地震知识问答四则

1.地震学家为什么对圣安德烈斯断层那样感兴趣?圣安德烈斯断层是太平洋与北美地壳板块之间的一个活动边界。历史上发生的地震与该断层有关,它在过去一千万年中,一直是平均每年移动约0.5英寸。地震学家对圣安德烈斯断层关心的主要原因,是因为它靠近加利福尼亚的主要人口居住区。2.地震图记录的地震波与断层几何结构有关吗?     

龙门山断裂带大地震孕震环境的岩石磁学证据

地震断裂带的孕震环境对于研究地震的发生至关重要.本文以汶川地震断裂带科学钻探2号（WFSD-2）钻孔岩心中的假玄武玻璃、碎裂岩及其围岩为研究对象,通过岩石磁学测试,并结合显微结构观察探讨龙门山断裂带大地震的孕震环境.WFSD-2岩心碎裂岩中的假玄武玻璃是龙门山断裂带曾经发生过大地震活动的岩石学证据,假玄武玻璃具有高磁化率特征,而碎裂岩的磁化率值与围岩相似,假玄武玻璃中的新生磁铁矿是其高磁化率值异常的重要原因之一.假玄武玻璃中较少量的新生磁铁矿暗示了假玄武玻璃的生成环境为含氧量较低的高温还原环境.大地震断裂的摩擦热是改变龙门山断裂带中假玄武玻璃岩石磁学特征的主导因素,流体作用较弱.无高磁化率异常的碎裂岩经历的温度小于300℃,推测假玄武玻璃的生成深度较深.WFSD-2岩心中20余层假玄武玻璃脉体证明映秀—北川断裂带是一条长期活跃的断裂带,龙门山断裂带上曾经发生了多次大地震断裂活动,这些大地震可能发生在深度较大、流体作用较弱的还原性孕震环境中.     

昌平南口山前断裂断层分段的地震学特征

利用北京昌平南口地区的地震活动性、震源参数与介质特性等对南口山前断裂进行断层分段，结果表明该断层各段的地震学特征差异明显，与地质学手段所得到的部分结果是一致的     

1989年和1991年大同—阳高两次地震震源断层的三维特征

从地震学与地震地质学交叉、融合的思路出发,通过地震活动图象分析及震源机制的研究,得到了１９８９年１９９年大同－阳高两次地震震源断层的三维特征同一阳高即走向ＮＥ２５°,倾向ＮＷ,长约２０ｋｍ,埋深５￣７ｋｍ,宽１２ｋｍ,高角度,呈右旋增滑特性,指出地分层结构及等震莼等与之有较好的一致性,讨论了震源断层与附近地震构造的关系。     

龙门山构造带WFSD-2钻孔岩心磁化率特征及其对大地震活动的响应

岩石磁化率特征可以帮助判断岩石的形成环境,对地震过程中滑动摩擦伴随高温的物理-化学变化具有显著反应.本研究以钻穿龙门山中段构造带的汶川地震断裂科学钻探2号孔(WFSD-2)岩心为研究对象,使用Bartington MS2K磁化率仪对500~2283.56 m深度的岩心进行高分辨率无损磁化率测试,并结合岩性特征和显微结构探讨了龙门山构造带主要岩石单元的磁化率特征及其地震断裂活动的磁学响应.磁化率测试结果表明,由花岗岩和火山碎屑岩组成的彭灌杂岩体的磁化率值(数十到数千个10~(-6)SI)普遍高于上三叠统须家河组沉积岩的磁化率值(数个到数十个10~(-6)SI).从WFSD-2岩性分布来看,彭灌杂岩上下出露四段,其磁化率值特征反映它们属于不同的岩石单元,它们与下伏须家河组地层呈断层接触,构成叠瓦状构造,指示了龙门山构造带具有强烈的地壳缩短作用.断裂带中处于滑动带的断层泥和假玄武玻璃具有高磁化率特征,而断层角砾岩和碎裂岩不具有高磁化率值特征,表明断层岩磁化率增高的原因可能主要与地震断裂滑动摩擦过程中高温作用下发生的磁性矿物转换有关,断层岩中高磁化率异常可作为大地震活动的证据.WFSD-2岩心中的映秀—北川断裂带(600~960 m)可识别出约80条高磁化率异常的断层岩带,揭示映秀—北川断裂带是一条长期活动的断裂带,龙门山构造带形成演化过程中伴随着大地震活动.     

地震断层带流体作用的岩石化学-物理响应——来自矿物学、岩石化学、岩石物理学的启示

地震断层带是壳内深部流体的通道。流体与地震破裂带内的岩石相互作用导致其具有与地壳完整岩石完全不同的特性,包括其矿物成分、化学成分、粒度分布、孔隙度、渗透性和弹性等方面,这些特征可以视为流体与地震断层带相互作用的响应。深入研究断层岩的岩石化学和岩石物理性质将有助于准确和精细地了解地震断层岩的形成过程,分析地震能量分配,认识物质迁移的方式,解释或约束地震断层带深部探测结果等。文中以汶川地震破裂带内的断层岩为例,研究并总结了地震断层岩的渗透率、孔隙度、纵波速度、粒度分布和矿物组成等特征。结果显示,地震破裂带上的断层岩形成与地震破裂作用有关,但表现出的性质更大程度上烙有间震期流体与断层岩相互作用的印记。汶川地震破裂带上的断层岩本身并不是汶川地震破裂的直接产物,而是多次地震破裂和间震期流体与断层带相互作用的综合结果。此外,还探讨了地震破裂能、地震破裂扩展、围陷波形成及解释的问题。     

自流井背斜地震活动与注水关系的研究

四川省自贡市地处南北地震带中段东侧,历史上未发生过 Ms>6的强震.但是,自1947年以来,在中心区的自流井背斜上发生过4次较强的地震(Ms=4.6—5.0),震中烈度约为Ⅶ度.这里是井盐生的主要地区之一,至少有上千年的历史.解放前及解放初期主要开采盐卤与天然气,只有很少部份用水开采盐岩.自1978年以来,在背斜东北段的大山铺用高压注水开采盐岩.1985年3月29日地震s=4.8),震中就在注水漏失的淹没区内.自流井背斜上人口密集,工矿集中,地震给工业生产和人民命财产造成严重损失.研究这里地震活动的机制,对于地震区划、地震预报或控制是十分重要的.自流井背斜地震活动机制研究的一项重要工作是了解地下深部岩体中的应力状态.如果岩体中的力状态足以驱动断层重新活动,则自流井背斜地震活动的机制是构造运动.如果岩体中的应力状态本不足以使已有断层重新活动,而注水以后有效正应力减少造成断层滑动,则其地震活动机制应是注水发地震.     

龙门山灌县—安县断裂带断层泥低磁化率的矿物、化学响应和蠕滑作用环境

断层带内的流体不仅可以通过水岩反应改变断裂岩的矿物组成和化学成分,从而导致化学性质和物理性质的变化,而且可以影响或控制断裂带的变形行为.断裂带中岩石磁学特征是由特定化学环境下磁性矿物的种类和含量所决定的,因此,从矿物学和地球化学角度探讨断裂岩的磁性变化,对揭示断层的变形行为和环境具有一定的指示作用.本文以汶川科钻WFSD-3P钻孔中龙门山灌县—安县断裂带断裂岩为研究对象,运用高分辨率磁化率测试、XRD矿物成分半定量分析、XRF元素扫描以及不同价态Fe元素含量分析等多种方法开展断层磁学变化和变形环境的研究.磁化率测试结果表明灌县—安县断裂带断层泥的磁化率值普遍低于对应的围岩磁化率平均值.结合前人研究成果表明造成该断层泥低磁化率异常的原因是在间震期的长期流体作用下,铁磁性矿物（例如磁铁矿）转变成顺磁性矿物（铁硫化物、菱铁矿或含铁的黏土矿物）.新生铁硫化物和含铁黏土矿物是在间震期缓慢形成的,而黏土矿物含量的增加弱化了断层强度,促进断层蠕滑,这说明断层泥低磁化率异常可能指示了该断裂在间震期长期缓慢活动,即为蠕滑变形.断层泥中黄铁矿的发育和高Fe²⁺和S元素、低Fe³⁺的特征显示灌县—安县断裂作用环境通常是在低温、还原环境中进行的.这些结果与低磁化率值的相关性暗示断层泥低磁化率异常可能对活动断层的低温还原环境具有指示意义.     

2002年8月3日河北怀来ML4.4地震破裂特征研究

地震震源断层面及其破裂特征的研究是地震学中的主要内容之一,它对深入认识地震的发生过程以及对地震预测研究都具有科学意义,一直受到国内外地震学家们的广泛关注.     

用现今小地震研究历史强震的震源断层——以1830年河北磁县7(1/2)级地震为例

１８３０年磁县７１２级地震是一个活动水平高、持续时间长的强震序列。近年来邯郸遥测地震台网记录到沿磁县地震极震区方向发生的大量小地震。根据对这些小地震的震源位置、震源机制的三维空间分布的分析,认为磁县地震的震源断层是ＮＷＷ向近于直立的左旋走滑断层,它和磁县地震的等震线、地表破裂带特征相符合。这个例子说明在地震学和地震地质学相结合的基础上,有可能由历史大地震区内现今小地震的群体特征,推测历史大地震的震源断层空间取向及其运动方式