海原断裂的古地震及特征地震破裂的分级性讨论

海原断裂高湾子地点三维探槽揭露了全新世5次事件的位移量。由老至新走滑位移量分别为：5．6±2．3,1．5±1．1,1．5±1．2,2±1和7±0．5m。古地震对比反映出,晚第四纪以来断裂带发生的14次事件中,仅有2～3次事件为贯穿全断裂的破裂事件,说明古地震并不都具有1920年海原大地震的强度。特征地震和段落存在分级性。破裂分级的现象不是孤立的,但多发生在走滑断裂上。     

海原断裂干盐池探槽揭示非特征性古地震序列

海原断裂是青藏高原东北缘一条重要的陆内活动左旋走滑断裂,于1920年发生过里氏8?级特大地震,形成约230km的地表破裂带和高达10.2m的同震左旋位移。该断裂的大地震复发行为特征一直是地震地质学家关注的重点,然而现有的认识需要更多以精细沉积地层约束的古地震数据的验证。基于此,在海原断裂中段干盐池盆地成功开挖了数个大型三维探槽,揭露了清晰的韵律性、面状展布地层和丰富的古地震事件证据。在探槽上部2.5m厚的最新细粒沉积层序记录了AD 1500以来的3次地震事件。基于地层中~(14)C样品的结果和历史地震史料的考证,限定这3次地震事件分别对应于AD 1920年、AD 1760年(或1709年)和AD 1638年的地震,但其震级差别很大。除了最新一次地震,即1920年海原大地震的震级为8?级,其他2次地震事件的震级较小,均小于7级,说明海原断裂上伴生有地表破裂的地震不全是特征型地震事件。结果表明,古地震探槽中揭示的地震强度不一定相同,而且中等震级地震也可以产生地表破裂,其地层证据在合适的条件下,如无沉积间断、沉积速率大等环境能在地层中得到保存。     

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。     

汶川8级大地震同震破裂的特殊性及构造意义——多条平行断裂同时活动的反序型逆冲地震事件

汶川地震是有仪器记录以来发生的世界上最大的板内逆冲型地震之一。野外调查表明,沿北东走向的龙门山断裂带上,至少有两条逆冲断裂同时参与汶川地震的同震破裂过程,即北川断裂和安县灌县断裂（彭灌断裂）。倾向北西的高角度北川逆冲断裂上的地表破裂长度大于200 km,可能达225 km。运动方式在南部表现为以北西盘抬升的逆冲为主,往北东转为逆冲右旋走滑,走滑分量与垂向陡坎高度相当,陡坎高度最大值约为11 m。在彭灌断裂上,地表破裂表现为北西盘抬升的近纯逆冲性质的破裂,破裂长度达70 km,陡坎最高达3~3.5 m。汶川地震是世界上第一次明确记录到多条平行断裂参与同震破裂的逆冲型地震,而且因发震断层是龙门山断裂带内部的高角度逆冲断裂,而非断裂带前锋的低角度逆冲断裂,所以汶川地震属于反序型逆冲断裂活动。这与1999年我国台湾7.5级集集地震和2005年克什米尔7.6级地震类似,说明反序型逆冲地震具有普遍性。汶川地震这一震级大、破裂长的逆冲地震事件是对目前流行的青藏高原下地壳流动的变形假说提出的严峻挑战,同时也表明加强青藏高原东缘南北地震带上其他滑动速率较低但同样具有发生大地震可能性的活动断裂的滑动速率和古地震定量研究的紧迫性,因为这一地区人口密度与东部相当,但发生强震的频率更高。     

四川芦山2013年Ms7.0地震发震构造初步研究

2013年4月20日8时2分,四川龙门山断裂带的雅安芦山发生Ms7.0级地震,震中位于芦山县太平镇和双石镇之间,震源深度13～14km,震中最大烈度达IX级。震中区野外调查发现,尽管房屋建筑损坏较严重,但这次地震没有产生明显的地表破裂构造,仅见少量的地裂缝和喷砂冒水现象。高分辨率遥感图像解译、主余震分布、震源机制解等综合分析认为,该地震是龙门山断裂带西南段一次独立的破裂事件,属于逆冲型地震,沿双石-大川断裂中南段发生破裂,主破裂面西倾,倾角33°～43°,推断芦山地震与龙门山构造带底部滑脱带(13～19km)断坡构造活动有关。历史上,沿双石-大川断裂发生至少2次Ms6～6.5级地震,由此认为芦山地震是龙门山断裂带西南段特征型地震,与汶川地震不同。原地地应力测量和监测数据表明这是汶川地震后龙门山断裂带西南段应力释放的结果。     

古地震事件震级或强度大小限定的讨论

震级是表征地震能量大小的重要参数，但在古地震研究中，由于难以精确给定与地震矩紧密相关的破裂参数，故而无法直接计算事件的震级大小。研究者通常假定事件序列为震级相似的特征地震，或基于震级已知的历史地震地表破裂参数获取经验关系来进行震级估算。但已有研究表明特征地震的假设过于简化，而利用经验关系估算震级的方法也受限于各种误差，因此亟需探索新方法以提升古地震事件震级或规模大小评估的合理性。近年来，三维组合探槽的成功应用表明探槽内蕴含着丰富的事件变形信息，进而证实了在探槽内评估事件规模大小的可行性。基于此，文章以阿尔金断裂铜矿探槽为例，利用探槽揭示的事件变形强度，包括垂向位移量、变形带宽度和裂缝总拉张量，来评估事件序列的规模。数据分析结果表明，事件变形强度参数与震级相对大小具有一定的正相关性，且各参数之间也呈现部分相关性。因此，探槽中事件变形强度信息可以判断事件震级的相对大小，充分挖掘探槽内的事件变形信息可为合理评估古地震事件的震级提供借鉴和参考，在古地震研究中应加以重视。     

鲜水河断裂带全新世活动性研究进展综述

鲜水河断裂带是中国西南山区一条现今活动强烈的大型地震断裂。本文在系统总结前人研究成果的基础上, 结合野外地质调查, 综述了鲜水河断裂带空间展布特征、活动性质及强度、历史地震地表破裂特征、地震危险性等方面的研究进展。前人研究结果表明, 鲜水河断裂带以惠远寺为界可分为两段, 进一步可细分为八段;断裂带全新世以来以左旋走滑为主, 兼具逆冲性质;整条断裂现今走滑活动速率约为10mm/a左右, 垂向变形在2mm/a以内;其中断裂带北西段活动速率为10~20mm/a, 南东段则小于10mm/a, 一般为5mm/a左右;断裂带地震活动频繁, 地震活动性北西段明显高于南东段, 强震迁移呈明显的跳跃式特征并具有原地复发性质;断裂带历史地震地表破裂特征与玉树地震所报道的地表破裂特征一致;断裂带地震危险性评价具很多不确定因素, 研究程度相对较低。      

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（MS 8.0）地表破裂及其同震右旋斜向逆冲作用

2008年5月12日14时28分,青藏高原东缘龙门山地区发生了震惊世界的汶川地震（MS 8.0）,地震不仅造成巨大的人员伤亡和财产损失,并形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。通过多次野外考查表明,汶川地震（MS 8.0）在龙门山断裂带上至少使两条NE走向、倾向NW的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂同时发生地表破裂,并沿映秀-北川断裂产生的地表破裂带长度约275 km,以逆冲运动伴随右旋走滑为其破裂特征,最大垂直位移量约11 m,最大右旋走滑位移量至少约12 m;沿灌县-安县断裂产生的地表破裂带长度约80 km,表现为纯逆冲运动的破裂特征,最大垂直位移量约4 m;另外发育一条长约6 km呈NW走向连接于映秀-北川破裂带和汉旺破裂带的小鱼洞破裂带,以左旋走滑兼有逆冲运动为特征。地表破裂基本沿袭早先活动断裂带上,并使早先抬高的地貌更加抬高,表明龙门山地区地震在同一断裂带上重复发生过,并且无数次地震活动（包括类似汶川MS 8.0地震的强震）的累积,逐渐形成了现今的龙门山。根据同震断裂面以及断裂面上的擦痕分析表明,汶川地震是由两次破裂事件叠加而成,初期破裂以逆冲运动为主,后期破裂以右旋走滑为主,这种破裂过程与地震波数据反演结果（陈运泰等,2008;Ji, 2008;王为民等,2008）一致。在地表破裂带南段（映秀—清平段）叠加了两次不同性质的破裂过程,北段（北川—南坝段）只反映了第二次破裂事件的过程。利用长期滑移速率与汶川地震同震位移对比,估算出在龙门山断裂带上类似汶川地震（MS 8.0）的强震复发周期为3000~6000 a。通过对比研究,西昆仑山、阿尔金山和东昆仑山与龙门山具有很相似的转换挤压构造特征,斜向逆冲作用是青藏高原周缘山脉快速崛起的主要机制。     

鲜水河断裂带色拉哈段中谷村一带的最新地表破裂讨论

鲜水河断裂带色拉哈段是2014年康定M_S6.3地震的发震断裂段, 其最新一次地表破裂事件(1725年康定7级地震)的离逝时间较长, 是最可能发生7级以上地表破裂型大震的危险地段之一。获得色拉哈段最新地震地表破裂的展布范围对确定断裂带的地震活动历史、评估断裂带的未来地震危险性以及防震减灾具有重要意义。然而, 迄今色拉哈段最新地表破裂的北西端位置仍存有较大争议。对此, 在以往资料认为没有同震地表破裂的中谷村一带开挖了探槽组, 获得了这一带的破裂历史, 其最新一次事件(E6)的限定年代为A.D.746±51之后。综合探槽剖面证据和附近的断错地貌特征以及历史地震资料, 探槽揭露的最新事件E6可能对应1725年康定7级地震, 色拉哈段的地表破裂北西端至少已延伸到中谷村一带。      

Detailed Study of Holocene Paleoearthquakes of the Active Haiyuan Fault

l. 1ntroductionStudies of paleoearthquakes and the repeatedinterval between strong earthquakes of the Haiyuanfault, an important fault zone in north-easternQinghai--Tibetan Plateau, have been continuouslycarried out since l980's (Song Fangmin, et al., l983;Cheng Shaoping, 1984, Zhang Weiqi, et al., l984,Liu Baichi, et aI., 1985, Institute of Geology StateSeismo1ogical Bureau, et al., l990, Ran Yongkang etal., l997). Because of the limitation of early datingmethods and scarcity of trench…     

河套断陷带大青山山前断裂晚第四纪古地震完整性研究

通过沿大青山山前断裂 18个探槽的古地震分析 ,分别确定了 5个段落的 2 2次古地震事件。呼和浩特段 ,距今约 1.9万a以来 7次 ,平均重复间隔时间 (2 4 6 2± 4 13)a ;毕克齐段距今 2 .2万a以来 4次 ;土左旗西段距今 1.1万a以来 4次 ,平均重复间隔时间 (2 94 8± 5 6 0 )a ;土右旗西段距今约 1.1万a以来 5次 ,平均重复间隔时间 (2 2 89± 36 0 )a ;包头段距今 2 .3万a以来 2次。由断层位移量限定法和多探槽校验法判定 ,大青山山前断裂已揭露的古地震事件还不完全代表晚第四纪全断裂的大地震活动历史。只有在呼和浩特段 1.9万a以来、土左旗西段和土右旗西段约 1.1万a以来活动历史基本完整。其它两个段落不完整。这是用这些古地震资料评价该断裂未来地震危险性 ,以及今后进一步工作时应注意的问题。     

阿尔金活断层的古地震与分段

活断层的破裂过程往往是通过多个独立破裂段落的组合而进行的。活断层的分段就是对断层上各个稳定的独立破裂单元的识别。这是深入认识断层的活动习性特征和进行潜在地震危险性评估的重要途径。古地震资料是识别破裂单元最直接的依据。本文在根据障碍构造对阿尔金活断层进行几何结构分段的基础上，结合古地震资料的分析进行了破裂分段的识别，划分了１１个破裂段。在约２００００年来各个段落活动时段、强度、古地震复发间隔都有所不同。总趋势是由西向东逐渐减弱。在约４５００—２０００ａＢ．Ｐ．存在一个各个段落都比较活跃的阶段。这与沿青藏高原边缘的一些活动带上揭露出的情况很相似，看来这是与整个高原的构造活动在这个时段曾有所加强有关。     

郯庐断裂带中段第四纪活动及其分段特征

郯庐断裂带是中国东部一条岩石圈尺度的构造不连续带。位于江苏和山东培内的郯庐断裂带中段，在新构造运动时期强烈右旋走滑复活，形成地貌形迹显著的走滑活动断裂带。笔者在断层活动形迹的野外调查和观测的基础上，结合TM遥感影像特征解译和地震震源机制解资料，分析了郯庐断裂中段第四纪活动的分段行为特征。位于嘉山－潍坊之间的郯庐断裂带中段可以进一步划分为3段，北段安丘－茅埠亚段，中段汪湖－宿迁亚段，南段宿迁－嘉山亚段，这三段可能分别是独立的地震破裂段。观测表明，新构造变形主要集中在宿迁以北的中、北段，是历史强震的发生段，而南段变形相对较弱，嘉山以南安徽境内郯庐断裂新构造变形更弱。郯庐断裂带新构造走滑变形的走向分段行为是华北地区不同块体新构造运动位移调节的结果。     

Parameters of Coseismic Reverse- and Oblique-Slip Surface Ruptures of the 2008 Wenchuan Earthquake,Eastern Tibetan Plateau

On May 12th,2008,the M_w7.9 Wenchuan earthquake ruptured the Beichuan,Pengguan and Xiaoyudong faults simultaneously along the middle segment of the Longmenshan thrust belt at the eastern margin of the Tibetan plateau.Field investigations constrain the surface rupture pattern, length and offsets related to the Wenchuan earthquake.The Beichuan fault has a NE-trending rightlateral reverse rupture with a total length of 240 km.Reassessment yields a maximum vertical offset of 6.5±0.5 m and a maximum right-lat...     

Parameters of Coseismic Reverse‐ and Oblique‐Slip Surface Ruptures of the 2008 Wenchuan Earthquake,Eastern Tibetan Plateau

Abstract: On May 12th, 2008, the Mw7.9 Wenchuan earthquake ruptured the Beichuan, Pengguan and Xiaoyudong faults simultaneously along the middle segment of the Longmenshan thrust belt at the eastern margin of the Tibetan plateau. Field investigations constrain the surface rupture pattern, length and offsets related to the Wenchuan earthquake. The Beichuan fault has a NE-trending right-lateral reverse rupture with a total length of 240 km. Reassessment yields a maximum vertical offset of 6.5±0.5 m and a maximum right-lateral offset of 4.9±0.5 m for its northern segment, which are the largest offsets found; the maximum vertical offset is 6.2±0.5 m for its southern segment. The Pengguan fault has a NE-trending pure reverse rupture about 72 km long with a maximum vertical offset of about 3.5 m. The Xiaoyudong fault has a NW-striking left-lateral reverse rupture about 7 km long between the Beichuan and Pengguan faults, with a maximum vertical offset of 3.4 m and left-lateral offset of 3.5 m. This pattern of multiple co-seismic surface ruptures is among the most complicated of recent great earthquakes and presents a much larger danger than if they ruptured individually. The rupture length is the longest for reverse faulting events ever reported.     

色尔腾山山前断裂大后店—瓦窑滩段的地貌特征与分段

色尔腾山山前断裂位于阴山山脉的中西段,控制着临河凹陷的北缘,在晚第四纪以来有着强烈的活动。通过对色尔腾山山前断裂大后店—瓦窑滩段进行地貌调查和测量,认为该段并不是一条向NE方向突出的单一弧形断裂,而是由走向为EW向的红旗村段(大后店—乌不浪口)和走向为NW向的圐圙补隆段(乌不浪口—瓦窑滩)组成。整条断裂共发育4级台地,T3台地的形成时代在距今5万至7万年以前,是河套古大湖的湖滨相沉积;T2的形成时代在距今2万至3万年以前。而全新世T1台地在该两段上的分布并不相同,红旗村段和圐圙补隆段T1台地的平均高度分别为537 m和81 m,测得的台地年龄分别为623 ka和1236 ka,沉积物均为冲洪积砂砾。两段断裂全新世的滑动速率分别为086 mm/a和065 mm/a。这两段在几何展布、构造地貌、断层运动学性质方面有不同的特征,属于不同的活动断裂分段,其分段边界的类型为断裂交汇处的T型结点。     

Effect of fault bend on the rupture propagation process of stick-slip

An experimental study of stick-slip is performed to examine the effect of a fault bend on the dynamic rupture propagation process. A granite sample used in the experiment has a pre-cut fault that is artificially bent by an angle of 5.6° at the center of the fault along strike, and accordingly the fault consists of two fault segments. The rupture propagation process during stick-slip instability is investigated by analyzing the records of shear strain and relative displacement measured with strain gauge sensors together with the hypocenters of AE (acoustic emission) events detected with piezoelectric transducers. The observed rupture propagation process of typical stick-slip events is as follows. (1) The dynamic rupture started on a fault segment is stopped near the fault bend. (2) The rupture propagation is restarted near the bend on the other fault segment 10.8 ms to 3.5 s after the stop of the first rupture. The delay time of the second rupture decreases with an increase in the slip amount of the first rupture or a decrease in the normal stress acting on the fault segment where the second rupture started. (3) The restarted rupture is not arrested by the presence of a fault bend, and slip occurs over the entire fault. We theoretically analyze the stress concentration near the fault bend to find that the normal stress produced by the preceding slip near the fault bend plays an important part in controlling the rupture propagation. A numerical simulation based on a rate- and state-dependent friction law is performed to interpret physically the retarded rupture in the experiment. The observed time interval of 10.8 ms to 3.5 s between the first rupture and the second is explained by the numerical simulation, suggesting that the rate- and state-dependence of rock friction is a possible mechanism for the retarded rupture on the fault.     

The 1988 Tennant Creek,northern territory,earthquakes: A synthesis

Three large earthquakes with surface‐wave magnitudes 6.3–6.7 on 22 January 1988 were associated with 32 km of surface faulting on two main scarps 30 km southwest of Tennant Creek in the Northern Territory. These events provide an excellent opportunity to study the mechanics of midplate earthquakes because of the abundance of geological and geophysical data in the area, the proximity of the Warramunga seismic array and the ease of access to the fault zone. The 1988 earthquakes were located in the North Australian Craton in an area that had no history of moderate or large earthquakes before 1986. Additionally, no smaller earthquakes from the fault zone were identified at the Warramunga array, which is situated only 30 km from the nearest scarp, between the 1965 installation of the array and 1986. The main shocks were preceded by a swarm of moderatesized (magnitude 4–5) earthquakes in January 1987 and many smaller aftershocks throughout 1987. Careful relocation of all teleseismically recorded earthquakes from the fault zone shows that the 1987 activity was concentrated in an area only 6 km across in the gap between the two main fault scarps. The main shocks also nucleated in the centre of the fault zone near the 1987 activity. Field observations of scarp morphology indicate that the scarp is divided into three segments, each showing primarily reverse faulting. However, whereas the western and eastern segments show movement of the southern block over the northern, the central scarp segment shows the opposite, with the northern block thrust over the southern block.

Analysis of the first arrival times at Warramunga suggests that the three main shocks were associated with the western, central and eastern scarp segments, respectively. The locations of aftershocks determined using data from temporary seismograph arrays in the epicentral area define three inclined zones of activity that are interpreted as fault planes. In the western and eastern portions of the aftershock zone, these concentrations of activity dip to the south at 45° and 35°, respectively, but in the central section the aftershock zone dips to the north at 55°. Focal mechanisms derived from modelling broadband teleseismic data show thrust and oblique thrust faulting for the three main shocks. The first event ruptured unilaterally up and to the northwest on the westernmost fault segment, while the third main shock ruptured horizontally to the southeast. Modelling of repeat levelling data from the epicentral area requires at least three distinct fault planes, with the eastern and western planes dipping to the south and the central plane dipping to the north. The combination of scarp morphology, aftershock distribution and elevation data makes a strong case for rupture of fault planes in conjugate orientation during the 22 January 1988 Tennant Creek earthquakes. More than 20000 aftershocks have been recorded at Warramunga and activity continues to the present‐day with occasional shocks felt in the town of Tennant Creek and some recent off‐fault aftershocks located directly under the Warramunga seismic array. Stratigraphic relationships exposed in trenches excavated across the scarps suggest that during the Quaternary, a large earthquake ruptured the surface along one segment of the 1988 scarps.