四川汶川5.12大地震同震滑动断层泥的发现及意义

2008年汶川8.0级地震沿龙门山断裂带内的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂产生了近300 km的同震地表破裂带。震后地质科学考察发现地表变形以逆冲为主,并伴有右旋走滑。地震地表破裂带大多沿古生代碳质泥岩、页岩和三叠系煤系地层内的滑动面出露地表,这些软弱地层为地震破裂带冲到地表提供了超低摩擦滑动带。我们发现在同震垂直和水平位错达6m左右的地表破裂带,地震的同震滑动发生在厚度约0.5~2cm 的狭窄滑动带内,以发育新鲜的灰色断层泥为特征,这些断层泥是地震断层快速滑动过程中岩石—流体相互作用的结果。     

四川汶川5.12大地震同震滑动断层泥的发现及构造意义

2008年汶川8．0级地震沿龙门山断裂带内的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂产生了近300km的同震地表破裂带。震后地质科学考察发现地表变形以逆冲为主,并伴有右旋走滑。地震地表破裂带大多沿古生代碳质泥岩、页岩和三叠系煤系地层内的滑动面出露地表,这些软弱地层为地震破裂带冲到地表提供了超低摩擦滑动带。我们发现在同震垂直和水平位错达6m左右的地袁破裂带,地震的同震滑动发生在厚度约O．5—2cm的狭窄滑动带内,以发育新鲜的灰色断层泥为特征,这些断层泥是地震断层快速滑动过程中岩石-流体相互作用的结果。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

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。     

汶川M_s 8.0级地震强震记录所揭示的地震断层特征分析

基于2008年5月12日汶川Ms8.0级地震的强震台站记录,对比发震断层两侧的峰值加速度与地表破裂带上同震位移的分布特点,探讨了地震动强度分布特征与地表破裂位移分布之间的相关关系。分析近断层典型台站的强震动记录时程特征,获得了强地震动记录中所包含的断层破裂过程和破裂习性信息,从强震观测记录的角度进一步证实了汶川地震主震的多次破裂特征。结果表明,汶川地震主震至少包含了4次地震破裂事件,最主要的前两次破裂事件分别对应映秀—北川断裂段和北川—南坝断裂段的破裂过程,后两次破裂事件释放的能量相对较小,应该是第二次破裂过程触发局部次级破裂所引起的。此外,垂直于断层的峰值加速度剖面揭示的发震断层的高倾角逆冲特性,与地震地质调查和小震精定位等确定的相应结果是一致的。     

5.12汶川8级地震次生地质灾害的基本特征及其形成机制浅析

5.12汶川8级大地震沿龙门山断裂带形成长350多km,宽约50 km的地表破裂带,触发了1万多处崩塌、滑坡、泥石流(碎屑流)地质灾害,其中巨型灾害体87处、大型灾害体606处,形成了136个较大规模的堰塞湖。地震地质灾害的链生特征显著,形成地震-崩塌、地震-滑坡-碎屑流-堰塞湖-堰塞坝溃决-泥石流等典型地质灾害链。地震次生地质灾害具有分布范围广、数量多、种类全、密度大、强度高、致灾重的特点。在部分地区,崩塌、滑坡和碎屑流的分布面积占地震极重灾区面积的30%~58％,甚至高达80％。据初步统计,崩塌、滑坡和碎屑流共导致大约2万人死亡,其中北川县老县城滑坡导致1 600多人死亡。地震次生地质灾害主要沿断裂带、河谷和交通线分布。崩塌、滑坡的破裂源主要位于河流拐弯处靠近侵蚀岸一侧、山脊两侧及坡肩部位,这与上述部位对地震动峰值加速度的放大作用直接相关。地震次生地质灾害主要受地震动峰值加速度和地形控制,其次为岩性、斜坡结构、活动断裂、人类工程活动。许多大型崩塌、滑坡还具有高速远程的特征,部分崩塌、滑坡 碎屑流位移达数km,速度高达100~300 m/s,其运动轨迹复杂多变,常常导致多处人员伤亡,是高山峡谷地区地质灾害风险评估和减灾防灾必须面临的新课题。根据上述情况,文中对汶川地震次生地质灾害的基本特征、分布规律和主要影响因素进行了初步总结,并对地震滑坡的形成机制和运动模式进行了初步探讨。首次提出高山峡谷地区单一斜坡上呈阶梯状多级滑动的群发性地震滑坡的形成模式:强烈地震往往引起剧烈的地面震动,而高陡的山脊及其坡肩部位对地震波具有明显的放大作用,因此,上述部位往往是地震滑坡的高易发地段,当地震动峰值加速度超过不稳定性斜坡的临界峰值加速度时,斜坡失稳破坏形成一系列的群发性滑坡,从上到下往往形成阶梯状多级滑动的滑坡群,此种模式适用于残坡积层、风化层地震滑坡和主滑面较缓的地震基岩滑坡。最后,指出了今后应重点研究的科学问题,并对防灾减灾措施提出了一些建议。     

汶川M_s 8.0级地震地表破裂带近断层水平缩短量研究

2008年5月12日四川汶川发生Ms8.0特大地震后,地表同震位移量已有了大量的详细调查和研究,然而对于近断层同震水平缩短量的研究却相对较少。笔者在中央断裂、前山断裂以及北西向分支断裂上选择合适地点进行大量探槽开挖,获得了近断层同震水平缩短量的分布情况为:中央断裂清平镇(2.8 m)、擂鼓镇(3.2 m)、平通镇(1.3 m),前山断裂白鹿镇(2.5 m)、九龙镇(1.4 m)、汉旺镇(0.6 m)。文中进一步在中央断裂和小鱼洞分支断裂地表破裂带上开挖数个探槽研究其近断层水平缩短量的问题,得到结果如下:龙门山中央断裂带映秀镇、擂鼓镇、平通镇探槽近断层水平缩短量分别约为(2.6±0.1)m、(2.6±0.2)m、(1.8±0.1)m;小鱼洞分支断层近断层水平缩短量约为(2±0.1)m。汶川5.12地震中央断裂地表破裂近断层较大水平缩短量出现在深溪沟和擂鼓一带,分别约为3.4 m、3.2 m;前山断裂地表破裂带近断层水平缩短量最大值出现在白鹿一带,约为2.5 m,白鹿以北,近断层水平缩短量逐渐减小。中央断裂和前山断裂联合破裂段水平缩短量值之和大于中央断裂带其两侧段落,最大水平缩短量总和可能约为5.3 m,地表破裂带近断层水平缩短量为整个地壳缩短量的主体部分。     

花岗岩质边坡地震动力响应及破坏特征大型振动台试验研究

地震触发的岩质边坡崩塌常造成巨大的灾害,特定地质条件下边坡地震动力响应及破坏机制是工程中的重要难题。以翠华山水湫池崩塌为研究对象,开展振动台试验,研究地震作用下受断层控制的岩质边坡动力响应及破坏机制。试验发现,当断层倾角大于临界角时,不连续界面处的部分反射波与透射波转变为滑行波,使得断层处加速度响应出现突变;模型边坡内部加速度峰值放大系数变化特征表现出显著的三阶段变化趋势;水平加速度响应呈现出随高程增加不断增大的特征,而竖直加速度峰值放大系数增加幅度较小;模型边坡的固有频率变化曲线可以分为3个阶段,整体呈现下降的趋势,表明模型动力特性发生变化。通过对比振动台试验与水湫池崩塌原型,发现含断层结构岩质边坡的主要破坏模式为边坡顶部在地震荷载作用下首先出现贯通的竖直拉裂缝,随后断层上盘破碎岩体裂解破坏,最终沿断层面发生剪切滑动。研究工作将为秦岭花岗岩地震山崩的风险预警提供研究示范,并为开发秦岭山崩遗迹提供科技支撑。     

2010年玉树7.1级地震诱发滑坡特征及其地震地质意义

2010年玉树7.1级地震造成了一系列次生地质灾害。笔者在玉树灾区地震地质灾害调查基础上,结合Quickbird高分辨率遥感影像数据和航片影像数据,以目视解译为主,共提取了542处地震滑坡,并首次发现了11处古地震滑坡。调查研究结果显示,玉树地震滑坡主要包括崩塌、狭义的滑坡和土溜等三种类型。其中地震崩塌占到了90%以上,按其物质成分可进一步划分为碎屑型崩塌、碎屑流型崩塌和岩崩等三类。地震滑坡的空间展布特征显示,该区80%以上的地震滑坡集中分布在以玉树活动断层为轴的长约95km、两侧宽2km的廊带区内,并与发震断层距离和宏观震中有很好的相关性,其高密度区与同震地表破裂的空间分段性也有很好的对应关系,体现出典型的走滑型发震断层的控灾特点。同时,还进一步分析了山体坡度、坡体形态、临空面高度和地层岩石与岩体完整度等因素对地震滑坡总体分布的影响。对古地震滑坡的初步研究发现,古地震滑坡的规模、期次和分布特征间接地反映出玉树断裂带在全新世期间曾发生过多次震级强度明显大于本次玉树7.1级地震的古地震事件,这为更深入探索玉树断裂带古地震事件提供了另一种重要的研究途径。此外,地震滑坡分布与地表破裂和极震区破坏程度之间的密切空间关系指示,地震滑坡也可以成为快速圈定宏观震中以及开展极震区地震烈度评价等方面的重要指标。     

西秦岭北缘断裂宝鸡—武山段活动触发滑坡分布规律与成因机制

西秦岭北缘断裂沿"一带一路"交通廊道展布,是南北活动构造带强震丛集发育的节点之一,地震地质灾害风险极高。基于地质调查、测绘与数值分析,查明了断裂在天水地区触发的地震滑坡分布特征,探讨了断裂触发滑坡的形成机制。研究表明:(1)西秦岭北缘活动触发的巨、大型滑坡为断裂地貌过程的一部分,易在断裂的阶区聚集发育,其枢纽部位也有零星的分布;(2)巨大型滑坡集中于历史极震区内,断裂破裂过程中的近场惯性滑移、远场地震动是主要触发因素,二者耦合作用导致巨大型滑坡在断裂带两侧具有对称分布特征,活动强度由近及远而逐渐变弱;(3)断裂水平滑移、破裂引起的斜坡滑动变形以结构面贯通为主要表现形式,具有强烈的方向效应、近直立断层的区域地震动效应及地震波的山体地形放大效应,这些力学效应在滑坡破坏过程产生断裂结构面、次级羽裂结构面与滑动面,它们协同控制了滑坡的运动;(4)极端降雨触发的泥流是巨大型滑坡堆积体复活运动的主要形式,是现今防灾减灾重点。     

九江地区第四系中典型地裂缝特征及构造意义

在九江地区开展断裂活动性调查中,发现了一些第四纪剖面中发育丰富的地裂缝。本文选择三个第四系中典型地裂缝出露剖面为研究材料,通过野外实测展开对剖面的地层序列、地裂缝的宏观和微观特征及地裂缝与区域断裂分布规律进行分析,有以下4点发现:1九江地区第四系中地裂缝形态特征多样,多呈"V"型,"倒V"型,"Y"型,"扫帚"型和"直线"型等;2地裂缝内均有充填物,充填物多呈灰白色、浅灰色条带,宽度不等,多呈上窄下宽,向上渐尖灭,向下未见底。地裂缝内充填物具有劈理化、压扁、挤压、拖拽等受力流变现象;3平面分布上,地裂缝出露剖面PM1位于九江-德安断裂NE末端,PM2位于襄樊-广济断裂SE末端,PM3位于城门山-范家铺断裂带中部,地裂缝出露剖面位置与九江地区区域性断裂展布和历史地震震中分布都具有高度相关性。同时,PM1、PM2和PM3三个剖面的主要地裂缝走向分别为NE、NW和NEE,与其高度相关的断裂走向也分别一致;4PM3剖面发育一条第四纪断层,断层产状为145°∠68°,显示正断性质,最大错据可达1m。综上分析,笔者认为九江地区第四系中典型地裂缝发育是受区域性断裂和地震震中控制的,地裂缝的形成是区域性断裂活动和古地震事件在地表的响应。九江地区第四纪地裂缝的发现,给该区的断裂活动性和古地震研究提供了丰富的研究材料,也为断裂活动性和古地震研究提供了一个新研究思路和研究方法。     

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.     

汶川地震诱发大型滑坡分布规律研究

2008年5.12汶川地震由于其超常的地震动力,触发了数百处大型滑坡灾害。本文以遥感解译所获取的汶川地震区112处面积大于50000m2大型滑坡的基本信息为基础,结合代表性大型滑坡实例的现场调绘,对汶川地震诱发大型滑坡的发育分布规律进行了较系统的研究。结果表明,汶川地震大型滑坡分布除表现出与汶川地震诱发区域性地质灾害类似的分布规律之外,因主要源于发震断层瞬间大幅度错动的直接地震动力引发的大型滑坡,其发育分布及滑动、运动方式还表现出自身的特点,具体可归结为以下几种效应:(1)距离效应:约80%的大型滑坡集中分布于发震断裂地表破裂带两侧5km的范围内,距离越远,滑坡分布数量越少;(2)锁固段效应:汶川地震诱发的大型滑坡主要集中分布在与发震断裂的交叉、错列、转换部位及NE段末端等5个集中区段。其中,红白-茶坪段是大型滑坡最为集中发育段,不仅滑坡数量多,而且规模大,汶川地震诱发的最大两处滑坡均分布于此段。其次为断裂NE段末端的南坝-东河口段,该段大型滑坡密集发育,东河口滑坡和窝前滑坡等大型滑坡均出露于此段;(3)上下盘效应:绝大多数(70%)大型滑坡都位于活动断裂的上盘,存在明显的"上下盘效应;"(4)方向效应:在与发震断裂带近于垂直的沟谷斜坡中,在地震波传播的背坡面一侧的滑坡发育密度明显大于迎坡面一侧,存在"背坡面效应"。同时,大型滑坡的滑动及运动方向还与各区段断层的错动方向有一定的相关性。在断层活动以右旋走滑为主的青川境内,有相当数量的滑坡表现出向NE方向滑动和运动的特点。     

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。     

青藏铁路沿线的地裂缝及工程影响

通过大比例尺野外地质调查和跨季节对比观测,发现青藏铁路沿线发育地震破裂、断层裂缝、冻土裂缝与冰裂缝4种不同类型的地裂缝。典型地震破裂包括西大滩古地震破裂、昆仑山南缘地震破裂、可可西里古地震破裂、崩错地震破裂、谷露盆西地震破裂、羊八井-当雄盆西地震破裂;地震破裂规模大,产状稳定,与地震鼓包、地震陡坎、地震凹陷有序组合,是地表构造变形的重要形式,属内动力成因地裂缝。断层裂缝沿断层破碎带定向分布,产状稳定,成群产出,与断层活动、地下水运移、不均匀冻胀存在密切的关系,是构造变形与融冻变形联合、内外动力耦合产生的复合成因地裂缝。冻土裂缝和冰裂缝属外营力成因地裂缝,是冻土与冰层不均匀融冻变形的重要表现形式。地震破裂、断层裂缝和冻土裂缝对青藏公路、青藏铁路及沿线工程安全具有不良影响,这些地裂缝切割错断路基,形成路面破裂和路基滑塌,产生显著的灾害效应。     

四川汶川地震断裂活动和次生地质灾害浅析

为了揭示汶川地震断裂活动与次生地质灾害的关系,在对汶川地震重灾区进行快速调查的基础上,分析了影响汶川地震的龙门山断裂带震后的断裂活动、地表破裂与崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害发育特征的关系。野外调查发现,龙门山3条断裂带的地表变形破坏（包括沿断裂带的道路、农田、建筑物和边坡变形破坏）特征具有明显的差异性和分段性,映秀-北川断裂地震活动最剧烈,南坝-关庄断裂、灌县-安县断裂、平武-青川断裂等活动性次之的“横向”差异性,以及龙门山断裂带由南向北地震活动性减弱的“纵向”分段性。地震断裂活动的差异性和分段性明显控制了崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害的发育特征,即映秀-北川断裂区域的次生地质灾害规模大、分布密度大、危害严重,沿其余断裂的次生地质灾害危害相对较轻。     

基于尼泊尔Mw7.8地震的喜马拉雅俯冲带滑坡分布规律研究

全球多数大地震发生在俯冲带地区,然而对于俯冲带地震诱发的滑坡研究并不多见。2015年4月25日尼泊尔廓尔喀县发生了Mw78地震,为喜马拉雅俯冲带近70年来的首次强震,震源机制解表明为低角度逆冲型的俯冲带地震,触发了大量滑坡、崩塌等地震次生灾害。通过遥感解译和现场调查获取2072组地震滑坡信息,揭示滑坡多数分布在海拔1000m~3000m之间,高喜马拉雅与低喜马拉雅的过渡区域,基本沿主中央逆冲断裂断裂(MCT)展布,地势落差大。早期断裂活动频繁,由中、高级变质岩和新生代浅色花岗岩变为古生代沉积岩和少量岩浆岩组成的逆冲岩席,易于发生滑坡、崩塌等地质灾害。滑坡坡度值优势分布区间为35°~40°,与中国西部地区一致,说明地震滑坡坡度分布与大的构造背景相关性较小,可能受局部地形地貌、地层岩性等因素控制。坡向值的优势分布区间为120°~200°,与水平形变场关系紧密。以尼泊尔地震滑坡为例探讨了喜马拉雅俯冲带地震滑坡的特征：滑坡点明显呈相对较宽的矩形区域展布,受深部逆冲推覆构造低倾角的断层破裂面影响较大,滑坡全部位于上盘,由于地震运动的惯性作用,在坡向与上盘逆冲方向一致的斜坡上容易诱发地震滑坡。     

鲁甸8.03地震区甘家寨特大型滑坡发育特征及演化过程研究

2014年8月3日鲁甸县M_S6.5级地震造成了617人死亡,并诱发了大量次生滑坡崩塌灾害。其中红石岩滑坡堆积体方量最大,甘家寨滑坡造成的人员伤亡最多。根据笔者对甘家寨特大型滑坡的实地调查和遥感影像解译,分析了该滑坡堆积体的发育特征及演化期次,从活断层破裂角度研究了滑坡的主控因素,认为甘家寨滑坡分为两个发育期次,最新一期滑坡体（本次地震诱发）长约700m,宽约250m,滑体面积约18×104m2,体积约140×104m3,是在20kaBP前发生的古崩塌堆积体在地震诱发下的复活型滑坡,受控于NW向的下水沟断层。最后建议进一步防范鲁甸8.03地震次生灾害的可能危险,加强该地区活动断层的复发周期研究,为灾害恢复重建中的地质环境安全提供基础依据。     

基于遥感技术的都汶公路地震次生山地灾害分布规律分析

选择汶川县境内的都汶公路(漩口-汶川路段)作为调查研究对象,利用遥感技术提取公路沿线的各类地震次生山地灾害的分布信息,将灾害点分布与海拔高度、坡度和坡向等要素进行叠加分析,获得了次生山地灾害的分布规律,其特点为:①地震次生山地灾害集中分布在映秀-北川断裂与汶川-茂汶断裂之间;②次生山地灾害主要发生在海拔高度1 000～2 000 m的地带;③次生山地灾害主要分布在30～60°的边坡;④地震及余震期间以崩塌、滑坡、滚石为主,后期以泥石流、滑坡为主;⑤次生山地灾害具有沿岷江河谷发育且在河流左右两岸呈不对称分布等特点.