芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

2013年四川芦山7.0级地震发震构造机理及青衣江上游流域地貌的响应

2013年4月20日发生在四川芦山的7.0级地震位于龙门山断裂带南段,文中通过分析震区青衣江上游流域地貌的构造响应与典型的震灾特征,研究此次地震的发震构造机理。对穿越龙门山断裂带南段的青衣江上游水系地貌特征及流域盆地面积高程积分的分析结果表明：该地区流域地貌发育对龙门山断裂带的新活动具有明显的反馈作用。在芦山地震中,遭受严重破坏的建筑物呈条带状分布,并产生大量次生地表张性地裂缝、串珠状砂土液化等地表破坏现象,其展布方向均与震区中的主断裂和背斜隆起相平行。余震分布表明,芦山地震与本区的双石-大川断裂、新开店断裂和大邑断裂的新活动有关。龙门山断裂带为典型的逆冲推覆构造,具有前展式发育特征,芦山地震的发震构造就具有该特征。综合龙门山南段的地貌响应过程、芦山地震的地表破坏及余震分布特征,认为芦山7.0级地震应为龙门山断裂带持续向SE逆冲扩展、地壳挤压缩短的产物。     

1995年日本兵库县南部地震时淡路岛上出现的地震断层的形态特征

1995年日本兵库县南部地震时在淡路岛上出现的地表地震断层主要由三条地表破裂带组成、野岛地震断层、松帆地震层和楠本地震断层。野岛地震断层从淡路岛北端的淡路町住西南延伸到一宫町的尾崎,长达18km,其北段沿着早期存在的野岛断层分布,而南段则作为新断层出现,野岛地震断层的断层的北段主要由一些相互平行或次平行的右列剪切断层和许多左列和性裂隙组成,其南段则是由集中在十多米宽的大量不连续的地表破裂带所组成。野岛地震断层一般走向N30°～60°E倾向SE,地貌错位和断层擦痕均显示出此断层为一具有逆断层性质的右旋走滑断层,沿一些主要露头测定的北段水平位移量一般为100～200cm,垂直位移量为5O～100cm;而南段的水平、垂直位移量均只有几厘米至20cm。最大位移量在平林断层崖测得;水平180cm、垂直l30cm、实际位移量2l5cm。松帆地震断层走向N40°～60°W,沿着淡路岛北端部的海岸线分布,长达约1km。楠本地震断层沿早期存在的楠本断层出现,分布于淡路岛东北部的海岸边上,走向N35°～6O°W倾向NW 。根据地表地震断层的形态及地貌错位特征,野岛地震断层可被分为四条断层段,并在形态上呈现右列。地质和地貌证据以及余震分布的特征清楚地表明这4条断层段的几何形态和分布特征是受早期存在的地质构造所控制的,同时也说明了地震断层的破裂过程具有拉分(pulling-apart)和推隆(pushing－up)的过程,这两个过程分别产生了张性裂隙、拉分盆地、逆断层和挤压隆起等构造。     

四川芦山2013年Ms7.0地震发震构造初步研究

2013年4月20日8时2分,四川龙门山断裂带的雅安芦山发生Ms7.0级地震,震中位于芦山县太平镇和双石镇之间,震源深度13～14km,震中最大烈度达IX级。震中区野外调查发现,尽管房屋建筑损坏较严重,但这次地震没有产生明显的地表破裂构造,仅见少量的地裂缝和喷砂冒水现象。高分辨率遥感图像解译、主余震分布、震源机制解等综合分析认为,该地震是龙门山断裂带西南段一次独立的破裂事件,属于逆冲型地震,沿双石-大川断裂中南段发生破裂,主破裂面西倾,倾角33°～43°,推断芦山地震与龙门山构造带底部滑脱带(13～19km)断坡构造活动有关。历史上,沿双石-大川断裂发生至少2次Ms6～6.5级地震,由此认为芦山地震是龙门山断裂带西南段特征型地震,与汶川地震不同。原地地应力测量和监测数据表明这是汶川地震后龙门山断裂带西南段应力释放的结果。     

龙门山中段彭灌断裂带汶川Ms8.0地震同震破裂断层识别及其浅、表构造特征

2008年汶川Ms8.0地震在龙门山中段的彭灌断裂带产生的地表破裂,是该地震产生的第二大地表破裂带.综合应用地质、钻井以及二维、三维地震数据,利用横贯前山带的多条人工地震反射剖面,对彭灌断裂带产生同震破裂的断层进行准确识别和解释.研究表明,龙门山中段的彭灌断裂带是一套由3条主要断层和次级广泛发育的断裂组合构成,浅层表现...     

龙门山褶皱冲断带南北分段性与汶川地震的关系

龙门山褶皱冲断带位于青藏高原东缘与四川盆地之间,中生代以来主要经历了晚三叠世和新生代两期重要的地壳缩短变形,形成了典型的逆冲推覆构造带.龙门山的形成和演化与青藏高原隆升以及地震活动有着密切的关系,因此龙门山褶皱冲断带南北两段的差异性被众多学者所关注.文章在前人工作的基础之上从3个角度来阐述龙门山南北两段的差异性:1)地质调查和地震反射剖面解释表明,晚三叠世龙门山北段变形强烈而南段变形不明显,南北分段格局就此形成;2)汶川地震同震地表破裂的差异,北段以右旋斜向逆冲为主,南段则主要以逆冲为主.兼有少量的走滑分量;3)同震断裂的三维构造建模揭示出,同震断层的三维几何形态同样存在南北差异,北段同震断层只有一条且不能向下延伸至深部的主滑脱层,而南段同震断层有两条分支,二者在大约10km的深度合并成一条,并向下延伸至约17km深度与主滑脱层相连.因此,认为汶川地震同震破裂的南北分段性是由于晚三叠世龙门山先存的南北构造差异性所引发的.     

汶川地震断裂带结构、岩性特征及其与地震活动的关系

文章以龙门山中央断裂带映秀-北川断裂带为研究对象,重点对汶川地震破裂带南段虹口乡八角庙地区地表断裂带进行了详细研究,并结合汶川地震科学钻探1号孔(WFSD-1)岩芯部分研究成果,探讨龙门山中央断裂带的物质组成及其结构特征.研究表明,映秀-北川断裂带由很多次级小规模断裂(破碎带)以及夹持其中的块体所构成,其中断层泥的厚度由几毫米到25cm不等,与WFSD-1岩芯记录的地震断裂现象基本一致.从虹口乡八角庙露头来看,映秀-北川断裂带整体宽约120m,分布有近80条含有断层泥的次级断裂带.以台湾车笼埔断裂钻探项目(TCDP)和汶川地震科学钻探(WFSD)研究来看,一次大地震只能形成几毫米至约2cm厚的断层泥,推断映秀-北川断裂带中每层断层泥至少发生过1次到13次地震,该区总厚度约150cm的断层泥中发生地震次数至少为183次,说明沿着映秀-北川断裂带重复发生过多次强地震活动.每次地震活动并不完全沿袭老的地震断裂主滑移带滑动,而是沿着断层泥边部区域滑动.从整个断裂带中断层泥分布特征来看,地震断裂活动具有向断裂下盘迁移的趋势,并且断层泥的厚度与断裂活动性成正比关系,表明断裂带宽度与地震活动次数及其演化历史有着成因上的直接联系,多次地震活动叠加可能是龙门山形成的主要成因.     

龙门山褶皱冲断带典型地震剖面平衡剖面恢复及构造演化分析

近年来,龙门山褶皱冲断带是国内外专家学者研究复杂构造地质的天然实验室。通过野外地质调查和精细地震构造解释,利用最新最的油气勘探地球物理资料,通过选取龙门山北段、中段、南段与构造走向基本垂直的成像效果较好具有代表性的区域地震大剖面3条,借助Geo—sec二维平衡剖面构造恢复技术,对龙门山褶皱冲断带的构造发育及其演化过程进行分析。通过对各段构造发育及断裂演化史进行深入剖析,总结出7种构造发育样式以及北、中、南段构造组合特征。通过对比北、中、南段构造发育及演化特征,证实龙门山褶皱冲断带是由多期构造运动叠加形成的复式构造,具体表现为基底卷入推覆冲断、盖层滑脱叠瓦状推覆冲断、逆冲双重构造等多种构造样式。印支运动早期以前,主要以拉张环境为主,缓慢隆升;印支晚期以后,以挤压环境为主,逆冲推覆快速隆升,至喜马拉雅运动时期定型。在此基础上,综合石油地质综合评价,结合各段区域内已发现气田的构造特征,对有利油气构造样式进行了预测,指出其中的被动断弯与断展背斜构造、顶板双重构造、背冲构造是油气勘探的有利构造样式。     

2008年5月12日汶川地震（Ms8.0）地表破裂带的分布特征

2008年5月12日14时28分,青藏高原东缘龙门山地区（四川汶川）发生了Ms8.0级地震。震后野外考察表明,5.12汶川地震发生在NE走向的龙门山断裂带上,该断裂带晚新生代以来的逆冲速率小于1mm/a,GPS观察结果表明其缩短速率小于3mm/a。这次5.12汶川地震造成了多条同震逆冲地表破裂带,总体长约275km,宽约15km,发震断裂机制主要为逆冲作用（由NW向SE逆冲）伴随右旋走滑。地表主破裂带沿龙门山断裂带的映秀—北川断裂发育,长约275km,笔者称为映秀—北川破裂带,破裂带具有逆冲兼右旋走滑性质。地表次级破裂带沿龙门山断裂带的前缘断裂安县—灌县断裂南段发育,长80km,笔者称为汉旺破裂带,破裂带基本为纯逆冲性质。在这两条破裂带之间发育两条更次一级的同震地表破裂带：一条长约20km呈NE走向的地表破裂带,笔者称为深溪沟破裂带,由于这条破裂带靠近主破裂带南段,并且与主破裂带变形特征一致,因此,笔者将深溪沟破裂带划归映秀—北川破裂带;另一条长约6km呈NW走向、由SW向NE逆冲并兼有左旋滑动的地表破裂带,笔者称为小鱼洞破裂带,它连接映秀—北川破裂带和汉旺破裂带,成为侧向断坡。另外,在灌县—安县断裂东侧的四川盆地内,由都江堰的聚源到江油发育一条NE向的沙土液化带,它可能是四川盆地西部深部盲断裂活动的结果。同震地表破裂带的分布特征表明,龙门山断裂带活动断裂具有强烈的逆冲作用并伴随较大的右旋走滑,断裂向四川盆地扩展。在龙门山断裂带上类似2008年5月12日Ms8.0汶川大地震的强震复发周期为3000～6000a。     

汶川8．0级地震地表破裂

2008年5月12日发生在汶川的8．0级地震,震中位于龙门山断裂带的映秀-北川断裂上。通过对震区的现场调查,这次地震在极震区造成的地表破裂带主要在龙门山断裂带的中央断裂即映秀-北川断裂和前山断裂即彭县-灌县断裂。通过调查发现,极震区的地表断层产状多为北东走向,以逆冲运动为主。而在极震区以北的四川平武、青川和陕西宁强等余震分布区,地表也发生破裂,但规模和产生的地表变形明显减弱,主要以地裂缝等地质灾害形式表现。     

Seismogenic Structure of the April 20, 2013, Lushan Ms7 Earthquake in Sichuan

At 08:02 on April 20, 2013, a Ms7.0 earthquake occurred in Lushan, Ya'an, in the Longmenshan fault zone, Sichuan. The epicenter was located between Taiping Town and Shuangshi Town, Lushan County and the maximum earthquake intensity at the epicenter reached class IX. Field investigations in the epicenter area found that, although buildings were seriously damaged, no obvious surface rupture structure was produced, only some ground fissures and sand blows and water ejection phenomena being seen. An integrated analysis of high-resolution remote sensing image interpretation, mainshock and aftershock distribution, and focal mechanism solutions indicated that this earthquake was an independent rupturing event in the southwestern segment of the Longmenshan fault zone, belonging to the thrust-type earthquake. Ruptures occurred along the south-central segment of the Shuangshi-Dachuan fault and the principal rupture plane dipped SW at 33-43°. It is inferred that the Lushan earthquake might be related to the ramp activity of the basal detachment zone (13-19 km) of the Longmenshan fault zone. Historically, there occurred at least two Ms6-6.5 earthquakes along the Shuangshi-Dachuan fault zone; thus it is thought that the Lushan earthquake, different from the Wenchuan earthquake, was a characteristic one in the southwestern segment of the Longmenshan fault zone. In-situ stress measurements indicated the Lushan earthquake was the result of stress release of the southwestern segment of the Longmenshan fault zone after the Wenchuan earthquake. This paper analyzes the tectonic setting of the seismogenic structure of this earthquake.     

The Seismogenic Structure and Deformation Mechanism of the Lushan (Mw 6.6) Earthquake,Sichuan, China

On April 20 th, 2013, an earthquake of magnitude MW 6.6 occurred at Lushan of Sichuan on the southern segment of the Longmenshan fault zone, with no typical coseismic surface rupture. This work plotted an isoseismal map of the earthquake after repositioning over 400 post–earthquake macro–damage survey points from peak ground acceleration(PGA) data recorded by the Sichuan Digital Strong Earthquake Network. This map indicates that the Lushan earthquake has a damage intensity of IX on the Liedu scale, and that the meizoseismal area displays an oblate ellipsoid shape, with its longitudinal axis in the NE direction. No obvious directivity was detected. Furthermore, the repositioning results of 3323 early aftershocks, seismic reflection profiles and focal mechanism solutions suggests that the major seismogenic structure of the earthquake was the Dayi Fault, which partly defines the eastern Mengshan Mountain. This earthquake resulted from the thrusting of the Dayi Fault, and caused shortening of the southern segment of the Longmenshan in the NW–SE direction. Coseismal rupture was also produced in the deep of the Xinkaidian Fault. Based on the above seismogenic model and the presentation of coseismic surface deformation, it is speculated that there is a risk of more major earthquakes occurring in this region.     

Deep Seismogenic Environment in the Southern Section of the Longmenshan Fault Zone on the Eastern Margin of the Tibetan Plateau and Lushan Ms 7.0 Earthquake

The 2,026 earthquake events registered by the Sichuan regional digital seismic network and mobile seismic array after the April 20 th,2013 Lushan earthquake and 28,188 pieces of data were selected to determine direct P waves arrival times. We applied the tomographic method to inverse the characteristics of the velocity structure for the three-dimensional(3D) P wave in the mid-upper crust of the seismic source region of the Lushan earthquake. The imaging results were combined with the apparent magnetization inversion and magnetotelluric(MT) sounding retest data to comprehensively study the causes of the deep seismogenic environment in the southern section of the Longmenshan fault zone and explore the formation of the Lushan earthquake. Research has shown that there are obvious differences in velocity structure and magnetic distribution between the southern and northern sections of the Longmenshan fault zone. The epicenter of the Lushan earthquake is located near the boundary of the high and low-velocity anomalies and favorable for a high-velocity section. Moreover,at the epicenter of the Lushan earthquake located on the magnetic dome boundary of Ya’an,the development of high velocity and magnetic solid medium favors the accumulation and release of strain energy. Lowvelocity anomalies are distributed underneath the are of seismogenic origin,The inversion results of the MT retest data after the April 20 th Lushan earthquake also indicate that there a high-conductor anomaly occurs under the area of seismogenic origin of the Lushan earthquake,Therefore,we speculated that the presence of a high-conductivity anomaly and low-velocity anomaly underneath the seismogenic body of the Lushan earthquake could be related to the existence of fluids. The role of fluids caused the weakening of the seismogenic layer inside the mid-upper crust and resulted in a seismogenic fault that was prone to rupture and played a triggering role in the Lushan earthquake.     

汶川M_w 7.9级地震同震断层陡坎类型与级联破裂模型

2008年5月12日,汶川Mw7.9级地震在青藏高原东缘沿龙门山逆冲断裂带中段形成了两条NE向和一条NW向逆冲走滑型地表破裂。依据同震地表陡坎形态特征,将其分为8种类型:逆断层陡坎、上盘垮塌陡坎、挤压推覆陡坎、右旋挤压推覆陡坎、断层相关褶皱陡坎、后冲挤压陡坎、上冲叠覆陡坎和局部正断层陡坎。汶川地震所形成的同震地表破裂主要由以逆冲为主的映秀破裂段和兼具逆冲、右旋走滑的北川破裂段两部分组成,这两个破裂段分别对应于Mw7.8与Mw7.6级地震事件;它们还可进一步细分为分别对应于Mw7.5、Mw7.7、Mw7.0和Mw7.5等4个次级事件的4个次级破裂段。这些次级破裂段的级联破裂可以用来解释为什么汶川地震的持续时间长达110 s。余震震源机制分析结果表明,发震断层的倾角随深度的增加而变缓,且从西南向北东逐渐变陡可以用来解释走滑分量增加的成因。此次大地震还表明,沿青藏高原东缘地形抬高的主要驱动力可能是地壳挤压缩短,而不一定是下地壳物质流动和膨胀引起上地壳的隆升。     

基于GPS监测的芦山地震周围地区同震位移与运动速度

通过对2013年"4.20"四川芦山地震前后GPS观测数据的处理,得到地震周围地区GPS测站同震位移及速度矢量场。GPS测站同震位移大小为5.09~51.05mm,平均为14.18mm;GPS测站运动速度为2.64~52.37mm/a,平均为18.89mm/a。利用断裂两侧GPS测站速度矢量差得到了龙门山断裂带南段次级断裂的运动速度,龙门山断裂带南段的后山断裂、中央断裂、前山断裂运动速度大小分别为49.66±3.90mm/a、79.58±3.33mm/a、50.94±3.91/a;中央断裂以右旋挤压为主,而后山断裂、前山断裂表现为左旋拉张的特性。综合分析表明,芦山地震是发生在龙门山断裂带南段东南侧的逆冲型地震,发震构造为前山断裂与新津断裂之间的小断层。芦山地震对周围地区的影响不大,主要集中在龙门山断裂带南段及震中附近区域。     

Parameters of Coseismic Reverse‐ and Oblique‐Slip Surface Ruptures of the 2008 Wenchuan Earthquake,Eastern Tibetan Plateau

Abstract: On May 12th, 2008, the Mw7.9 Wenchuan earthquake ruptured the Beichuan, Pengguan and Xiaoyudong faults simultaneously along the middle segment of the Longmenshan thrust belt at the eastern margin of the Tibetan plateau. Field investigations constrain the surface rupture pattern, length and offsets related to the Wenchuan earthquake. The Beichuan fault has a NE-trending right-lateral reverse rupture with a total length of 240 km. Reassessment yields a maximum vertical offset of 6.5±0.5 m and a maximum right-lateral offset of 4.9±0.5 m for its northern segment, which are the largest offsets found; the maximum vertical offset is 6.2±0.5 m for its southern segment. The Pengguan fault has a NE-trending pure reverse rupture about 72 km long with a maximum vertical offset of about 3.5 m. The Xiaoyudong fault has a NW-striking left-lateral reverse rupture about 7 km long between the Beichuan and Pengguan faults, with a maximum vertical offset of 3.4 m and left-lateral offset of 3.5 m. This pattern of multiple co-seismic surface ruptures is among the most complicated of recent great earthquakes and presents a much larger danger than if they ruptured individually. The rupture length is the longest for reverse faulting events ever reported.     

Parameters of Coseismic Reverse- and Oblique-Slip Surface Ruptures of the 2008 Wenchuan Earthquake,Eastern Tibetan Plateau

On May 12th,2008,the M_w7.9 Wenchuan earthquake ruptured the Beichuan,Pengguan and Xiaoyudong faults simultaneously along the middle segment of the Longmenshan thrust belt at the eastern margin of the Tibetan plateau.Field investigations constrain the surface rupture pattern, length and offsets related to the Wenchuan earthquake.The Beichuan fault has a NE-trending rightlateral reverse rupture with a total length of 240 km.Reassessment yields a maximum vertical offset of 6.5±0.5 m and a maximum right-lat...     

龙门山构造带南段向西南延伸的遥感影像证据及地震地质意义

在系统总结活动断裂遥感影像解译标志的基础上,利用Landsat ETM、Google Earth及ASTER GDEM等影像资料,结合前人研究成果,重点分析了龙门山构造带南段主要活动断裂的空间展布及几何学与运动学特征。研究结果表明,龙门山构造带在向南延伸过程中发生了明显的断裂分散现象,整个断裂带逐渐展宽,主要包括5条断裂带且其中包含多条次级断裂,至最南端被北西向鲜水河左旋走滑断裂带阻挡。其中活动性较为明显的断裂自西向东主要有4条:泸定断裂、天全断裂、芦山断裂和大邑-名山断裂,前两者是北川-映秀断裂的南延分支,而后两者是安县-灌县断裂的南延部分。由于龙门山构造带南段的构造变形被分解至多条次级断裂上,导致单条断裂错断地表的活动迹象明显变弱,因此单条断裂的潜在发震频率和强度也将相应变小,但潜在震源区会更为分散。结合已有的地震地质资料认为,未来应注意泸定和雅安2个地区的地壳稳定性及未来强震危险性问题。      

芦山7.0级地震与巴颜喀拉块体中东段的活动性

巴颜喀拉块体及周缘是近年来中国大陆大震主要发震区域之一,2013年4月20日四川省芦山7.0级强烈地震就发生在巴颜喀拉块体东缘的龙门山断裂带的西南段上。以巴颜喀拉块体中东段为研究区,通过对该区域地震前后的多期区域水准观测数据和GNSS连续站观测数据进行计算处理,得出研究区垂直形变速率图像和水平形变速率图像;结合区域地质构造,建立地震诱发模型,解释芦山地震主震发震和余震活动源于龙门山断裂带中大型块体的突然断裂和小型块体集合的流动机制;通过对垂直形变速率图像和水平形变速率图像的分析,认为芦山地震是龙门山断裂带逆冲活动的结果,东昆仑断裂带中东段未来大震发生的可能性增大;提出未来5年基于区域水准测量和GNSS测量为技术手段的监测建议。