Study of crustal seismic velocity in the Weihe fault depression basin by seismic tomographic imaging

ＳｔｕｄｙｏｆｃｒｕｓｔａｌｓｅｉｓｍｉｃｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｔｈｅＷｅｉｈｅｆａｕｌｔｄｅｐｒｅｓｉｏｎｂａｓｉｎｂｙｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃｉｍａｇｉｎｇＧＵＡＮＧＹＩＮＧＸＵＥ１）（薛广盈）ＹＵＮＹＵＤＩＮＧ２）（丁韫玉）ＺＨ...     

渭河盆地断层活动的横向迁移

断裂活动的横向迁移是断裂发展演化过程中的一种普遍现象. 在渭河盆地这种现象也较为常见,特征比较典型. 本文以蓝田南侧王顺山山前断裂活动向其北侧的骊山山前断裂和渭南塬前断裂的迁移,骊山凸起西北侧临潼¾长安断裂带内大鲍陂¾牛角尖次级断层的强烈活动向神峪寺¾肖家寨次级断层的迁移,以及渭河盆地中西部宝鸡与泾阳间一系列北西向断裂活动的横向迁移为例,分析和讨论了它们各自的迁移时段及迁移过程,为充分认识这些地区的构造发展和地貌演化历史,深刻把握渭河盆地内最新的控制性活动断裂,更加切近实际地估计每一条断裂的地震危险性提供了帮助.     

Characteristics of horizontal crustal move-ment in Weihe basin and adjacent zones by GPS observation

Introduction GPS observation results provide high-accuracy and large-range crustal movement data with real time, which makes it possible to obtain the velocity field of current crustal movement in Chi-nese mainland within a short time and check the previous tectonic deformation model. Geoscien-tists at home and abroad have made a great number of researches on the crustal movement in Chi-nese mainland and have obtained many results in this field (JIANG, et al, 2001; WANG, et al, 2001; ZHA…     

渭河盆地中土层场地对地震动的放大作用

土层场地对地震动的影响较大,建(构)筑物的选址及其抗震设防必须考虑土层场地的放大作用,以避免或减轻其震害.汶川地震中,布设在渭河盆地中的数字强震动台网共有27个台站(包括2个基岩台站和25个土层台站)获得良好的主震加速度时程.利用这些加速度时程,选择汤峪台做为参考场地,基于考虑几何衰减的传统谱比法分析研究了25个土层场地的放大作用.结果表明:(1)汶川地震中渭河盆地土层场地上的加速度峰值(PGA)有随震中距增加而减小的趋势,且与土层的厚度无关.(2)根据汶川地震中渭河盆地土层场地的加速度反应谱特征及其对地震动的放大作用特征,渭河盆地的土层场地可分为3类:深厚、中厚和薄土层场地.而且,深厚、中厚和薄土层场地分别对地震动的低频、1 Hz附近和高频分量放大作用显著;值得注意的是,深厚土层对地震动的高频分量也有一定程度的放大,只不过相对于低频分量的放大作用较小.(3)汶川地震中渭河盆地的土层场地对不同方向地震动的放大作用不同,且有EW＞NS＞UD的关系.(4)汶川地震中从宝鸡到眉县沿着盆地边缘分布的Ⅶ度烈度异常区是盆地边缘效应和土层场地对地震动放大作用共同作用的结果.     

渭河盆地及邻区地壳深部结构特征研究

利用穿越区域南段为秦岭褶皱带山区,中段为渭河断陷盆地,北段为鄂尔多斯地台南缘的宽角反射/折射地震测深剖面所获得的资料对该区地壳结构进行研究.结果表明:该区地壳呈明显的分层、分区结构;上下地壳的分界是由壳内反射波较为连续可靠的P2以及P3所确定的.鄂尔多斯地台是本区M界面最深的地区,地壳厚度大,达42 km左右,结构相对简单,结晶基底浅. 秦岭褶皱带的地壳厚度约37~38 km,结晶基底浅,甚至出露.渭河断陷盆地莫霍界面相对两侧明显且不对称的上隆,地壳结构复杂;而莫霍界面相对鄂尔多斯地块突变隆起和上地幔高速物质侵入于下地壳,是该区发生中强地震的深部构造背景.     

渭河盆地及邻区地壳深部结构特征研究

利用穿越区域南段为秦岭褶皱带山区,中段为渭河断陷盆地,北段为鄂尔多斯地台南缘的宽角反射/折射地震测深剖面所获得的资料对该区地壳结构进行研究.结果表明:该区地壳呈明显的分层、分区结构;上下地壳的分界是由壳内反射波较为连续可靠的P2以及P3所确定的.鄂尔多斯地台是本区M界面最深的地区,地壳厚度大,达42 km左右,结构相对简单,结晶基底浅. 秦岭褶皱带的地壳厚度约37~38 km,结晶基底浅,甚至出露.渭河断陷盆地莫霍界面相对两侧明显且不对称的上隆,地壳结构复杂;而莫霍界面相对鄂尔多斯地块突变隆起和上地幔高速物质侵入于下地壳,是该区发生中强地震的深部构造背景.     

用GPS 资料分析渭河盆地及邻近地区地壳运动特征

利用中国地壳运动观测网络工程1999 ~ 2002 年渭河盆地及邻近地区GPS 观测资料, 以及陕西省地震局2001 ~ 2002 年的GPS 观测资料, 研究了渭河盆地及邻近地区地壳运动速度场。结果表明, 渭河盆地及邻区的运动速率有明显的WE 向条带状变化特征, 鄂尔多斯块体南缘呈整体不连续性逆时针旋转运动, 相对鄂尔多斯块体内部的榆林测点, 平均速率约为5.7mm/ a;渭河盆地中部的彬县— 西安— 蓝田一线两侧存在一个左旋剪切带( 东侧) 和右旋剪切带, 左旋剪切带的北部区域与铜川— 泾阳— 临潼— 渭南小震频发区恰好对应;鄂尔多斯块体东南缘临汾盆地东侧, GPS 观测点资料表现出应力集中的迹象, 该区与临汾-韩城地震带也有较好的对应关系。     

渭河断裂西安段的展布及其结构特征

地震深反射、高分辨率折射和浅层人工地震探测结果表明,渭河北岸断裂由两条断层组成:一条为窑店——张家湾断层,另一条为船张——咀头断层。窑店——张家湾断层从陈家沟, 经窑店镇、前排村、庇李村、吴家村、张家湾到贾家滩,长约22 km,基本呈东西走向;船张——咀头断层从船张,经马北到咀头,长约15 km,近东西走向。渭河断裂为基底和上地壳断裂,错断了TQ、TN、TE和Tg反射层,深约15 km。在深部渭河断裂与次级断层形成ldquo;Yrdquo;字型构造或同向低角度相交。渭河断裂为铲形正断层。该断裂深度在1000 m以浅,具有明显的逆牵引正断层和正牵引正断层的结构特性,并具有同生沉积的特点。渭河断裂是控制盆地沉积的断裂之一,是西安凹陷与咸阳凸起的分界断裂。该断裂从西向东深度逐渐减小,深部在渭河、泾河和灞河三河交汇区与临潼——长安断裂相交,浅部与渭南——泾阳断裂相连。地震探测结果同时表明,渭河南岸断裂不存在。      

北京黄庄-高丽营断层、八宝山断层现今活动追踪研究

综合分析了控制黄庄—高丽营断层、八宝山断层活动性的形变、重力及地磁资料，认为断层的活动以永定河断层与良乡断层之间最为显著；其活动与强震的发生密切相关；断层所在地段是地震活动引起应力场变化的敏感地区。是大同及张北地震后应力转移集中的地区。转移集中的部分应力可能以断层蠕动的形式得到缓慢释放。     

Shifts of the head of Zhengguo canal dug in Qin dynasty and recent activity of the fault on north margin of the Weihe downfaulted basin

Vertical differential movement rates of the fault on north margin of the Weihe downfaulted basin in recent 2000 years are analyzed by using the data of shifts of the head of Zhengguo canal, dug in Qin dynasty and the data of burial depths of historical relics and the data of levelling. The results show that in Ming dynasty this fault experienced the highest differential up-and-down movement, about 6.6 mm/a, while the rate became lower since Qing dynasty, about 2.6 mm/a. The high rate activity coincided with the period of high seismic activity in the Weihe downfaulted basin in the 15 – 16th centuries. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,14, 195–200, 1992. This project is sponsored by the Chinese Joint Seismological Science Foundation.     

用地震反射法对玉溪盆地普渡河断裂的探测

通过在玉溪盆地用地震反射法探测普渡河隐伏断裂的实例, 阐述了在覆盖层很厚、 人口密集、 环境干扰强条件下的地震勘探方法技术. 本次勘探针对场地条件使用了大型可控震源和小检波距、 长排列、 高覆盖次数的观测系统. 获得的高信噪比时间剖面清晰地揭示了玉溪盆地内普渡河断裂的产状和规模. 勘探结果表明, 玉溪盆地覆盖层(N+Q)最大厚度超过820 m; 基岩面西陡东缓, 呈北北东走向的箕状分布; 普渡河断裂分两支穿过玉溪盆地西部, 主断裂为正断性质, 走向约N20°E, 倾向东, 视倾角75°—80°; 断裂规模由南向北逐渐变大, 基岩断距在盆地南部的大营街附近为40 m, 而在盆地北部的九龙池东部, 基岩断距增加到280 m左右, 穿过玉溪盆地西部的普渡河断裂错断了新近系上新统中上部地层.     

渭河断陷盆地及邻区环境剪应力场及其与震源参数关系研究

利用陕西数字地震台网的数字地震资料研究了渭河断陷盆地及邻区的震源参数和环境剪应力场, 结果表明该地区地壳内环境剪应力处于较低水平, 平均值为12.7×10⁵ Pa, 并据此分析了该地区的地震活动性, 建立并探讨了环境剪应力与震级M_L、 地震矩M₀、 矩震级M_W的关系, 讨论了环境剪应力与震源深度间的关系。     

渭河盆地带地貌结构与新构造运动

根据基岩断块山地、波状黄土源（洪积台地），平缓黄土塬（洪积扇裙），阶地等较多实际资料，研究渭河盆地带地貌结构与活动断裂及新构造运动间的关系。研究认为，层状地貌的发育与形成，主要受以盆地带南缘断裂带为主的相关阶状正断层正倾滑活动的控制，盆地带南缘断裂带除产生强烈的垂直差异运动外，还由盆边向盆内扩展，并导致盆地带另一侧向北扩张，此活动格局控制和影响了盆地带地貌的形成与演化，地貌类型及其分布格局可作为研究活动构造及评估地震危险性的标志。     

渭河盆地地裂缝群发机理及东、西部地裂缝分布不均衡构造成因研究

利用渭河盆地2001—2008年高精度GPS监测资料,结合区域构造特点建立了渭河盆地有限元动力学模型,基于此研究了区域现今地壳应力场特征,深入分析了构造应力场与盆地内地裂缝群发之间的内在关系,首次基于空间大地测量定量的揭示出了区域构造应力场与盆地内地裂缝群发的内在动力学联系,及盆地东、西部地裂缝分布不均衡的根本成因.研究结果表明:渭河盆地现今地壳应力场差异性显著,主要呈现出中、东部以NW-SE向拉张为主,西部则以NW-SE向压缩应力为主,整体具有相对左旋运动趋势,与区域以往长期构造变形具有较好的继承性;分析揭示出区域NW-SE向拉张构造应力正是盆地内中、东部地裂缝群发的力源机制,而盆地内差异性构造应力场也正是导致盆地东、西部地裂缝发育不均衡的根本原因所在,由此进一步证实了渭河盆地地裂缝的强构造属性,其是由活断层在上述力源机制作用下,以蠕滑形式错断地层使土层破裂而形成的.本文研究结果为盆地地裂缝灾害防治、城市安全建设提供了重要信息.     

渭河盆地地裂缝群发机理及东、西部地裂缝分布不均衡构造成因研究

利用渭河盆地2001—2008年高精度GPS监测资料,结合区域构造特点建立了渭河盆地有限元动力学模型,基于此研究了区域现今地壳应力场特征,深入分析了构造应力场与盆地内地裂缝群发之间的内在关系,首次基于空间大地测量定量的揭示出了区域构造应力场与盆地内地裂缝群发的内在动力学联系,及盆地东、西部地裂缝分布不均衡的根本成因.研究结果表明:渭河盆地现今地壳应力场差异性显著,主要呈现出中、东部以NW-SE向拉张为主,西部则以NW-SE向压缩应力为主,整体具有相对左旋运动趋势,与区域以往长期构造变形具有较好的继承性;分析揭示出区域NW-SE向拉张构造应力正是盆地内中、东部地裂缝群发的力源机制,而盆地内差异性构造应力场也正是导致盆地东、西部地裂缝发育不均衡的根本原因所在,由此进一步证实了渭河盆地地裂缝的强构造属性,其是由活断层在上述力源机制作用下,以蠕滑形式错断地层使土层破裂而形成的.本文研究结果为盆地地裂缝灾害防治、城市安全建设提供了重要信息.     

深地震反射剖面揭示的渭河盆地西安坳陷的地壳精细结构

2005年,跨西安坳陷完成一条NW方向,69 km长的深地震反射剖面,首次获得该区域的地壳精细结构、主要断裂展布和深、浅构造关系图像.地震反射CMP叠加时间剖面显示,以反射事件C为界,地壳被分成上下两部分.上地壳由多组近水平反射带组成,具有分段连续性好、局部存在反射带明显错断或形态突变等特征,清晰地刻画出西安坳陷新生代沉积分层、坳陷底界、渭河断裂带、临潼-长安断裂带和秦岭山前断裂带的几何形态和关系.反射事件C是结晶地壳内宽度约0.5 s的反射带,最深处位于桩号30 km,底界约6.5 s,向西北缓慢抬升至5.5 s,向南东迅速抬升至5.5 s.下地壳有两个明显的反射事件RA、RB: RB是位于桩号40~47 km之间的局部反射团, 而RA为宽度约2 s、向坳陷倾斜的反射带.以桩号38 km为界,反射Moho形态截然不同,而且出现了显著的错断:大桩号方向,反射Moho为位于双程走时11~14 s水平的反射分段连续的过渡带,宽度约3 s;小桩号方向,反射Moho为一宽度约2 s、并向大桩号倾斜的反射分段连续的过渡带,其形态和反射事件RA相同.根据地震波速度资料,求得这几个反射带顶界的深度分别为:10.5~13.5 km(反射带C)、20.3~21.5 km(反射带RB)、16.8~34.3 km(反射带RA)和32~36.7 km(反射带Moho)左右.作者认为形态一致的反射事件RA和反射Moho很可能是古秦岭洋向华北地台俯冲的遗迹.此外,西安坳陷内错断新生界深达反射事件C的渭河和临潼-长安断裂带和莫霍错断的存在,表明该地区地壳现今活动性很强,是未来强震发生值得注意的地区.     

渭河盆地东部地区的活断层

本文根据近年来的调查结果,讨论了渭河盆地东部地区六条主要断裂的活动情况。指出这些断裂现今活动以倾向滑落为主,同时兼有一定分量的左旋走滑运动     

昆明周边地区活动断层滑动与现代构造应力场

昆明盆地是一个受南北向活动断裂控制的新生代断陷盆地. 昆明盆地及其周边地区共有8条主要断裂带, 野外地震地质调查和断裂滑动观测表明, 南北向和北东向活动断裂以左旋走滑为主, 北西向活动断裂以右旋走滑为主. 采用野外观测取得的22个测点共706条活断层擦痕数据, 利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法, 计算获得了研究区现代构造应力场主要特征: 昆明盆地及其周边地区现代构造应力场以北北西——南南东向挤压、 北东东——南西西向拉张为特征, 其最大主压应力（sigma;1）方向为333deg;——2deg;, 平均倾角21deg;; 最小主压应力（sigma;3）方向为44deg;——93deg;, 平均倾角14deg;; 中间主应力（sigma;2）倾角较陡, 近垂直. 应力结构均为走滑型. 断层滑动反演结果与震源机制解资料分析结果基本一致.      

西江断裂鹤山—江门段的构造活动性

西江断裂鹤山－江门段由了哥山断裂,天台山断裂,鹅公山断裂,岐祥里断裂和横坑里断裂等５条断裂组成,并以斜列形式分布在西江左右岸。断裂明显控制或影响西江水道的发育,在中更新世晚期至晚更新世中晚期曾发生多次活动。与西江断裂的其它断裂段比较,该断裂的活动性地较弱。