四川汶川Ms8级地震重灾区地质灾害危险性评价和预测

在地质灾害调查和遥感解译资料的基础上,采用专家评判方法,利用GIS技术对重灾区14个县市的地质灾害进行快速定量的危险性评价,并在此基础上进行定性评价。强烈的地震诱发大量的次生地质灾害,主要为滑坡和崩塌,其次为地裂缝、泥石流和地面塌陷,局部有沙土液化,主要分布在龙门山断裂带附近及山区。总结了14个县市重灾区内地质灾害的分布特征,分析了地质灾害的形成条件,建立了地质灾害评价指标体系,确定了地质灾害危险性判别标准,进行了地质灾害危险区划。共划分为高危险区、中危险区、低危险区3个等级,在此基础上又划分了若干个亚区。对地质灾害的可能发生区带进行了分析预测,针对高危险区提出了相应的防治对策。

2008年汶川M_S8.0与2010年玉树M_S7.1地震前电磁现象研究

应用全局小波能谱法对2008年四川汶川MS8.0地震、2010年青海玉树MS7.1地震前地电、地磁场变化情况进行了分析研究.结果表明:①在汶川地震震中周围的台站观测到震前地电、地磁场全局小波能谱值增大的现象;②青藏高原东北缘的代乾等3个地电、地磁台站在玉树地震前均发生显著的小波能谱增大的现象,震后恢复;③对于上述两次大震周边地区的不同台站的不同测道,在震前多次出现谱值时间上同步增大或减少的现象;④距玉树地震震中距离相同的山丹和古丰地电场台站,北南、北西测向长极距在地震前后能谱值的变化几乎一致.基于上述分析,初步研究认为震源孕育激发的电磁辐射是造成震前电磁异常现象的主要原因.

汶川M_S 8.0地震后龙门山裂断带地应力状态研究

汶川MS8.0地震发生后,为确定龙门山断裂带及邻区现今地应力状态,应用水压致裂法开展了地应力原地测量,获得了6个测点应力大小和方向.结果显示,位于震中区映秀测点,在170～180m深度,水平最大主应力值为16MPa左右,最大主应力方向为NW;龙门山断裂带西南段上下盘硗碛电厂测点、宝兴测点,在200～350m深度范围内,获得的最大水平主应力达25MPa,最大主应力方向为NW-NWW;靠近鲜水河断裂带的康定测点,在170～180m深度,水平最大主应力值仅为6MPa左右,最大主应力方向性不明显;文县测点,在195m深度,水平最大主应力值为13MPa左右,最大主应力方向为NE-NEE;松潘测点由于岩石较破碎,在170m深度测得的水平最大主应力值仅为3MPa左右,不能代表该区的应力状态.测量结果表明应力量值具有随深度增加而增大的趋势,与震前龙门山断裂带及邻区应力测量结果比较,震后龙门山断裂带西南段仍属于高应力区,震中区及北东段外围属于中等应力区.此外利用库仑摩擦滑动准则对龙门山断裂带活动性进行了分析,这将为评价龙门山断裂带余震和今后强震发展趋势提供科学依据.

汶川M_S8.0地震逆冲滑动沿断层深度的分布特征及其数值模拟解释

汶川MS8.0地震逆冲滑动量沿断层深度的分布有明显的特点,可以分解成三个破裂的滑动量叠加:深度18km附近的底部破裂滑动、深度11km附近的中部破裂滑动和两个局部破裂以外的主体滑动。扣除局部破裂滑动量后,沿断层走向从映秀到南坝近200km范围内,逆冲滑动量沿断层深度的分布形态是一致的。基于滑动反演几何模型的有限元模拟显示,汶川地震逆冲滑动分布的整体性特征可能源自于断层浅部构造及巴彦喀拉块体SE向挤压强度沿断层走向上的一致性。

利用电磁台站观测数据推算汶川M_S8.0地震等效电偶矩

本文利用地下电偶极子产生的电磁场模型,尝试模拟和推算地震前地面电磁台站观测数据所需震源深度处等效电偶矩。结果显示,在观测频率为1Hz,地下平均电导率取7.0×10^(-4)S/m时,2008年汶川MS8.0地震前电磁异常高潮期,距离震中1 440km的高碑店台NS测向观测到1.3mV/m的电场强度所需震源深度处等效电偶矩量级为10^(13) A·m;若考虑地震主破裂长度150km,则产生的地电流量级为108 A。同时,这一等效电偶源在地面产生电场的2D分布图显示出很强的方向性(或不均匀性);信号强度和电流源方向存在着密切的关系,且电磁场值随观测距离增大而衰减迅速。这部分地解释了地震相关电磁异常信号的方向性(或不均匀性)的观测事实;如果观测点位于非强信号区,即使在有效的探测范围内也可能记录不到异常信息,这对地震监测台网仪器选址和布置提出了要求,具有现实的指导意义。

利用地震复发周期考察汶川8.0级地震前兆异常

通过对汶川M_S 8.0地震复发周期的时间和空间进行扫描,发现地震发生前,在时间上和空间上,地震复发周期均出现低值异常。因此,对地震发生的时间和地区进行异常判断,地震复发周期是一个可以参考利用的指标。

汶川—映秀M_S8.0地震的发震断裂带和形成的深层动力学响应

在印度洋板块与欧亚板块的碰撞-挤压作用下,不仅形成了喜马拉雅弧形山造山带,而且导致其东部弧顶—东构造结似一尖楔沿NNE方向插入青藏高原的东北缘.造成了巴颜喀拉块体和龙门山断裂系深、浅部构造强烈活动和变形,并导致高原腹地壳、幔物质以大型走滑断裂为通道边界向E-ES方向运移.2008年5月12日汶川—映秀MS8.0地震就发生在这相对活动的巴颜喀拉块体与相对稳定的四川盆地之间的龙门山断裂系辖区内.基于该区深部壳、幔结构和主震(MS8.0)与7万多次余震震中位置与震源深度的展布研究表明,汶川—映秀MS8.0地震的发震断裂不是震中在地表投影位置附近,而是龙门山断裂系3条以不同角度西倾、且向下在15±5km深处汇聚的断裂带CF.该发震断裂带不是一条简单的线性断裂带,而是一半径为5km左右的柱状震源体,沿NE向展布.在青藏高原东北缘深部物质向东与向东南运动过程中地壳各层整体逐渐抬升,且在龙门山断裂系地带为减薄的转折部位,而地壳低速层却在这里尖灭.在两陆-陆板块碰撞力系作用下,壳、幔介质以上地壳底部低速层(深20±5km)为上滑移面,并与上地壳解耦,而在深处则以岩石圈底部漂曳的软流层顶部(深100±10km)为下滑移,故下地壳和上地幔盖层物质才能同步运动.它们在四川盆地高速"刚性"壳、幔物质阻隔下,龙门山断裂系的3条向下汇聚的断裂带与下地壳和上地幔盖层物质同步沿龙门山断裂系的断层面向上逆冲,当向上与向下同步运动的固态壳、幔介质二者在15±5km深处强烈碰撞时激发了这次MS8.0地震和一系列强余震的发生和发展.基于上述可见,对强烈地震孕育,发生和发展的深部介质与构造环境,深部物质与能量的交换、运移和深层动力过程的研究乃核心所在.

汶川地震前后波速比变化特征的再研究

收集整理了四川省地震台网1990—2012年产出的地震直达波震相数据,利用单台多震和达法对2008年汶川MS8.0地震前后四川地区的波速比变化特征进行了分析研究(共筛选出13个数据量较为丰富、连续性较好的台站).结果显示:其中位于龙门山断裂中北段西侧的4个台站,震前出现长达7年左右的中长期波速比低值异常;其它9个台站的波速比震前变化基本稳定.震前波速比出现异常的4个台站的分布与汶川MS8.0地震孕震区范围大体一致,从而为研究汶川MS8.0地震前是否存在地壳介质特性的时间变化过程,提供了有力的判定依据.

利用高频GPS数据研究汶川地震引起的近场地表运动学特征

利用单历元定位方法处理2008年汶川Ms8.0级地震震中附近GPS连续站1 Hz数据,获取近场地壳运动学特征。观测结果表明,测站运动的方向和幅度不仅与测站与震中距离相关,而且与破裂带的距离相关,近场运动学的复杂性反映了震源破裂过程具有逆冲和走滑的特征。距震中最近的郫县站最大运动学位移EW方向超过100 cm,NS方向达到70 cm,其GPS位移和强震仪得到的位移一致。对12个GPS测站的运动学位移与永久静态位移进行对比,发现6个测站前者明显大于后者,5个测站二者大小相当,成都站前者小于后者。

非弹性应变恢复法三维地应力测量——汶川地震科学钻孔中的应用

随着地球动力学和深部能源开发利用等研究工作的不断深入,深部应力状态的研究越来越重要,但目前尚没有即经济又简便完善的深部三维地应力测量方法.基于岩芯的非弹性应变恢复法是近年来发展起来的深部三维应力测量方法.汶川5·12地震后,中国大陆首次将该方法应用于科学钻孔的地应力测量.本文详细介绍了这一方法现场测量岩芯非弹性恢复应变的基本流程,并对此法测量的岩芯首次开展了岩石非弹性应变恢复柔量的实验研究,将现场非弹性应变测量与室内非弹性应变恢复柔量实验相结合,确定汶川地震科学钻一号孔(WFSD-1)1173 m处最大主应力方向为NW64°,实测得到岩石的剪切与体积模式非弹性应变恢复柔量的比值为2.9,计算得到最大、中间和最小主应力分别为43,28和25 MPa.结合龙门山地区其他方法的地应力测量结果,表明龙门山断裂带从NE到SW现今最大主应力作用方向表现为由EW→NEE→NWW的变化规律,龙门山断裂带现今地应力作用方向的分段性特征与5·12汶川地震时龙门山断裂带西南段逆冲为主,东北段走滑为主的运动特点相吻合,研究结果对于认识汶川地震的动力学机制具有一定参考价值.

近年来龙门山断裂GPS剖面变形与应变积累分析

利用1999～ 2012年4期GPS速度场数据,对龙门山断裂天全—映秀段及安县—广元段的GPS剖面变形与应变积累作了探讨.在剖面应变积累对地震触发成因及程度方面,将芦山Ms7.0与汶川Ms8.0地震进行了对比分析.结果表明：（1）芦山地震之前,该地区压性速率远高于1999 ～2007年,它是汶川大震后的应力调整过程;（2）汶川Ms8.0、芦山Ms7.0两次强震间隔如此之短,不排除是汶川地震之后龙门山断裂西南段应力场高值压应力的调整过程对此次芦山地震起到触发作用的可能性.