地震——现代构造活动的产物

近年来，大地震频发．全球多处发生大地震．如2011年东北日本发生Mw91地震．2004年印尼苏门答腊发生Mw9．0地震。我国大陆地区也发生了多个陆内大地震．如12001年昆仑山口西Ms8．1（Mw7．8）大地震．2008年四川汶川Ms8．0（MW79）地震。巨大地震造成了极大灾难．甚至毁灭城市和乡镇．给人民生命财产造成巨大损失。

青藏高原地震活动特征及当前地震活动形势

青藏高原是我国现代构造活动和地震活动最强烈的地区，自有地震记录以来，在高原内记录到多达18次8级以上巨大地震和100余次7∽7．9级地震，它们均发生在喜马拉雅板块边界构造带和板内断块区及其次级断块的边界活动构造带上．自1900年有地震仪器记录以来，青藏高原曾经历了3次地震活动丛集高潮，即1920--1937年，1947—1976年和1995-现在．在每次地震活动丛集期都形成以8级地震为核心的7级以上地震活动系列，它们分别是20世纪20-30年代的海原-古浪地震系列、50-70年代察隅-当雄地震系列和20世纪末期以来昆仑-汶川地震系列．每一个地震系列都有自己的主体活动区，最新的昆仑汶川地震系列的主体活动区为巴颜喀喇断块．青藏高原地震活动高潮与全球MW≥8．0巨大地震活动高潮紧密相关，昆仑-汶川地震系列与自2001年至今的全球最新地震活动高潮相对应，它们反映了两者的动力学联系．经过详细对比研究认为，它们至今均仍在延续之中，全球板块边界构造带8∽9级地震和板内大陆断块区的7∽8级地震都仍在连续发生．研究了全球和区域地震活动的相关关系及青藏高原地震活动的时空分布特征，指出了该区当前地震活动的总体形势，评价了其近期地震危险性，提出了加强地震监测的建议．

中国大陆古地震研究的关键技术与案例解析(2)--汶川地震地表变形特征与褶皱逆断层古地震识别

汶川MS8.0地震是近代少有的大陆褶皱逆断层型巨大地震,其地表破裂带是研究和解剖褶皱逆断层地表同震变形样式,并以此探讨古地震遗迹的不可多得的现实案例。在整理和分析汶川地震地表破裂带地质地貌调查资料的基础上,选择可能仅记录1次事件的平通、邓家(北川-映秀断裂)和九龙(江油-灌县断裂)等地为例,分析同震变形的特点和类型,并结合映秀、桂溪等地的古地震研究成果,讨论褶皱逆断层型古地震识别的技术要点。结果显示:地表变形主要包括逆断层直接位错、折曲位错变形和弯曲褶皱变形等类型;崩积楔、断层与地层切盖关系是分析断错地表型古地震事件的可行依据,而折曲位错变形型和弯曲褶皱变形型古地震识别则强调在上盘是否存在侵蚀不整合面,下盘是否存在生长地层,以及标志地层在断层两盘位差的突然增减;断层陡坎高度的倍数关系在一定程度上与古地震次数相关,但不能简单地用同震位移量除以陡坎高度的方法确定古地震期次;对于低角度逆断层的古地震识别,薄长状崩积楔、断层与堆积地层的切错关系和不同标志地层在断层两侧的累积位差的突变是重要的标志。识别古地震应因地制宜、思考多种因素的影响、用多种证据相互印证。

城市活动断层探测中的浅层地震勘探数据库建设--以石嘴山市活动断层探测为例

浅层人工地震勘探是城市活断层探测工程中的重要部分。浅层地震勘探数据库记录测点位置、测线分布图、断点位置等详细信息。本文以宁夏石嘴山市活动断层探测为例,重点介绍了针对石嘴山市内四条隐伏断裂所布设的33条浅层地震勘探测线数据库建设的数据库模型、技术方法、操作技巧及注意事项,为城市活断层探测中基于ArcGIS等平台系统建立浅层地震勘探数据库提供借鉴。

塔尔湾断裂活动时代厘定及地貌陡坎成因分析

阿尔金断裂东段北侧发育了多条NW向断裂,塔尔湾断裂是其中规模最大的塔尔湾-登登山-池家刺窝断裂的西段。该断裂总体走向NW,长约10km,在卫星影像上为一笔直的线性陡坎,地貌上为高几十cm至5m的地形陡坎。陡坎倾向NE,组成陡坎的地层主要有早更新世砾岩和全新世风积砂土等。通过地形剖面测量得到,由全新世风积砂组成的地貌陡坎高5m左右,由早更新世砾岩组成的地貌陡坎高1m左右。垂直地貌陡坎开挖的探槽揭示出,塔尔湾断裂为SW倾的逆断层,表现为新近纪泥岩逆冲于早更新世砾岩之上,断距为0.5m左右。全新世风积砂及晚更新世戈壁砾石层覆盖于断层之上,没有被错断。断裂上盘为新近纪泥岩,富含地下水,因此植被较发育;由于植被的保护及固砂作用,风积砂不断堆积并保存下来,风积沙层逐渐增高。下盘除地表有几十cm厚的戈壁砾石层外,下部均为胶结坚硬的早更新世砾岩,不含地下水,植被不发育。全新世风积砂土只发育在塔尔湾断裂上盘,下盘没有全新世地层发育;早更新世砾岩上的地貌陡坎高度远远小于全新世风积砂土上地貌陡坎的高度。这些都表明由全新世风积砂组成的地貌陡坎不是断裂活动形成的,而是外动力作用造成的。因此,塔尔湾断裂是一条早中更新世逆断裂。

内蒙古达里诺尔火山群火山地貌特征及火山岩岩石学特点

在内蒙古自治区锡林郭勒盟与赤峰交界处、达里湖的西北部有一群第四纪火山,数目达上百座,多数为中心式或裂隙-中心式喷发,形成相对高度在50~130m之间的火山锥,它们被称为"达里诺尔火山群",也是世界上海拔较高的火山群之一。因锥体形成后受风化、流水侵蚀等外力作用,多数火山锥已受剥蚀,但相对较新的火山还保留着完整的火山机构,包括火山渣锥、火山口、降落和溅落堆积物、塌陷坑、熔岩流、喷气锥等。达里诺尔火山锥体多由火山碎屑物组成,熔岩则流动迭加在早期形成的多级熔岩台地之上,分布总面积约3100km2,与其它火山岩共同组成了广阔的内蒙古高原。火山区整体呈四周低、中间阶梯状隆起的台地地形,按高程可分为四个阶梯,高度分别为1280m、1360m、1440m和1500m。熔岩台地的展布和火山锥的分布均呈东西走向的条带状,火山群的整体分布主要受东西向天山-阴山基底断裂和北东向大兴安岭-太行山断裂的双重影响,与大地构造关系密切。本群火山锥体虽然大小不一、形态各异,但按锥体形态可将火山锥分为截顶单锥形、复合型、盾形和残余型等四类,其剥蚀程度有明显差异,暗示了火山喷发活动时代的先后关系。锥形及复合型火山位于火山群中部,而盾形火山多沿台地边部分布,残余形火山则分布广泛,表明台地边部火山形成时间较早,晚期火山活动集中于台地中部,而更早期造台地的溢流式拉斑玄武岩喷发规模更大,形成本区基底。达里诺尔火山岩的岩性主要为碧玄岩和碱性玄武岩,少量为粗面玄武岩,虽然SiO_2变化范围较大,但全碱含量变化幅度相对较小,均属钾质系列的碱性火山岩范畴。火山岩斑晶数量少,在镜下为斑状结构,基质多为隐晶质,少量微晶质,明显不同于火山岩之下早期熔岩台地火山岩的基质显晶质结构。火山岩的微量元素呈LREE富集、HREE亏损的右倾型,显示了岩浆低度部分熔融的特征,并且本区与邻区火山岩可能有共同或相似的岩浆源。在岩性相近的基础上,结合火山锥体剥蚀和保留程度显示的火山活动相对时序,暗示本区岩浆成分从碱性玄武质和粗面玄武质逐渐演化为碧玄质,岩浆可能来自软流圈,且来源逐渐变深。

长白山天池火山的岩石矿物学特征——对结晶分异过程和岩浆混合作用的启示

本文对天池火山玄武岩盾,粗面质-碱流质层状锥体以及顶部的粗面质-碱流质碎屑岩类及熔岩的岩石矿物成分做了系统分析,发现在玄武岩类中的主要矿物组合为斜长石、富钙辉石以及富镁橄榄石,而粗面岩-碱流岩类的主要矿物组合为碱性长石、富铁的辉石及橄榄石,并开始出现石英、独居石以及大量的铁钛氧化物,符合结晶分异的演化趋势。同时在玄武岩类及粗面-碱流岩类中均存在不平衡矿物,再结合矿物环带的成分变化、矿物的熔蚀现象及不同特征的岩石条带等,认为天池火山在黑石沟玄武岩、第一、三造锥阶段粗面岩以及千年大喷发的浮岩中均存在岩浆混合作用。根据岩石学及年代学等特征,认为不同时期的玄武质岩浆来自同一地幔源区,经不同程度的结晶分异作用形成,前造锥阶段及造锥阶段的岩石由不同阶段的玄武岩演化而来,全新世的碱流岩类则由造锥阶段粗面岩类演化而来。

贺兰山北段古元古代结晶基底变形特征及其区域构造意义

贺兰山北段结晶基底中保留有不同程度的韧性变形剪切带。通过详细的野外考察和室内显微构造研究,明确贺兰山北段的古元古代基底经历了4期韧性剪切变形:(1)早期顺层剪切带表现出中下部地壳层次的变形样式,运动学特征一致反映了近南北向的伸展;(2)麻粒岩相变质的糜棱片麻岩剪切带为南北向挤压的产物,导致经历高温高压变质的孔兹岩系从下地壳向中部地壳抬升;(3)高级糜棱岩(低角闪岩相-高绿片岩相)剪切带涉及的2次伸展运动(北西-南东向伸展和北东-南西向伸展)使得基底进一步向中部地壳抬升,可能发生在形成孔兹岩系的同一造山运动的晚期伸展垮塌过程中;(4)北东-近东西向左行逆冲绿片岩相糜棱岩剪切带则将结晶基底抬升到中上部地壳层次,其运动学特征与高级糜棱岩剪切带明显不同,可能是另一造山运动的产物。贺兰山北段与大青山-乌拉山地区有相似的韧性剪切带和构造变形,表明华北克拉通西部北缘存在一致的近东西走向的古元古代碰撞造山运动以及随后另一造山运动的改造。

西藏米林M6.9地震早期余震时空分布特征

北京时间2017年11月18日06时34分(GMT:2017-11-17 22∶34),西藏自治区林芝市米林县发生了M6.9地震.本次地震位于东喜马拉雅东构造结末端旋转变形强烈部位.本研究基于林芝台阵记录的波形数据,应用双差定位方法和匹配滤波方法对本次地震早期余震序列进行了全面检测分析.截至2017年11月25日上午08时,我们共获得约10倍的中国地震台网公布的余震事件.余震的时空分布特征显示,本次米林M6.9地震余震呈NW向,位于北东向南迦巴瓦构造结北部的东西两侧边界断裂带之间,沿西兴拉断裂带分布,断层具有明显的分段破裂特征,主震位于余震分布带中部.根据余震分布特征以及震源机制解显示,发震断层的深部几何结构为北东向陡倾,主震北东侧的断层活动为主震及发震断层触发的结果,其深部几何结构也较陡,余震整体沿断层分布长度约50km.

汶川地震断裂带断层泥矿物拉曼光谱特征

系统测定了汶川地震断裂带深溪沟剖面断层泥中石英和方解石颗粒的拉曼谱峰。测试结果表明,受到断层滑动、断裂带构造挤压应力作用,所有样品的特征拉曼谱峰向高波数偏移。所测样品中微裂隙发育、与绿泥石等粘土矿物共生的石英颗粒的464cm-1谱峰向高波数偏移量为2.50cm-1,而比较完整的纯净石英颗粒的464cm-1谱峰偏移量为3.78cm-1。这可能是由于石英颗粒早期发育大量微裂隙,并填充了松散的粘土矿物,增加了石英颗粒的表面积,从而加速了石英内应力的释放。断层泥中方解石颗粒的1 085cm-1谱峰向高波数偏移2.70cm-1,为汶川8.0级地震断层面所受构造压应力所致。根据方解石颗粒拉曼谱峰的变化及已有的实验数据,估计汶川地震发生时断层面所受压应力的下限为496MPa。研究表明,对断裂带内矿物颗粒进行拉曼谱峰测试,可以为推测断层活动时断层面所受到的力学机制提供依据。

汶川地震断裂带岩脉矿物拉曼谱峰特征

对汶川地震断裂带深溪沟出露的基岩错动面两侧岩脉中的石英矿物进行了拉曼谱峰测定,并根据所测石英的464cm-1拉曼谱峰向高波数的偏移量估算了断裂带中的压应力分布。测试结果表明,错动面附近岩脉中石英的464cm-1拉曼谱峰向高波数偏移量为3.29cm-1,相应的压应力值为368.63 MPa,明显低于错动面两侧应力积累,这可能是由于错动面的多次活动导致了应力不断得到释放。断裂南东盘(下盘)远离错动面,岩脉中石英的464cm-1拉曼谱峰向高波数偏移量具有增加的趋势,相应的应力积累也逐渐增强,距错动面21m处的石英样品的464cm-1拉曼谱峰向高波数偏移4.40cm-1,相应压应力可达到494.77MPa。剖面北西盘(上盘)在距错动面10m处,样品464cm-1拉曼谱峰的偏移量达到最大值,相应的应力积累为519.87 MPa,其后远离错动面应力积累开始减弱,在北西盘17 m处,应力积累骤然下降至400.37MPa。在西北盘距错动面27m处,岩脉石英的464cm-1拉曼谱峰向高波数偏移量下降至3.21cm-1,应力已经减弱到359.59 MPa,这可能是由于该处位于断裂带的边缘,远离错动面,受到了较小的断层活动的影响。因此,汶川地震断裂带内的应力虽然得到部分释放,但剩余的应力分布并不均匀,而且在局部还存在较高的应力积累,这反应了断裂带中岩石的力学性质在空间上具有不均匀性。

三维激光扫描技术在正断层型地表破裂调查中的应用--以2008M_S7.3于田地震为例

随着三维激光扫描技术的发展,其被广泛应用于震后同震位移参数等基础资料的获取。本文简要介绍了三维激光扫描仪的基本原理和工作流程,然后以2008年于田MS7.3级地震为例,介绍了三维激光扫描在正断层型地震的同震位移等参数获取中的应用,并分析了实际垂直位移与视垂直位移的比值(Vo/H)与地形坡度角(α)以及断层倾角(β)的关系。通过5个典型断错地貌的三维激光扫描,获得了2008年于田MS7.3级地震的垂直和水平同震滑移量,垂向和左旋位移均为1—3.5m左右,揭示出于田MS7.3级地震为一次正断与左旋运动分量大致相当的地震。由于断层走向的变化,在地表破裂南段表现为左旋位移大于垂直位移。5处测量点的地表变形带宽度介于10—25m之间。

水系夹角分布特征对墨脱断裂活动性的指示意义

墨脱断裂位于南迦巴瓦构造结的东边界,区域受到印度洋季风气候影响,降雨充沛,水系非常发育。本文提取了墨脱断裂南东盘不同级别汇水盆地与雅鲁藏布江的夹角(水系夹角),根据水系夹角的分布初步研究了墨脱断裂的运动性质及断裂分段。所提取的27个水系夹角中,大多数介于90°一117°之间,小型盆地水系夹角沿断裂没有明显的变化,表明沿断裂的地形特征对盆地水系夹角的影响基本一致。但大型盆地水系夹角普遍大于中、小型盆地,且以背崩乡为界,东北段水系夹角大于西南段,表明水系形态长期受到墨脱断裂左旋走滑的影响,东北段左旋走滑速率大于西南段。面积最大的水系分布在墨脱断裂东北段,在地形和断裂共同作用下,该盆地水系夹角为117°,沿断裂位移量为25.5km。结合雅鲁藏布江断裂带已有的GPS测量数据,认为南迦巴瓦变质体以东侧墨脱断裂和西侧东久-米林断裂为边界,从拉萨块体之下折返至地表,产生的构造挤压作用使高喜马拉雅块体向西南-西方向不断推进,且运动速度由东至西逐渐减小。南迦巴瓦构造结垮塌构造及强烈的侵蚀作用使该区域出现重力损失,地壳出现均衡反弹,导致南迦巴瓦杂岩体向地表折返,其过程控制着墨脱断裂的运动方式。

活动断层探察数据的信息编码优化研究

从20世纪90年代起,研究人员就开始探索活动断层探察数据的制作、存储与管理。迄今为止,已经获得了大量的活动断层探察数据,建成了一套系统的数据组织体系,为减轻地震灾害的相关研究提供了数据和技术支撑。近年来,随着活动断层数据库信息的扩充,初期设计的部分属性信息编码已不适用。为了形成适应当前工作的属性信息编码体系,本文以活动断层数据库建设体系为基础,对数据库属性值代码进行信息分类和编码优化。文章将数据库属性值代码分为字符型单一含义值、数值型单一含义值及复合含义值,分别进行编码规则设计,最终优化了数据库属性信息编码体系,提高了从建库到数据应用的数据录入、检测、制图自动化、数据分析等环节的效率。

太平沟断裂的新发现与1963年黑龙江萝北5.8级地震的关系研究

黑龙江省萝北地区是东北现代地震活动最为活跃的地区之一,中小地震密集成带分布,曾于1963年发生5.8级地震,但其发震构造一直不清楚。精定位后的震中分布图像和震源机制解研究结果表明,现代地震总体呈NEE方向密集分布于黑龙江小兴安岭山前太平沟一带,地震类型以右旋走滑为主。通过高分辨率的卫星影像解译结果发现太平沟一带发育一条长约25km,走向约N70oE的线性异常带。野外地表调查发现该线性异常表现为断续分布的断裂陡坎、冲沟位错和滑坡。陡坎走向约N65oE—N75oE,倾向SE,高约1.0—2.5m;滑坡发育有典型的弧形圈椅构造,规模大小不等,多与断裂陡坎伴生。综合现代地震活动图像、卫星影像解译、野外地质调查结果,特别是结合2013年11月和2014年2月该地区的2次小震活动及现代地震活动的空间图像分布特征,研究认为太平沟断裂属于依兰-伊通断裂带的分支断裂,晚第四纪期间曾经强烈活动,具备中强地震的发震能力,可能是萝北1963年5.8级地震的发震构造。

认识火山

Volcano（火山）一词来源于意大利西西里岛和亚平宁半岛之间的Vulcan（乌干）火山岛。火山活动是一种奇特的自然现象。人类对于火山的认知，经历了漫长的历史，由神话到假说，由简单记录到科学解释。

基于开源GIS的活动断层矢量数据融合方案初探

活动断层是确定区域内最大发震震级和破坏强度的重要资料。随着计算机技术的发展,在国家支持下,地震活动断层调查相关项目也获得了大量活动断层调查空间数据。将这些数据进行综合,提取关键信息,形成一套格式、结构统一的数据,有利于提高效率和进一步的数据分析。

台湾集集地震九份二山滑坡发生机制的三维数值模拟分析

台湾九份二山滑坡体积约4×107m3,是1999年集集地震所诱发的大型滑坡之一。该滑坡造成了巨大的生命财产损失,引起了众多研究者的关注,但由于地质地貌条件等多因素的影响,对该滑坡的研究特别是有关滑行机制问题等还有许多争议。本文作者基于颗粒体离散元素法,对九份二山滑坡的传送与堆积过程进行了仿真模拟,并由此分析探讨了滑坡的崩滑机制。模拟分析结果表明:滑坡体滑动时的摩擦系数为0.05,其最快速度可达50m.s-1;由于受地貌地形的影响,滑坡体滑行距离并不长,最大为1148m。滑坡过程模拟同时显示:该滑坡由于受滑坡前缘和滑坡面的几何形状影响,滑坡的崩滑机制并非单一的剪出破坏或拱曲作用,而是在滑坡体西南部区域以拱曲作用为主,在滑坡块体的东北部以剪出作用为主,并非二维模拟结果所显示的那样仅仅是拱曲破坏机制。本实例研究表明在分析大型山崩滑坡的崩滑机制时,除了要考虑崩塌物的特性及构造特征外,还需要考虑滑坡体周边的地形地貌特征和滑动面的几何特征。

则木河断裂带大箐断层枢纽运动的有限元数值模拟研究

变形局部化问题和地震成核问题,是构造变形机制与大地震研究中极其重要的问题.对走滑断裂的运动和走滑型地震而言,断裂枢纽运动是断裂带上变形局部化和地震成核孕育的条件,认识这一运动过程和机制是了解走滑断裂上地震孕育、发生机制的关键之一.本文在前人工作的基础上,以则木河左旋走滑断裂大箐断层为例,测量了大箐断层大箐梁子断头沟台地一五道箐盆地之间的构造和地貌变形,揭示了大箐走滑断层枢纽运动构造和地貌四象限分布的特点,并且在定量分析其枢纽运动的基础上,利用数值模拟方法,模拟了断裂的枢纽运动,结果表明,走滑断裂的枢纽运动表现出典型的掀斜特征,随着断层面倾角的减小,枢纽运动程度加深;随着断层面闭锁区面积的增大,枢纽运动明显受阻;发现在闭锁区及其附近存在一个应力集中区使得应力由外向内一直处于积累状态,反映了地震的成核过程.

墨脱区域滑坡滑带土矿物谱学特征及其工程意义

利用X射线衍射、X射线荧光光谱及红外吸收光谱对墨脱县北侧和格林村两处洪积扇滑坡面内采集的滑带土样品测试,分析了的主要矿物、黏土矿物的组成和含量及其化学成分。结果表明,滑带土中主要矿物组成受洪积扇组分控制,其黏土矿物含量分别占9%和10%,墨脱县附近滑动面中滑带土样品的黏土矿物含大量的伊利石,反应出该滑坡事件在很短的时间内完成,滑坡体滑动速率非常高;两处滑带土样品的红外吸收光试均未发现CO_3^(2-),HCO_3^(1-)或C—H等振动相应产生的吸收峰,表明洪积扇滑动之后,滑坡面处于封闭系统,没有力学性质较差的碳酸盐等外来矿物或含腐蚀质的次生黏土沿滑动面充填进去,其结果增加了滑坡体的稳定性;样品中含有一定量的埃洛石,反应了区域洪积扇发育在非常潮湿温暖的环境中,同时封闭体系内滑带土所含的Na_2O和CaO等化学组分不能通过淋滤作用排出,滑坡面内发生强烈的水-岩相互作用,促使其内部的黏土矿物发生伊利石—伊利石/蒙脱石混层-蒙脱石趋势的转化,导致格林村附近滑坡面内的滑带土中含大量后期分解形成的伊利石/蒙脱石混层。该类黏土矿物组合很大程度上降低了滑带的摩擦强度值,从而提高了再次发生滑坡的危险性。