走滑断层几何结构复杂区对地震破裂传播影响的研究回顾

活动走滑断裂带上强震频发,对几何结构复杂区及其导致的分段破裂模式开展研究对于评估区域潜在地震的最大震级具有重要意义。文中从野外地质调查和数值模型研究2个方面入手,对走滑断层上地震破裂行为中的几何结构、断层分段和级联破裂等相关研究进行回顾总结。野外地质调查发现,走滑断裂带上广泛存在的断层几何结构复杂区可能会终止地震破裂的传播。前人基于地表破裂带野外调查,给出了走滑断裂带上几何结构复杂区对地震破裂方式的影响,以及这种影响程度的统计分析结果。另一方面,与断层动态破裂过程相关的数值模拟研究,不仅从动力学角度展示了断层几何结构复杂区对断层动态破裂传播的控制作用,还表明初始应力、岩石介质性质等其他因素也影响了断层动态破裂的传播。在研究程度较高的中国地震科学实验场区,基于断层探测、地球物理场密集观测和高性能计算的3D动力学模拟有望进一步深化对区域复杂断层系统中破裂行为的认识,并为判定区域最大潜在震级提供帮助。

营口-潍坊断裂带对辽东湾坳陷东部凸起的形成及构造分段的控制作用--来自物理模拟实验和断层几何学特征的证据

辽东湾坳陷是渤海湾盆地的重要组成部分,其发育受营口—潍坊断裂带控制。其东支的两条分支断层大体沿其次级构造单元辽东湾东部凸起的两侧延伸。本文应用大量地震测线的构造几何学特征分析,结合构造物理模拟试验,认为辽东湾坳陷东部凸起是在先期存在的低凸起的基础上,在渐新世东营组沉积期因营口—潍坊断裂带的右行走滑形成的。以Lz205测线和Lz185测线之间为界可分为类似的两段,各自经历了一个自南而北的右旋走滑伸展—剪切走滑—右旋走滑挤压的变化过程。这种变化由北东向的基底断裂与由之派生的新生代内的北北东内断裂间的关系造成,在两者的交汇点(如Lz151)或走向发生转折处(如Lz255)右旋走滑作用发生变换,其南侧拉张下沉,正断层发育,表现为右旋走滑伸展,北侧则挤压隆升,表现为右旋走滑挤压。南、北两侧相反的力学性质是走滑活动派生的局部差异应力场造成的。构造物理模拟试验证实了右旋走滑伸展—剪切走滑—右旋走滑挤压的变化过程。

两郧断裂郧阳盆地段几何特征与活动性研究

通过野外地质调查和光释光测年,分析了两郧断裂郧阳盆地段的几何结构和第四纪活动性。研究表明,两郧断裂几何结构在盆地边缘和盆地内部存在很大不同,在盆地边缘主要呈左旋逆倾滑特征,发育宽大的破碎带,而在盆地内部呈正倾滑特征,断层错断了中更新统,断距最大为20cm,甚至影响了上更新统;断层上断点沉积物光释光年龄为134.99±15.52ka和160.95±16.88ka,显示其在晚更新世早期有过明显的活动。

阜康断裂带西段几何学分析及构造建模

阜康断裂带西段经历多期构造运动,发育复杂的断裂系统,使断裂的识别和构造建模较为困难。以断层相关褶皱理论为基础,分3步建立其三维构造模型:利用地质、测井和地震资料,对山前褶皱带中地震剖面空白带进行地层及地层倾角标定;对标定的地震剖面进行等倾角区划分和轴面分析,对全区骨架剖面进行几何学分析,以确定构造模式;进行二维、三维联合地震解释,将解释数据利用EarthVision软件建立全区的三维立体模型。研究结果表明,该区平面上发育东西向或近东西向展布的断裂系统,纵向上有2套构造层,其中阜康断裂与甘河子断裂之间的掩伏构造和岩性圈闭是油气勘探的有利区域。

天桥沟—黄羊川活动断裂带的几何学和运动学特征

依据１ ：５０ ０００ 地质填图资料，对天桥沟—黄羊川活动断裂带晚更新世以来的几何学和运动学特征进行了详细的论述．认为该断裂带可分为逆走滑（ 左旋） 的天桥沟断裂段和正走滑（ 左旋） 的黄羊川断裂段，其主要活动时期是晚更新世，滑动速率为４ ～５ ｍ ｍ／ａ ．全新世早期，该断裂带活动强度逐渐减弱，其最后一次活动的时间为距今０ ．７５９ ×１０４ ～１ ．０２ ×１０４

碱泉子—洛包泉活动断裂带几何学特征及分段研究

碱泉子—洛包泉活动断裂带总体走向北东东 ,平面上由 7条呈左阶斜列状排列的活动断裂组成。断裂带自晚更新世晚期以来一直在活动 ,184 2年与 1914年发生了 2次 7.5级地震 ,并沿断裂带形成地震破裂带。对断裂带的新活动特征及断裂活动与地震活动关系的研究表明 ,碱泉子—洛包泉活动断裂带自晚更新世晚期以来约发生过 10次显著活动 ,其中大多数活动与

泰国北部梅江断裂的几何结构及其新活动的地貌标志

根据对泰国北部梅江断裂实地考察结果的分析 ,认为该断裂在几何结构上为一条由多条断层组成的复杂的断裂带 ,且反映断裂第四纪以来新活动的地貌标志突出。

皇城-双塔断裂带的几何分段及运动学特征

在室内航、卫片解释及野外1:5万大比例尺活断层地质填图等专项研究的基础上,论证了1927年古浪8级大震主发震断裂皇城-双塔断裂带的几何分段及运动学特征。依据断层的几何特征,活动时期、活动强度可将该断裂带分为3段,分别为皇城盆地段(西段)、上寺段(中段)和冬青顶段(东段)。其中东段是古浪地震的发震段,与西段和中段相比,它具有活动时代新、活动强度大等特点,属全新世活动段。1927年古浪地震的发生与其特定的构造环境密切相关。

断层逸出气测量在活动断裂研究中的应用

从断层逸出气测量应用于活动断裂研究的工作原理、研究方法及技术思路入手,对沂沭断裂带、海原8.5级地震断裂、鲜水河断裂带和山东平原地区活动断裂等的断层逸出气进行系统地分析、对比和研究,探讨了断层逸出气与断层活动性和贯通性之间的关系,及其在断层几何学研究和平原地区活断层探测中的应用等问题。结果表明:断层逸出气Rn,Hg的含量和变化梯度可以作为评价断层活动性和贯通性的参考指标,断层逸出气测量为断层几何学和运动学研究提供了一种快捷方便的探测方法,是确定隐伏断层具体位置的有效手段之一。

龙门山断裂带断层围陷波探测

2008年5月12日在四川省汶川地区发生了8级特大地震，断裂长度达300km，地震中最大错位10m以上，造成震区地面建筑大面积倒塌和大量人员伤亡，并诱发了严重的地质灾害，毁坏了公路、桥梁等交通系统和通讯设施。由于地震的发生和破坏程度与地壳内部断裂构造的形态和分布之间有着密切的关系，因此，尽快确定龙门山断裂带目前的状况。探明各分支断层的位置和几何形态，

利用断层围陷波资料研究龙门山断裂带分段特征

断层围陷波(Fault zone trapped waves)又称为断层通道波、断层导波、槽波,是波在断层的两个边界内侧多次反射并相干迭加而形成的。围陷波既然是由断层带内低速介质和高速围岩之间的相干多次反射波构成的,那么其振幅和频率就强烈地依赖于断层带内介质的物理性质和断层的几何形态。所以观测、分析和模拟断层围陷波能够确定断层的深部细节。2008年5月12日在四川汶川发生了8级大地震,随后强余震不断,并且2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震,因此,该地区一直是地震预测的重点关注区。

安丘-莒县断裂新沂段的几何结构特征

郯庐断裂带是中国东部活动性最强的断裂带,第四纪以来主要沿安丘-莒县断裂活动。前人针对安丘-莒县断裂的活动时代、古地震事件及几何结构进行了大量研究,但多集中于断裂出露区,对断裂隐伏区的研究相对较少。文中利用野外地质调查、浅层地震勘探、钻孔联合地质剖面及古地震探槽等深、浅、表立体式多层次研究方法,重点开展安丘-莒县断裂新沂段的几何结构特征研究,分析其平面几何展布特征和深、浅、表构造关系,填补安丘-莒县断裂新沂段隐伏区活动特征的研究空白。结果表明,安丘-莒县断裂新沂段自北向南可分为北马陵山—官庄段、官庄—唐店段和唐店—新店段3段;中段以双支的走滑兼正断活动为主,向南、北两端转变为单支的走滑兼逆冲;基岩顶垂直位移在中部最大,约为230m,向两侧逐渐变小,表现为螺旋状的枢纽运动。安丘-莒县断裂新沂段的深、浅表呈现成因相同和几何结构协调的变形特征,在深部表现为单支,切穿白垩纪地层向上延伸,在浅表层沿基岩山与第四系软土层接触面向上破裂,在南马陵山和北马陵山处表现为单支,多处破裂至地表。在断裂中部的拉分盆地内,第四系厚度>300m。安丘-莒县断裂向上部破裂时分为东、西2支,呈隐伏状,以“Y”字形相对而立,构成了安丘-莒县断裂的东、西边界,最新活动沿断裂的西支发生。安丘-莒县断裂的西支为全新世活动断层,向南马陵山、北马陵山基岩山体延伸时上断点埋深逐渐变浅,直至出露。

天山北麓库松木契克山山前断裂东段断层陡坎研究

北天山逆断裂-褶皱带位于天山北麓与准噶尔盆地的交界处,其中库松木契克山山前断裂位于精河县城南部,是北天山西部山前一条重要的逆冲活动断裂带。断裂带东段附近近十年来至少发生过3次5.0级以上地震,详细研究其几何展布、构造地貌特征有助于理解天山地区晚第四纪以来的构造变形特征以及区域应变分配模式。文中利用高分辨遥感Google Earth影像解译、无人机航测和差分GPS地形剖面测量,并结合野外地质调查等手段进行了探察。所得结果显示,库松木契克山山前断裂东段由南、北2支次级逆断裂构成。其中,南支新龙口断层由5条雁列展布的次级断层组成,总体走向NW,倾向S,倾角陡立,全长约48km,断层断错山前2期冲洪积扇和5级河流阶地,T1、T2阶地和fan3的活动时代最新,断层陡坎高3.6~4.7m,为断层同期活动的产物,T3和T4阶地垂直位移量分别为13.5m和20.3m,T5阶地的垂直位移与阶地周边fan2洪积扇基本一致,约为30m。冲洪积扇fan1上断层通过的部位无构造变形,地表保留了原始地貌形态;北支水文站断层断续分布,总体走向近EW,全长约44km,断错多期冲洪积扇,在fan3冲洪积扇北缘发育2条近平行的正向陡坎,其他断层则切穿洪积扇及表面的冲沟,在地表形成陡立的反向陡坎。顺坡向陡坎高度累加的最大垂直位移量达17.2m,最小垂直位移量为0.3m,陡坎高度主要集中于4.7~9.9m。反向断层陡坎的最大垂直位移量为7.8~9.8m,最小陡坎高度为2.4~3.1m,陡坎高度主要集中于3.3~9.2m,在2组断层之间零星发育多条次级断层,陡坎高0.5~1.0m不等。就陡坎高度分布而言,其垂直位移有自西向东逐渐降低的分布规律。这些结果有助于进一步理解北天山西部地区的应变分配模式。

乌泊尔断裂带构造几何学与运动学

乌泊尔断裂带位于帕米尔构造结东北缘，作为揭示青藏高原形成与演化历史的关键地区之一，为碰撞造山作用提供了详细信息，因此厘清乌泊尔断裂带关键构造的形成演化具有重要意义。为研究该断裂带的几何学与运动学特征，本文利用钻测井资料、二维地震反射资料、DEM高程资料以及喀什地区1：100000地质图，以断层相关褶皱理论为指导，对乌泊尔断裂带进行精细构造解析。研究认为，乌泊尔断裂沿走向至少可分为东、西两段，西段构造变形强烈，而东段较弱，构造样式沿断裂走向上有较大差异；垂直于构造走向上可划分出两个等倾角区；乌泊尔地区的变形最早于中新世早期开始，自上新世以来构造变形强烈，乌泊尔断裂在该区域的活动起始于第四纪，具有幕式活动的特点；通过断层相关褶皱分析得到，自中新世至上新世，断裂东段的构造缩短量至少为9．47km，第四纪以来的构造缩短量至少为11．65km。第四系生长地层的内部结构受控于基底叠瓦构造和乌泊尔断裂，明确深浅构造的关系能较好得限定研究区关键构造的形成演化过程，可作为复杂构造解析的有效方法。

塔里木盆地中部走滑断裂系统分布格局及其成因

塔里木盆地中部(以下简称台盆区)奥陶系碳酸盐岩走滑断裂发育,控储控藏作用明显,但对于走滑断裂的成因机制尚不明晰,制约了该区油气勘探开发的进程。为此,基于三维地震解释成果,结合前人的研究成果及认识,描述了台盆区走滑断裂的总体展布格局,分析了走滑断裂的几何学特征和形成时期,并结合先存构造背景和区域构造应力场探讨了走滑断裂的形成机制,预测了潜在走滑断裂的分布规律。研究结果表明:①台盆区走滑断裂受控于先存构造,在其西南、东南和北部3面挤压应力作用下形成统一的大型走滑断裂系统,形成期为中奥陶世末期;②台盆区走滑断裂整体格局中的FⅠ5断裂最为重要,调节了东、西两侧地块的运动差异,是台盆区东、西部走滑断裂系统的分界线,而FⅠ10、FⅠ17等转换断裂则分解了南北向地层缩减,形成了断裂体系的边界,控制了断裂体系中走滑断裂的发育范围;③台盆区走滑断裂系统整体可以被划分为塔北隆起纯剪断裂体系、塔中凸起左行断裂体系、巴楚凸起右行断裂体系和阿满过渡带转换断裂体系共4个体系。结论认为:①FⅠ5、FⅠ10、FⅠ17等断裂活动强度大,对储层改造及油气疏导作用强,是目前断控区最有利的油气勘探目标;②预测FⅠ5断裂西侧的阿满过渡带可能发育与FⅠ10断裂对称的转换断层,巴楚凸起、塔中凸起西部可能发育北东向走滑断裂,是下一步油气勘探值得关注的对象。

断层相关褶皱理论与应用研究新进展

自Rich(1934)提出断层转折褶皱的几何学概念以来,Suppe(1983)首次将其定量化,建立了褶皱形态与断层形态和断层滑动之间的定量关系,奠立了断层相关褶皱理论的基本模型。20年来,不但建立了断层传播褶皱、断层滑脱褶皱等基本端员类型的几何学与运动学模型,也建立与完善了断层相关褶皱叠加样式的几何学与运动学模型,例如叠瓦构造、构造楔与干涉构造等。研究同构造沉积作用,建立了生长断层相关褶皱的几何学与运动学模型,将沉积作用与断裂作用、褶皱作用及构造隆升作用等有机地联系起来。考虑地层的力学性质与变形差异,提出与建立了剪切断层转折褶皱理论,并建立了断层相关褶皱的一系列力学模型。20年来,断层相关褶皱的基本研究方法经历了由二维剖面与平面分析向全三维空间分析的转变,由几何学、运动学模型向力学模型的转变,实验模拟技术与数值模拟技术在断层相关褶皱理论模型的建立与检验中发挥了重要作用。断层相关褶皱的理论和方法在工程地质、地震灾害预报与油气勘探开发等领域获得了广泛的应用。中国在天山、祁连山和龙门山等相邻的前陆盆地的活动构造与含油气圈闭研究中,应用断层相关褶皱的理论与方法取得了重要进展。

却勒塔格活动断裂带的某些特征

位于库车县北面的却勒塔格活动断裂带发育在上第三系塑性岩层中 ,为逆断层或逆掩断层。其部分地段在晚更新世晚期以后断层性质转化为正断层 ,并错动渭干河阶地。断层滑动速率在1 mm/ a以内。却勒塔格活动断裂带为表层滑脱构造。

三肇凹陷扶杨油层成藏要素空间匹配与油分布关系

三肇凹陷扶杨油层3个主要成藏要素的研究结果表明:烃源岩主要是青一段发育的暗色泥岩,已进入大量生烃期,可以向扶杨油层供给充足的原油;圈闭类型主要是断层圈闭,或断层-岩性;原油运移输导通道为T2源断裂与砂体。通过空间匹配关系研究得到,三肇凹陷扶杨油层断层圈闭与青一段烃源岩在空间上有2种匹配关系,一种是扶杨油层断层圈闭直接位于青一段源岩下方,由T2断裂垂向连接;另一种是扶杨油层断层圈闭位于青一段源岩的侧下方,除T2断裂垂向连接外,还需要砂体输导通道的侧向连接。三肇凹陷扶杨油层3个成藏要素空间匹配关系对其成藏与分布的控制作用主要表现在以下方面:青一段烃源岩生成油"倒灌"运移区控制着2种源圈配置中油藏形成与分布;源上圈正下方配置中T2断裂发育区内断层圈闭油富集程度高;源上圈侧下方配置中砂体侧向运移输导通道上的断层圈闭有利于油藏形成;断层下盘是2种源圈配置类型中油聚集的主要部位。

坳陷层断裂输导能力研究——以长岭地区为例

长岭凹陷坳陷层的油藏类型以断层一岩性复合藏为主,断裂的有效输导是成藏的关键因素之一。根据勘探程度的不同,可采用不同方法定性或定量研究断裂的输导能力。在勘探程度低的地区,可采用静态断层几何要素分析与动态断层活动性分析相结合的方法定性研究断层是否具有输导能力;在勘探程度高的地区,可开展启闭系数计算,定量分析断裂输导能力。综合上述方法,长岭凹陷断裂输导能力的研究取得了良好的效果,为断裂输导体系评价以及圈闭风险分析提供了依据。