青海玛多“5·22”MS7.4级地震的同震地表破裂特征、成因及意义

2021年5月22日2时4分在青海省果洛藏族州玛多县境内发生M_S7.4级地震,此次玛多M_S7.4级地震是2008年汶川M_S8.0级大地震之后中国震级最大的一次地震,及时查明其同震地表破裂展布及特征,对于正确认识发震构造和区域防震减灾具有重要意义。根据震后现场调查,结合高分辨率卫星遥感图像的解译分析、余震数据和典型地震地表破裂的无人机低空摄影测量等结果,初步获得了此次地震6处典型地震地表破裂的特征。结果发现:此次玛多地震的地表破裂主要沿已知的东昆仑断裂带的南侧分支断裂昆仑山口-江错断裂的东南段分布,分析表明其中的江错断裂应是此次地震的发震断层;同震破裂的西段总体走向275°~300°,主要表现为挤压鼓包和雁列式张裂隙的斜列组合,其中江错贡麻段至江多村段出现了明显的1.4~0.8 m的垂直位移,指示该段可能具有较明显的正断层成分;中部黄河乡段主要由一系列呈左阶斜列的北西向P剪切裂缝和右阶雁行排列的北东向张裂隙构成,走滑位移较小;而东段地表破裂出现了多个分支,其中北支昌马河段主要由一系列雁行排列的张裂隙组成,总体走向为260°,与断裂西段的走向明显不同;地震造成的最大左旋位移出现在西段的错尔加拉破裂段,约2.8 m,指示此次地震地表破裂带的走滑位移主要呈从西向东的单侧扩展-衰减特征。考虑到此次玛多地震出现在东昆仑主干断裂南侧的巴颜喀拉地块内部,表明该地块内部具有发生7级以上大地震的能力,因此,巴颜喀拉地块内部强震活动的孕震条件和机理应该是未来需要进一步关注的科学问题。      

2001年昆仑山口西8.1级地震地表破裂带

2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震是近50年来在我国大陆发生的震级最大、地表破裂最长的地震事件.地震地表破裂带全长426km,宽数米至数百米,总体走向90°～110°,具有明显的破裂分段特征,自西向东由5条次级破裂段组成.各破裂段又由若干更次级左阶或右阶斜列的破裂组成,具有自相似的分形结构特征.地震破裂带以左旋走滑为主,倾滑量很小.宏观震中区位于库赛湖东北93.0°～93.5°E一带的昆仑山南麓断层谷地内.最大地表同震左旋水平位移6.4m,最大垂直位移为4m.地表水平位移沿地震破裂带走向出现6个峰值,各峰值之间存在相对独立的衰减序列,这表明此地震具有多点破裂特征.     

玉树地震地表破裂特征及其破裂方式

北京时间2010年4月14日玉树Ms7.1级地震产生了长约50km的地表破裂带,地表破裂系统非常典型。本文通过对果庆益荣松多村附近河滩与结古镇西南河道两岸2个地表破裂点的野外观测和地表破裂的力学分析,探讨玉树地震地表破裂特征和方式。在果庆益荣松多村附近河滩地表破裂与地震陡坎呈间隔式左行右阶排列,具转换压缩性质;在结古镇西南河道北岸主地表破裂带中地表破裂非常发育,出露一处古断层面。地表破裂的野外调查与应力分析结果表明,玉树地震同震地表破裂带总体走向为125°,属于典型的左行走滑破裂带,最大左行走滑位移量1.75m,主压应力为近东西向,这一结果与美国地质调查局和中国地震局地震地球物理研究所公布的结果基本一致。     

鲁甸MS 6.5 地震发震断层地表破裂特征、相关古地震的发现和年代测定

鲁甸M_S 6.5级地震发生后,余震分布呈现两个优势方向,其发震断层是NE向的昭通-鲁甸断裂,还是NW向的次级断裂,引起了广泛的讨论。详细的野外调查发现,从龙头山镇南东方向的谢家营盘-光明村-王家坡一线N22°W~N55°W走向断续展布长约8 km地表破裂带,呈左行右阶排列,伴有30~35 cm左右的走滑分量,局部走滑分量达40~60 cm,表明此次地震的发震构造为北西走向的包谷垴-小河断裂。探槽工程揭露出发震构造光明村-小垭口段4次古地震事件;8个炭屑样品的14C测年分析表明,事件E1可能发生在9190-8870 BC,E2为1000 BC至900 AD,E3为910-1240 AD,最新一次事件E4为2014年鲁甸MS 6.5级地震。该研究表明,云南地区6.5级强震可以产生地表破裂并可能在地质记录中留下遗迹。结合本次地表破裂特征,影像几何不连续以及探槽剖面揭露出古地震断面信息容易隐形等特征表明,包谷垴-小河断裂在历史活动中强度不大,属中强地震发震构造。     

青海昆仑山口西Ms8.1级地震地表破裂带特征与主要震害——对青藏高原区域稳定性评价的制约

通过对昆仑山口西8.1级地震地表破裂全带的野外考察,发现本次地震地表破裂带由3条具有一定宽度和长度规模并且延伸稳定的右接斜列的破裂带组成,呈近东西(N80°W)走向延展,长度约350km;断裂错动以左旋走滑性质为主,发震断裂属昆仑山南缘断裂带;地震裂缝、地震鼓梁(包)、地震塌陷等形迹所构成的新破裂切割了老的地震形变带;宏观震中位于布喀达坂峰东侧25km附近,比较接近中国地震速报台网确定的仪器震中;极震区地震烈度为Ⅺ度。地震地表破裂带是本次地震形成的最主要的地震地质灾害。另外还伴随发育地震边坡崩塌、雪崩、湖岸震陷、山体震裂、地面喷沙冒水等地震地质灾害现象。     

玉树地震地表破裂调查与灾后重建避让选址研究

2010年4月14日07时49分40.7秒,青海省玉树县发生Ms7.1级地震。通过现场调查和分析,玉树地震的发震断裂是甘孜—玉树活动断裂的玉树段,地震产生的地表破裂长度为23km,走向北西西—北西,总体表现为左旋走滑特征,可进一步分为3段:西段呈连续延伸的左旋走滑破裂,在隆宝镇的"郭央烟宋多"附近(坐标:北纬33°03′11″、东经96°51′26″)最大水平位移达1.75m,可定为宏观震中;中段主要位于县城南侧,由多条右阶斜列的破裂组成;东段表现为逆冲兼左旋走滑。玉树地震除了造成大量房屋破坏外,次生地质灾害主要包括:地震砂土液化及其引起的公路变形、地震滑坡、地震诱发水渠破坏及其链生土质滑坡和泥石流等。通过对内外动力地质灾害的综合分析,初步提出了玉树地震灾区灾后重建避让选址的建议。     

2010年玉树地震(Ms7.1)地表破裂特征、破裂机制与破裂过程

2010年4月14日,青海省玉树地区发生Ms7.1级地震,造成大量人员伤亡和财产损失.地震发生后,我们对地震地表破裂带进行了详细的考察,并对同震位移量进行了精确的测量.根据野外考察和测量的结果,对玉树地震的地表破裂特征、同震位移量及其分布特征进行了分析,并对地震的破裂机制和破裂过程进行了探讨,取得如下认识:(1)玉树地震形成了沿鲜水河断裂带西北段(甘孜-玉树断裂)分布的东、西两条地表破裂带,西段破裂带分布在微观震中附近的隆宝湖拉分盆地中,长约19km;东段破裂带沿扎曲河南岸及巴塘河西岸山坡展布,长度约31km;上述两条破裂带之间存在约15km的地表破裂空区;(2)野外测量获得玉树地震的最大同震位移量为2.3m,位于东段地表破裂带中部郭央烟宋多附近;(3)地表破裂和野外构造地貌特征均反映了发震断层处于走滑伸展环境,断层左旋走滑过程中伴随正断作用;(4)地震波反演结果和地表破裂分布特征表明,玉树地震的破裂过程包括两次子事件,分别在地表形成了隆宝湖破裂带和扎曲河、巴塘河破裂带,隆宝湖及玉树县城西侧的山间谷地是在甘孜-玉树断裂长期活动的破裂带阶区转换拉张过程中形成的两个拉分盆地.     

汶川地震映秀-北川地表破裂带虹口乡段精细填图、位移特征和地震构造分析

同震地表破裂带是地震破裂最直观的表现。地表破裂带的精细填图对理解地震破裂过程及发震机理有着重要意义。我们对5.12汶川地震映秀-北川同震破裂带南部的虹口乡区段开展了较为精细的填图工作,该区段地表破裂带的平面几何和同震位移特征沿走向均显示出公里尺度的横向变化和复杂性。根据同震破裂不连续性特征可把地表破裂分为4段,自南向北依次为深溪沟段、庙坝段、高原新村段和八角庙段。其中,深溪沟段和八角庙段同震垂直位错较大,达.5～6m;庙坝段同震垂直位移量普遍较低,1～2m或更低;  在高原新村附近,地表破裂带分为近平行的南北两支,北支以右旋走滑为主,南支以南东盘逆冲抬升为主,这与与映秀-北川同震破裂总体北西盘抬升的性质相反。本文对高原新村附近的反向陡坎进行了深入的探讨,并综合前人的研究结果,认为是破裂在从深部往上扩展的过程中,在浅表部位顺着发育在虹口东南部的大鱼洞-龙溪飞来峰后缘的具南东倾向的断面继承而成。与北川沙坝附近的反向陡坎一样,说明老断裂带构造几何特征对单次地震破裂的扩展有牵引作用。最后,讨论了八角庙有切割关系的两组断层擦痕的地震学和地质学意义,指出可能指示了映秀-北川断裂面上局部区段震前的初始应力水平较低。     

2022年青海门源Ms 6. 9地震地表破裂带及发震构造研究

2022年1月8日01时45分，青海省海北州门源县发生了Ms 6. 9级强烈地震，震中位于青藏高原东北缘海原断裂带中西段的冷龙岭断裂附近。震后的野外现场考察表明，这次地震在海拔3500～4100 m的高原北部祁连山区形成了一系列由张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙、挤压鼓包和裂陷等多类型破裂雁行状组合而成的同震地表变形带，表现为左旋走滑运动性质，总长约27 km。破裂带呈NWW—SEE走向，可分为南北两支，北支沿冷龙岭断裂西段分布，南支沿托莱山断裂东端分布，与北支间隔3 km呈左阶雁行排列。根据破裂带的走向变化和阶区特征，可将破裂带分为三段：西段、中段和东段，与地表同震位移分布特征较为吻合。西段为破裂带的南支，呈N93°E走向，长约4. 5 km，最大左行水平位错约85 cm；中段为北支破裂带西侧部分，主要呈N102°E走向，长约7. 5 km，最大左行水平位错约3. 7 m；东段为北支破裂带东侧部分，走向呈N110～120°E走向，长约15 km，最大左行水平位错约3. 0 m。门源地震震级与地表破裂带分布规模和变形强度的对比，表明本次地震的震源深度较浅，可能远小于10 km深。这次门源地震的发震断裂为海原断裂带呈挤压弯曲部分的冷龙岭断裂，具有花状构造特征。由于本次地震余震向SE方向扩展，表明具有应力向东迁移趋势，因此，冷龙岭断裂东侧处在海原断裂带上1920年海原大地震与2022年门源地震之间地震空区的金强河、毛毛山和老虎山断裂未来强震危险性升高，需要重点关注。     

2014年于田Ms7.3地震野外调查——特殊的地表破裂带

2014年2月12日在新疆于田县境内西昆仑山东段地区发生了Ms7.3级强烈地震, 震后快速野外考察表明, 这次地震在海拔4600~5100 m的地区形成了由一系列张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙以及挤压鼓包和裂陷等斜列状组合而成的地表破裂带, 整体呈NEE—SWW走向, 全长约25 km, 显示出左旋走滑伴随有正滑分量的特征, 最大左旋位移约1 m。地表破裂带分别沿两条平行的阿什库勒—硝尔库勒断裂和南硝尔库勒断裂分布, 这是一种特殊的地表破裂带。发震断裂属于阿尔金断裂带西南段尾端分支断裂, 它与郭扎错断裂和龙木错断裂构成“新阿尔金断裂”。     

矿区表土疏水沉降机理及其与井壁破裂的关系

为了揭示矿区表土疏水沉降的机理,并透析表土沉降与井壁破裂之间的关系,从表土疏水沉降的模拟实验入手,分析了矿区表土缩水沉降的机理。揭示了矿区表土层中非压缩区的存在,并在此基础之上分析了立井井筒所承受的负向滑动摩擦力的形成及变动规律,剖析了井壁破裂与表土层厚度及下含水水位的特定对应关系,为揭示井壁破裂时间的可预测性奠定了基础。      

地震超剪切破裂研究现状

地震断层的破裂速度是地球物理学和地震学研究中重要的一个参数,以往的相关研究多是基于或者关注于断层破裂速度小于或接近于剪切波速时的情况,但是随着宽频带地震学的发展,在实际地震中已经观测到了一些超剪切波破裂速度的地震.为了解地震超剪切破裂相关研究的现状和发展趋势,基于大量相关研究文献,从地震超剪切破裂的概念、断层的极限破裂...     

2008年汶川大地震小鱼洞地表破裂带精细填图

5·12汶川Mw7.9级地震为罕见的、地壳尺度位移配分于多条平行断裂的板内逆冲走滑型地震。在2条北东走向、近平行的主要地表破裂间,发育北西走向的小鱼洞地表破裂。介绍了对小鱼洞北西向地表破裂的精细填图。小鱼洞地表破裂空间上位于灌县-江油与映秀-北川断裂间,全长约8km,总体走向310°,为南西盘抬升、逆冲兼具左旋走滑性质。地表破裂在南东端走向变化较大,从300~310°变为南北向,并与灌县-江油地表破裂带的磁峰段相连。小鱼洞地表破裂的垂向位错自北西往南东方向递减,北西端陡坎高度最大3.4m,南东端则小于0.2m,衰减梯度约为0.5m/km。左旋走滑位移测量点较少,集中在中段的小鱼洞镇附近,所测最大左旋走滑位移约为2.2m,一般走滑位错与同处垂直位错具有同步变化的特征。小鱼洞断裂近地表的倾角较缓,为30°±15°。结合已有地貌、地球物理和地质研究结果,提出小鱼洞断裂是向下与灌县-江油断裂交会的侧向断坡,位于映秀-北川断裂中南段间的断面倾角差异的撕裂部位,连接映秀-北川和灌县-江油断裂。在运动学上,认为小鱼洞断裂是以斜向断坡为几何形态的撕裂断裂,调节了北东走向的主断裂的运动学横向差异。小鱼洞断裂上的同震位移矢量与N70°、80°E的区域主压应力场方向匹配。这一方向与龙门山高原边界斜交。     

浅议不同规范对活动断裂定义的差异——以昆明市为例

现行的勘察设计行业《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001/2009年版)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《工程场地地震安全性评价》(GB17741-2005),对于活动断裂的定义有一定差异,使得不同的勘察设计单位对同一条断裂的评价结果不一致,甚至相互矛盾。本文以昆明市为例,通过分析不同规范对于活动断裂的定义,指出其中的问题与差异,结合典型断层地质剖面与震害实例,简要阐述地质上判定活动断裂的主要依据,即不应以《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001/2009年版)规定的全新地质时期(一万年)内有无地震活动来判定断裂是否为全新活动断裂,应以《工程场地地震安全性评价》(GB17741-2005)规定的断裂是否错动地表或近地表相应时代的地层,来判定其活动时代。     

攀枝花兰尖铁矿兰营采场边坡泥化夹层的成因探讨

介绍了攀枝花兰尖铁矿兰营采场边坡中泥化夹层的地质特征、矿物成份和化学成份。根据矿物成份对泥化夹层成因进行了分析，根据化学成份运用巴尔特岩石计算法分析了泥化夹层的成因，为兰营边坡稳定性分析提供了依据。     

Creation of the Cocos and Nazca plates by fission of the Farallon plate

Throughout the Early Tertiary the area of the Farallon oceanic plate was episodically diminished by detachment of large and small northern regions, which became independently moving plates and microplates. The nature and history of Farallon plate fragmentation has been inferred mainly from structural patterns on the western, Pacific-plate flank of the East Pacific Rise, because the fragmented eastern flank has been subducted. The final episode of plate fragmentation occurred at the beginning of the Miocene, when the Cocos plate was split off, leaving the much reduced Farallon plate to be renamed the Nazca plate, and initiating Cocos–Nazca spreading. Some Oligocene Farallon plate with rifted margins that are a direct record of this plate-splitting event has survived in the eastern tropical Pacific, most extensively off northern Peru and Ecuador. Small remnants of the conjugate northern rifted margin are exposed off Costa Rica, and perhaps south of Panama. Marine geophysical profiles (bathymetric, magnetic and seismic reflection) and multibeam sonar swaths across these rifted oceanic margins, combined with surveys of 30–20 Ma crust on the western rise-flank, indicate that (i) Localized lithospheric rupture to create a new plate boundary was preceded by plate stretching and fracturing in a belt several hundred km wide. Fissural volcanism along some of these fractures built volcanic ridges (e.g., Alvarado and Sarmiento Ridges) that are 1–2 km high and parallel to “absolute” Farallon plate motion; they closely resemble fissural ridges described from the young western flank of the present Pacific–Nazca rise. (ii) For 1–2 m.y. prior to final rupture of the Farallon plate, perhaps coinciding with the period of lithospheric stretching, the entire plate changed direction to a more easterly (“Nazca-like”) course; after the split the northern (Cocos) part reverted to a northeasterly absolute motion. (iii) The plate-splitting fracture that became the site of initial Cocos–Nazca spreading was a linear feature that, at least through the 680 km of ruptured Oligocene lithosphere known to have avoided subduction, did not follow any pre-existing feature on the Farallon plate, e.g., a “fracture zone” trail of a transform fault. (iv) The margins of surviving parts of the plate-splitting fracture have narrow shoulders raised by uplift of unloaded footwalls, and partially buried by fissural volcanism. (v) Cocos–Nazca spreading began at 23 Ma; reports of older Cocos–Nazca crust in the eastern Panama Basin were based on misidentified magnetic anomalies.There is increased evidence that the driving force for the 23 Ma fission of the Farallon plate was the divergence of slab-pull stresses at the Middle America and South America subduction zones. The timing and location of the split may have been influenced by (i) the increasingly divergent northeast slab pull at the Middle America subduction zone, which lengthened and reoriented because of motion between the North America and Caribbean plates; (ii) the slightly earlier detachment of a northern part of the plate that had been entering the California subduction zone, contributing a less divergent plate-driving stress; and (iii) weakening of older parts of the plate by the Galapagos hotspot, which had come to underlie the equatorial region, midway between the risecrest and the two subduction zones, by the Late Oligocene.     

地震破裂带特殊部位大型滑坡及其基于构造地貌发生模型的机制解释:以东河口抛射型滑坡为例

汶川地震在龙门山地区激发了大量的次生地质灾害,其中尤以滑坡灾害分布最为广泛和严重。在所有滑坡灾害中,东河口滑坡发生在北川破裂带的北东端点,具有相当的特殊性,并造成了大量的生命财产损失。东河口滑坡是一种抛射型滑坡,具有与其他如重力或者降雨作用导致的滑坡不同的特点,即没有统一连续的滑动面,由上部比较深陡和下部比较浅缓的截然分开的两部分组成,在强地震加速度的作用下,滑坡体被抛射并在与地面发生碰撞之前沿抛物线轨迹运行。文章综合分析了东河口抛射型滑坡发生的地质地貌条件,并解释了该抛射型滑坡发生的动力源机制。结果显示,东河口滑坡区的滑坡带和翼状裂隙带在北川破裂带两侧的规则分布受控于断层的运动方式和滑坡的空间分布位置;此外,除地震动水平加速度和地质地貌条件外,垂直加速度和断层的运动方式对地震滑坡的激发也起着重要的作用。     

Relationship between the Pre-existing Active Kunlun Fault and Co-seismic Surface Ruptures Produced by the 2001 Mw 7．8 Central Kunlun Earthquake，China

Field investigations allow to constrain the co-seismic surface rupture zone of ～400km with a strike-slip up to 16．3 m associated with the 2001Mw 7．8 Central Kunlun earthquake that occurred along the western segment of the Kunlun fault,northern Tibet．The co-seismic rupture structures are almost duplicated on the pre-existing fault traces of the Kunlun fault．The deformational characteristics of the co-seismic surface ruptures reveal that the earthquake had a nearly pure strike-slip mechanism．Theg eologic and topographice vidence clearly shows that spatial distributions of the co-seismic surface ruptures are re-stricted by the pre-existing geological structures of the Kunlun fault．