断层气氡测量技术对石棉断裂的初步探测研究

石棉断裂是大凉山断裂带的重要组成部分,其空间展布与活动性特征对于区域构造稳定性研究有重要的理论意义,且对该地区的城市建设与危险性评价有重要的应用价值。通过对石棉隐伏断裂进行断层气氡地球化学探测,并结合地质勘察、前人探槽、浅层人工地震等资料综合分析,结果表明：(1)断层气氡探测揭示的断裂空间位置与物探、探槽解译的空间位置吻合度较高,断裂位于断层气氡浓度最高峰峰值附近且都分布在主峰的异常区间内;(2)断层气氡探测确定的石棉隐伏断裂的倾向与物探、探槽揭示结果具有一致性,断裂产状为N38°～45°W/SW∠70°～80°;(3)利用断层气Rn浓度衬度值对石棉断裂不同段的相对活动性进行判定,断裂南段(南桠河流域)的活动性要强于北段(大渡河流域)。     

豫西三门峡地区温塘断裂第四纪活动性研究

温塘断裂位于鄂尔多斯块体东南缘,是三门峡盆地的东边界控制断裂,准确厘定其活动性对于理解区域构造演化和判断三门峡地区地震危险性具有重要意义。运用野外地质地貌调查、联合钻孔剖面探测及光释光定年技术,对三门峡地区温塘断裂的活动性进行分析与研究。结果表明,温塘断裂南段出露地表,线性特征明显,断层最新活动时代为晚更新世;温塘断裂中段为第四纪隐伏断裂,断层活动时代为中更新世;温塘断裂北段断层出露,断层活动时代为中更新世。     

基于跨断层形变资料的川滇菱形块体西侧主要活动断裂近场活动特征分析

利用2010—2017年跨断层近场形变观测资料,采用最小二乘法求解川滇菱形块体西侧主要活动断裂近场区域的应变参数,分析各断裂带上最大剪应变、应变率、面应变、面应变率的近场结果。结果显示:①程海断裂剪切活动北段强于南段,张压活动在2013年前后出现转折变化,具有分段特征,北段由压性转为趋势张性、南段由张压不明显转为压性变化;②红河断裂剪切活动中段最强、北段次之、南段最弱,面应变结果显示北、中段长期处于压性活动状态,南段目前张压活动不明显;③曲江断裂表现为弱剪切压性累积增强的活动特征;④石屏—建水断裂显示出弱剪切压性活动特征。综上分析认为研究区断裂活动特征表现为压性增强且剪切活动强或长期处于压性状态下的弱剪切活动的断裂存在应变积累,因此程海断裂南段、红河断裂北段、曲江、石屏—建水断裂地震危险性值得关注。     

隐伏活断层探测中的精定位技术——以银川盆地芦花台断裂为例

以银川盆地芦花台断裂为例,探讨隐伏活动断层精定位技术。经浅层地震勘探查明,芦花台断层总体走向NNE,倾向SEE,倾角73°~78°。根据取自钻孔的地层样品沉积年龄测定,又将主断层分为南段和北段。芦花台隐伏断层南段中更新世活动,而北段全新世活动。通过对浅层地震勘探断层上断点上延伸计算,使其与钻探得到的断层上断点埋深相匹配。通过断层的精确定位,得到了芦花台隐伏断层在浅表的几何分布、产状及活动性分段特征的认识。所得成果为石嘴山市城市辖区内的建设提供了重要参考依据。     

1303年山西洪洞8级地震震源断层研究

1303年在山西洪洞附近发生的8级巨大地震, 是中国根据现存较为详细的文献记载史料所确定的最早的一次8级地震。 这次地震距今已有700多年的历史, 而地震所在区域至今仍有持续不断的小地震活动。 本文根据地震破裂区1981年至2013年的中小地震精定位地震目录, 采用震源断层面拟合方法, 反演得到了1303年山西洪洞地震的震源断层面参数: 走向19.3°、 倾角88.5°、 滑动角-170.0°。 断层面长75.5 km, 宽26.2 km, 深度为地下11.12 ～37.35 km。 将地震破裂区的地震精确定位资料以近东西向的洪洞断裂为界划分为地震北段和地震南段, 分段进行地震震源断层拟合, 反演得到洪洞地震北段震源断层面参数: 走向13.7°、 倾角76.6°、 滑动角-157.6°。 断层面长32.7 km, 宽21.7 km, 深度为地下11.97～32.86 km; 南段震源断层面参数: 走向20.3°、 倾角87.1°、 滑动角-154.6°。 断层面长45.9 km, 宽16.6 km, 深度为地下9.32 km～25.50 km。 无论是分段还是不分段, 反演得到的洪洞地震震源断层均是右倾的近直立断层, 属于右旋走向滑动性质。 分段计算得到的地震北段震源断层深度比南段更深, 将反演得到的震源断层与临汾盆地深部构造最新研究成果进行了分析对比, 北段震源断层深度及倾角大小与深地震剖面推测得到的深大断裂几乎相同。 震源断层在地表的投影与洪洞地震的高烈度区能够较好地对应。     

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。     

汶川地震前龙门山及其周缘断裂形变运动与应力累积的数值模拟

为揭示汶川地震前龙门山及其周缘断裂的形变与应力累积状态,文中构建了包含龙门山、龙日坝、岷江和虎牙4条断裂的三维黏弹性有限元模型,以1999—2004年GPS结果为约束,模拟了龙门山断裂带及其周缘区域的形变运动。得到以下结论:1)平行于龙门山断裂带的速度分量主要被龙日坝断裂吸收,垂直于龙门山断裂带的速度分量主要被其自身吸收;岷江和虎牙断裂对龙门山断裂带北段起到一定的屏障作用,导致其北段压缩量明显低于南段。2)沿龙门山断裂带由SW向NE方向延伸,主压应力与断层走向的夹角由接近垂直逐步转至约45°;断层南段挤压、剪切应力累积速率高,且压应力大于剪应力,北段应力累积速率低,压应力与剪应力接近。这与龙门山断裂带SW段中小地震频发、地震活动强烈,NE段偶有小震、地震活动微弱相吻合;也与汶川M_S8.0地震逆冲兼具右旋走滑、芦山M_S7.0地震逆冲破裂的方式相一致。3)假设发生震级、类型相同的地震所需应力积累量相同,那么研究区内岷江断裂、龙门山断裂南段和虎牙断裂破裂以逆冲运动为主,3条断裂的地震复发周期依次变长;龙日坝断裂北段和龙门山断裂北段以逆冲兼具右旋走滑为主,前者地震复发周期短于后者;龙日坝断裂南段则以纯右旋走滑为主,地震复发周期有可能最短。     

南北地震带北段现今运动特征及地震活动性分析

利用1991—2015年GPS数据,研究南北地震带北段现今地壳水平速度场特征,根据区域地壳主应变率、面膨胀率及最大剪应变率的空间变化以及小震分布特征,对研究区主要断层的活动性及地震危险性进行综合分析。结果表明:①区域主应变率和最大剪应变高值区分布在海原断裂弧形构造带附近,香山—天景山断裂和六盘山断裂中南段应变率较低,结合历史地震及离逝时间,认为其可能处于孕震晚期;②海原断裂现今左旋走滑速率为(4±0.5)mm/a,香山—天景山断裂、烟筒山断裂和牛首山断裂活动性较弱,总体显示为逆冲兼走滑的性质;③震源深度剖面显示老虎山断裂、海原断裂南东段小震分布较密集而均匀,海原断裂北西段小震较少,香山—天景山东南段存在一个小震稀疏段,断层可能已经闭锁,未来应重点关注。     

青藏高原东缘岷山活动地块周缘的地震活动特征与启示

深入理解活动地块如何控制区域强震活动是地震危险性评价的关键.文中采用双差定位法对岷山活动地块及其邻近地区2000—2019年39076个小地震进行重新定位,并结合1972—1999年同区域仪器记录的地震目录,共计获得该区48110个地震的位置.在此基础上,对研究区内自1933年以来的4个M≥7.0大地震不同时段的地震序列空间分布特征进行了精细分析.结果表明:这4次M≥7.0的地震序列在空间上均沿着岷山活动地块边界带分布,显示活动地块对区域大地震的孕育和发生具有明显的控制作用.同时,区域地震重定位结果和不同时段地震序列的空间分布较好地限定了4次大地震的发震断裂及其位置.综合分析结果认为,1976年松潘MS 7.2地震与2017年九寨沟MS 7.0地震的发震断层走向基本相同,但它们与1976年平武MS 7.2地震的发震断层在走向上存在约60°的差异.这3次大地震的发震断层可能分属于2条断裂.其中,2017年九寨沟MS7.0地震和1976年松潘M7.2地震的发震断层为NW向的树正断裂,而1976年平武MS7.2地震的发震断层为近SN向的虎牙断裂北段.从地震活动性角度来看,1933年叠溪M7.5地震的发震断层应为岷江断裂南段.2017年九寨沟MS 7.0地震发生在1976年松潘MS 7.2地震与岷江断裂之间的空区.在岷山活动地块周缘很可能还存在2个地震危险区,分别位于虎牙断裂南段和岷江断裂中北段.岷山地块周缘的大地震类型很可能属于前震-主震-余震型.因此,从地震预报的角度出发,建议加强对这2个地震空区的监测.     

2017年临安4.2级地震震中附近断裂活动性研究

2017年4月12日浙江临安发生了4.2级地震,在震中附近范围(35～50 km)内,主要发育3条断裂,分别为马金—乌镇断裂、湖州—临安断裂和昌化—普陀断裂,通过对这3条断裂开展野外地质调查、断层泥年龄样品测试等手段得出:北东向的马金—乌镇断裂、湖州—临安断裂均被近东西向的昌化—普陀为界分南北为两段,其中,马金—乌镇断裂北段以正断为主,南段以逆断为主,两段活动时代均为中更新世早期;湖州—临安断裂南北两段均以逆断为主,北段活动时代为中更新世早期,南段活动时代为前第四纪。昌化—普陀断裂以走滑活动为主,自西向东分为西、中、东三段,活动时代自西向东逐渐减弱,东段为前第四纪断裂,中西段为中更新世断裂。     

芦山地震前龙门山断裂带闭锁程度 与变形动态特征研究

利用1999-2007和2009-2011年中国大陆GPS水平速度场数据, 采用DEFNODE(反演计算弹性岩石圈块体旋转、 应变和块体边界断层闭锁或同震滑动的Fortran程序)负位错反演程序估算了芦山地震前龙门山断裂带的三维闭锁程度, 并结合剖面结果分析了断层深浅部变形特征. GPS反演结果表明, 1999-2007年, 龙门山断裂中北段(闭锁比例为0.99)处于强闭锁(本文将闭锁比例大于0.97的称为强闭锁)状态; 龙门山断裂南段地表以下深度16 km内为强闭锁, 深度16-21 km处闭锁比例降低为0.62, 深度21-24 km处整条断裂逐渐转变为蠕滑状态. 2009-2011年, 即汶川地震后, 龙门山断裂中北段处于震后蠕滑状态; 龙门山断裂南段深度16-21 km处闭锁比例降低为0.45, 其它位置闭锁程度保持不变. GPS剖面结果显示, 2009-2011年, 即汶川地震后, 龙门山断裂中北段为逆冲兼右旋走滑运动; 而南段断层不能自由滑动、 变形宽度较大. 综合分析认为, 汶川地震时, 龙门山断裂南段并没有发生破裂, 一直处于较强的闭锁状态, 汶川地震的发生又加速了芦山地震的孕育进程; 由于龙门山断裂带南段的闭锁深度较中北段浅, 因此芦山地震较汶川地震强度低、 震级小、 破裂范围窄.      

伊通－舒兰断裂分段及地震危险性探讨

本文用地震活动性参数等地震学方法和用时间域小地震地震图测量震源物理参数及介质Ｑ值等震源参数方法，对伊通－舒兰断裂进行分段及地震危险性探讨。初步研究结果表明该断裂乌拉街－舒兰段（北段）、伊通－双阳段（南段）存在明显差异，北段介质强度大，易积累能量而发生较大地震。     

基于国家地震科学数据开展断层面参数研究的初探——以唐山地震为例

随着地震观测台网的加密,中国地震台网统一地震目录越来越完整。本文以地震资料丰富且研究程度较高的唐山地震为例,尝试利用中国地震台网统一地震目录直接确定断层面参数。将小震确定断层面参数的方法应用于唐山地震序列,对其断层面参数进行分段拟合,其中唐山断裂南段走向和倾角分别为213.4°和81.9°,唐山断裂北段走向和倾角分别为231.4°和89.1°,滦县段走向和倾角分别为125.1°和76.2°,卢龙断裂走向和倾角分别为46.1°和89.3°,宁河断裂走向和倾角分别为246.6°和81.8°。将所得结果与前人研究成果以及现今震源机制解参数研究的误差水平进行对比分析,证明了本研究具有较高的可靠性。本文研究结果表明,在地震活跃且地震定位精度较高的地区,中国地震台网统一地震目录可以广泛应用于断层面参数的确定。     

河南新郑—太康断裂东段土壤气体地球化学特征

土壤气浓度测量能够揭示断裂位置和活动特征。 由于河南新郑—太康断裂北西向隐伏断裂带空间定位精度有待提高, 以及2016年5月该区出现地下逸出气异常的宏观现象, 在太康县西近垂直于断裂走向布设了一条长约13 km的NE—NNE走向的地球化学观测剖面, 用于分析隐伏断层浅层位置及其与地下逸出气宏观异常的关系。 观测结果表明: 该剖面的异常段与该区浅层地震勘探显示的断裂带地表出露位置相吻合, 其中Rn体积活度和H₂、 CO₂浓度异常揭示出南段有4条断层, 北段有2条断层, 且均具有高角度特征, 南段的CO₂浓度异常区与地下逸出气宏观异常位置相符, 但代表构造特征的Rn体积活度和H₂浓度没有出现异常, 认为与构造关系不密切。     

双山—李家庄断裂地表破裂特征与最新活动性研究

利用地质地貌调查、 探槽、 工程探测以及年代测试等方法, 对双山—李家庄断裂的地表破裂形态、 最新活动性以及古地震事件展开研究。 结果表明: ① 双山—李家庄断裂的最新活动时代为晚更新世, 在 (17.0±0.85) ka～(21.4±1.7) ka B.P.之间, 总体以左旋走滑正断为主, 局部逆断。 依据第四纪活动特征和破裂形式, 从南往北可分为两段, 即南段(双山—大马山)和北段(大马山—五里)。 其中南段又可分为3个小段: 双山—丹河水库小段表现为左阶斜列状展布的两条断层, 以左行走滑兼正断活动为主; 丹河水库—营子小段表现为两条相交的断裂, 东支在剖面上则表现为正断活动, 第四纪以来不活动; 西支在剖面上以逆冲破裂为主, 最新活动时代为晚更新世; 营子—大马山小段隐伏于第四系之下, 具有正断走滑破裂特征。 北段总体表现为多条近平行的断裂构造系, 破裂形式以逆断为主。 ② 双山—李家庄断裂晚第四纪以来可能发生过两次古地震事件, 分别发生在(17.0±0.85) ka～(21.4±1.7) ka B.P.和(77.0±3.8) ka～(84.0±4.2) ka B.P.。 ③ 1829年青州、 临朐61/4级地震的发生与上五井断裂和双山—李家庄断裂构成的“X”型共轭构造密切相关, 双山—李家庄断裂很可能就是这次地震的发震构造。 鲁西断块内发育的多条与双山—李家庄断裂相似的NW向晚更新世活动断裂, 均具有发生6级左右地震的构造条件, 因此, 今后应加强这些断裂的活动断层探测和地震监测研究, 为地震防御工作提供可靠依据。     

辽宁省及邻近地区主要地震构造及其危险性判定

辽宁省及邻近地区的地震活动主要集中在海城地震区、下辽河—辽东湾、鸭绿江口和辽东半岛西侧的金州断裂沿线,地震活动与地质构造之间具有高度的相关性,明显受到了NE—NNE向和NW向两组构造的制约,构造交会部位亦即地震活动条带的结点是破坏性地震的多发区。研究表明,金州断裂盖州北—鞍山段、海城河断裂、鸭绿江断裂西支东港以南段等6条地震构造(段)是区内危险性最高的地震构造,按照4级划分原则,可将其确定为高危险等级;金州断裂金州—普兰店段、郯庐断裂带渤中北—辽东湾段、依兰—伊通断裂铁岭—开原北段等10条地震构造(段)确定为较高危险等级;郯庐断裂带下辽河段、医巫闾山西侧断裂等4条地震构造(段)危险等级一般,其它地震构造(段)的危险性较低。     

AMT和RaÅ法测氡在垭都—紫云断裂带活断层探测中的应用

垭都—紫云断裂带是扬子陆块西南缘的一条重要的控制性边界断裂带,它控制着周围地区的盆地沉积及构造变形样式.以垭都—紫云断裂为界,贵州85％的地震发生在该断裂以西,说明该断裂带活动性较强,断层普遍在早—中更新世有活动,尤其是北段的垭都断层,为晚更新世断层,具有较强的发展能力.探测该断裂带中的断裂活动时期,对该断裂带的活动性评价具有重要意义.应用音频大地电磁测量(AMT)和Ra?法测氡进行综合测量,结合地质资料,研究该断裂带中垭都断裂的活动时期.其中Ra?法测氡首次对垭都—紫云断裂带进行测量,应用效果较为理想,为今后对该断裂带的其他断裂的测量提供可靠的理论支持和工作借鉴.     

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。     

汶川MS8.0地震余震震源机制时空分布特征

本文利用CAP波形反演方法,获取了汶川M_S8.0地震序列中312个具有较高信噪比波形资料的4级以上余震的震源机制解和震源深度. 基于震源深度空间分布与震源机制时空分布,分析了主震后余震区断层行为特征与应力场时空变化,并对龙门山断裂带中北段的发震断层面几何形态进行了初步探讨. 获得的主要认识如下:(1)余震震源深度分布存在显著的空间分段差异. 绵竹以西的余震区南段与平武以东的北段余震深度范围大于中段(绵竹-平武段),但深度小于5 km的5级以上超浅源地震主要分布在明显偏离龙门山断裂带走向的理县NW向分支与余震区北端NNE向分支,而中段余震主要分布在7~19 km深度. (2)余震机制类型存在明显的时空差异. 余震区中段逆冲型地震占绝对优势,理县NW向分支余震则以走滑型为主,机制类型随时间变化不显著. 沿龙门山断裂带走向的余震区南段,早期(2008年8月底前)逆冲型地震比例高于走滑型、晚期走滑型地震比例显著升高并超过逆冲型;而余震区北段早期走滑型地震占绝对优势、晚期逆冲型地震比例大幅上升且超过走滑型. 南、北两段余震机制类型比例的显著变化,可能是余震区两端断层调整性运动的表现. (3)节面走向及P轴方位优势方向均存在显著的空间差异. 南段NWW向P轴方位与区域应力场一致,中段及理县NW向分支P轴优势方向NEE,而北段具NWW和NEE两个优势方向,这种差异反映了余震活动除了受区域应力场控制外,还受到主震引发的局部应力场的控制. 节面走向的多方位分布则反映不同走向的构造参与了主震后的余震活动. (4)沿龙门山断裂带走向,余震区南段具深部缓倾角、浅部高倾角的铲形断面特征;中段深部倾角均值较稳定、浅部倾角均值随深度减小而增大;北段倾角均值相对稳定,显示其断面几何形态相对简单. 上述不同区段倾角均值随深度的变化揭示龙门山断裂带中北段断层面几何形态复杂.     

基于GPS观测的六盘山断裂震间闭锁特征研究

综合利用1999—2013年中国大陆构造环境监测网络GPS速度场与跨六盘山断裂布设的10个GPS连续站观测剖面, 基于块体-位错模型, 研究了六盘山断裂震间闭锁性质与滑动亏损的空间分布。 结果显示, 六盘山断裂震间闭锁具有明显的分段特征, 其中断裂南段的闭锁程度最强, 滑动亏损速率的平均值最大, 地震危险性最高; 断裂北段闭锁程度弱于南段, 但断层浅部的滑动亏损速率平均值最大, 应变积累速度快, 也具有一定的发震能力; 中段闭锁程度最弱, 滑动亏损速率最小, 发震可能性小于南段和北段。