汤西断裂的断层围陷波初步研究

作为断层围陷波方法在城市活断层探测中的首次尝试,我们针对太行山山前断裂带南段的汤西断裂开展了爆炸震源的观测试验。运用数字滤波和频谱分析等技术,由地震记录图分离出了断层围陷波。根据2横测线的观测结果,可确定断层的位置,并可推测断层在该处宽度为200～300m。破裂面较宽,可能与其张性特征有关。分频道地震图显示,断层围陷波具有正频散现象,其低频分量传播较快。这表明断层围陷波是一种面波,可利用其频散规律研究断裂带内介质的物理性质。这次的观测结果也表明,断层围陷波并不局限于新破裂带,在老断层中也能形成和传播。事实上,只要断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异,均能产生沿断层传播的围陷波。在城市活断层探测中,断层围陷波的方法具有非常独特的优越性     

利用断层围陷波研究昆仑山口西8.1级地震破裂面

利用横跨地表破裂带的小点距的地震测线, 对2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震进行了断层围陷波的观测实验. 经过数字滤波和频谱分析等技术, 由地震记录图中分离出了断层围陷波. 资料处理结果表明: ① 无论是人工地震震源还是天然地震震源, 只要位于断层带内或紧靠断层带, 均能激发断层围陷波; ② 断层围陷波的能量主要集中于断层带内, 其振幅随测点与断层带距离的增加而急剧衰减; ③ 断层围陷波的优势频率与断层的宽度及断层带内介质的速度有关, 断层带越宽, 或断层带内部介质速度越低, 则观测到的断层围陷波的优势频率越低; ④ 断层围陷波存在着频散现象; ⑤ 根据昆仑山口西地震测线断层围陷波的观测结果, 可推断该处破裂面宽度为300 m左右, 远远大于地表破裂带的宽度.      

汶川地震区断层围陷波探测

对汶川地震区开展震后科考和断层围陷波探测,本文主要介绍平通镇断层围陷波探测及初步结果。平通镇处在汶川8．0级地震断层带正上方,地表破坏十分严重。该断层围陷波测线横跨断层,以地震探槽为大致中点,沿NW—SE方向两端延伸,测线长约400m。这次观测结果表明,在汶川8．0级地震的新破裂带中可以观测到断层围陷波,反映了断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异。该测线记录的断层围陷波优势频率大约为3—4Hz。探槽附近的台站断层围陷波较强,初步推测,该地段地壳内断层的宽度大约有200m。     

断层带围陷波研究及其应用进展

断层带结构研究对于认识地震的孕育发生、地震破裂过程及其地震灾害具有重要的意义,因而多种方法被用来观测和研究断层带结构,其中断层带围陷波就是有效方法之一.断层带围陷波是由地震波入射到断层带内低速介质与高速围岩之间的界面时在界面内侧经多次反射相干叠加形成,具有大振幅、低频率和频散的特点.由于断层带围陷波在断层带的内部传播,它携带有断层带的介质物性和结构的重要信息,因此可以利用围陷波的波形特征研究断层带的精细结构.本文详细介绍了断层带围陷波的形成机制、传播和特性,全面阐述了断层带围陷波在观测研究、传播和特性理论研究和利用围陷波反演断层带结构的方法及应用三个方面的进展,并探讨了断层带围陷波研究方面存在的不足和问题.     

利用断层围陷波资料研究汶川M_S8.0地震构造特征

利用汶川地震区不同地段的断层围陷波记录,分析了该地震断层的分段性特征。对断层北东段的关庄测线分析研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约160~180m,地下破碎带的中间与地表破裂的位置对应,并且地下破碎带在断层的两盘边缘较均匀地分布,反映了北东段的断层倾角较陡,近似直立断层。对断层南西段的虹口测线研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约180~200m,地下破碎带主要分布在地表断层陡坎上盘所对应的地壳内,反映了南西段断层倾角比北东段断层倾角小。本文的研究结果可以为汶川8.0级地震的构造背景研究提供依据。     

断层带震相及其应用研究现状与展望

利用断层带特有震相通过观测模拟可以得到断层带介质的性质。本文回顾了地震学领域中断层带震相研究的发展历程,对断层带首波、断层带围陷波的国内外研究现状进行了综述,并结合国际上有关断层带震相研究的最新进展,对基于地震波形研究断层性质的前景进行了展望。     

昆仑山断层围陷波的分析和研究

对2001年昆仑山口西Ms81级地震产生的断层带，布设了沿断层和横跨断层的两条人工地震测线.通过对观测资料的定量分析和处理，求得了昆仑山断层带内部的细结构.分析工作包括从S波震相开始的振幅谱计算、速度频散计算、群速度测量，并用面波频散方法反演S波速度结构，用振幅谱比的方法估计断层带的Q值.野外试验结果表明，S波震相与围陷波组的时间差随炮点与台站之间距离增大而增加，在断层带外的测点上观测到与断层带相关的场地效应.最后得出昆仑山断层带宽度为250m、速度结构为断层内低速的分层结构和Q值为15（断层内）和30（围岩）.虽然昆仑山口西地震的震级比美国加州Landers地震的震级（Ms76）大，且地震产生的破裂带长度长得多，但是这两个地震断层带的宽度却相差不大.     

限制在1992年加州兰德斯地震断层带中传播的地震导波

沿着1992年6月28日M7.4兰德斯地震的断层线,我们在11个地点安装了7个台的流动地震观测网,台站离断层线的最大距离只有1km。我们发现在S波后面有一个很明显的相对长周期的波列,而且这个波列只有当台站和发生的地震两者都很靠近断层线时才显示出来。我们把这个波列解释为局限于低速断层带内的地震导波。为了研究导波振幅随与断层线距离的分布,以及导波随沿着断层线传播距离的衰减,我们利用尾波规一化法来消除震源与记录位置的影响。规一化后的导波振幅在3-4Hz处出现一个谱峰,该谱峰随着远离断层线衰减很快。频谱幅度在高频段(8-15Hz)出现相反变化趋势,即随着远离断层线而增加。规一化的导波振幅在3-4Hz处也显示出随沿断层带的震源距加大而系统减小,由此我们推断出表观Q值为50。为了证实导波的存在,我们在断层上的11个观测地段中的一个布设了31个台站的密集台阵。记录的结果给出了确凿的证据证实了与断层带有关的导波的存在。我们将导波模拟成夫于两个均匀半空间的速度V_s为3.0km/s的低速波导中传播的S波,从波形模拟推断出波导宽度大约为180m,其剪切波速为 2.0-2.2km/s,Q大约为50。具有清晰导波的余震的位置显示出沿侧向和沿深度的有规则的分布,在三维空间中勾画出了低速断层带的范围。我们发现断层带延伸深度至少10km,这条断层带很明显向南延伸,穿过平托山断层,因为在平托山断层以北的地震台上观测到震中在南面的地震的导波。另外,在主震震中以北大约20km的断层弯曲处断层带出现不连续,在地震台和震中位于断层同一侧时就观测到了导波,而各在一侧时就没有观测到导波。     

1995年7月河北沙城地震群的震源断层

利用在怀来附近布设的中－欧合作小孔径数字化地震台网的资料,以相对定位法测定了１９９５年７月河北沙城地震群５４个地震的震源机制。从三维空间上分析了沙城震群的震源位置,震源机制,认为震源断层是ＮＥ向高倾角右旋走滑断层,并将其与宏观调查结果,地质活断层等作了对比。研究后认为：沙城震群发生在地壳浅层ＮＥ向地质断层延伸和扩展的新破裂上,属于现代地壳应力场作用下浅层断层延伸和扩展的新破裂上,属于现代地壳应力场     

利用基于围陷波波形相关的网格搜索法确定昆仑山断裂带结构参数

提出了确定断层带结构的一种方法,它利用基于断层带围陷波波形相关的网格搜索法,以定量地确定断层带参数.该方法通过建立一系列由断层带的相关参数构建的断层带结构模型,利用有限差分方法数值模拟每组参数对应的断层带模型所产生的围陷波,并与实际观测围陷波波形进行相关分析,计算由以断层参数为多维网格坐标的相关系数变化趋势,网格搜索其峰值,最终获得最佳的一组参数,并确定断层带的结构.本文对昆仑山断裂带人工激发的围陷波进行分析,利用该方法确定了断裂带宽度和Q值参数.     

Recent advances in imaging crustal fault zones: a review

Crustal faults usually have a fault core and surrounding regions of brittle damage, forming a low-velocity zone(LVZ) in the immediate vicinity of the main slip interface. The LVZ may amplify ground motion, influence rupture propagation, and hold important information of earthquake physics. A number of geophysical and geodetic methods have been developed to derive high-resolution structure of the LVZ. Here, I review a few recent approaches, including ambient noise cross-correlation on dense across-fault arrays and GPS recordings of fault-zone trapped waves. Despite the past efforts, many questions concerning the LVZ structure remain unclear, such as the depth extent of the LVZ. High-quality data from larger and denser arrays and new seismic imaging technique using larger portion of recorded waveforms, which are currently under active development, may be able to better resolve the LVZ structure. In addition, effects of the alongstrike segmentation and gradational velocity changes across the boundaries between the LVZ and the host rock on rupture propagation should be investigated by conducting comprehensive numerical experiments. Furthermore, high-quality active sources such as recently developed large-volume airgun arrays provide a powerful tool to continuously monitor temporal changes of fault-zone properties, and thus can advance our understanding of fault zone evolution.     

断裂带中的流体活动及其作用

大量证据表明活动断裂带中存在大量流体,不仅可以造成断裂带强度的变化,而且可以导致有效正应力减小,进而诱发地震。在野外观察与模拟的基础上,许多模式被用来解释这一现象。本文简要介绍了有关断裂带特征和分类、流体的来源和运动,以及流体对断裂带的影响和对地震的触发作用等方面的研究进展。     

昌马断裂带滑坡之研究

本文根据大量的野外地质调查资料和人工探槽资科,以及14C年代数据,讨论了昌马断裂带滑坡产生的原因及其形成年代等问题。     

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     

罗山东麓断裂全新世古地震研究

罗山东麓断裂全新世活动强烈,古地震现象丰富。探槽揭露出晚更新世末或全新世初以来,已发生过5次7级左右的古地震事件,除最早的一次时间不明外,其它4次分别发生在距今约8400年、5400—5020年、3900年和2260年。全新世早期古地震重复间隔在3000年左右,晚期为1500年左右。     

利用断裂带首波分析甘孜—玉树断裂带拉张盆地结构特征

对断裂带及附近区域地层精细结构的描述是理解地震孕育和发生过程的基础.不同板块或块体边界在构造或区域应力作用下,常常会形成速度间断面和低速的断裂带,间断面和低速带的存在会产生特殊的断裂带地震波,比如断裂带首波和围陷波,并会影响地震的物理过程、破裂速度和破裂方向等.本文主要利用2010年4月14日M_W6.9玉树地震后布设的流动地震台站,对沿着甘孜—玉树断裂带传播的断裂带首波进行识别和分析.分析结果表明,在甘孜—玉树断裂带的不同区域均观测到了断裂带首波,在西段的结隆拉张盆地附近的3个台站沿断裂带界面的平均纵波速度差异值在5%～8%,而其他区域的平均速度差异为1%～3%.通过台站位置分布和断裂带首波特征关系,初步分析了断裂带拉张盆地的结构,结果显示结隆盆地的长度为～40km,宽度为5.35～5.97km,深度不超过5km,在地表浅层形成了一个低速区,分别与巴颜喀拉块体(NE)和羌塘块体(SW)产生了两个物性差异界面,但没有延伸到主震和余震区震源深度.我们的结果表明结合密集台阵资料,通过断裂带首波特征分析可以为断裂带精细结构及几何特征提供一种新的技术方法和途径.     

重大工程场址断层活动的研究

研究重大工程场址断层活动（特别是断层的最后一次活动）对于工程的设计和建设十分必要．许多工程选址在基岩裸露区，缺乏能标明断层活动特征的新地层。为了在这些地区顺利地开展工作，笔者探索了一条新的途径，即利用变形岩石显微构造分析方法和多种测试技术对断层带物质进行综合分析测试，提取留存其中的有关断层活动规律的信息．本文论证了该方法的理论依据和可行性，并着重总结了应用该法在几个重大水电工程场址内进行断裂活动研究的成果．这些成果为工程设计人员提供了可靠的工程地质依据，也证明了该研究途径的有效性和实用性．     

毛毛山断裂带断层岩的特征及其意义

对毛毛山断裂带断层岩进行了宏观及微观的观察和分析，特别是对断层岩中石英颗粒的形貌特征、溶蚀类型及断层岩的组分进行了研究。结果表明该断裂是一条具有多期活动的全新世活动断裂．滑动性质以粘滑为主，断裂的东段较西段更为明显。     

喀什河断裂带古地震研究

喀什河断裂带是我国北天山西段一条规模较大的活动断裂,第四纪以来垂直运动速率为3.8毫米/年,现今地震活动频繁。历史上曾发生过1812年尼勒克8级地震,沿断层带造成长达80公里的形变带,史前地震也很活跃,经初步研究,断裂带至少发生过两次古地震活动,大震复发周期为2000—2500年     

新疆富蕴地震断裂带中南段结构特征

新疆富蕴地震断裂带中南段受北北西走向可可托海—二台活动断裂和东侧北西走向玛因鄂博等活动断裂所控制 ,形成“爪”形 ,左阶帚状 ,右阶弧形 ,反 S形半透镜状和肘状构造。