基于高分辨率地形数据的富蕴M8.0地震地表破裂带精细特征

同震地表破裂带的空间展布及形变特征是地球深部断层活动在地表的直观地貌表现,不但记录着地震破裂和断层运动的信息,还反映了区域应力和地壳运动状况.因此,开展震后地震地表破裂带调查对于了解发震断层的构造活动尤为重要.高精度地形观测技术可以获取前所未有的高时空分辨率的地球表面特征,为辨别历史地震地表破裂遗迹、提取地表同震位移、活动构造地质填图等提供高质量数据.文中选取富蕴1931年地震地表破裂带作为研究区,利用SfM(Structural from Motion)摄影测量技术生成分辨率为1 m的数字高程模型(DEM),详细识别地表破裂并测量冲沟的右旋位移.基于地表破裂的几何及构造地貌特征,将富蕴地震地表破裂带由北向南分为S1、S2、S3、S44段,其间以挤压隆起或拉分盆地相连接.沿破裂带共获得194组最新冲沟的右旋水平位移,得到1931年同震位移的平均值为(5.06±0.13)m.同震位移局部缺失或突变的区域与几何阶区的位置也有良好的对应关系.以上结果填补了对富蕴地震地表破裂精细形态研究的空白,也进一步展示高分辨率的地形数据在活动构造研究中良好的应用价值.     

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。     

逆冲型断裂同震地表变形定量分析的几个问题——以汶川M_S8.0地震为例

2008年5月12日四川汶川发生MS8.0地震,发震断裂在地表形成以逆断为主的破裂变形带。同震地表变形带的定量分析对理解地震的构造行为具有重要意义。文中以汶川地震典型调查点为例探讨了逆断型同震地表破裂变形带测量分析中值得重视并容易误解的几个问题,分析了地貌面标志和线性标志等测量数据与构造变形参数的几何关系,给出了变形参数的求解方法和相互关系。同时,就多观测点的定量数据在区域断裂几何结构变化和运动学分析中的运用进行了讨论     

2022年青海门源MS6.9地震地表破裂带宽度调查与启示

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层“避让带”和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层“避让带”提供了有利条件.2022年门源M_S6.9地震在青藏高原东北缘冷龙岭与托莱山断裂阶区部位产生了显著的左旋走滑型地表破裂带.基于震后获取的高精度无人机正射影像和数字高程模型,文中在门源地震地表破裂带全段精细解译的基础上,沿走向间隔100 m测量了251个宽度数据,R1破裂带最大宽度为209.78±14 m,平均宽度为42 m, R2破裂带最大宽度为115.31±15.72 m,平均宽度为26.14 m.宽度沿走向具有差异性,这主要受控于同震变形强度、破裂带几何结构以及地表第四系松散层发育状况;具体表现为同震位移量大、阶区等复杂几何结构以及穿过第四系松散层区段的破裂带比同震位移量小、平直段以及基岩区段的破裂带要宽.通过对去除离散值后的破裂带宽度数据统计分析,计算出95.4%和68.2%置信区间的有效宽度分别是70或50 m.在工程抗震设防中,若...     

汶川M_S 8.0地震基岩中的地表破裂

在汶川MS8.0地震中,地表破裂变形带多表现为挠曲坎或断层坎,地表基岩破裂少见,作者在安县肖家桥附近基岩中发现了出露完整的地震地表破裂带。在仔细分析该破裂带变形特征和内部结构构造的基础上,结合区域上地震地表破裂特点,认为:这次地震的地表破裂主要沿先存的映秀-北川断裂发生和扩展,地震断层作用形式以右旋斜冲运动为主,安县肖家桥附近映秀-北川断裂的最大垂直同震位错为5.4m,与通过挠曲坎或断层坎测量的结果基本一致     

基于无人机倾斜航空摄影三维点云测量同震倾滑变形研究

2021年5月22日青海玛多发生M_S7.4地震,震源断层错动在地表形成了长达160 km的同震地表破裂。可靠的地震地表破裂带参数是研究震源断层活动机制和评价地震危险性的重要基础。采用无人机倾斜摄影测量技术可以获得高精度的点云数据并产出DOM和DEM数据。通过跨破裂带的地形测量,获取了玛多M_S7.4地震同震地表变形的垂直位移、水平缩短量和水平拉张量等参数。测量结果显示,玛多M_S7.4地震发震断层在不同破裂段具有不同性质和大小的倾滑分量,其中具有压扭性质的野马滩观测点断层垂直位移为0.69～1.01 m,倾向水平缩短量为0.17～0.41 m,倾滑位移为0.71～1.09 m;具有张扭性质的朗玛加合日段断层垂直位移为0.34～0.54 m,倾向水平拉张量为1.99～2.08 m。     

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。     

光学遥感影像阴影与2008年汶川地震同震地表变形的影像识别

遥感影像数据在2008年汶川地震抗震救灾和灾后恢复重建中发挥了重要的作用,充分利用遥感技术进行同震地表变形的快速识别与地震地质研究具有重要的现实意义。通过分析震后光学遥感影像的阴影、纹理等特征,以及野外获得的地表破裂变形的地质与地貌特征,总结了汶川地震同震地表变形的光学遥感影像识别特点。从遥感成像的光学原理深入解析了汶川地震断层陡坎在遥感影像上的阴影形成与识别特征,明确了成像时刻和断坎产状对影像阴影的形成和断层陡坎识别能力的约束。结合影像成像特征与汶川地震同震地表破裂特征的应用分析,客观地认识了现有遥感影像在同震地表变形应用中的局限性,可为今后的应急航空遥感方案设计提供参考     

对汶川地震小鱼洞地表破裂带的调查分析

2008年5月12日的汶川8.0级地震使龙门山断裂带形成了3条同震地表破裂带,这表明有多条活动断层同时参与地震破裂,其过程复杂,现象丰富。本文对小鱼洞地表破裂带及其与另2条地表破裂带的交汇区域进行了野外调查,并对小鱼洞地表破裂带的活动性质和展布特征进行了分析。小鱼洞地表破裂带位于彭州市小鱼洞镇附近,是汶川8.0级地震形成的一条走向NW的逆冲并具有左旋走滑分量的同震地表变形带。调查结果显示,小鱼洞地表破裂带表现出明显的分段性特征：小鱼洞镇一带的中段,逆冲量和走滑量最大;小鱼洞镇向东南方向延伸的南段,逆冲量和走滑量逐渐变小;小鱼洞镇向西北方向进入山区的北段,则表现为以逆冲为主的活动性质。     

基于地面LIDAR玉树地震地表破裂的三维建模分析

2010年4月14日的玉树MS7.1地震造成沿甘孜-玉树断裂的一系列NW向地表破裂.利用Trimble GX 3D地面激光三维扫描仪获取了玉树地震断裂SE段禅古寺附近的典型地震地表破裂的精细点云数据.在对点云数据进行校正、分割、滤波等预处理基础上,分析了地震地表破裂不同表面建模方式的原理和方法,选取了无投影的不规则三角网建模方式对该处地表破裂进行三维建模实验,结合精配准高清晰现场纹理照片,制作了地震地表破裂的三维图像;并从模型的多个角度选取剖面进行地震地表破裂精细三维量测分析,得到该处地表破裂的平均垂直位移为74cm,水平位移为10cm.在此基础上进一步分析了玉树地震断裂的性质及其破裂特点.     

对1976年河北唐山MS7.8地震地表破裂带展布及位移特征的新认识

1976年河北唐山MS7.8地震发生之后,诸多资料报道了唐山市南侧展布的长8～11km的地震地表破裂带.该地表破裂带由10余条NE方向、具右旋走滑特征的地表破裂呈左阶形式组成,总体走向N30°E,最大右旋位移2.3m,多数地段的垂直位移为0.5 ～0.7m.近年有学者提出,在更大范围内出现的地表破坏现象.分辨这些地表破...     

LATE QUATERNARY TECTONIC DEFORMATION AROUND THE HUJIATAI ANTICLINE ALONG THE EAST SEGMENT OF THE FODONGMIAO-HONGYAZI FAULT,NORTHERN QILIAN SHAN: AN INSIGHT ON THE SEISMOGENIC PATTERN OF 1609 HONGYAZI M7 1/4 EARTHQUAKE

The Fodongmiao-Hongyazi Fault (FHF)is one of the most active faults of the northern Qilian thrust fault zone. The 1609 Hongyazi M7 1/4 earthquake occurred on the east segment of the FHF, an area with a complex geometry at the Mayinghe River site. The seismogenic pattern of this earthquake revealed by complex surface ruptures remains unclear. In this paper, we focus on active tectonic deformation around the Hujiatai anticline (HA)in the Mayinghe River site. Combining with topographic survey via dGPS across deformed terraces and alluvial fans, a field survey of the geological section across the HA, the characteristics of the active fold and several sub-faults were constrained. Meanwhile, combined with the seismic reflection profiles passing through the anticline, the correspondence relationship between surface expressions of this tectonic and the deep structure was discussed. According to our research, the HA is a result of northward propagation of the range-front thrust fault F₁. At the same time, a thrust fault F₂ with dextral strike-slip motion and a thrust fault F₄ were formed on the east side and north side of the HA, respectively. These two active faults accommodated local deformation. Trench results and ¹⁴C dating reveal that the 1609 Hongyazi M7 1/4 earthquake ruptured the T₁ terrace in the Huangcaoba site. Combined with previous field investigations and literature about the 1609 Hongyazi earthquake, we suggest that this earthquake occurred on the range-front fault F₁, and the depth of the hypocenter may be about 8~22km.     

安宁河-则木河断裂带过渡段及其附近新发现的历史大地震破裂遗迹

在近些年的野外调查中,我们在安宁河、则木河2断裂带的过渡段(礼州至西昌之间)及其附近的3个场地发现了未知年代的地表破裂。通过分析这些地表破裂的特征以及在本区历史地震重破坏区中的位置,我们认为位于杨福山村以北与大坪子村以西2个场地的破裂应是1536年大地震地表破裂带的遗迹。这不仅反映了1536年大地震破裂带的南段沿安宁河与则木河断裂带的过渡段产生,而且反映了该破裂带的南端很可能到达了或者很接近于西昌。位于西昌略北李金堡村以东的破裂应属于1850年大地震地表破裂带的遗迹,它进一步证明了1850年大地震地表破裂带的西北端可能到达西昌以北至少数千米处。因而,由文中的证据可推断西昌附近的主干活动断裂在1536年和1850年大地震时均发生了破裂     

汶川8.0级地震发震断层的累积地震位错研究

2008年5月12日,四川省汶川县内发生MS8.0地震。此次地震沿龙门山中央断裂产生1条长达200km的同震地表破裂带。文中选择位于地震地表破裂带北段的南坝镇、凤凰村以及南段的映秀镇这3个地点,以被断层错断的河流阶地为研究对象,对多级阶地面上的地震地表破裂及断层陡坎地貌进行了野外实测工作。经过测量数据的计算和分析,得到了各级阶地上断层陡坎的高度,该值即为该阶地记录的地震断层的累积垂直位错量。若以本次地震的垂直位错量作为古地震位错量的均值,则可计算得到每级阶地累积的地震次数。研究结果表明,各点T1阶地形成以来仅经历过1次事件,即本次地震事件;T2阶地形成以来约经历了5次事件;T3阶地形成以来约经历了9～11次事件;T4阶地形成以来约经历了20次事件。在本文研究的基础上,结合前人的阶地测年数据,则可获得古地震复发间隔的可靠数据     

地表破裂型逆断层地表缩短量计算方法探讨——以汶川M_S 8.0地震地表变形为例

合理估计逆断层地表破裂缩短量是全面认识同震地表变形参数的核心内容,目前还没有较成熟的方法。以汶川MS8.0地震地表破裂为例,尝试通过探槽开挖来研究逆断层水平缩短量的计算问题。在分析汶川地震同震变形的基础上,总结了3种陡坎的成因模式:断层断错地表型、挠曲型、断层与挠曲叠加型,并依据这些模型提出了一些水平缩短量的计算方法及其限制条件,以及如何理解逆断层地表破裂探槽开挖所揭示的信息。最后给出了汶川MS8.0地震白鹿中心学校和汉旺全新村两地点水平缩短量的求解过程及结论,计算得到白鹿中心学校探槽水平缩短量为(2.83±0.3)m,汉旺全新村探槽水平缩短量为(0.61±0.11)m     

从两个地表破裂点的几何学与运动学特征分析汶川地震的破裂方式

汶川MS8.0地震的地表破裂出现在中央和前山2条断裂上,分别形成了235km和72km长的地震地表破裂带,而且地表破裂表现出复杂的几何学和运动学特征。文中选取了中央断裂上虹口乡桐麻坎和擂鼓镇石岩村2个地表破裂点,通过几何学与运动学特征分析其地表破裂方式。桐麻坎的白沙河河床上4条右阶斜列的主破裂西南侧发育了一条反冲断层坎,精细地形测量反映出了破裂带内的断块特征与破裂过程中的地表掀斜;擂鼓镇石岩村逆冲破裂前缘的2条次级断层形成叠瓦式结构,地貌上表现为挠曲和其上部的地震鼓包。该两点地表破裂的几何学、运动学特征分析表明,本次地震在龙门山中央断裂上的破裂方式以逆冲为主,兼有右旋走滑。这一结果与美国地质调查局、哈佛大学和中国地震台网中心提供的震源机制解基本一致。此外,桐麻坎和石岩村横切破裂带的地形剖面显示出不同的地表掀斜方向,这种不一致主要由于前者位于断裂挠曲后缘,后者位于断裂挠曲前缘     

汶川M_S8.0地震地表破裂带北川以北段的基本特征

对北川-青川间汶川MS8.0地震地表破裂的野外地质调查表明,在这一段内主要存在一条地震地表破裂带,总体沿北川-青川断裂带分布。沿黄家坝、陈家坝、桂溪、平通、南坝、石坎等地的观察显示,该段地表破裂沿走向连续分布,结构单一,破裂长度为60~90km,地表破裂没有到达青川县关庄镇。可观察到的破裂长度在北川北至石坎之间,长62km,走向总体为20°~55°,运动学性质主要为右旋走滑逆冲。地震形成的地表破裂主要表现为垂向上的地表拱曲,指示了深部断层的逆冲性质;在水平运动方向上则主要表现为右旋走滑,不存在左旋走滑分量。地震地表破裂显示的同震垂直位移从西南段黄家坝的3m左右,向东北逐渐降低至南坝、石坎的1.5m左右;右旋水平位移没有明显变化或者略有增加,一般在1.5~2.0m之间。地表破裂特征表明,引起本次汶川MS8.0地震的发震构造是映秀-北川-青川断裂带,该断裂以逆冲运动为主,兼具右旋走滑分量,逆冲方向由NW向SE     

星载D-INSAR技术及初步应用——以西藏玛尼地震为例

近 10a来 ,干涉合成孔径雷达 (INSAR ,InterferometricSyntheticApertureRadar;简称 :干涉雷达 )测量技术取得了令世人瞩目的成绩 ,已成为极具有潜力的空间对地观测新技术。较详细地介绍了干涉合成孔径雷达、差分干涉合成孔径雷达 (D -INSAR ,DifferentialINSAR ;简称 :差分干涉雷达 )技术的基本原理 ,并以 1997年 11月 8日西藏玛尼地震为例 ,通过三通差分干涉处理 ,获取了玛尼地震前后的地表变形场。通过分析可知 ,变形梯度带与发震断层平行 ,均沿NEE -SWW(2 5 0°)分布 ,断层水平错距近 5m ,最大隆起斜距向位移量为 98cm ,最大沉降斜距向位移量为 95cm