InSAR技术用于甘孜-玉树与鲜水河断裂带三维运动研究

以我国四川西部甘孜-玉树与鲜水河断裂带为研究对象,基于欧洲COMET机构提供的LiCSAR产品,包括合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)解缠图和相干图等,采用LiCSBAS软件得到断裂带升降轨视线向形变速率结果,并联合GNSS形变监测结果进行基准改正,分解得到断裂带三维形变场。结果表明,甘孜-玉树与鲜水河断裂带具有左旋走滑特征,最大水平形变速率超过20 mm/a;InSAR结果与GNSS所得水平形变速率均方根误差为1.4 mm/a,水平方向均方根误差为4.8°。基于水平形变场计算得到的剪应变率集中分布在沿鲜水河断裂带附近,最大值超过150×10^(-9)/a。本文研究可为区域孕震机制、地震风险性评估和构造滑坡分布规律研究提供重要参考。

甘孜-玉树断裂带晚第四纪走滑速率与滑动分解作用

滑动速率是研究断裂运动学特征、地震活动性和区域应变分配的重要参数和依据。前人关于甘孜-玉树断裂带滑动速率的研究结果存在较大差异,因此,其晚第四纪滑动速率有待进一步调查研究。本文基于卫星影像解译和野外实地考察,对甘孜-玉树断裂带西段(玉树断裂)上典型断错地貌点进行测量分析,得到玉树断裂晚第四纪走滑速率为6.6±0.1—7.4±1.2mm/a。通过与前人对甘孜-玉树断裂带东段(甘孜断裂)滑动速率的研究结果进行对比,发现甘孜-玉树断裂带东、西段滑动速率不一致,其原因是甘孜断裂的左旋滑移在向西传递的过程中,一部分应变被分配到了巴塘盆地南缘断裂上。巴塘盆地南缘断裂的存在很好地解释了玉树断裂的走滑速率比甘孜断裂偏低的原因。但是,从区域变形来看,巴塘盆地南缘断裂分配的滑动速率恰好说明了甘孜-玉树断裂带东、西段及鲜水河断裂带的水平构造变形是协调一致的。

新生的大凉山断裂带--鲜水河-小江断裂系中段的裁弯取直

部分由于缺乏破坏性地震记录，部分由于处于边远山区，作为鲜水河-小江断裂系一部分的大凉山断裂带长期被研究者们忽视，以至于在描述该断裂系时，往往不把大凉山断裂带算在其中．造成大凉山断裂带被忽视的另一个重要的原因是该断裂带是一条新生的构造带，新生性决定了其成熟度低于鲜水河-小江断裂系中的其他断裂带，所反映的线性断裂地貌特征不如其他断裂带明显．两年多详细的遥感解译和野外调查结果表明大凉山断裂是一条新生的断裂带：（1）具有复杂几何结构的大凉山断裂带无论是连续性还是成熟度都明显低于鲜水河．小江断裂系中的其他断裂带；（2）大凉山断裂带南、北两段的活动性高于中段，而且北段的左旋位错量是南段的3倍，小震活动在中段也存在一个明显的空区，说明大凉山断裂带还没有完全贯通，尚处于从两端向中间发展的早期阶段；（3）大凉山断裂带上地质体反映的总位错和水系的位错基本相同，说明大凉山断裂带开始于该地区水系成型之后，而鲜水河-小江断裂系中其他断裂带上的总位错远大于水系所反映的位错；（4）探槽揭示的古地震事件和用断错地貌和GPS观测结果估计的水平滑动速率3～4mm／a，都表明大凉山断裂带与安宁河、则木河断裂带一样也是一条强震构造带；（5）在滑动速率大致相当的情况下，并假定各断裂带在整个发育历史中滑动速率基本不变，大凉山断裂带产生11km的滑移量需要2．7～3．7Ma，而安宁河和则木河断裂带完成47～53km的位错量需要12～18Ma．进一步推断，新生的大凉山断裂带产生于鲜水河-小江断裂系中段的“裁弯取直”，而“裁弯取直”是由于青藏高原南东块体相对刚性的顺时针旋转造成的．随着“裁弯取直”的持续发展，大凉山断裂带将可能逐渐取代安宁河和则木河断裂带在鲜水河-小江断裂系中作用，并最终使后者逐渐消亡．

从活动断层分段到地震地质灾害与财产人口损失风险——以鲜水河-小江断裂带为例

活动断层是强震的孕育场所,强震通过地震动对周边地震地质灾害源、房屋等进行作用从而引起地震滑坡、财产损失和人口伤亡.通过分析活动断层分段和危险性给出强震的地点和震级以及危险概率,这是目前地震预测最可行的方法之一,并且该方法可以给出潜在地震作用下的地震地质灾害与财产人口损失风险.本文通过计算滑动速率和震级-频度关系约束下的鲜水河-小江断裂断层分段以及级联破裂地震发生率,给出了鲜水河-小江断裂11个级联破裂和单独破裂危险段,以及它们的概率分布.针对上述11个设定地震,本文计算了这些地震可能引起的潜在居民住宅财产损失,其中损失最大的是安宁河断裂F19段引起的76.5亿人民币潜在居民住宅损失.根据深度学习神经网络方法和历史地震的伤亡人口数据,预测出的11次潜在地震可能伤亡人口,显示安宁河断裂F29段和F30段级联破裂的潜在伤亡人口最多,约为279~317人.对于地震滑坡灾害预测显示,现今挤压作用强烈的地区滑坡不稳定度高,潜在地震可能引起的地震滑坡概率较高,如玉科断裂南段、鲜水河断裂南段、大凉山断裂南段与莲峰断裂交错部位,其概率高值均为10%.研究结果为活动断层资料在地震地质灾害与财产人口损失方面的应用提供新的有效途径,也为防震减灾和应急救援准备提供科学路径.

金沙江巧家莲塘-龙井湾槽谷成因分析

白鹤滩水电站作为世界装机容量第二大的水电站,在该水电站库区内位于云南省昭通市巧家县城台地后缘发育有一近南北走向的宽缓槽谷,其成因至今未有定论,研究该槽谷的成因对金沙江水系的变迁及巧家莲塘移民安置点场地的稳定性评价具有重要的理论及现实意义。基于详实的野外调查、超深钻孔编录、广域电磁法探测、土壤氡气测量以及测年等方法,研究了莲塘-龙井湾槽谷的地貌学特征、边界特征、充填序列、断陷幅度及其发育时限。结果表明:①莲塘-龙井湾槽谷形态上呈NNW且向东微凸,南北长约8 km,东西均宽约0.8 km,为小江断裂与则木河断裂交汇贯通后断陷形成;②莲塘-龙井湾槽谷基底为巧家拉分断陷盆地堰塞(构造)湖形成,其上覆泥石流冲洪积层和坡洪积层;③槽谷的断陷始于29万a前,终止于2万a前,断层幅度达37.5 m。

青藏高原东南缘弧形旋扭活动构造体系及其动力学特征与机制

在系统总结前人成果资料基础上,结合最新的遥感解译与地表调查资料发现,青藏高原东南缘地壳最新的顺时针旋转运动主要受控于由川滇外弧带和滇西内弧带构成的双弧型川滇弧形旋扭活动构造体系。进一步的综合分析认为,该构造体系的弧形旋扭运动学变形模式的动力学机制及其内部块体变形的差异性与不均匀性,主要是该区边界力的作用方式、先存地质结构和现今的地壳与岩石圈结构、岩石圈物质组成及其物理性质、深部的热状态、重力势能等多种因素共同作用的结果。其中,印度板块与扬子地块之间的右旋剪切和青藏高原内部物质向东南的不均匀挤出共同产生的力偶作用和岩石圈性质与结构,可能是造成该区围绕东喜马拉雅构造结整体发生顺时针旋转运动和旋扭叠加伸展变形最重要的因素。

大凉山断裂带北段石棉断裂的古地震

大凉山断裂带是大型走滑断裂鲜水河-小江断裂系的重要组成部分,其活动性是认识和探讨青藏高原东南缘现今地震活动和构造变形机制的重要基础资料。相较于中段和南段,关于大凉山断裂带北段活动性的相关研究成果,尤其是古地震资料非常缺乏。文中基于野外地质地貌调查,在石棉断裂联合村处开挖了一组(2个)探槽,揭露出断裂全新世活动的直接证据。通过古地震分析和炭样加速器质谱仪(AMS)测年,共获得了4次古地震事件:事件E1:20925—16850BC;事件E2:15265—1785BC;事件E3:360—1475AD;事件E4:1655—1815AD。其中包括全新世以来的3次事件,最新2次事件的复发间隔骤然缩短,反映断裂活动可能正在加剧。

汶川地震前后川滇地区主要断裂活动趋势分析

针对川滇地区地震活动频繁的现状,该文首先对1998—2008年和2008—2015年该地区两期GNSS连续观测数据进行解算(时间节点为汶川地震);然后结合前人对川滇区域棱形块体的划分方案,基于欧拉矢量计算方法求出各块体的欧拉矢量以及旋转极经度、旋转极纬度、旋转角速度,并通过反欧拉矢量方法反演出鲜水河-小江断裂带和龙门山断裂带的错动趋势变化。结果表明:汶川地震造成两条断裂带在错动方向和错动速率方面均有变化,并且主要集中在川滇区域北部和西部的断裂带上。

断层分布及几何形态对川西及邻区应变分配的影响

川西及邻区分布着中国大陆数条重要的活动断裂带,这些断裂带上的滑动速率与地震活动有很大差异,如鲜水河断裂带的滑动速率在10mm/a以上,该断裂带上大地震频繁发生;而龙门山断裂带的滑动速率很小,虽然该断裂带上地震活动不频繁,但也发生了2008年5月12日汶川Ms8.0级大地震.利用弹黏塑性三维有限元模型,研究川西地区断裂带的几何形态及走向变化对断层滑动速率及区域应变分配影响.结果表明:鲜水河-小江断裂带的滑动速率随着断裂带几何分布及其走向呈现分段特征.结构简单,走向平直的分段滑动速率大;结构复杂,走向变化大的分段滑动速率低,区域应变主要集中在断裂带走向发生急剧变化的分段附近.鲜水河-小江断裂带中段的应变分配受到安宁河-则木河断裂带与大凉山断裂带相互作用的影响.龙门山断裂带的走向与青藏高原的挤出方向近乎垂直,断层活动以逆冲为主,滑动速率较低.