西藏安多最新史前大地震的地质证据及其年龄

在西藏安多地区进行活动断裂研究过程中,进行地表调查和探槽开挖,证实错那－安多地堑北缘主边界断裂上的最新地表断层陡坎实际是该区史前大地震的地表遗迹。根据地表观察和实地测量结果可知,该区最新古地震断坎的延伸范围可达 26～36km,平均垂直位移量达 1.0～1.4m。相关地层－地貌体的年代学测试结果和古地震破裂参数表明,最新的古地震发生在距今约 10.0～8.1ka期间,估计当时的古地震震级介于 6.9～7.3级之间,当时的极震区烈度可能≥Ⅸ度。此古地震破裂的发现表明,青藏高原中部正断层型大地震之后的沉寂时间可以长达近万年,明显长于藏南裂谷带上的正断层型古地震活动间隔。由于安多地区最新大地震之后的离逝时间已足以积累类似强度的大地震,因此,该区未来的大地震危险性较高。     

断裂带中方解石脉显微结构、地球化学和年代学研究:藏南亚东裂谷带古地震记录

断裂带中的方解石脉作为流体的直接记录,保存了丰富的断层活动信息。亚东裂谷是藏南地区南北向裂谷系中一条具有区域规模的大型裂谷,自北向南分别为热隆、涅如堆以及帕里次级裂谷。本文在涅如堆地堑南、北部和帕里地堑北部裂谷断层选取三个采样点,对沿断层发育的方解石脉进行研究,揭示了脉体与地震活动的关系、流体来源以及古地震发生时间。显微结构观察显示,方解石脉主要具有块状和拉长块状结构,分别代表了同震快速沉淀以及震后的同构造期沉淀。涅如堆地堑北部方解石脉具有Eu元素正异常以及高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的热液特征,异常轻的碳氧同位素值显示出地幔流体和大气水贡献。涅如堆地堑南部和帕里地堑北部方解石脉具有Ce和Eu负异常以及Y正异常的低温特征,与区域内灰岩相近的δ¹³C和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值反映了围岩来源,偏负的δ¹⁸O表明同样存在大气水贡献。方解石的地球化学特征反映了裂谷断层切割深度大,在断层活动期间能够沟通不同深度域的流体。断层亚东裂谷涅如堆段方解石脉铀系测年结果为距今679±129ka,帕里段北部结果为距今544±26ka、444±15ka和408±13ka,由于以上样品均具有同震或同构造期的内部结构特征,因此测年结果代表了地震活动时间。结合涅如堆段发育的断层三角面高差,计算出裂谷断层中更新世以来的E-W向伸展速率为0.17~0.24mm/yr,小于晚更新世以来0.8±0.3mm/yr的伸展速率,以及GPS观测的伸展速率6mm/yr。即中更新世以来,亚东裂谷涅如堆段断层活动速率逐渐增大。该地区断裂带中广泛发育的方解石脉能够为基岩区的断层活动和古地震研究提供宝贵的资料。     

西藏阿里北部羌塘地块内部的第四纪活动断层及其变形机制

藏北高原非常薄弱的活动断层调查研究程度和不完整的历史地震资料等，限制了对高原内部活动构造变形特征、机制以及孕震构造环境等的深入认识。通过综合地质、遥感和地震等资料对阿里北部羌塘地块内部进行详细的活动断层解译，结合沿阿鲁错地堑系南段昆楚克错地堑西侧边界正断层新发现的晚第四纪断裂活动证据和最新同震地表破裂等，对该区的活动断层几何图像及运动学特征等进行了深入分析。研究结果表明，阿里北部的西羌塘块体内部在第四纪以发育近南北向正断层系统和由北西向与北东向走滑断层构成的共轭走滑断层系统为特征，第四纪和晚第四纪活动断层都呈现出了高密度、弥散分布的特点，并可归纳为3类基本的活动构造变形样式：共轭走滑断层及其伴生正断层作用、弥散式正断层作用和剪切裂谷式正断层作用，其中大部分正断层与走滑断层主要是作为相对独立的构造类型来共同调节区域内近东西向伸展变形的，这些特征指示藏北高原内部变形更符合“连续变形模式”而非“刚性块体挤出模式”。同时发现，沿昆楚克错地堑西缘主边界正断层发育的最新地表破裂总长度仅约400 m，最大垂直位移约0. 8 m，推测可能是1955年革吉县纳屋错东MW6. 5强震事件的结果。基于新的研究结果，推断阿鲁错地堑的第四纪正断层作用及相对频繁的历史强震活动，可能是孕育2016年阿鲁冰崩灾害的关键内动力条件，这警示需重视高原腹地活动断层作用与冰川失稳灾害之间的内在成因联系。     

依-舒地堑下第三系地层格架与成因单元

依-舒地堑是大庆油田的主探区之一,下第三系是主要勘探目的层,准确地建立地层格架是油气勘探的基础。在占有大量资料的基础上,采用数理统计分析方法,建立了测井曲线、微量元素分层模式,有效地解决了测井曲线局部干扰和地层分析实验样品量少的问题。在综合考虑6种因素的基础上,以生物层序和构造层序单元为基础,建立了依-舒地堑的整体地层格架,提出了依-舒地堑统一地层格架对比方案,指出T₅、T₃、T₁地震反射层具有构造旋回意义,代表盆地演化的不同阶段,T₄、T₂地震反射层具有沉积学以及气候层序的意义。     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积地球化学与环境变化

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物中总有机碳、有机质碳同位素及碳酸盐含量、碳氧同位素的分析, 并结合粒度数据, 将研究剖面所记录的古湖泊环境演化过程划分为5个阶段.其中254 (连续古湖泊沉积开始与第八层底部) ~210cm (距今39.7~35.8ka BP之间) 为湖泊发育期.210~185cm (距今35.8~33.6ka BP之间), 185~112cm (距今33.6~27.2ka BP之间) : TOC、CaCO₃含量较高、δ18 O值偏正, δ13 C_org偏负, Mz值较低, 反映了当时温度较高, 湖水水位较高; 而112~55cm (距今27.2~22.3ka BP之间) 和55~0cm (距今22.3~17.5ka BP之间) : TOC、CaCO₃含量较低、δ18 O值偏负, δ13 C_org偏正, Mz值较高, 表明了温度相对较低(但气候仍较温暖), 湖水水位较低, 湖泊处于退缩时期.其间分别在距今32.2~32.4ka BP、30.4~29.8ka BP和28.4~27.2ka BP出现了3次较大的退缩过程, 约22ka BP出现了一次气候突变.贝壳堤剖面揭示在39.7~18.5 14C ka BP之间柴达木盆地气候较温暖湿润, 形成高湖面.从18.2ka BP开始, 湖泊进入退缩阶段.到17.5ka BP快速形成盐壳, 高湖面持续历史结束.      

西藏尼木1901年M 6?地震的发震构造探讨

史料记载1901年4月26日西藏尼木发生M 6?级地震,其发震构造尚未有报道,对其发震构造的厘定有助于理解尼木地堑群的地震复发规律,科学评价周边地区的未来强震危险性。遥感解译与地质调查表明,尼木地堑群内部的庞刚地堑西边界断裂长约30 km,走向近北西—北北西,以彭刚玛曲为界分为南北两段。北段断裂地貌线性特征显著,陡坎发育,断错了多级冰碛物及河流阶地。位移恢复结果显示,河流阶地垂直断距T0约1.0 m,T1约2.6 m,T2约5.0 m。南段断裂沿虾庆曲展布,地貌线性特征显著,陡坎发育,断错了多期冲洪积扇体。尼木县城北部发现断裂错动T2阶地剖面,显示该断裂延伸至尼木县城北部。根据位移-震级经验公式计算,庞刚地堑西边界断裂最新一次地震的矩震级约为M_W 6.8,这与尼木地震比较吻合。遥感解译、地质调查与震级表明,庞刚地堑可能为1901年尼木地震的发震构造。结合历史地震记录分析认为,尼木地堑群中各个地堑具有独立发生中强地震的能力,其地震复发模式及其与亚东-谷露裂谷南北两段的地震活动差异等尚需进一步研究。      

塔里木盆地西南部南华纪裂谷体系的发现及意义

通过系统的地震资料解释,首次在塔西南地区发现南华纪裂谷体系。该裂谷平面上呈NW-SE走向的长条状,长约450km,宽约70~110km。剖面上为一箕状盆地,西南边界为一大型正断层,是裂谷沉积的同沉积断层,裂谷沉积向西南逐渐加厚,向东北逐渐减薄,沉积中心靠近裂谷的西南边界,构成一大型半地堑构造。其中,南华系是一套典型的生长地层,是裂谷沉积的主体;震旦系为裂谷晚期-后裂谷期沉积。塔西南南华纪裂谷是罗迪尼亚超大陆裂解过程中形成的,其油气勘探价值非常值得期待。     

青海玉树地区活动断裂与地震

青海玉树是巴颜喀拉地块西南边界上的典型历史强震区。最新的活动断裂遥感解译与地表调查结果表明,该区新构造期间主要发育清水河断裂带、玉树断裂带、阿布多断裂带和杂多断裂带4条NW向左旋走滑活动断裂带。其中,构成玉树—鲜水河—小江断裂系尾端构造的玉树活动断裂带是该区活动性最显著的岩石圈断裂。该断裂是由当江断裂、结古—结隆断裂和巴塘断裂3条斜接的主干断层和夹杂其间的多条次级断裂所共同构成的Z型左旋剪切张扭性变形带。它在上新世以来和晚第四纪期间的左旋走滑速率为4.0~5.4mm/a,调节了该区大部分的块体挤出与旋转变形,并构成该区大震活动的主要控震构造。历史强震梳理和古地震研究揭示,玉树主干走滑断裂带自约14530a BP以来至少发生了包括2010年地震在内的共11次大地震,原地重复间隔平均在千年以上,最长达近3000a。1738年玉树西北地震之后,玉树—甘孜断裂带的主干断层表现为平均间隔为50~100a的低频、串联式分段破裂过程,并且大震活动存在从东南向西北迁移的趋势。通过对玉树断裂未来大地震危险性进行综合地质判定认为,该区至少仍存在6段未来百年内大地震危险程度不同的地震空区,潜在的大地震震级为Mw6.6~7.3,其中危险性相对较高的段落主要是当江断裂带的当江—拉则段和结古—结隆断裂带上的结隆—叶卡诺段与桑卡—相古段。     

怀安盆地北缘断裂中段晚第四纪活动性研究

怀安盆地位于河北省张家口,是晋冀蒙盆岭构造区的活动构造盆地之一,在其北缘发育了控制盆地的怀安盆地北缘断裂。为了研究断裂的活动性,在断裂中段开挖了3个探槽,TC-1位于一条冲沟的一级洪积扇上,TC-2位于二级洪积扇上,TC-3位于另一条冲沟的一级洪积扇上。TC-1揭示断裂没有断错厚度约12m的覆盖层;TC-2揭示出由多条次级断层组成的断裂,断裂断错了大部分层位,且位错量随深度加大;TC-3剖面特征与TC-2相似。通过对探槽剖面进行详细的分析、测绘、描述和取样测年,得到了有关断裂的活动性的参数。分析表明,怀安盆地北缘断裂中段的最新活动时代为晚更新世晚期,晚更新世的平均滑动速率为0.12mm/a。TC-2和TC-3探槽显示断裂曾有过多次活动,并可识别出至少3次地表破裂型的古地震事件,其中最后2次分别发生于距今约40 000 a和距今约28 000 a,平均同震垂直位移为1.3 m,断裂的平均地震重复间隔约为11 ka。断裂具有发生7级地震的能力,末次地表破裂型地震的离逝时间已超过20 ka,对其危险性应予以重视。     

鄂中胡集-沙洋断裂活动性及钟祥地震发震构造

为了调查该研究区的断裂活动性和发震构造, 采用现场地质、地貌调查、断层物质及阶地年龄测试等方法进行研究.调查结果显示: 胡集-沙洋断裂以正断层活动为主, 最新活动时期在第四纪早更新世晚期, 约1 136 ka.在此基础上, 进一步分析了区域构造应力场和微小地震活动与断层的关系.同时勾绘出了钟祥4次地震的有感范围, 其规模、形态与胡集-沙洋断裂的走向和活动性质基本吻合.在钟祥一带的第四纪中更新世网纹红土中, 发现疑似地震形成的破裂及喷砂喷砾现象, 表明钟祥地区在第四纪中更新世发生过M≥6.0的中强地震.基于此认识, 讨论了钟祥1407年、1469年、1603年M5.0~5.5地震的发震构造.研究表明: 该发震构造为控制汉水地堑的胡集-沙洋断裂, 也证实了在中国东部非活动断裂具有发生中强地震的构造潜力.      

青藏铁路风火山段晚第四纪断裂活动分析

地表地质调查发现,第四纪期间在风火山逆冲-褶皱构造带以发生近东西向的伸展变形为特征。在该构造带中形成切割早期近东西向挤压变形构造带、指示近东西向伸展变形、整体沿北60°东向展布的二道沟断陷盆地。断裂活动的地质、地貌证据表明,控制该盆地晚第四纪断陷的主边界断裂位于其北缘,是一条断续延伸达24 km左右、可能兼具左旋走滑性质的正断层。根据该区晚第四纪沉积物的分布和时代,并对断裂所错动的晚第四纪地质-地貌体进行初步的年代学分析,可以初步断定该断裂的晚第四纪垂直活动速率应该介于0.2~0.4 mm/a之间。     

Surface Rupture of the 1515 Yongsheng Earthquake in Northwest Yunnan,and Its Seismogeological Implications

The 1515 M7? Yongsheng earthquake is the strongest earthquake historically in northwest Yunnan. However, its time, magnitude and the seismogenic fault have long been a topic of dispute. In order to accurately define those problems, a 1:50000 active tectonic mapping was carried out along the northern segment of the Chenghai–Binchuan fault zone. The result shows that there is an at least 25 km–long surface rupture and a series of seismic landslides distributed along the Jinguan fault and the Chenghai fault. Radiocarbon dating of the ~(14) C samples indicates that the surface rupture should be a part of the deformation zone caused by the Yongsheng earthquake in the year 1515. The distribution characteristics of this surface rupture indicate that the macroscopic epicenter of the 1515 Yongsheng earthquake may be located near Hongshiya, and the seismogenic fault of this earthquake is the Jinguan–Chenghai fault, the northern part of the Chenghai–Binchuan fault zone. Striations on the surface rupture show that the latest motion of the fault is normal faulting. The maximum co–seismic vertical displacement can be 3.8 m, according to the empirical formula for the fault displacement and moment magnitude relationship, the moment magnitude of the Yongsheng earthquake was Mw 7.3–7.4. Furthermore, combining published age data with the ~(14) C data in this paper reveals that at least four large earthquakes of similar size to the 1515 Yongsheng earthquake, have taken place across the northern segment of the Chenghai–Binchuan fault zone since 17190±50 yr. BP. The in–situ recurrence interval of Mw 7.3–7.4 characteristic earthquakes in Yongsheng along this fault zone is possibly on the order of 6 ka.     

Seismically mobilized moraines in the Tien Shan

Moraines studied in the Chon-Kyzylsuu River valley (southeastern Lake Issyk-Kul region, Tien Shan) were mobilized during historic and prehistoric large earthquakes. Seismic triggers of moraine mobilization included the M > 8 Kebin earthquake of 1911 and prehistoric events that produced rockslides, landslides, and multiple fault scarps. Rockslides in the Chon-Kyzylsuu basin are located in the hanging wall of the Terskey border thrust fault. The observed deformation results from at least four prehistoric earthquakes in the second half of the Holocene (early 20th century BC, early 11th century BC, middle 8th century BC, and early 2nd century BC), with local shaking intensity I > 7.     

新疆阜康断裂带甘河子段晚第四纪活动特征

为了解阜康断裂晚第四纪以来的活动特征, 准确评价该断裂的大震危险性, 在野外地震地质调查的基础上, 对变形的微地貌进行了测量, 开挖了2个大型古地震探槽, 并采集了系列释光年龄样品, 对阜康断裂甘河子段进行了细致研究.甘河子断裂段是一条全新世活动断裂, 全长约33 km, 构成博格达北麓与山前冲洪积扇的界线.该断裂晚第四纪期间活动性较强, 运动方式以向盆地方向的逆冲为主, 形成了一系列地质地貌现象.晚第四纪晚期以来, 断裂的平均垂直滑动速率在0.34~0.43 mm/a.全新世中期以来, 断裂有过2次古地震事件, 断裂大震(特征地震)的复发周期为2 100~3 750 a, 最新一次古地震事件造成的地表垂直位移量为1.5 m左右, 对应的古地震震级在7.2~7.4之间, 该次古地震事件离逝时间已达4.11 ka, 目前该断裂已经累积了较高能量.      

2010年青海玉树地震(Ms7.1)同震地表破裂及其与山脉隆升的关系

野外调查发现,2010年4月14日青海玉树Ms7.1级地震同震地表破裂带长约65km,破裂带走向为310°,破裂面向NE陡倾,地表破裂带由2部分组成,其中西侧部分长约19km,东侧部分长约30km,两者之间存在约15km的无破裂区。地表破裂以右阶雁行状破裂分布为主要特征,呈现左旋走滑性质,伴随有垂直位移。统计结果显示,同震地表破裂垂直位移 (dv)与水平位移 (dh)的比值在0.13~0.53之间,地貌累积dv与累积dh比值为0.27~0.63。同震dv/dh与地貌dv/dh的相似显示玉树南山的形成和玉树地震具有同样的运动学和动力学性质,玉树南山的形成是地质历史上沿玉树断裂多次类似于玉树地震的地震活动的结果,计算出需要1800~2600次地震才能造成玉树南山的隆升。前人研究本段断层地震复发周期为120~200年,计算出断层开始活动时间不晚于20万~40万年以前。     

龙首山南麓新发现的地震地表破裂带——兼论1954年山丹MS 7?地震发震构造

基于详细的遥感解译和野外调查,发现龙首山南缘断裂发育有较新的地震地表破裂遗迹,包括断层坎、地震鼓包、河道的系统位错等断层地貌标志,破裂带总长度超过20 km,沿断裂走向其垂向位移介于0.35~4 m,水平位移介于0.3~1.9 m,龙首山南缘断裂主体表现为逆冲性质,仅在西端表现为局部左旋走滑的性质。通过剖面和探槽揭示,龙首山南麓地区全新世以来发生多次断层活动,最新的一次在约3.96 ka以来。经过与区域内的强震记录比对,认为此次新发现的地震地表破裂带可能是1954年山丹M_S 7?地震所致。1954年山丹M_S 7?地震在浅表沿两条断裂同时发生了地表破裂,表现为正花状构造的变形样式。这种同震位移分配现象以往多发现于走滑型地震中,此次在逆冲型地震中发现。龙首山南缘断裂地表破裂带的发现为揭示1954年山丹地震的震源过程和破裂样式提供了新的证据和思路。      

汶川8.0级地质发震断层逆冲活动的地震地貌与古地震初步研究

与河流阶地相关的地震地貌包括地震阶地和阶地断错两方面。地震阶地是古地震事件的直接反映; 阶地断错则是多次古地震事件的累积效应。文章在汶川8.0级地震破裂带调查的基础上,讨论了平行断裂的河流和横穿断裂的河流两种情况下的阶地发育特征。在此基础上,应用差分GPS测量技术,分别对虹口附近的地震阶地和映秀附近阶地断错现象进行了测量。研究结果表明,虹口附近地震阶地反映了自白沙河Ⅱ级阶地形成以来发生了5次规模基本相当的断错事件; 映秀附近的阶地累积位错量反映了不同级阶地经历了不同数量的地震事件,其中,Ⅱ级阶地形成以来大致经历了5次与汶川8.0级地震位错相当的地震事件。两个地点的地震阶地和阶地位错研究得到了一致的古地震次数。本文进一步讨论了前人对该区阶地的测年数据,从而推测得到汶川8.0级地震发震断层的古地震复发间隔约为4ka。     

Late Quaternary activity of the Pajarito fault, Rio Grande rift of northern New Mexico, USA

The Pajarito fault forms the western margin of the Rio Grande rift in north-central New Mexico, and lies adjacent to Los Alamos National Laboratory, a major Federal research facility. Vertical displacement on this normal fault over the past 1.2 Ma has created a 50- to 120-m-high fault scarp on Bandelier Tuff (1.2 Ma), yielding a long-term average slip rate of ca. 0.1 mm/yr. In support of a Laboratory-wide seismic hazards assessment, we excavated 14 trenches in the Pajarito fault zone to determine the age of the most recent displacement event, the recurrence interval between events, the displacement per event, and the variability in slip rate and recurrence through time. The large number of trenches was required by the large height of the fault scarp and the complexity of the fault zone. Only about half the trenches contained significant thicknesses of Holocene deposits, but in those trenches there was clear evidence for an early-to-mid-Holocene displacement event. The previous event was at least 20–40 ka, and the average recurrence interval over the past ca. 300 ka was about 20–40 kyr. We infer that much of the structural relief across this fault developed soon after eruption of the Bandelier Tuff between 1.0 and 1.2 Ma, and that slip rate slowed considerably after that time.