源效应等长期演化过程,具有明显的阶段性。研究表明,现今盆地多位于具有一定规模的经过前震旦系不断增生作用所形成的陆块基底之上,塔里木盆地塔中、塔北、塔东北地区基底可能以古元古界为主,而巴楚地区则以晋宁期的变质基底为主。准噶尔盆地前震旦纪存在多个独立发育的块体,古生代总体具有多岛洋的性质。柴达木盆地、河西走廊及邻区的诸多中小型盆地的基底主要为中元古代形成。敦煌盆地、北山地区众多中小型盆地坐落在中小地块或者古生代活动陆缘的岛弧之上。西北地区早古生代经历了一个完整的板块开-合旋回,但不同地区有不同表现方式。北疆地区至少存在寒武纪—早奥陶世、志留纪和泥盆纪3个主要时期的蛇绿岩,反映了在早、晚古生代各存在一定规模的洋盆。在不同带的早古生代洋盆具有不同的闭合时间。塔里木盆地周缘南天山洋、西昆仑洋及阿尔金、祁连、东昆仑、北山地区早古生代洋盆的发育时间为寒武纪早期,经过了中、晚寒武世到早奥陶世早期洋盆的扩张,早奥陶世晚期构造应力场转为挤压体制。志留纪中晚期至早泥盆世,西北地区存在全区性的板块拼合与碰撞以及不同程度的变形变质过程。西北地区晚古生代又经历了一个完整的板块开-合旋回,天山全区、准噶尔南部、东西两侧分别进入碰撞后新的大规模的伸展阶段,均形成了有限洋盆,其时代略有差别,上、下石炭统之间可能存在构造转换。塔西南地区早石炭世伸展作用形成了晚古生代的西昆仑洋和陆缘裂陷盆地,中二叠世康西瓦—苏巴什洋盆向北侧俯冲消减,发生于中、晚二叠世之间的海西晚期构造运动是西北地区具有重大变革意义的一次构造运动。晚二叠世—新生代是西部地区构造格局大的调整与定型时期,在总体表现为多板块拼合后的宏观背景下,经历了多期幕式挤压与伸展交替的构造演化过程,并不是以往所简单认为的各种前陆盆地的组合,晚期均受到了青藏高原快速隆升所导致的远源碰撞作用的强烈改造。构造格局的差异性和演化的阶段性使西北不同地区、不同时期盆地发育和叠加组合方式差异很大,油气地质条件的明显不同,油气资源丰度差别很大。

考虑区域构造特征的地壳形变分析拟合推估模型

将拟合推估方法应用于地壳形变分析不仅能获得变形趋势的最优估计,而且能较可靠地推估非观测点上的形变。针对研究区域若存在小断层或隐伏断层,则拟合推估法不能给出合理结果的情况,提出建立基于区域构造特征的形变分析拟合推估模型,即通过地质资料对可能存在断层的区域进行概略划分,对分布在断层附近的点建立各区域形变参数置信区间,通过检验判断相应点的归属;然后在差异运动边界已确定的各个区域分别建立拟合推估模型,计算区域形变场。针对区域内可能存在的明显的局部变形或观测异常的测站,提出用高崩溃污染率抗差估计法进行控制,以确保所建立形变分析模型能可靠描述研究区域的形变趋势。最后分别以模拟算例和实测算例验证该方法的有效性。

2021年青海玛多M 7.4地震发震断裂的典型同震地表变形与晚第四纪断错累积及其区域构造意义

发震断裂的最新一次地震同震变形和晚更新世以来的变形历史是约束发震断裂强震变形行为的基础数据,是认识发震断层上地表破裂型地震的复发特征、评估地震危险性的关键数据,对深刻理解发震断裂演化历史和区域构造空间演化与动力学具有重要意义.2021年玛多M 7.4地震为青藏高原内巴颜喀拉块体活动构造及其强震研究提供了一个机会.本文利用大疆M300RTK无人机搭配P1相机对5个典型观测点进行厘米级分辨率和精度的航空摄影测量和野外调查,详细定量解析了典型破裂特征,通过地貌填图和变形地貌测量分析了晚第四纪以来断错地貌记录的位移累积特征.根据破裂组合特征、同震变形量变化和几何结构,2021年玛多M 7.4地震发震断裂江错断裂同震破裂分为朗玛加合日段、野马滩段、拉木草—东湖段和朗玛哦尔—昌麻河段,整个地震事件是一次跨越四个断裂段的级联破裂过程.朗玛加合日段以左旋走滑变形位移为主兼具正断倾滑,倾滑量可达0.61±0.03 m.野马滩段以左旋走滑变形为主兼具逆断倾滑,在野马滩西观测点倾滑量可达0.31±0.04 m,左旋走滑量达到2.83±0.13 m,江错西观测点仍然有1.97±0.08 m的左旋水平位移.朗玛哦尔—昌麻河段在朗玛哦尔附近左旋水平位移达到3.55±0.24 m,而在昌麻河河谷和阶地上仍然存在0.5~1.2 m的左旋位移.在本次地震地表破裂西段三个观测点都观察到江错断裂的晚更新世或全新世地表累积变形,并且可能控制了黄河乡以西晚更新世以来盆山边界.根据野马滩西观测点的累积位移和地貌年代估计,地震复发周期2100~2500年,左旋走滑速率1.1~1.3 mm·a^(-1).在黄河乡与格波隆格恰阶区以东观测点只记录了本次玛多地震地表破裂变形.江错断裂在2021年玛多地震同震破裂变形可能产生了一次向东的最新扩展,从格波隆格恰扩展到昌麻河以东.综合地表断裂组合、深部结构特征、构造动力学条件,我们认为以东昆仑断裂带阿尼玛卿挤压阶区到玉树—甘孜—鲜水河断裂带甘孜拉分阶区一线为界可以将巴颜喀拉块体划分为两个次级的块体.两个次级块体的边界带可能存在2 mm·a^(-1)的挤压变形,但可能仍然处于巴颜喀拉块体改造破坏的早期阶段,其动力学机制和深部构造值得进一步探讨.2021年玛多地震地表破裂显示,江错断裂向东已经切割了前人所标识的玛多—甘德断裂.巴颜喀拉块体西部次级块体内发育近平行的西藏大沟—昌麻河断裂、玛多断裂、甘德南断裂、达日断裂以及昆仑山口—江错断裂等,这些断裂仍然需要进一步的定量化运动学和古地震学研究来评估地震危险性.