龙门山山前砂土液化初步研究

对龙门山山前的成都平原(金马河以北)和川北丘陵区进行了地震液化现场调查。结果表明:液化点主要沿河谷底部和低阶地分布,液化集中区平行于NE向龙门山地震断层,与断层的转折、终止、出现部位相对应,与地震动最大峰值加速度(PGA)等值线主轴一致。液化喷出砾石最大粒径30 cm,最大喷砂量约15m3,堆积厚达4m,冒水高达775 cm,地表破裂长达1 000m。喷砂冒水与强震动相一致,强震过后,大部分液化点上的喷砂冒水现象消失。分析表明:冒水高度总体随震中距增加而降低,亦存在随震中距增加而增高和波动的趋势。液化砂土来自第四系不同地层,并出现了下更新统下段的红色强风化泥砾。     

汶川地震后沿龙门山裂断带原地应力测量初步结果

2008年5月12日在中国四川省西部汶川发生Ms8.0地震,震中位于青藏东缘龙门山断裂带。地震发生后的4个月,沿龙门山断裂带中南段开展了原地应力测量,获得了3个测点的应力大小和方向。在3个测孔中浅部采用压磁应力解除法,深部采用水压致裂法。浅部测量结果显示,位于震中区映秀测点,水平最大主应力值为4.3MPa,最大主应力方向为N19°E;宝兴测点位于震中区西南的龙门山断裂带南段,汶川地震没有导致该段地表破裂,该点获得的水平最大主应力值为9.8MPa,最大主应力方向为N51°W;位于龙门山断裂带最西南端的康定测点,水平最大主应力值为2.6MPa,最大主应力方向为N39°E。利用水压致裂法对各钻孔100～400m深度进行了应力测量,获得了应力随深度变化趋势和应力状态。与震前其它应力测量结果和中国其它地区表层地应力测量结果比较,龙门山断裂带西南段处于相对高应力水平,震中区仍处于中等应力水平。这项研究成果将为评价龙门山断裂带余震和今后强震发展趋势提供关键构造物理参数。     

广西灵山断裂北段古地震事件初步研究

目前国内古地震研究主要集中于中国西部、华北等强震构造区,华南大陆因地处中强地震构造区,很少发生7.0级以上地震,古地震遗迹少。同时华南大陆气候湿润,雨水较多,人类改造活动频繁,古地震遗迹难以保存,鲜有与古地震研究相关的报道,广西灵山震区的古地震研究弥补了华南大陆古地震研究少的缺陷。本文采用槽探、地表破裂带分析及测年等方法,揭露了在广西灵山断裂北段曾发生至少4次地震事件,其中3次古地震事件,1次历史地震事件,时间分别为距今约>36 300、25 000、13 090、80 a(最后者即1936年6级地震),4次地震事件强度有逐渐减弱的趋势。该4次地震事件的平均重复间隔约12 073 a,比中国西部、华北等地的一些古地震复发间隔长,主要原因在于灵山震区构造活动强度相对较弱。     

用地震资料估计的龙门山断裂深部形变及其对于汶川地震成因的意义

2008年5月12日汶川8.0级地震前龙门山断裂被“忽视”的原因之一是地质学证据和GPS测量证据均显示龙门山断裂长期以来形变速率很低。问题是,构造地质的结果是对一个较长的时间尺度的,而GPS结果反映的是较短时间尺度上的、地表上的、水平方向的形变,因此有理由怀疑由此得到的结论能否反映现今龙门山断裂的深部形变的全貌。我们采用类似于Kostrov方法的思路,利用最近30 a的地震资料,试图研究龙门山断裂的深部形变,并与其相邻的断裂进行比较。利用ML2.5以上的微震资料,给出了沿龙门山断裂带的累积Benioff应变,并根据震级频度关系计算了a值的空间分布。作为对照,同时计算了龙门山断裂邻区沿鲜水河、安宁河、则木河断裂各区域内的累积Benioff应变和a值。结果表明,在与地质学证据不同的时间尺度上,在与GPS证据不同的时间尺度、不同的深度上,并且不仅考虑到水平形变,与周边的断裂带相比,龙门山断裂带其实并不是一个“安静的”断裂带。在更短的时间尺度上,可以回溯性地观察到微震活动的一些异常变化,但这些变化似乎很难用于该地震的预测。我们讨论了相关的观测资料分析对于汶川地震的成因的意义。     

汶川地震后龙门山断裂带活动特征

利用地震后2009~2011年GPS监测数据,获得了龙门山断裂带所在地区2009~2010年、2010~2011年以及2009~2011年GPS测站运动速度场,分析了区域地壳运动总体趋势及形变特征;通过分析龙门山断裂带北段、中段、南段横切剖面的测站运动速度变化,探讨了汶川地震后龙门山断裂带运动特征。分析表明:汶川地震前后,地壳运动总体趋势未变,作顺时旋转;断裂带西侧GPS测站运动速度变大,东侧运动速度变小;龙门山断裂带的断裂性质地震前后都为右旋走滑挤压,断裂带运动速率受汶川地震影响较大,震后运动速率较震前有显著的增加。龙门山断裂带震后各段次级断裂活动不同,中南段以前山断裂运动为主,其它各段以后山断裂运动为主。地震后龙门山断裂带表现出的运动特征主要与地震活动有关。受汶川地震的影响,区域动力学、运动学平衡被打破,龙门山断裂带东侧震后初期弹性回返,表现为低速反向运动。龙门山断裂带西侧震后松弛为拉张区,运动速度加大。地震对断裂带的影响不同,导致断裂带各段及次级断裂表现出不同的运动特征。     

汶川8.0级地质发震断层逆冲活动的地震地貌与古地震初步研究

与河流阶地相关的地震地貌包括地震阶地和阶地断错两方面。地震阶地是古地震事件的直接反映; 阶地断错则是多次古地震事件的累积效应。文章在汶川8.0级地震破裂带调查的基础上,讨论了平行断裂的河流和横穿断裂的河流两种情况下的阶地发育特征。在此基础上,应用差分GPS测量技术,分别对虹口附近的地震阶地和映秀附近阶地断错现象进行了测量。研究结果表明,虹口附近地震阶地反映了自白沙河Ⅱ级阶地形成以来发生了5次规模基本相当的断错事件; 映秀附近的阶地累积位错量反映了不同级阶地经历了不同数量的地震事件,其中,Ⅱ级阶地形成以来大致经历了5次与汶川8.0级地震位错相当的地震事件。两个地点的地震阶地和阶地位错研究得到了一致的古地震次数。本文进一步讨论了前人对该区阶地的测年数据,从而推测得到汶川8.0级地震发震断层的古地震复发间隔约为4ka。     

龙门山断裂带深部构造和物性分布的分段特征

根据龙门山断裂带周边的固定数字地震台网和流动地震观测获得的宽频带地震记录,用多种地震学方法研究该地区的地壳上地幔结构。深部结构研究表明,龙门山断裂带物性分布具有显著的分段特征。用远震接收函数H-k叠加方法计算了各个台站的地壳厚度和波速比。地壳厚度总体变化是,地壳从东向西增厚,最小厚度为37.8 km,最大厚度是68.1 km。从东南向西北横跨龙门山断裂带的地壳急剧增厚,从41.5 km增厚至52.5 km。但是,龙门山断裂带两侧地壳厚度的差异在断裂带的南段和北段是不同的。在南段,地壳厚度急剧变化的分界线在中央断裂附近;在中段,分界线在后山断裂附近;在北段,则断裂带两侧地壳厚度差异很小。泊松比的空间分布是,松潘—甘孜地体北部和西秦岭造山带具有低泊松比(ν<0.26),扬子地台具有低—中泊松比(ν<0.27),松潘—甘孜地体南部、三江褶皱带和四川盆地具有中—高泊松比(0.26<ν<0.29)。除龙门山断裂带南段及其附近,大部分地区均不具有超高的泊松比(ν>0.30)。龙门山断裂带南段地壳具有高泊松比(ν>0.30),而北段地壳则为中—低泊松比。高泊松比可以看成是铁镁质组分增加和/或部分熔融的证据,表明那里的下地壳部分熔融是可能的。松潘—甘孜地体东南部地区的下地壳处于富含流体或温度较高的部分熔融状态,它有助于青藏高原的下地壳物质向东运动。青藏高原东部中、上地壳向东运动受刚性强度较大的扬子地台的阻挡,沿龙门山断裂带产生应变能积累。当应变达到临界值,发生急剧的摩擦滑动,释放积累的应变能,产生汶川Ms8.0地震。汶川地震在龙门山断裂带不同地段,表现出不同的破裂特征和余震分布,可能与断层带的分段深部构造差异有关。     

汶川、芦山地震前龙门山断裂带地壳形变特征对比分析

为研究2008年汶川地震和2013年芦山地震前地壳形变特征,本文利用1999—2015年四期GPS速度场和1990—2017年跨断层短水准资料,对跨断层GPS速度剖面、GPS应变率场、断层闭锁程度和滑动亏损、跨断层年均垂直变化速率等进行了分析讨论,总结了汶川和芦山地震前后龙门山断裂带三维地壳变形演化特征。结果表明,汶川地震前龙门山断裂带中、北段处于强闭锁状态、断层面应力应变积累水平很高,而龙门山断裂带西南段闭锁较弱、变形速率明显高于中北段、依然可以积累应力应变,汶川地震震源位于闭锁相对弱的部位,这可能是导致汶川地震自初始破裂点沿龙门山断裂带向北东方向单侧破裂,而震中西南方向断层并没有发生破裂的原因之一。汶川地震的发生引起龙门山断裂带西南段应力应变积累速率加快、断层闭锁程度增强、闭锁面积增大,这在一定程度上促进了芦山地震的发生,而芦山地震震源位于汶川地震前强闭锁和弱闭锁的高梯度过渡部位。因为芦山地震只释放了龙门山断裂带西南段有限的应变能,并没有显著缓解该段的地震危险性,所以汶川和芦山地震之间的地震空段以及芦山地震西南方向的地震空段,依然需要持续关注。此外,本文还收集和对比分析了多次6～9级地震前地壳变形特征,同样显示地震成核于闭锁高梯度带区域而非完全闭锁区域内部,并且随着震级升高闭锁断层面的长度也在增大,这一现象还需在高分辨率形变数据的帮助下进行深入研究和分析。     

龙门山及其邻区的地壳厚度和泊松比

根据龙门山及其周边地区(26°～35°N,98°～109°E)的132个台站的宽频带远震记录,使用H-k叠加方法计算地壳厚度和波速比.结果表明该区域的地壳厚度总体变化是:从东向西增加,东部的最小厚度为37.8km,西部的最大厚度是68.1 km,其中横跨龙门山断裂带的地壳厚度变化最大,从东南的41.5km增加到西北的52.5km.根据Airy均衡理论,用台站的高程和观测地壳厚度数据求得最小二乘意义下的壳幔密度差为0.649g/cm3,平均地壳厚度为37.9km.龙门山及其邻近地区基本上处于均衡状态.松潘-甘孜地体北部和西秦岭造山带具有低泊松比(v<0.26),扬子地台的西南部具有低一中泊松比(v<0.27),松潘-甘孜地体南部、三江褶皱带和四川盆地具有中一高泊松比(0.26≤P≤0.29).该地区的泊松比空间分布不支持青藏高原东部广泛分布的下地壳流的假说.龙门山断裂带南段及其附近地区的高泊松比(v≥0.30)可以看成是地壳具有较高的铁镁质组分和/或存在部分熔融.该地区下地壳可能是处于富含流体和温度较高的部分熔融状态.松潘-甘孜块体南部的上地壳物质向东运动,受刚性强度较大的扬子地台的阻挡,导致沿龙门山断裂带产生应变积累.当断层被地壳流体弱化,积累的应变能量快速释放,产生汶川Ms8.0地震.     

汶川Ms 8.0地震遗迹景观初析

2008年汶川Ms 8.0地震,在龙门山中北段造成了极其严重的破坏,从而留下了分布广范,类型多样,数量丰富,特征典型,保存完整的地震遗迹景观.这些景观具有极高的科学价值、观赏价值和旅游开发利用价值.通过野外考察确定主要典型的地震遗址遗迹景观分布与特征,并对景观进行分类,提出以龙门山国家地质公园和北川地震遗址博物馆为双核,建立市、省、国家三级保护体系,以及有效保护与开发利用汶川地震遗迹景观的构想.     

汶川地震破裂带白沙河段同震水平缩短量的估算

同震位移向量由垂直、走滑和水平缩短(或拉张)三分量构成,合理估计各分量是全面认识地震地表变形特征的基础。汶川地震后的现场调查,获得了大量的同震位移数据,但是绝大部分是垂直和走滑两个分量,水平缩短(或拉张)分量十分缺乏,这必然导致我们对汶川地震破裂特征认识的偏差。本文通过对变形的天然地貌面和人工建筑的测量和复原,获得了白沙河破裂段8个观察点水平缩短量数据。同震水平缩短量在白沙河段的分布显示出了其由南西向北东逐渐减小的趋势,它与其他研究获得的垂直和走滑同震位移的分布基本一致。此外,同震水平缩短与同震垂直位移量在该破裂段上的分布,表现为峰、谷互补,可能暗示了地震破裂面倾角沿该破裂段的变化过程： 南段为高角度,中段逐渐转变为低角度,最后在北段再次转为高角度。     

龙门山北段志留纪地层研究

作者通过对龙门山北段志留纪牙形石和笔石的研究,自下而上初步建立了该区的牙形石带:Paraspothognothodus obesus 带,Paraspothognathodus parahassi-P．guizhoweusis 组合带,Pterospathogwa-wodus oelloui 带:笔石带:Demirastriles (?) 带,Spirograptus (?) 带和 Streptograptus nodifer 带.在此基础上,将该区地层自下而上划分为:龙马溪组、磨刀垭组、后蒿坪组和宁强组,其中磨刀垭组和后蒿坪组为2个新建组。本区绝大部分地层为下志留统,只有宁强组上部可能为中志留统。     

汶川大地震山地灾害发育的控制因素分析

汶川大地震震后地质灾害调查结果表明,龙门山山地灾害无论是空间分布还是在剖面分布上均具有明显的不均一性:平面上集中在发震断裂及非发震断裂及其附近,剖面上集中在坡顶、坡折及孤立的突出地形上;运动形式具有加速起飞-滑翔-俯冲着陆三阶段。主要受控因素有发震断裂、高烈度、地震持续时间、斜坡地形效应、岩性及结构等。     

汶川Ms8.0地震平原区地表破裂的初步调查

2008年5月12日四川省汶川发生MS 8.0级地震,造成龙门山断裂带映秀－北川断裂长达240km和灌县－江油断裂72km的地表破裂。同时在龙门山山前的成都平原内出现了地表弯曲变形、地裂缝、河流跌水以及具有条带状分布的喷砂冒水点和建筑物破坏加剧的现象。为此,对这一地区进行了进一步的调查工作。调查采取以寻访形式为主,结合使用高精度3D扫描仪进行地形测量和探槽开挖。通过调查,发现平原区的隐伏断裂在汶川MS8.0地震中发生了错动,断层破裂面在地表未见有出露,而是在近地表形成弯曲变形。什邡市师古镇和隐丰镇之间存在两条地震灾害异常带,北北东向灾害异常带长约7km; 北北西向灾害异常带长约5km。通过探槽开挖和地形测量得到的汶川MS8.0级地震在平原区形成的垂直位移为20cm。     

阿尔金断裂东段断层滑动方式的研究

采用宏观、微观相结合的方法 ,对阿尔金断裂东段断层滑动方式进行研究 ,结果表明 :(1)阿尔金断裂东段由多条羽列状次级断层所组成 ,相邻两次级断层间的夹角 :A段 15,B段 12,C段 5;(2 )断层物质具明显的组构现象 ,眼球状流动构造 ,较小的剪切破裂角等是阿尔金断裂东段断层蠕动的结果 ;(3)断层泥石英碎砾 SEM特征显示阿尔金断裂东段 Q3以来主要是蠕滑 ,但不同区段稍有不同。综上所述 ,阿尔金断裂东段断层活动主要是蠕滑 ,愈向东其蠕滑程度愈高。     

东昆仑断裂带西大滩段晚第四纪古地震历史

对东昆仑断裂带西大滩段进行了断错地貌填图和古地震探槽揭露,共揭露出9次古地震事件,它们的年龄分别为39090±2348aB.P.,27780±2360aB.P.,24100±1451aB.P.,19850±1690aB.P.,12670±714aB.P.,8980±544aB.P.,6380±388aB.P.,4425±265aB.P.和3030±182aB.P.。古地震重复间隔分别为11310±2880a,3680±2211a,4250±1879a,7180±1392a,3690±897a,2600±668a,1955±470a,1395±321a和3030±182a。结果表明,西大滩段晚第四纪古地震活动具有准周期性,其中7次古地震事件发生时间与东昆仑断裂带库赛湖段古地震事件的发生时间非常接近,这意味着东昆仑断裂带库赛湖段和西大滩段既可以独立破裂形成中强地震,也可以同时发生破裂形成强震。东昆仑断裂带的古地震活动历史对于认识该断裂的破裂特征和强震复发规律具有重要的意义。     

青藏高原东缘龙门山 晚新生代走滑-逆冲作用的地貌标志*

文章以青藏高原东缘龙门山活动构造的地貌标志为切入点,在汶川-茂汶断裂、北川断裂、彭灌断裂和大邑断裂等主干活动断裂的关键部位,对断错山脊、洪积扇、河流阶地、边坡脊、断层陡坎、河道错断、冲沟侧缘壁位错、拉分盆地、断层偏转、砾石定向带、坡中槽、弃沟和断塞塘等活动构造地貌和断裂带开展了详细的野外地质填图和地貌测量,利用精确的地貌测量数据和测年数据,定量计算了龙门山主干断裂的逆冲速率和走滑速率,结果表明在晚新生代时期龙门山构造带仅具有微弱的构造缩短作用,其中逆冲速率的速度值小于1.1mm/a,走滑速率的速度值小于1.46mm/a,表明走滑分量与逆冲分量的比率介于6 ∶ 1~1.3 ∶ 1之间,以右行走滑作用为主。在此基础上,对各主干活动断裂的逆冲速率和走滑速率进行了定量的对比研究,结果表明自北西向南东4条主干断裂的最大逆冲分量滑动速率具有变小的趋势,而走滑分量的滑动速率则具有逐渐变大的趋势,显示了从龙门山的后山带至前山带主干断裂的走滑作用越来越强。由此推测现今的龙门山及其前缘盆地不完全是由于构造缩短作用形成的,而主要是走滑作用和剥蚀卸载作用的产物。另外,根据沉积、构造、盆地充填体的几何形态、地貌、古地磁等标定和对比了龙门山在中生代和新生代的走滑方向,表明龙门山构造带在中生代与新生代之交走滑方向发生了反转,即由中生代时期的左行变为新生代时期的右行。     

东昆仑断裂带库赛湖段晚第四纪古地震研究*

对东昆仑断裂带库赛湖段进行了断错地貌填图和古地震探槽揭露研究。除2001年昆仑山口西8.1级地震外,共揭露出9次古地震事件,它们的年龄分别为31900±1923aB.P. , 27990±1681aB.P. , 23635±1427aB.P. , 20345±1225aB.P. , 16865±1018aB.P. , 12935±774aB.P. , 9730±592aB.P. , 6955±425aB.P.和3100±201aB.P.;古地震重复间隔分别为3910±2554a,4355±2205a,3290±1881a,3480±1593a,3930±1279a,3205±975a,2775±728a,3855±470a和3100±201a。研究结果表明,库赛湖段晚第四纪古地震活动具有准周期性,其平均重复间隔为3544±416a。发生在距今3100年前的倒数第1次古地震事件的离逝时间与重复间隔非常接近,这意味着2001年11月14日发生在库赛湖段的8.1级大地震为该断裂地震活动在准周期上的再现。高的滑动速率和长周期复发间隔表明库赛湖段活动习性以重复发生大地震为特征。     

DEFORMATIONAL AND METAMORPHIC HISTORY OF THE CENTRAL LONGMEN MOUNTAINS, SICHUAN CHINA

DEFORMATIONAL AND METAMORPHIC HISTORY OF THE CENTRAL LONGMEN MOUNTAINS, SICHUAN CHINA1　ArneDC ,WorleyBA ,WilsonCJL ,etal.Differentialexhumationinresponsetoepisodicthrustingalongtheeasternmar ginoftheTibetanPlateau[J] .Tectonophysics,1997,2 80 :2 39～ 2 56 . 2　ChenSF ,WilsonCJL ,WorleyBA .TectonictransitionfromtheSongpan GarzeFoldBelttotheSichuanBasin,south westernChina[J] .BasinResearch ,1995,7:2 35～ 2 53. 3　ChenSF ,WilsonCJL .Emplaceme…