三维图像建模在古地震探槽研究中的应用

探槽揭露的地质构造信息十分珍贵,是正确认识断层活动性和古地震信息的关键资料,但是探槽本身无法长久妥善保存,因此完整精确地记录探槽揭露的地质构造信息一直受到人们的重视。传统的探槽记录方法主要有素描和照片拼接2种,但前者缺乏色彩信息且包含过多主观解释内容;后者在照片几何拼接过程中会出现接边、畸变等问题。文中以甘肃省天桥沟-黄羊川断裂的柳条河探槽为例,介绍1种完整记录探槽高精度的三维地质构造信息的技术方法和工作流程。该方法基于三维图像建模和正射镶嵌技术,首先在野外对清理好的探槽建立控制点或比例尺,用数码相机采集探槽所有剖面及周边微地貌照片,然后在室内用图像建模软件进行探槽的三维图像建模,最后生成探槽的三维图像模型及其剖面的正射镶嵌图。结果表明:探槽的三维图像建模既可以实现高分辨率正射照片镶嵌的自动化,又可以高效、低成本地获得高精度的探槽三维图像模型,不仅有利于探槽信息的存储,更可以直观地获取更多地质构造三维信息。

大青山山前断裂土右旗西段莲花山探槽揭露的古地震事件及年龄

大青山山前断裂位于河套盆地北缘,晚第四纪以来活动强烈,前人对该段古地震特征做过较多研究,但是因测年技术手段限制,以及在同一断层剖面拥有较多能有效约束古地震事件的测年数据较少、且能揭露出较多古地震事件的剖面偏少。本文通过对大青山山前断裂土右旗西段莲花山东侧古地震探槽的开挖,利用光释光年代学数据对古地震事件进行有效约束,并结合前人在该段探槽的年代数据,运用断层逐次限定法综合分析,得出土右旗西段断裂距今约11 500年发生了5次古地震事件,平均复发间隔2 260年。该段断裂5次古地震事件由新到老分别为:1.28~1.42 ka、3.41~3.60 ka、4.08~5.01 ka、8.26~9.32 ka和10.70~11.30 ka。最新一次活动事件应该为公元849年地震。同时,探槽揭露该段断层呈正断层性质,倾角在∠58°~∠77°之间。根据经验公式,包头段、土右旗西段和土左旗西段的潜在发震能力分别在M_W6.8~7.1、M_W6.8~7.1和M_W7.1~7.2左右。本文经验公式得出的震级偏小,可能存在级联破裂,后期需进一步结合其他手段对大青山山前断裂西段的危险性进行综合评价。

探槽古地震事件识别标志及其定量化——以活动走滑断裂为例

探槽古地震事件的识别取决于对沉积地层中封存的构造变形和沉积响应的解译。基于国内外88篇走滑断裂古地震研究论文,系统总结分析了古地震事件的多种识别标志,主要包括地层的垂向错断、断层向上逐渐尖灭、生长地层、裂缝充填、角度不整合、砂土液化、崩积楔、褶皱等。这些识别标志的质量和数量是判别古地震事件的关键。综合分析认为,地震成因识别标志与非构造成因及蠕滑产生的变形不同,而不同识别标志对地震层位的限定有证据强弱之分。在充分考虑地域和人为因素的影响下,根据识别标志的强弱,对探槽揭露事件的地层证据进行半定量化分析,这在实际工作中不仅可以最大限度地降低误判地震事件的可能性,排除非地震成因变形的影响,也能更客观地反映地震事件的可信度。

大凉山断裂带中段普雄断裂晚第四纪古地震

大凉山断裂带是中国大陆大型强震断裂带鲜水河-小江断裂系的重要组成部分,其中段的普雄断裂是断裂带中最长的1条次级断裂。该次级断裂的古地震活动情况对评价该区域地震活动水平和建立地震灾害预防措施具有重要意义。近年开展的活动断层填图和古地震探槽研究表明普雄断裂是1条晚更新世以来活动强烈的略向W倾的高角度左旋走滑断层。沿断裂开挖的2个探槽分别揭露了2次和3次古地震事件,分别发生在8206 BC—1172 AD、1084—1549 AD和17434—7557BC、1577—959 BC、927—1360 AD。结合探槽古地震结果和历史地震记载,进行建模分析得到断裂的离逝时间约为0.7ka,与距今倒数第2次事件的时间间隔约为2.3ka。同时,根据震级与地表破裂长度的经验公式估算古地震事件震级在7级以上。