龙门山南段晚第四纪逆冲活动的河流地貌研究

继2013年芦山MS7.0地震发生之后,龙门山断裂带南段的地震危险性得到了广泛的关注。为了深化对龙门山断裂带南段晚第四纪活动性的认识,我们对横跨该断裂带的青衣江上游河段开展了河流阶地调查与测量。在卫星影像和高分辨率DEM分析的基础上,基于SCGNSS(Sichuan Global Navigation Satelite System,四川省卫星定位连续运行基准服务平台)对河流阶地进行了精细测量和对比,开展了河流阶地的光释光测年,建立了青衣江上游河流阶地纵剖面图。耿达-陇东断裂、盐井-五龙断裂和小关子断裂(大川-双石断裂西支)均垂直断错了青衣江二级以上阶地,表现为逆冲活动,其晚第四纪平均垂直错动速率分别为0.21~0.30mm/a、0.12~0.21mm/a和0.10~0.12mm/a。晚第四纪以来,大川-双石断裂东支垂直错动不明显,金汤弧形构造带没有活动。通过青衣江河流阶地变形得到龙门山断裂带南段冲断带晚第四纪地壳缩短速率为0.48~0.77mm/a,该缩短速率约为龙门山断裂带中段的一半。结合前人对前陆区构造变形的研究,认为龙门山南段前陆褶皱带可能吸收了一半以上的地壳缩短量。龙门山断裂带南段3条主要分支断裂均为晚第四纪活动断裂,具有发生强震的危险性。     

利用DEM技术自动提取龙门山南段青衣江阶地面的研究

河流阶地面是一种时间性、连续性非常高的层状地貌面,利用跨断层地区的河流阶地变形可以定量地判别一个地区的断层活动性。青衣江横跨龙门山断裂带南段是一条区域性大河,由于龙门山南段构造活动强烈且河流阶地被侵蚀程度严重,为了在室内更好、更快地解译青衣江河流阶地,使野外调查工作更具有针对性,本文在龙门山南段青衣江流域小关子至飞仙村一段,采用航测遥感技术制作的2m分辨率DEM和1/5万数字高程模型,基于Arc GIS和MATLAB平台进行了阶地面提取和聚类分析,以模拟野外测量阶地的流程,试图通过计算机提取,快速获取该地区更多的残余地貌面,建立起较为完整的河流阶地纵剖面。研究结果表明:野外测量数据与计算机自动提取结果相似度较高,具有较好的一致性;在完整的阶地剖面中发现了芦山盆地内部阶地具有疑似拱曲现象;在大川-双石断裂附近阶地有翘起现象,推测芦山盆地西缘阶地拱曲是由大川-双石断裂东侧的一条未知断层引起的,大川-双石断裂附近阶地的翘起现象可能是在断层逆冲推覆过程中形成的,同时结合区域年代历史数据,推测该地区(芦山盆地至大川-双石断裂)至少在晚更新世曾发生过构造活动。     

2022年四川芦山6.1级地震构造与地质灾害分析

2022年6月1日四川芦山6.1级地震发生在龙门山断裂带南段,位于2013年芦山7.0级地震余震区北侧,引发了比较严重的次生地质灾害。基于现场调查与遥感解译,本文分析了地震地质灾害的空间分布及其与地形坡度、岩性、断裂的关系,结合主余震空间分布及震源机制解结果,初步讨论了其发震构造与次生地质灾害的关系。结果表明:①基于现场调查资料,地震地质灾害主要发育于东河河谷一带,类型多为中小型的岩质滑坡,坡度主要在30°～50°范围,岩性主要为闪长岩和花岗岩;②此次地震的发震构造与2013年芦山7.0级地震不同,且并非双石—大川断裂;③此次地震的发震构造为倾向SE的盲逆反冲断层,地质灾害主要发育于发震断裂的上盘,且主要分布于沿东河河谷发育的五龙—盐井断裂分支断裂和双石—大川断裂之间的区域。     

深反射剖面揭示的芦山7.0级地震发震构造

芦山地震发生在龙门山断裂带前缘.关于芦山地震的发震断层,有的认为是前山断裂——双石—大川断裂,有的认为是山前断裂——大邑断裂拟或其他隐伏断裂,发震断裂究竟是哪条断裂以及芦山地震是不是汶川地震的余震?目前仍存在较大争议.震后穿过芦山地震区完成了一条长近40km的深地震反射剖面,以确定芦山地震的发震构造.反射剖面显示浅部褶皱和断裂构造发育,在上地壳存在6条逆冲断裂,下地壳存在一条非常明显的变形转换带,在深度16km左右还存在一个滑脱层,浅部的6条断裂最终都归并到该滑脱层上.参考主余震精定位结果,芦山地震的发震断裂应该是位于双石—大川断裂和大邑断裂之间的隐伏断裂F4,F2和F3断裂受控于发震断裂而活动,形成剖面上"Y"字型余震分布现象.隐伏断裂F4属山前断裂,不是前山断裂,因此芦山地震不是汶川地震的余震.     

四川省芦山MS7.0地震发震构造分析

2013年4月20日的芦山“4·20”MS7.0地震发生在龙门山断裂带西南段,震中地区分布多条NE向断裂,构造较为复杂.这次地震震源机制解显示为逆冲型地震,破裂面为NE走向,与龙门山断裂带的运动性质和走向一致.地表调查只在大川-双石断裂(前山断裂)和新开店断裂(大邑断裂南段)发现局部分布的NE向地表裂缝、沿地表裂缝分布的喷砂冒水和砂土液化,不规则的边坡开裂等地表变形,以及断裂沿线较严重的滑坡崩塌和房屋破坏.野外调查没有发现明显的地震地表破裂.GPS测量结果显示,此次地震的发震断裂位于芦山县城附近或其以东,而芦山西侧的断裂也可能参与了部分活动.根据野外地质调查、GPS观测、震源机制解、震源深度、余震分布等结果综合判定,芦山7.0级地震的主要发震构造是芦山之下、大川-双石断裂和新开店断裂之间的龙门山前缘滑脱带.此滑脱带在该段的运动导致了这次地震的发生,并可能带动了它上面的大川-双石和新开店等断裂的活动.     

龙门山大川-双石断裂在都江堰隐伏段的综合探测研究

大川-双石断裂位于龙门山前山断裂南段,因其在都江堰地区隐伏于岷江河流阶地之下,在一定程度上影响了对龙门山断裂带南段的地震危险性评价和发震能力评估。因此,掌握大川-双石断裂的地下分布特征和活动性,对都江堰城区的避灾规划和重大工程选址意义重大。本项研究在野外地质调查基础上,垂直断裂走向布设浅层地震反射剖面、高密度电阻率剖面和钻孔联合剖面。通过多种方法共同揭示了大川-双石断裂在都江堰地区的精确空间展布位置、近地表构造形态、上断点埋深及断裂活动性。大川-双石断裂在都江堰地区的岷江西岸阶地处隐伏通过,为逆断层,倾向NW,倾角在地表浅层为60°~70°,近地面为20°~30°;且破碎带向地面逐渐变浅变薄,上断点向上延伸至第四系灰褐色黏土层和棕黄色粗砂夹砾石层,埋深约3.5 m。上述研究表明大川-双石断裂在都江堰市区附近具有全新世活动特征。     

2013年芦山MS7.0地震的地震地质 灾害和发震断裂探讨

在对2013年4月20日芦山M_S7.0地震灾区大量地震地质灾害实地考察及调查的基础上, 总结了滑坡、 崩塌、 砂土液化、 地裂缝、 地表变形等地震地质灾害的分布及发育特点, 探讨了地震地质灾害与发震断裂之间的关系. 极震区和重灾区的崩塌和滑坡特别严重, 是地震巨大破坏作用的外在表现形式; 砂土液化点较少, 分布范围和规模有限; 地裂缝和地表变形并非真正意义上的地震地表破裂带. 根据极震区和重灾区地震地质灾害的分布和发育特点, 认为芦山地震最有可能的发震断裂为龙门山前山断裂的双石—大川断裂, 也有可能是龙门山山前隐伏断裂的大邑断裂, 还有可能是双石—大川断裂与大邑断裂两者共同触发的结果.      

郯庐断裂带沂水-汤头断裂南段晚第四纪活动新证及构造意义

以往对郯庐断裂带沂沭段各条断层第四纪活动性研究工作都集中在有历史地震记录的东地堑断层,而对断裂带西地堑断层却极少涉及,仅有的关于西地堑2条断层活动性的研究也至今没有定论。针对沂沭断裂带南段西地堑2条断层开展系统的浅层地震勘探和钻孔联合剖面相结合的研究,明确了鄌郚-葛沟断裂(F4)可能是第四纪早期断裂,而活动性较强的沂水-汤头断裂(F3)属于晚更新世活动断裂,其最新1次活动时间发生在距今(91.2±4.4)~(97.0±4.8)ka。结合断裂带其他断层的最新研究成果,对比东、西地堑活动断层最新活动时间,揭示出沂沭断裂带南段晚第四纪活动是断裂带对来自两侧应力的构造响应。沂水-汤头断裂可能是该区域未来中强地震的潜在发震构造。     

基于深部地震资料与地表变形资料的芦山地震发震构造研究

芦山地震的发震构造迄今为止仍不明确。文中基于中国地震局地震预测研究所2008—2009年间布设于龙门山断裂带南段的流动地震台站观测剖面、芦山地震余震精定位结果等地球物理资料对深部构造单元进行了分析;同时基于阶地变形资料、遥感资料、区域地质资料等手段对地表构造变形进行了分析;综合两者建立芦山地震的构造变形模式并研究芦山地震的发震构造。初步认为由于断层面倾角的差异,芦山地震的构造变形模式和中北段与汶川地震有关的主要破裂段的变形模式有所不同。南段前山断裂近直立的断层面最终以对下盘的挤压作用为主,并在下盘地块内形成逆冲断层引发了芦山地震;而北段中央断裂陡倾的断层面使得仍然以上盘的逆冲作用为主。新生逆冲断层的上盘形成了1个活动背斜,第四纪以来该活动背斜之上的阶地面已经发生了显著的变形,该断层最新的1次活动导致了芦山地震的发生。大溪乡与太平镇之间向SE方向凸出的弧形断层段长期以来已经累积了巨大的位移量或构造变形量,是应变释放、构造运动都集中发生的段。芦山地震只是这种构造模式的长期演化过程中的1次地震事件,未来南段前山断裂下盘的这些新生活动逆冲断层仍然具有发生类似地震的危险性。     

2022年芦山MS6.1地震：发生在隐伏反冲断层上的一次中强地震

继2008年汶川M_S8.0地震和2013年芦山M_S7.0地震后,2022年6月1日在龙门山断裂带南段又发生了一次M_S6.1强震,距离2013年芦山M_S7.0地震震中位置仅10 km.为研究此次地震的发震断层及两次芦山地震的关系,对震后60天的余震序列进行重定位,获得了933个高精度定位结果,EW,NS和UD方向上的定位误差分别为0.15 km,0.13 km和0.23 km.余震序列在水平分布上沿北东—南西向略长,在深度上主要分布在12—20 km,10 km以浅余震很少.余震震源深度剖面显示发震断层面倾向南东,与2013年芦山M_S7.0地震发震断层结构中的反冲断层倾向一致,两次芦山地震的发震断层结构相交为复式Y型断裂结构,此次芦山地震的发震断层为其中一条深度更深的反冲断层.此次地震没有产生地表破裂,推测发震断层为一条埋深较深的隐伏断层.两次芦山地震的余震震中分布区跨过了该区域的一条大型逆冲型断裂带,即双石—大川断裂带.深度剖面显示芦山M_S7.0地震的南东...     

芦山地震灾区宝兴县地震活断层探测成果介绍

2013年芦山7.0级地震发生后,宝兴县作为地震灾区,在灾后重建工作中划设了穆坪镇和五龙乡两个规划区。由于两个规划区均位于龙门山断裂带南段中央断裂附近,中央断裂的晚第四纪活动特征研究可以为宝兴县的的灾后重建工作提供科学依据。通过野外地质调查、地球物理探测及钻探等手段,对中央断裂的两个分支断裂即盐井断裂和五龙断裂的地质地貌及活动特征进行了揭示。研究结果显示五龙断裂线性特征较为清晰,为晚第四纪活动断裂,穿过五龙乡规划区,考虑到未来发生地震造成的地表断错问题,应进行地震活断层避让。盐井断裂线性特征较弱,断层规模较小,为早-中更新世活动断裂,可以不考虑其对穆坪镇规划区的影响。     

耿达——陇东断裂地质地貌调查及活动性探讨

2013年芦山M 7.0级地震发生后,龙门山断裂带南段的地震活动性及发震能力受到了广泛关注。通过野外调查和地球物理探测,对龙门山断裂带南段的后山断裂即耿达—陇东断裂的活动特征进行了调查,研究结果显示,耿达—陇东断裂线性特征较差,断层形迹模糊,断错地貌不甚发育,仅见到宽约60 m的断层破碎带,断裂活动性较弱,在耿达乡断层未断错河流的T3级阶地,因此推断该断裂为早—中更新世活动断裂。     

芦山MS7.0级地震余震序列重新定位及构造意义

利用四川省地震台网的震相数据和双差定位方法对芦山M_S7.0级地震及其余震序列进行了精确定位,根据余震分布确定了发震断层的位置和断层面的几何特征,并对余震活动进行了分析.结果显示,芦山M_S7.0级地震的震中位于30.28°N、102.99°E,震源深度为16.33 km.余震沿发震断层向主震两侧延伸,主要分布在长约32 km、宽约15~20 km、深度为5~24 km的范围内.地震破裂带朝西南方向扩展范围较大,东北方向略小,余震震级随时间迅速衰减.震源深度剖面清晰地显示出发震断层的逆冲破裂特征,推测发震断层为大川—双石断裂东侧约10 km的隐伏断层.该断层走向217°、倾向北西,倾角约45°,产状与大川—双石断裂相比略缓,它们同属龙门山前山断裂带的叠瓦状逆冲断层系.受发震断裂影响,部分余震沿大川—双石断裂分布,西北方向的余震延伸至宝兴杂岩体的东南缘,与汶川地震的破裂带之间存在50 km左右的地震空区,有可能成为未来发生强震的潜在危险区.     

龙门山南段芦山震区浅层沉积与构造变形——对深部发震构造的约束

2013年4月20日在龙门山南段发生M_W6.7强震,造成重大人员伤亡和财产损失.芦山地震发生后,针对发震断层是高角度还是低角度断层?断层的归属、性质和地震构造模型等问题,一直存在不同的认识和争议.本次研究采用了芦山震区的三条高精度二维人工地震反射剖面,结合区域地质、钻井资料,对芦山震区浅层沉积与构造变形进行综合解释;研究同时综合了震源机制解、小震重定位结果以及深地震探测剖面,并结合龙门山地区古生代以来的构造演化史,对震区地质构造进行解析.研究认为龙门山南段主要发育了三套不同层次的滑脱层并控制了上地壳形变,呈现多层滑脱、多期变形、构造叠加的复杂特征.2013年芦山地震的主要活动断层发育在深部约20 km滑脱层之上,倾向NW、倾角较陡大约在45°~50°,并产生反冲断层形成Y字状结构.地震地质解释表明,芦山地震的同震活动断层没有突破中生界和新生界,并非先前认为的双石—大川断裂(F4)或山前大邑隐伏断裂(F6);芦山地震的发震断层为一基底盲冲断层;深地震反射结果进一步揭示芦山地震的发震断层为一早期(古生代)形成的正断层.研究认为芦山地震发震构造符合简单剪切断层转折褶皱模型(Simple-shear Fault-Bend Fold),2013年芦山地震为一次非特征型地震.晚新生代以来在青藏高原向四川盆地强烈挤压持续作用下,早期正断层重新活动并产生了芦山地震.这种深部隐伏断层活化产生的特殊型地震,无疑增加了龙门山地区地震灾害的风险和不确定性.     

龙门山断裂带南段错断晚更新世以来地层的证据

在野外实地考察基础上,研究人工开挖剖面并使用现代测年技术后,发现龙门山断裂带南段的前山断裂和中央断裂自晚更新世以来发生过强烈的活动。可以分辩出龙门山前山断裂南段大川- 双石断裂错断距今5-74 万a 以来的冲积层,垂直位移1-74m ;中央断裂南段五龙断裂在错断距今9 万a 左右的冲洪积地层后,被距今约7-85 万a 的坡积层覆盖,剖面上地层的垂直位移为0-73m     

芦山县龙门乡芦山“4·20”7.0级强烈地震地表破裂迹象与讨论

在芦山县龙门乡发现芦山“4·20”7.0级强烈地震地表破裂的迹象,这些迹象点呈NE-SW向线状分布,总体走向N40°～50°E,长2～ 3km.根据水泥路面变形推断水平缩短量为8cm,垂直抬升量1 ～ 2em.地表未见走滑分量,运动学特征表现为由NW向SE的推挤作用.在地震地表破裂的力学性质方面,有斜向剪切裂缝,也有挤压对冲逆断层性质,但更多地表现为张性裂缝,这与拱曲顶部的局部张性应力场有关.虽然这些地表破裂组合特征不同,性质也有差异,但均反映了龙门乡一带受到NW-SE向挤压作用以及逆断层发震构造沿线近地表常见的拱曲作用.与大川-双石断裂(前山断裂)、大邑-名山断裂(山前断裂)相比,芦山-龙门隐伏推测断裂更有可能是此次地震的发震断裂,这一推论也与此次地震序列的精定位结果以及地震烈度分布特征相符.有关芦山“4·20”7.0级强烈地震发震断裂的认识,对研究此次地震的发震构造特征以及评价未来山前地带地震危险性具有重要意义.     

龙门山南段前缘地区活褶皱-逆断层运动学机制——以芦山地震为例

2013年4月20日发生在龙门山南段的芦山MS7.0地震是继发生在龙门山中北段的汶川MS8.0地震之后的又一次强震。本文通过震后地表变形特征、余震分布、震源机制解、石油地震勘探剖面、历史地震数据等资料,结合前人对龙门山南段主干断裂、褶皱构造特征的研究以及野外实地考察,应用活动褶皱及"褶皱地震"的相关理论,初步分析芦山地震的发震构造模式。认为芦山地震为典型的褶皱地震,发震断裂为前山或山前带一隐伏断裂。构造挤压产生的地壳缩短大部分被褶皱构造吸收。认为龙门山南段前缘地区具有活褶皱-逆断层的运动学特征,表明龙门山逆冲作用正向四川盆地内部扩展。     

芦山地震断层的滑动分布与汶川地震断层的关系

本文利用2013年芦山M_S7.0级地震同震GPS数据反演了芦山断层几何与断层滑动分布,结果表明:芦山地震发震断层具有南陡北缓、上陡下缓的特征,低倾角的区域位于发震断层北段且靠近映秀断层的一侧;滑动分布模型的最大滑动量为0.82m,其深度为13.67km与小震发生集中平均深度12.5km接近.我们选取1998—2014年龙门山断裂带区域地壳形变观测数据,拟合获得了龙门山断裂带走向方向上的速度分量,发现在汶川M_S8.0地震与芦山M_S7.0地震之间宽度约30km破裂空区,龙门山断裂带西南段与东北段的形变分量以破裂空区为界方向相反.断裂带东北段(汶川地震主要发震断层)的形变分量方向与断层右旋走滑运动方向一致,而在断裂带西南段(芦山地震发震断层)的形变分量方向与断层左旋走滑运动方向一致.芦山地震走滑方向与汶川地震走滑方向相反是因为该断裂带构造运动在特有几何构造下受青藏高原东南向挤压,遇龙门山中段岩石圈楔状构造的阻挡,在汶川M_S8.0地震与芦山M_S7.0地震间的地震空区,形成了构造运动向其两侧分流的结果.     

龙门山中央断裂南段盐井—五龙断裂的浅层地球物理方法探测

在2008年5月12日汶川MS8.0地震和2013年4月20日芦山MS7.0地震中,龙门山中央断裂南段的盐井—五龙断裂均未发现地表破裂现象,加之该断裂浅层地球物理资料极度匮乏,在一定程度上限制了对龙门山断裂带南段地震危险性的评价和发震能力的评估。针对龙门山中央断裂南段的盐井-五龙断裂经过区段的主要乡(镇)所在地多为宽度不大于300m的山间峡谷地区,且探测场区存在交通条件不便、场地工作面狭窄等问题,在浅层地震反射波法探测工作中采用小道间距、小偏移距、多道短排列接收和共反射点多次覆盖观测的地震数据采集方式,并经数据处理后获得地震反射剖面图像。浅层地震探测定位结果结合高密度电阻率成像断面、探槽开挖和钻孔联合剖面资料,共同揭示了NE向的盐井—五龙断裂在宝兴县五龙乡东风村一带精确的空间展布位置、产状规模和近地表构造形态。探测结果表明盐井—五龙断裂于五龙乡北东风村西河两岸的T1阶地处隐伏通过,性质为倾向NW的逆冲断裂,近地表倾角50°~60°,上断点埋深19m。该断裂断错宝兴西河T2、T3阶地,西河右岸T1阶地断裂通过处两侧基岩的断距6~8 m,其破碎带及其影响带宽度约30m。本文浅层地球物理探测成果可对判定盐井—五龙断裂的近地表构造活动提供可靠的地震学证据,也为地震重灾区(宝兴县城)的灾后工程选址重建、地震危险性评价和制定抗震防灾规划提供了科学的基础资料。     

从反射地震剖面中认识芦山地区的地壳精细结构和构造

采用深地震反射剖面探测,结合地表地质信息,本文对芦山地区的地壳结构、深浅构造和隐伏活动断裂进行了分析.研究结果表明:该区上地壳结构特征清晰,深度约为15km左右;区内断裂由于受青藏高原向东南方向的推挤和坚硬的四川盆地阻挡的联合作用均属逆冲断裂,其中双石—大川断裂以低角度向深部延伸,主要表现为纯逆冲的运动学性质,并与周边小断裂共同组成叠瓦状断层构造.而广元—大邑断裂为上陡下缓式逆冲断裂,与其六条分支断裂共同组成了"正花状"构造,断裂活动是以逆冲为主,并伴随着小的水平滑动,是一条斜向逆冲的断裂.在芦山地震发震断裂的2km范围内推测存在一陡一缓两条断裂,并根据三者形态推测其在18km或以上收敛到一起并向深部延伸,从而使它们在芦山地震中被同时激活.研究结果揭示了研究区近地表活动断裂和地壳深部构造之间的关系,为进一步研究龙门山断裂带的深部构造环境、深浅构造关系以及断裂的活动性提供了有利的依据.