夏垫断裂大胡庄探槽古地震事件分析

夏垫断裂是北京平原区内1条极为重要的隐伏活动断裂,同时也是1679年三河—平谷MS8.0地震的发震断层。为获取该断裂完整的古地震序列,主要开展了2方面工作:(1)以大胡庄探槽原始资料为基础,重新对探槽进行了解译,共识别出3个埋藏古土壤,6个崩积楔和1次砂土液化现象;(2)结合该断裂其它部位探槽揭示的古地震事件,通过对比各探槽标志性地层,建立不同探槽中古地震事件在同一时间轴上的联系,得到夏垫断裂完整的古地震序列。结果表明:距今31 ka以来,夏垫断裂共发生过11次古地震事件,古地震平均复发间隔约为2.8ka,但距今25~15 ka存在1个古地震丛集期,丛集期内共发生5次强震,平均复发间隔约为2.0 ka,反映出夏垫断裂活动性存在阶段性的差异。     

北京平原夏垫断裂齐心庄探槽古地震事件分析

齐心庄探槽位于 1679年三河 -平谷 8级地震夏垫地表地震破裂带东段。探槽内出露的断错地层、崩积楔、堰塞塘堆积、张裂楔及微细地层层理的揉皱现象 ,显示夏垫断裂全新世以来曾发生 4次强震事件。这 4次强震分别发生在距今 ( 10 85～ 9 71)ka、( 7 39～ 6 68)ka、( 5 4 16～ 2 2 33)ka及 1679年 (即三河 -平谷 8级地震 )。这 4次强震的时间间隔分别为 ( 3 2 4 5± 0 336)ka、( 3 2 11±0 815)ka及 ( 3 553± 0 796)ka ,平均强震间隔为 ( 3 336± 0 396)ka。 4次强震的平均同震垂直位移为 ( 1 4± 0 5)m。在齐心庄实施的探槽工程 ,除邻近断面开挖的探槽外 ,还在探槽南北 4 0 0m范围内开挖了 4个探坑 ,对认识断层下降盘地层的展布形态及确定断面堰塞塘的分布提供了帮助。在这些野外工作基础上 ,对齐心庄探槽研究结果与前人沿夏垫断裂其它地点的探槽及钻孔资料进行了对比 ,在古地震事件认识上大部分是一致的     

灵武断裂晚第四纪古地震及其破裂特征

在地质地貌调查基础上 ,对灵武断裂进行了古地震槽探揭露。结果显示 ,距今 2 8ka以来 ,灵武断裂上发生过 5期地表破裂型地震事件 ,时间大约分别在距今 ( 2 7 15± 0 778) ,2 0 0 ,( 13 0 7± 0 0 6) ,( 10 586± 0 0 5)和 6 0ka。根据 5期古地震事件的综合对比分析 ,发现断裂有分段组合破裂的特征 ,由此并结合槽探揭示的古地震同震位移等估计了古地震的震级     

三危山断裂敦煌段古地震活动特征

三危山断裂位于青藏高原北缘NW向扩展的前缘位置,其最新地震活动反映了高原北部地区的构造变形特征。文中通过遥感影像解译、野外实地调查、古地震探槽及光释光年代样品测试,对三危山断裂敦煌段的古地震活动特征开展了研究。结果表明,断裂晚更新世以来发生过2次古地震事件,事件E1发生的年代约为距今(35.1±3.7)～(36.7±4.1) ka;事件E2发生的年代约为距今(76.5±8.8)～(76.7±8.3) ka。三危山断裂晚更新世以来的垂直滑动速率为(0.03±0.01) mm/a,相应的缩短速率为(0.09±0.01) mm/a。综合前人的研究结果,认为三危山断裂的地震活动具有分段性特征,中段、东段可能具有独立破裂的能力,也存在与敦煌段发生级联破裂的特征,复发间隔约为40ka,根据经验公式估算三危山断裂可能发生的震级范围为M_W7.1～7.5。     

北京南口-孙河断裂晚第四纪古地震事件的钻孔剖面对比与分析

南口-孙河断裂是北京市区隐伏的正倾滑活动断裂,其地震危险性备受关注．将槽探研究活动断层古地震的经验引入到钻探工作中,提出了通过土芯识别断层崖崩积层的模式,并采用三重管取芯技术在南口-孙河断裂带附近采集了连续的原状土芯．通过断坎前崩积层识别、地层累计位移限定与下降盘地层增厚现象分析等方法,初步建立了断裂带距今60ka以来由13次地表位错事件组成的古地震序列．根据复发间隔的差异,将地震活动历史分为3个时段．距今60～40ka之间发生了3次地震,复发间隔为10ka左右．40～25ka之间发生了6次地震,复发间隔多为2．5ka左右．25ka以来发生了4次地震,复发问隔变化较大,其中最近3次地震的复发间隔为5ka左右．复发间隔小的时期也是断层滑动速率大的时期．单次事件的同震位移为0．8—2．2m,均值为1．4m,矩震级相当于6．7～7．1级．研究认为通过钻探技术研究正断层的古地震事件是可行的,但要获得完整的古地震序列,需要足够密集的钻孔和连续的原状土芯．     

东昆仑断裂带东段玛曲断裂古地震初步研究

东昆仑活动断裂是青藏高原东北部一条重要的NWW向边界断裂。玛曲断裂位于东昆仑断裂带的最东段。本文通过3个古地震剖面揭示出东昆仑断裂东段玛曲断裂全新世共有4次古地震事件。最新一次古地震事件为距今(1730±50)～(1802±52)a,第二次古地震的时间为距今(3736±57)～(4641±60)a;第三次为距今(8590±70)a;第四次为距今(12200±1700)a。其中第一次和第二次古地震事件的时间较为可靠,两次古地震事件之间的复发间隔为2400a左右,由此认为东昆仑断裂带东段的古震事件之间的复发间隔为2400a左右,古地震的离逝时间为距今(1730±50)～(1802±52)a。     

大青山山前断裂土右旗西段莲花山探槽揭露的古地震事件及年龄

大青山山前断裂位于河套盆地北缘,晚第四纪以来活动强烈,前人对该段古地震特征做过较多研究,但是因测年技术手段限制,以及在同一断层剖面拥有较多能有效约束古地震事件的测年数据较少、且能揭露出较多古地震事件的剖面偏少。本文通过对大青山山前断裂土右旗西段莲花山东侧古地震探槽的开挖,利用光释光年代学数据对古地震事件进行有效约束,并结合前人在该段探槽的年代数据,运用断层逐次限定法综合分析,得出土右旗西段断裂距今约11 500年发生了5次古地震事件,平均复发间隔2 260年。该段断裂5次古地震事件由新到老分别为：1.28～1.42 ka、3.41～3.60 ka、4.08～5.01 ka、8.26～9.32 ka和10.70～11.30 ka。最新一次活动事件应该为公元849年地震。同时,探槽揭露该段断层呈正断层性质,倾角在∠58°～∠77°之间。根据经验公式,包头段、土右旗西段和土左旗西段的潜在发震能力分别在M_W6.8～7.1、M_W6.8～7.1和M_W7.1～7.2左右。本文经验公式得出的震级偏小,可能存在级联破裂,后期需进一步结合其...     

佛洞庙-红崖子断裂古地震事件

佛洞庙-红崖子断裂位于祁连山北缘断裂带中段,是1条活动逆断裂。在佛洞庙-红崖子断裂东、中、西各段落开挖整理了5个探槽。通过探槽揭示的各地层单元的沉积特征、各单元之间的层序关系以及断层对不同地层的切割关系,共辨认出了4次古地震事件。根据探槽中各地层单元的14C样品和光释光样品测年结果,对4次古地震事件给出了年龄制约:最早事件E4发生在距今约10.6ka,事件E3发生在距今约7.1ka,事件E2发生在距今约3.4ka,事件E1为1609年红崖堡地震。这4次地震事件的间隔分别约3.5ka、3.7ka和3.0ka,平均复发间隔约3.4ka,具有准周期重复特征。     

秋里塔格褶皱带东段探槽的古地震事件

位于天山南麓库车坳陷中的东秋里塔格背斜带是典型的活动逆断裂褶皱带,1949年的库车M71/4地震发生在该逆断裂褶皱带上。目前,仍然没有发现此次大地震的地表破裂带,也没有确定其发震断层。同时,由于这一地区相关的年代学研究匮乏,对于这一地区的古地震事件仍然缺乏系统性地认识。文中基于野外调查获取的地表地质特征和通过石油地震反射剖面解读的深部构造,定性地分析了研究区内的地表活动断层与深部低倾角滑脱断层、褶皱变形的关系。我们聚焦于冲破至地表的活动断层,选择在库车塔吾背斜北翼和东秋里塔格背斜南翼的突破断层上开挖了5个探槽,分析了探槽中与古地震事件相关的构造和地层沉积特征。根据OSL(光释光)和¹⁴C测年结果,利用逐次限定法识别出了6次古地震事件。在这些古地震事件中,有的地表破裂同时发生在褶皱带南、北两翼的突破断层上,有的仅在褶皱带北翼的突破断层上发生。总体而言,这些古地震事件引起的地表破裂具有南天山低角度逆断层古地震破裂变形普遍存在的2种现象,即单条断层多次破裂和多条断层同时破裂。已揭示的古地震事件具有一定的丛集性,在距今7.4ka以来具体表现为:距今5.7～7.4ka共发生...     

柯坪塔格断裂西段古地震初步研究

柯坪塔格断裂位于西南天山柯坪塔格推覆构造的最前缘,以皮羌断裂为界分成东西两段。在柯坪塔格断裂西段开挖了6个规模较大的探槽,6个探槽都揭露出断层,但其中3个探槽的古地震事件不清晰,另外3个探槽有古地震遗迹。通过分析研究,共确定了全新世以来的4次古地震事件:第1次古地震事件发生于距今约12ka,第2次事件发生于距今约8·6ka,第3次事件大致发生于距今约5ka,第4次事件发生于距今(1·73±0.15)ka以来,很可能是1961年西克尔6·8级地震。这4次古地震事件具有约3~5ka的准周期重复特征。天山南麓有5~6排推覆体,每排推覆体的前缘都发育活动逆断裂,它们向下收敛于寒武系底部的滑脱面,因此,天山南麓的地震破裂非常复杂,这4次古地震事件的震级、发震构造等问题都有待于今后的深入研究     

利用浅层地震反射法探测夏垫断裂浅部特征及空间展布

为进一步深入研究夏垫断裂的发震构造及活动性,在夏垫断裂震中区开展浅层地震勘探,布设小道距、高密度地震勘探测线,对地震反射剖面进行综合解释。以潘各庄段为中心,向两侧展开布设,共布设浅层地震勘探测线12条,测线总长约18 km。野外数据采集采用中间激发、双边不对称接收、满覆盖次数不少于12次的观测系统。原始资料经过常规处理和精细处理,获得了高质量的反射波叠加时间剖面。地震反射时间剖面揭示的波组变化特征明显,断裂特征清晰,解释夏垫断裂为倾向SE、视倾角约为72°的正断层;同时展现了自小石各庄至南张岱延伸约20 km范围内夏垫断裂的空间展布及浅部构造特征,解释测线范围内夏垫断裂走向约为N40°E。在此基础上,结合微地貌测量和以往研究成果,推测夏垫断裂为全新世活动断裂,其中夏垫断裂中心段伴随次断裂发育和断层绕射波,该特征向两侧减弱,与断裂陡坎的分布和连续的高差变化相对应,同时验证了夏垫镇潘各庄附近为震中的结果。探测结果所揭示的夏垫断裂的空间展布及地层结构特征与地质资料吻合。      

地质雷达在活动断裂研究中的应用

对于快速发生沉积和侵蚀的地区,断裂附近的古地震遗迹会很快被掩埋。获取这些地区断裂的位置、上断点的埋深和标志层的断距等方面的数据至关重要。本文利用地质雷达探测技术探测这些被埋藏的古地震遗迹。以北京平原区正断性质的新夏垫断裂和青藏高原东北缘六盘山地区逆冲性质的六盘山东麓断裂为实验区。通过探测发现,对于断裂两侧地表覆盖层主要为粉土或粉质粘土的新夏垫断裂,地质雷达可精确定位断裂通过的位置,指示上断点的埋深,但无法在地质雷达剖面上识别出各套地层。对于在T1基座阶地上通过的六盘山东麓断裂,地质雷达不但可以精确定位断裂的位置,而且可以在地质雷达剖面上识别出各套地层,进而求得断裂两侧基座的断距。     

A 26ka Continuous Stratigraphic Record of Surface Rupturing Earthquakes in Drill Logs Across the Xiadian Fault,Hebei Province,China

This paper deals wiah a new method for identification of long-term slip behavior of a conceaiedfault in a plain area from tectono-stratigraphic and chronological data obtained by drilling.Chronological determination and lithological analysis and correlation of sediments in stratigraphic colunms of drills NO.1 and No.2 at Dongliuhe Village on the hanging and foot walls ofXiadian fault allow us to quantitatively reconstruct the differential sedimentary history and vertical dislocation process on the hanging and foot walls of the fault since 26 ka BP and to set upa tectono-stratigraphic indicators for identifying paleoearthquakes.On this basis,taking theaccumulative vertical displacement of both sides of a fault to be a quantitative constraint,thestate before an abrupt dislocation in surface-rupturing earthquake can be reconstructed(de-ducting the later coseismic vertical displacement),then 11 surface-rupturing paleoseismic even-ts can be identified.A close correlation between recurrence behavior of surface     

夏垫断裂浅部特征高分辨反射地震探测研究

在夏垫断裂上采用浅层纵、横波相结合的联合探测方法,获得了多条反映不同深度的高质量叠加时间剖面图,这些图像清晰地显示了夏垫断裂的浅部构造特征和地表以下浅至几米的地层结构和断裂特征信息,使得采用人工地震方法探测地表下10m以内的断裂成为可能。本次探测工作中,还在夏垫断裂的南侧发现了1条倾角较缓、呈铲型向下延伸的断裂,表明夏垫断裂是由2条断裂组成的断裂带。     

正倾滑活动断裂垂直位移定量研究中相关问题的讨论

当探槽开挖长度未跨过断层变形带时，得到的断层垂直位移将偏离断层活动的真实情况，在缺少依据帮助确定断层陡坎原始下坡角的具体位置时，通过断层陡坎高度获得的断层垂直位移也将与实际情况有较大的偏离，文中对此进行了讨论。并讨论了应用断层两侧近水平地层累积变位量的分解确定古地震事件期次的方法，以及探槽剖面中断层两侧同层地层厚度差异是断层活动事件的反映等问题。引用了内蒙古大青山山前断裂和狼山山前断裂、北京平原夏垫断裂和南口－孙河断裂及日本丹那断层探槽开挖的实例。     

夏垫断裂东北段地震勘探资料研究

为查明夏垫断裂东北段的空间位置、性质及其活动性,由大厂八百户起向东北方向,经过三河齐心庄至北京马坊镇,以可控震源激发方式,完成高分辨率浅层地震勘探测线7条,长约22 km.各地震反射时间剖面波组特征变化明显,断裂特征清晰,获取了准确的断点定位及断裂发育特征,展现了自八百户经齐心庄至马坊镇延伸约20 km范围内夏垫断裂的...     

The Main Features of the Local Geological Conditions Can Explain the Macroseismic Intensity Caused in Xiji-Langfu (Beijing) by the Ms = 7.7 Tangshan 1976 Earthquake

—The special geological conditions in the Xiji-Langfu area are the main reason for the anomalous high macroseismic intensity caused by the Tangshan, 1976 earthquake. The area is formed by deep deposits - mainly alluvium sands and clays poorly consolidated and with high water content - that have been trapped by the Xiadian fault. From simulated ground motion we have computed quantities commonly used for engineering purposes like the acceleration maximum amplitude (AMAX) and the total energy of ground motion (W), which is related to the Arias Intensity. The thick low velocity deposits are responsible for the large increment of the values of AMAX and W inside the basin. On the two sides of the Xiadian fault AMAX and W can vary by 200% and 700% respectively, and these variations are quite stable with varying thickness of the sedimentary deposit used in the models. With the existing relationships between acceleration (AMAX) and macroseismic intensity (I) our results can explain the large values of I observed in the Xiji-Langfu area, in connection with the Tangshan earthquake.     

赵各庄井地下流体的映震响应

赵各庄井位于首都圈地区,是夏垫断裂带北端的地震观测井。其地下流体同震响应的统计数据显示,在对6级以上远场地震的响应次数上,赵各庄井的水位较水温更显著;在对M_S 7.0井水位的响应幅度变化范围为3.0mm—770.0mm,典型水温的响应幅度为0.0129℃,井水位响应幅度明显强于水温,响应形态以振荡型为主。赵各庄井水温、水位的异常变化和夏垫断裂带的活动性密切相关,同时也会影响断裂带的活动性。综合分析认为,在对赵各庄井水温和水位两大测项进行观测时,应以水位为主,还应关注夏垫断裂带的活动性。同时,为了监测夏垫断裂带的活动性,应对赵各庄井水位和水温进行长期监测,以保证首都圈地区的人民生产安全。     

夏垫断裂MW≥7.5地震动的预测

针对夏垫断裂开展了M_W≥7.5地震动预测研究。首先基于全破裂模式设定震源（使其尽可能涵盖夏垫断裂的未知信息）模拟得到夏垫断裂发生M_W≥7.5地震时研究区域内的地面地震动场,进而依据分位数筛选出各场点的地震动空间分布,讨论了包含不确定震源下的加速度峰值和速度峰值的分布特征,结果显示当夏垫断裂发生M_W7.9地震时,通州城区、北京中心城区均会发生强烈的运动。之后对比讨论了仿真震源下M_W7.5地震所引起的地面运动场的空间变化,结果显示对于同等震级而言,两种震源的模拟结果可以相互印证。      

局部地质条件对强地面运动影响的剪切波模拟

采用多阶振型和有限差分联立的混合法,依据北京西集一郎府地区的地质条件,模拟了１９７６年唐山地震所引起的该区的剪切波运动;计算了工程上常用的峰值加速度和总能量．在夏垫断裂两侧的最大振幅和总能量的差异分别为２００％和７００％,研究结果可以解释唐山地震时西集一郎府一带所观测到的异常烈度．