尼泊尔M_s 8.1级地震活动构造及次生地质灾害研究

2015年4月25日,尼泊尔境内发生M_s 8.1级地震,诱发了较大面积的崩塌、滑坡灾害。笔者通过遥感构造解析和野外实地调查取得以下主要认识:(1)中尼边境的喜马拉雅地区活动构造以NWW向挤压逆冲断裂最为显著,从南到北大致可分南、中、北三个带,中带由众多短小、密集的逆冲断裂构成一个网络状断裂带,是这次M_s 8.1级地震的发震断裂;(2)喜山中段NNE—SN向横张断裂将该地区分割成几个东西向块体,吉隆—樟木近南北向断裂带控制了这次强震的余震分布;(3)本次地震引发了至少445处地震崩塌、滑坡、堰塞湖以及融雪形成的泥石流灾害,这些灾害主要分布在NWW向发震断裂的北侧上盘,受发震断裂控制,其中面积超过2.4×10~4m^2的地震滑坡有30处;(4)中国境内的NNE—SN向深切河谷是滑坡、崩塌等地质灾害的主要发生带,而这些河谷多为公路沿线和村镇居住地,应成为重点防范区。

基于Newmark模型的尼泊尔M_s8.1级地震滑坡危险性快速评估

在研究分析地震灾区地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文和典型地区滑坡的基础上,采用Newmark斜坡累积位移模型对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1级地震诱发的滑坡危险性的空间分布状况进行了快速评估,通过典型地区的滑坡遥感解译结果验证表明评估结果具有较好的可信度,初步反映了尼泊尔地震诱发滑坡危险性分布的基本特征。然后考虑降雨作用对震后滑坡危险性的影响,对地震叠加降雨诱发滑坡危险性分布进行了快速预测。研究结果对地震应急救灾中的地质灾害防灾减灾具有重要的参考意义。

西藏林芝地应力测量监测与尼泊尔M_S8.1级强震远场响应分析

为查明川藏铁路林芝段现今地应力状态和附近主要断裂运动学和动力学活动特征,在西藏林芝北侧开展了300 m深度钻探工程和随深度系统水压致裂现今原位地应力测量与压磁法地应力实时监测工作。原地应力测量结果表明:(1)三个主应力大小之间关系为SH>Sh≥SV,表明区域构造作用水平应力起主导作用,易于发生逆断活动;(2)现今最大水平主应力方向为北北东向,反映区域内北东—近南北向断裂带现今活动具有顺时针走滑的特征;(3)基于实测数据得到剪应力相对大小μ_m=0.11~0.23,反映了该区域应力积累较低,区域内断层活动的危险性较小。地应力实时监测结果表明2015年尼泊尔M_S8.1级强震在该地应力实时监测站点具有显著的远场效应:(1)尼泊尔地震前,最大与最小水平主应力值分别增加了0.35 MPa和0.24 MPa,最大水平主应力方向基本保持不变;(2)尼泊尔地震时同震应力变化表明,地震导致最大与最小水平主应力值分别减小了0.05 MPa和0.04 MPa,最大水平主应力方向基本保持不变;(3)尼泊尔地震4个月后,最大水平主应力减小了0.05 MPa,而最小主应力增加了0.01 MPa,最大水平主应力方向基本保持不变。基于钻孔原地应力测量与实时监测数据分析尼泊尔地震前、震时、震后该站点地应力变化情况,对于区域内断裂活动、地震危险性、地壳稳定性等研究具有重要意义。

昆仑山与汶川强烈地震对青藏块体东北缘地壳运动及应变积累的影响

充分应用GPS、区域水准、跨断层等地形变观测资料,借助非震负位错反演,结合地震活动,综合研究2001年11月14日昆仑山Ms8.1级地震对青藏块体东北缘地壳运动与应变积累的影响。通过分析笔者认为,青藏块体内部Ms8.1级巨大地震能量释放产生的扰动应力场对NE向主压背景应力场的调制作用,导致块体边界构造区域地壳差异运动和应力应变状态发生变化。其中,对阿尔金断裂东段与祁连山断裂带西段的应变积累状态反映减缓为主的影响,而对祁连山断裂带中东段则反映促进应变积累为主的影响。这种影响是一定时期、一定程度的。近期青藏块体东北缘区域应力场处于昆仑山、玉门、民乐等地震后的恢复状态。而由2008年5月12日汶川Ms8.0地震后有限的GPS、跨断层短水准观测资料,可推测汶川地震对甘川交界东段-甘川陕交界区应变积累状况一定程度促进影响。

GPS观测的2015年尼泊尔M_S 8.1级地震震前应变积累及同震变形特征

2015年4月25日,在印度板块与欧亚板块交界区的喜马拉雅地震带上发生了尼泊尔MS 8.1级大地震.震前GPS速度场和应变率场显示,喜马拉雅地震带整体表现为15.94±1.82 mm/a的压缩特征,同时还具有分段活动特征.此次地震发生在速度场顺时针旋转和逆时针旋转的分界带,该处最大主压应变率的量值在喜马拉雅地震带并非最大.GPS观测的同震位移场揭示了尼泊尔MS 8.1级地震引起的地壳变形特征,分别有9和6个测站观测到明显的水平向和垂向同震位移,其水平分量的运动方向整体表现为南向运动,位于震中东南侧的3个测站垂直分量表现为上升,其余测站为下降.中国境内距离震中最近的5个测站的垂向同震位移显示,此次地震造成珠穆朗玛峰的沉降量约为4mm.依据GPS观测到的同震位移场,利用非负最小二乘方法反演震源断层面上的滑动分布.反演结果表明最大滑动量为6.84 m,滑动量较大的区域分布在加德满都附近及其以北区域的下方,这可能是造成加德满都地区具有较大破坏的原因之一,该滑动分布模型能够很好地解释GPS观测到的同震位移.利用此滑动分布模型计算的地震矩为8.21×1020 N m,对应的矩震级为MW7.9.

中国大陆科学钻探主孔流体地球化学异常与远强震的关系

2001年11月14日发生的昆仑山口西 M_s 8.1级地震和2004年12月26日发生的印度尼西亚苏门答腊 M_s 8.7级地震前后,中国大陆科学钻探(CCSD)主孔流体组成出现明显的异常。两次远强震前后的流体异常幅度很大,并具有相似的演化趋势。异常始于震前2-7天,He、N_2/O_2、He/Ar、N_2/Ar 为负异常,Ar/O_2为正异常。远强震前后流体异常特征与 CCSD附近小震前后流体异常特征具有明显的区别,表明昆仑山口西 M_s 8.1级地震前后和苏门答腊 M_s 8.7级地震前后的 CCSD 主孔流体异常可能与两次远强震相关。认为 CCSD 主孔中的 He、N_2、Ar 是记录远强震的敏感载体,可能记录了震前长周期波传播至 CCSD 主孔时激发的流体变化,反映了震源区的应力变化,也可能反映了区域构造活动乃至地球深部构造活动产生的场兆、源兆信息。

基于变维分形理论的日喀则市滑坡空间分布及其敏感性分析

“4•25”尼泊尔Ms8.1级地震导致我国西藏自治区日喀则市受灾严重,根据西藏国土部门汇总灾害排查数据分析研究发现:日喀则市境内17个县(区)滑坡灾害共计206处,其分布极不均匀,其中亚东县、吉隆县、仁布县和定结县数量较多,占比达到73.3%。研究发现坡度、坡向和高程对于滑坡灾害分布影响明显,滑坡灾害密度在15°~30°范围内密度最大,且其敏感性系数值在该坡度上最大,坡度与滑坡数量呈一阶累计和变维分形关系;滑坡在各坡向上分布明显不同,其中在东南方向上数量最多,而在北坡和西南坡滑坡数量最少,滑坡坡向与滑坡灾害数量呈一阶累计和变维分形关系;滑坡在在高程3000~5000 m范围内滑坡数量分布最多,占总量的79.6%。高程越低,其滑坡灾害密度越大。滑坡的坡向与其在该坡向上分布的滑坡灾害数量呈二阶累计和变维分形关系。高程越低,滑坡在该高程上敏感性系数值越大,说明滑坡灾害在该高程上越敏感,研究成果可以为日喀则市灾后重建和灾后次生地质灾害监测预警提供参考。