乌鲁木齐城市活断层探测与地震危险性评价主要成果简介

以乌鲁木齐市建成区和规划区作为探测目标区,对区内的活动断层及其深部发震构造进行了系统的探测,对活动断层的危险性和危害性进行了初步评价。根据断层活动性鉴定,确定目标区内存在2组全新世活动断层,即王家沟断层组和九家湾断层组。前者为近EW向的北倾逆断层,后者为NE走向的北倾正断层。晚更新世活动断层为八钢-石化隐伏断层、西山断层、碗窑沟断层和白杨南沟断层。深部发震构造探测揭示出目标区所处的北天山山前薄皮推覆构造及其前缘逆断层-褶皱的清楚结构,结合流动地震观测和小震精确定位等,建立了目标区活动断层的发震构造模型。通过古地震探槽和地震活动性研究对目标区全新世活动断层和晚更新世活动断层的地震危险性进行了评价;并在此基础上对可能发生的直下型大地震所引起的强地震动进行了预测,对全新世活动断层可能产生的地表错动带和晚更新世活动断层可能引起的地表变形带进行了预测     

深大活动断裂地球化学特征:以1783年2月5日意大利南部卡拉布里亚地震为例

1783年2~3月期间卡拉布里亚南部发生了5次大地震。大部分学者认为该次地震发震断层西倾、断层倾角较陡,断层在位于平原ESE部地区的结晶基岩上发生错动(Aspromonte断层)。而另外一些学者则认为发震断层为东倾且倾角较缓的隐伏断层(G ioia Tauro断层),和与其相邻的墨西拿海峡断裂相似。为了寻找发震断层方面的证据,1999—2000年期间,我们在G ioia Tauro平原共开展了4次地球化学调查。调查的目的是通过识别断层作用(或破裂),加强和深部水文循环有关的地球化学异常,得到关于地震成因方面的新的认识。深部流体特征用温度、盐度、碳总量与氡异常表征。共划分出三个主要的深部流体释放带:N icotera-Galatro地区(沿着NW向N icotera-G ioiosa-Jonica区域断裂线的N icotera-Galatro段);G ioia-Tauro与Sem inara之间的NW-SE向小区域及Rosarno与Palm i之间的海岸线。其中Rosarno与Palm i之间的海岸线正好位于推测的G ioia Tauro断层上界。绝大部分地球化学异常发生在Rosarno周围,该地区位于G ioiaTauro断层与N icotera-G ioiosa-Jonica区域断裂线的交汇部位。而在Aspromonte断层带没有发生明显的地下水侵蚀和压裂。基于以上发现我们提出了地球化学活动断裂带和地球化学交互作用断裂带的概念,从而进一步认识断层带的水力学特征及地壳中促使裂隙渗透性增强的断层作用机制。     

乌鲁木齐活动构造系的构造过程及其地震危险性评价意义

北天山山前构造和地震活动非常强烈.呼图壁以西,山前变形以薄皮构造为特征,形成几排典型的逆断层扩展褶皱和冲断带;阜康以东,变形则以厚皮构造为特征,博格达山体沿高角度断裂直接逆冲到山前戈壁砾石层之上;之间的乌鲁木齐一带,则以北倾的单斜构造为特征,既有褶皱-逆断又有正断和走滑变形,且晚更新世以来部分断裂的活动性质可能已负反转.     

龙门山南段芦山震区浅层沉积与构造变形——对深部发震构造的约束

2013年4月20日在龙门山南段发生M_W6.7强震,造成重大人员伤亡和财产损失.芦山地震发生后,针对发震断层是高角度还是低角度断层?断层的归属、性质和地震构造模型等问题,一直存在不同的认识和争议.本次研究采用了芦山震区的三条高精度二维人工地震反射剖面,结合区域地质、钻井资料,对芦山震区浅层沉积与构造变形进行综合解释;研究同时综合了震源机制解、小震重定位结果以及深地震探测剖面,并结合龙门山地区古生代以来的构造演化史,对震区地质构造进行解析.研究认为龙门山南段主要发育了三套不同层次的滑脱层并控制了上地壳形变,呈现多层滑脱、多期变形、构造叠加的复杂特征.2013年芦山地震的主要活动断层发育在深部约20 km滑脱层之上,倾向NW、倾角较陡大约在45°~50°,并产生反冲断层形成Y字状结构.地震地质解释表明,芦山地震的同震活动断层没有突破中生界和新生界,并非先前认为的双石—大川断裂(F4)或山前大邑隐伏断裂(F6);芦山地震的发震断层为一基底盲冲断层;深地震反射结果进一步揭示芦山地震的发震断层为一早期(古生代)形成的正断层.研究认为芦山地震发震构造符合简单剪切断层转折褶皱模型(Simple-shear Fault-Bend Fold),2013年芦山地震为一次非特征型地震.晚新生代以来在青藏高原向四川盆地强烈挤压持续作用下,早期正断层重新活动并产生了芦山地震.这种深部隐伏断层活化产生的特殊型地震,无疑增加了龙门山地区地震灾害的风险和不确定性.     

冀中映震灵敏点的水文地球化学特征及灵敏组分

本文简述了映震灵敏组分及灵敏点的构造条件。认为冀中拗陷的南马庄-留路断裂潜山构造带、牛驼镇凸起、宁晋凸起地热异常区以及沧东断裂转折或与其他断裂交汇部位为映震灵敏区。分析了这些地区的水文地球化学特征,提出了映震灵敏点上的灵敏组分。这些灵敏组分一般来自地壳深部,多与热水或断层活动有关。     

基于深部地震资料与地表变形资料的芦山地震发震构造研究

芦山地震的发震构造迄今为止仍不明确。文中基于中国地震局地震预测研究所2008—2009年间布设于龙门山断裂带南段的流动地震台站观测剖面、芦山地震余震精定位结果等地球物理资料对深部构造单元进行了分析;同时基于阶地变形资料、遥感资料、区域地质资料等手段对地表构造变形进行了分析;综合两者建立芦山地震的构造变形模式并研究芦山地震的发震构造。初步认为由于断层面倾角的差异,芦山地震的构造变形模式和中北段与汶川地震有关的主要破裂段的变形模式有所不同。南段前山断裂近直立的断层面最终以对下盘的挤压作用为主,并在下盘地块内形成逆冲断层引发了芦山地震;而北段中央断裂陡倾的断层面使得仍然以上盘的逆冲作用为主。新生逆冲断层的上盘形成了1个活动背斜,第四纪以来该活动背斜之上的阶地面已经发生了显著的变形,该断层最新的1次活动导致了芦山地震的发生。大溪乡与太平镇之间向SE方向凸出的弧形断层段长期以来已经累积了巨大的位移量或构造变形量,是应变释放、构造运动都集中发生的段。芦山地震只是这种构造模式的长期演化过程中的1次地震事件,未来南段前山断裂下盘的这些新生活动逆冲断层仍然具有发生类似地震的危险性。     

西藏高原羊易地热田深部构造的近震转换波研究

首次利用三分量数字地震仪在西藏羊易地热田区记录到近震转换波,并用于研究深部构造取得了结果.查明了测区基底构造的基本特征,发现热田区发育了NNW和NEE向一系列断裂,其延深可达6-9km,不同方向断裂的交汇对热田有控制作用.在热田内基底形成一近NS向断块状局部隆起.经过热田深部传播的近震转换波的频谱主频和振幅比均有明显降低,这些特征显示热田深部可能有局部熔融的岩脉沿深断裂活动.表明在热田区的微震观测中同时利用近震转换震相研究深部构造是可行的.     

华北地区地震活动特点及地震构造带的划分

本文从地震的构造成因角度出发,探讨华北地区地震活动特点、发震构造特征及地震构造带的划分。认为本区自公元1059年以来地震活动明显地存在三个活动周期,目前正处于第三活动周期的地震活动高潮阶段中。本区发震构造以走滑、走滑一正倾滑、走滑一逆倾滑运动为主,发震构造的展布方向主要为NNE、NNW—NW,不同方向发震构造具不同运动特征。文中还具体讨论了本区主要地震构造带的划分。     

1411年西藏当雄南8级地震发震构造

本文详细讨论了1411年西藏当雄南8级地震的发震构造。指出:念青唐古拉山南东麓断层是1411年当雄南8级地震的发震断层;本次地震的宏观震中位于拿色果—嘎尔波果拉分盆地内部张剪切断层与盆地南西侧新活动幅度大的次级走滑断层的交汇部位;震区的地球物理场有明显的异常特征。这表明1411年当雄南8级地震的发生不仅受浅层构造控制,而且也有深部构造背景。     

宁夏及邻区地壳上地幔结构特征分析

介绍了宁夏及邻区1970年以来多种地球物理探测研究成果,揭示了该地区不同活动构造单元的深部地壳构造背景。分析表明, 活动块体相互作用、地壳深部断裂、地壳低速体、速度结构的差异和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏以及复杂的壳幔过渡带等构造特征与该区域强震的形成和发生有较为密切的关系。最后讨论了该区域强震发生的机理。     

乌鲁木齐西山断裂组与地表破裂型逆断层古地震识别标志

乌鲁木齐西山断裂层组展布于北天山山前断展褶皱系与博格达推覆构造系的转换部位,为盆地向S推覆的构造,由4～5条长度十几公里至近30km的断层组成,其滑脱面埋深约11km。通过地质地貌调查、探槽开挖,结合深部构造特征分析,西山断裂组晚更新世中晚期有明显的活动。断层F1—F3最年轻的2次事件基本都被限制在距今(22.7±5.2)ka和40ka左右。而F4和西山断裂最年轻的事件被距今31.0ka和38.0ka的地层覆盖。这显示西山断裂组晚第四纪活动有分组和组合破裂的特征。断层F4和西山南缘断裂为一组,F1—F3为另一组。坎前堆积地层、断层与堆积地层的切错关系和不同间断面或标志地层在断层两侧的累积位差的突变,是识别地表破裂型逆断层古地震事件的重要标志。降低逆断层古地震识别的不确定性,关键在于识别事件的标志需要综合分析各种影响因素,有多证据的支持     

1902年新疆阿图什8(1/4)级地震形变特征与发震模式初探

在收集、分析前人资料及野外考察的基础上 ,重点研究了 190 2年阿图什 8 级地震形变特征与区域地震构造环境的关系 ,并结合震中区的地球物理探测成果 ,对该地震的发震模式进行了探讨。认为 ,阿图什大震的发生是塔里木与南天山两大块体相向对冲挤压的结果。较大的震源深度 ,使得震中区变形以较大规模和范围的崩塌、滑坡、地裂缝等重力地质现象为主 ,浅部薄皮活动构造亦发生了同震破裂及褶皱变形     

Active faults and seismogenic models for the Urumqi city,Xinjiang Autonomous Region,China

We have studied the characteristics of the active faults and seismicity in the vicinity of Urumqi city, the capital of Xinjiang Autonomous Region, China, and have proposed a seismogenic model for the assessment of earthquake hazard in this area. Our work is based on an integrated analysis of data from investigations of active faults at the surface, deep seismic reflection soundings,seismic profiles from petroleum exploration, observations of temporal seismic stations, and the precise location of small earthquakes. We have made a comparative study of typical seismogenic structures in the frontal area of the North Tianshan Mountains, where Urumqi city is situated,and have revealed the primary features of the thrust-foldnappe structure there. We suggest that Urumqi city is comprised two zones of seismotectonics which are interpreted as thrust-nappe structures. The first is the thrust nappe of the North Tianshan Mountains in the west, consisting of the lower(root) thrust fault, middle detachment,and upper fold-uplift at the front. Faults active in the Pleistocene are present in the lower and upper parts of this structure, and the detachment in the middle spreads toward the north. In the future, M7 earthquakes may occur at the root thrust fault, while the seismic risk of frontal fold-uplift at the front will not exceed M6.5. The second structure is the western flank of the arc-like Bogda nappe in the east,which is also comprised a root thrust fault, middle detachment, and upper fold-uplift at the front, of which the nappe stretches toward the north; several active faults are also developed in it. The fault active in the Holocene is called the South Fukang fault. It is not in the urban area of Urumqi city. The other three faults are located in the urban area and were active in the late Pleistocene. In these cases,this section of the nappe structure near the city has an earthquake risk of M6.5–7. An earthquake M_S6.6, 60 km east to Urumqi city occurred along the structure in 1965.     

高密度电法在乌鲁木齐西山断裂探测中的应用

西山断裂是乌鲁木齐河以西一条颇具规模的断裂构造,控制着西山岭南麓,断裂从永光煤矿到红光山南长约37 km。断裂形成于中更新世期间,但整条断裂的形成过程可能并非同步,具有西老东新的特点,最新活动时代为晚更新世中晚期,为逆冲运动性质,断面北倾。该断裂在四道岔附近主断层及发育的一部分次级断层被第四系覆盖,研究该隐伏段对于以后城市土层合理利用和断层基本特征判断具有一定意义。目前高密度电法是探测隐伏断层的一种重要的物探方法,通过高密度电法对乌鲁木齐西山断裂隐伏段的探测,确定该断层隐伏段的位置及地层构造形态,为西山断裂深入研究提供一定依据。     

Features and mechanism of neotectonic deformation of the Xishan fault system west of Urumqi

We have made careful field investigation and trench exploration to the Xishan fault system in west of Urumqi,and an integrated analysis in conjunction with data of deep seismic sounding.Our result suggests that under the SN-oriented compressive stress,the Xishan block moves steadily toward the Tianshan Mountains in south,resulting in southward thrust-slip and crustal shortening,particularly the southward thrust of the Xishan fault which serves as the main boundary in south.North of the Xishan fault are the ...     

柯坪塔格推覆体的新生代变形与扩展

柯坪塔格推覆体位于天山西南麓。新生代以来,由于印度板块与欧亚板块的碰撞,天山晚古生代褶皱和断裂构造重新复活隆起,并向南北两侧推挤,在前陆盆地中渐进式地形成多排褶皱-逆断裂带。文中讨论了皮羌近SN向断裂带以西推覆体的新生代变形与扩展特征。结果表明,推覆体的新生代变形为波浪式差异性隆起。从天山南侧到塔里木盆地方向,构成推覆体的各排褶皱-逆断裂带的形成顺序有先后之分,早期形成的靠近天山,晚期形成的靠近塔里木盆地,反映推覆体在形成过程中由北向南的扩展,其扩展距离最大约76km。除此之外,各排褶皱-逆断裂带前缘都由多条断裂组成,它们与褶皱伴生,具有不同的形成和新活动时代。早期形成的断裂靠近山地一侧,晚期形成的断裂靠近盆地一侧,反映褶皱-逆断裂带单排前缘断裂也具有由北向南扩展的性质,其扩展距离为100~500m。最后,对推覆体扩展的形成机制进行了讨论     

天山的晚新生代构造变形及其地球动力学问题

天山是大陆内部典型的新生代复活造山带，其新生代构造变形的方式，变形量，速度及过程等对于认识大陆内部造山带的变形机理有着重要的意义。本文在对南北天山主要活动构造地质填图和综合研究的基础上，重点探讨了天山的晚新生代构造变形特征及其动力学问题。早更新世以来，特别是早，中更新世之间，天山的构造活动由内部向南北两侧扩展，使得两侧的新生代凹陷逐渐褶皱成山，形成数排新生代褶皱带，整个天山的现代构造活动是一种扇形     

乌鲁木齐市活断层强地面运动预测研究

介绍了基于乌鲁木齐活断层发震构造模型的强地面运动的预测结果.该项工作是在乌鲁木齐城区开展的活断层探测与地震危险性评价的基础上,设定了两个发震构造,分别为北天山山前逆冲推覆构造和博格达弧西翼逆冲推覆构造,前者可能最大地震震级为7.5级,后者为7.0级,据此建立了分析计算模型.根据地脉动观测分析结果,结合浅层地震勘探、地质图、地形图和钻孔资料,建立了地下三维速度模型,采用统计学的格林函数法、三维有限差分法和混合计算方法,对目标区的地震动进行了预测研究.预测结果表明,断层的结构、破裂方式和三维速度模型对地震动的分布具有显著的影响.沿断层前缘、盆地边缘、覆盖层较厚的地区,以及断层破裂的前方地震动比较显著.     

南天山柯坪塔格推覆体前缘断裂活动性质及速率

柯坪塔格推覆体位于天山西南麓,由多排NEE—EW向的褶皱-逆断裂带组成。文中介绍了皮羌—巴楚磷矿以西3排褶皱-逆断裂带前缘断裂的活动性质及速率。新获资料表明,各排褶皱-逆断裂带前缘皆由多条断裂构成,都具典型的逆断层性质。其中最新活动断裂位于褶皱-逆断裂带的最前缘,活动时代为晚更新世—全新世。它们切割冲沟T0、T1、T2、T3阶地堆积,形成不同高度的断层陡坎。根据陡坎剖面测量和年龄样品测试,求得T0面形成以来断裂的垂直位移量、位移速率、地壳缩短量和缩短速率分别是0.9～1.1m、0.53～0.65mm/a、1.93～2.56m和1.14～1.52mm/a;T1面形成以来分别是1.4～1.8m、0.36～0.46mm/a、3.00～3.86m和0.77～0.99mm/a;T2面形成以来分别是2.1～3m、0.31～0.45mm/a、4.50～6.98m和0.67～1.04mm/a;T3面形成以来分别是3.4～4.2m、0.28～0.35mm/a、7.29～9.22m和0.61～0.77mm/a。根据T0面形成以来的缩短量和缩短速率,计算柯坪塔格推覆体约1.7ka以来总的地壳缩短量是9.65～12.80m,缩短速率     

新疆阿克苏大石峡水电站附近活动断层的基本特征

通过对大石峡水电站附近的多条活动断层研究表明:库车坳陷西段的乌什坳陷区内,主要发育有两排新隆起的活动褶皱,由北向南依次为沙依拉木背斜带和苏尔滚背斜带;区内的活动断层主要以NE向为主,其中较大的断层有阔克沙勒断层、迈丹—沙依拉木断层和库齐隐伏断层。研究区中对场地影响较大的断层为迈丹—沙依拉木断层和大石峡口山前断层,它们均表现为东西分段特性,断层整体活动程度西强东弱。库齐隐伏断层是一条晚更新世末期的活动断层,最新的活动时代为距今1.4万年左右。