关于2008年汶川M_s8.0地震震源断裂破裂机制几个问题的讨论

2008年5月12日四川汶川Ms8.0地震是一条陆内活动逆断裂带最新活动的结果.地震震源断裂沿龙门山构造带中央断裂发生斜滑作用和沿前山断裂发生纯逆断裂作用,断裂产状前者陡后者缓,垂直位移前者大后者小,这是一条少见的具有右旋走滑特征的挤压性质双断坡破裂,它是深部斜滑断裂在上地壳脆性域发生应变分解的结果.地震地表破裂带的分段活动和位移分布、地震波反演、余震空间分布、主震和余震震源机制解都说明这一条活动断裂带的活动机制和震源断裂破裂机制的复杂性.北西向小鱼洞左旋走滑破裂带是调节北东向破裂带中缩短量不同的破裂段之间的捩断裂,但由于震源断裂西南段经受着强烈挤压,左旋走滑的小鱼洞断裂也具有明显的挤压分量.在中央断裂这一条走滑逆冲和逆走滑性质的断裂和破裂带中出现的走滑正断裂控制的沙坝沟槽是在一个特殊的构造和地貌条件下,由震源断裂滑动和重力共同作用的结果,重力作用加大了该段破裂的正断层型垂直位移量,它不能真正代表震源断裂的最大地表垂直位移.     

巴彦浩特断裂北段晚第四纪活动特征及其区域地震构造意义

巴彦浩特断裂位于阿拉善地块与鄂尔多斯地块相互作用的边界构造带上,其晚第四纪活动特征和古地震数据对全面理解贺兰山周边区域地震构造和地震危险性具有重要意义,为此在研究相对薄弱的巴彦浩特断裂北段开展了断错地貌和古地震槽探研究。观测显示巴彦浩特断裂阿拉善左旗以北段以右旋走滑活动为主兼具逆倾滑,断层西盘相对抬升,在浅表形成半正花状构造组合。年代（56.28±4.04）~（82.2±5.78）ka的冲洪积地貌面上冲沟断错137 m,并在东侧形成断塞塘地貌,估计断层右旋走滑速率为1.67~2.43 mm/a。探槽揭示了3次具有显著地表逆倾滑破裂的强震事件,时间分别为（56.28±4.04）~（55.33±3.04）、（32.79±2.22）~（13.76±1.1）、（13.76±1.1）~（7.86±0.43）ka,逆倾滑量分别为0.44、0.35、0.29 m。与前人在巴彦浩特断裂南段的古地震研究进行对比,可知这3次古地震可能仅为部分事件记录。结合已有研究成果建立了贺兰山周边区域地震构造模型,贺兰山西侧右旋走滑的巴彦浩特断裂强震发震能力不容忽视,贺兰山两侧盆地不同性质断裂系共同构成了阿拉善地块与鄂尔多斯地块的活动边界构造带。     

鄂尔多斯盆地西缘横山堡区块断裂构造特征及其控藏模式

鄂尔多斯盆地西缘横山堡区块发育一系列北北东向逆冲断层,大致呈等间距、侧列式平行展布。平面上,断裂整体呈现东西分带的特征,可划分出3套断裂系统:西部反转断背斜断裂系统、中部花状断裂系统、东部反转逆冲断裂系统;剖面上,发育多种逆冲断层控制的断背斜、花状及"Y"形等构造样式。通过分析横山堡周边刘家庄及胜利井气田的成藏特点,认为断层是油气成藏的主控因素。基于不同的断层组合特征分析,提出反转构造和花状构造两类成藏模式。     

辽东湾辽西凹陷沙河街组烃源岩评价及油源研究

辽西凹陷沙河街组是否发育烃源岩,是该凹陷油气勘探首要问题。以源控论为基本指导思想,从沉积相研究入手,通过烃源岩地球化学分析、盆地模拟及油源对比,综合评价了辽西凹陷沙河街组烃源岩。在大量地震资料及单井资料分析基础上,认为辽西凹陷沙河街组发育大规模中深湖相,特别是辽西中洼沙四段发育中深湖相沉积,具备形成烃源岩的先决条件。通过在该凹陷取的33个油样及48个岩样分析,认为沙河街组烃源岩有机显微组分组成中腐泥组和壳质组含量普遍较高,富含浮游藻类,干酪根类型为Ⅰ~Ⅱ型。盆地模拟认为辽西凹陷生烃门限约2 500 m,沙三段进入生烃门限,具备大规模生烃条件,沙一段未进入生烃门限。通过油源对比分析,辽西凹陷原油的4 甲基甾烷/C29规则甾烷比值基本上都大于0.5,三芳甾烷/三芳甲藻烷值分布范围0.94~3.88,均值为1.51,与沙三段烃源岩具有很高的相似性,因此,认为沙三段和沙四段是辽西凹陷油气的主力烃源岩层段。有机相和沉积相综合分析认为,辽西凹陷沙河街组烃源岩整体优越,但各次洼烃源岩分布有一定差异性,中洼发育2套沙河街组烃源岩,生烃潜力巨大,南洼沙三段烃源岩最好,北洼烃源岩规模最小。     

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。     

福州盆地埋藏晚第四纪沉积地层划分

文中以14个钻孔地层编录为基础,结合前人研究资料,初步总结了福州盆地埋藏第四纪地层的沉积特征。福州盆地沉积始于晚更新世中期(约56.5ka BP),由砾石、砂、黏土、淤泥组成,总体表现为从下至上粒度变细的沉积序列,地层岩性横向变化较大;盆地内发育3层淤泥,第1,2层淤泥发育于全新世中晚期,时代为1.44～7.86ka BP,为“长乐海侵”的产物,第3层淤泥发育于晚更新世晚期,时代约为44～20ka BP,为“福州海侵”的产物;盆地埋藏晚第四纪地层可划分为上更新统和全新统,分为4个组,从老至新分别为龙海组(Q3pl)、东山组(Qhd)、长乐组(Qhc)与江田组(Qhj)。龙海组归属上更新统,划分为3段,其余3个组归属全新统     

东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用

基于卫星影像解译和野外考察测量,本文对东昆仑断裂带中东部的3条次级断裂(托索湖断裂、玛沁断裂和玛曲断裂)的滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究。托索湖段与玛沁段走向产生20°和30°的双挤压弯曲,形成阿尼玛卿山挤压隆起,作为托索湖段和玛沁段的破裂分段标志,成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点;在西贡周西侧和莫哈塘南侧,阿万仓断裂以40°的夹角与东昆仑断裂带相交,形成西贡周断裂交汇区,成为玛沁段与玛曲段破裂分段的标志。通过构造地貌方法获得西段托索湖断裂晚第四纪晚期以来的平均水平速率为10.8±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.2mm/a;中段玛沁断裂带晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为9.3±2mm/a,垂直滑动速率为0.7±0.1mm/a;西贡周断层交汇区平均水平滑动速率为7.4±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.1mm/a;东段玛曲断裂晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为4.9±1.3mm/a,垂直滑动速率为0.3mm/a。断裂的滑动速率从西至东呈梯度下降,通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂西支的左旋水平走滑速率为2.4mm/a,东支的左旋水平走滑速率为1.4mm/a,垂直断裂的水平缩短速率为2.3mm/a,阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式。3条次级断裂的活动均产生独立地表破裂,西侧的托索湖断裂发生了1937年MS7.5级地震,中段玛沁断裂发生了公元1061年格萨尔王时期和距今358~430CalaBP的地表破裂,玛曲段地表破裂距今约1055~1524aBP,显示出段落之间应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征。同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率,结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致,也显示自西向东逐渐递减的趋势。断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应,东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延和横向断裂相交,构造转换造成的。     

2008年汶川M_S8.0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,我们选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川MS8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量。结果显示,北川-映秀断裂上的白水河-高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58m、垂直滑移3.70m;安县-灌县断裂上的白鹿-汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63m,垂直滑移2.00m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°~79°方位角水平滑移2.15~2.71m,垂直滑移1.36~1.51m。平行的白水河-高川破裂段和白鹿-汉旺破裂段合计形成1.72m右旋走滑和3.49m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向(106°)与断裂带整体走向(42°)呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境。结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河-高川破裂段和逆冲型白鹿-汉旺破裂段可能是在汶川地震最大的一次子事件过程中以滑移分解的形式同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同性质的斜滑破裂。小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县-灌县断裂与北川-映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带。小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的简单捩断层。     

光学遥感影像阴影与2008年汶川地震同震地表变形的影像识别

遥感影像数据在2008年汶川地震抗震救灾和灾后恢复重建中发挥了重要的作用,充分利用遥感技术进行同震地表变形的快速识别与地震地质研究具有重要的现实意义。通过分析震后光学遥感影像的阴影、纹理等特征,以及野外获得的地表破裂变形的地质与地貌特征,总结了汶川地震同震地表变形的光学遥感影像识别特点。从遥感成像的光学原理深入解析了汶川地震断层陡坎在遥感影像上的阴影形成与识别特征,明确了成像时刻和断坎产状对影像阴影的形成和断层陡坎识别能力的约束。结合影像成像特征与汶川地震同震地表破裂特征的应用分析,客观地认识了现有遥感影像在同震地表变形应用中的局限性,可为今后的应急航空遥感方案设计提供参考     

贡嘎山快速隆升的磷灰石裂变径迹证据及其隆升机制讨论

鲜水河断裂是青藏高原东南缘的一条北西向大型左旋走滑断裂,其南东段逐渐向南偏转,并与近南北向的安宁河断裂相接,在两个断裂相接处西侧耸立着海拔7556 m高的贡嘎山.磷灰石裂变径迹(AFT)测试可知,贡嘎山及其邻区12个样品的年龄分布在0.2±0.1 Ma~2.7±0.7 Ma之间,平均径迹长度在13.64~15.19 μm之间,表明贡嘎山及其邻区第四纪时期一直处于快速剥蚀状态.结合前人在此地区的低温热年代研究成果,揭示出两个现象:(1)贡嘎山岩体及鲜水河断裂与龙门山断裂所夹的三角区域为快速隆升区域,而其西侧、北侧的高原腹地的隆升速率远低于这两个区域;(2)贡嘎山岩体从北向南隆升速率逐渐变大,其最南端1 Ma以来的隆升速率超过3.3±0.8 mm/a.这些现象表明青藏高原在整体横向挤出、缓慢隆升的基础上,还存在着一些特殊的局部快速隆升区域.通过对川滇地块水平运动的矢量分解,我们认为贡嘎山花岗岩体是鲜水河断裂至安宁河断裂间挤压弯曲段吸收、转换川滇地块南东向水平运动导致局部快速隆升的产物,在这一过程中,由于垂直于断裂的挤压分量从北到南逐渐增大,导致了岩体从北往南的隆升速率逐渐增大.