汶川8.0地震地表破裂平通镇段的变形特征

2008年5月12日14时28分04秒,四川省汶川县发生M_S8.0大地震。发震断裂为龙门山断裂带,地震地表破裂带分布在北川-映秀断裂上的映秀-石坎子段和江油-灌县断裂上的磁峰-睢水段。平武县平通镇地表破裂现象典型,在T1和T2阶地上形成了地震断坎和裂缝。应用高精度GPSRTK技术对平通镇地震断坎及两侧作详细的地形测量,并测量了线性显著的路面中线和鱼塘西边壁。在室内生成高分辨率DEM与大比例尺地形剖面图,量取同震垂直与水平位移,并估算压缩缩短量和断层产状。结果显示汶川8.0级地震在平通镇形成的同震垂直位移为3.0±0.1m,右旋水平位移为4.0±0.2m,压缩缩短量为2.5m,断层产状为NE40°/NW∠50°。平通镇的同震右旋位移与本次地震的最大右旋位移相近,而逆冲垂直位移有所降低。     

2013年甘肃岷县-漳县Ms6.6级地震地质灾害展布特征及主控因素研究

地震地质灾害发育特征及主控因素分析是科技防灾减灾领域研究的重要内容.笔者在2013年甘肃岷县-漳县地震区现场调查的基础上,分析了地震诱发崩塌滑坡泥石流等地质灾害的类型、空间分布和典型灾害体特征,研究了本次地震的发震构造与灾害点的关系.取得了以下主要认识:1)岷县-漳县地震诱发的地质灾害类型主要为小型、中型的黄土崩塌和滑坡,地质灾害总体表现为数量多、分布广,与发震断裂和水系关系密切,滑坡灾害危害严重;2)地质灾害分布密集区与地震烈度的极震区基本吻合,且地形坡度为10°～30°的范围内与地貌高程2000～3000m的范围内地质灾害分布最为密集,它们的灾害数量分别占震区地质灾害总数的70.1％和84.4％;3)震区崩塌滑坡泥石流灾害的总体展布特征受控于NW向的韩家山-梅川镇断裂,其是NWW临潭-宕昌断裂的分支断裂.     

1976年天津宁河MS6.9地震发震构造的研究及其意义

1976年宁河M_S6.9地震,是天津地区有历史记载以来的最大地震,也是唐山地震的第二大余震,对当地造成了较大的人员伤亡和经济损失。虽已过去40多年,但是宁河地震发震构造的研究基础还比较薄弱,尚未形成清晰统一的认识。华北地区人口稠密,经济发达,对宁河地震的发震构造展开研究,对该地区的中长期地震预测、重要工程的抗震设防及唐山地震的破裂机理研究等具有重要的实用价值和科学意义。通过地质地貌调查、小地震精定位及钻孔联合探测等并结合前人的烈度调查结果,获得以下主要认识：1)1976年宁河6.9级地震的发震构造不大可能是NW向的蓟运河断裂,而更可能是NE向的构造,即付庄-高庄断裂。宁河地震NE向的发震构造与华北的区域地震构造环境相统一,即绝大多数强震发生在NE-NNE向断裂上;2)付庄-高庄断裂与唐山断裂组成了一个右旋左阶式的“挤压型阶区”,可以很好地解释唐山主震时断裂西南部逆冲子事件的出现;3)付庄-高庄断裂是天津地区已知的唯一出露于地表的全新世活动断裂,其作为一个潜在的、具有7级左右发震能力的危险源,对滨海新区的经济建设具有十分重要的意义,建议对该断裂开展进一步的研究。     

中国东北地区地震空间分布与主要断裂带、深部构造及应力场关系

中国东北地区在北东东向应力场控制下, 地震有其特殊性。地震空间分布和深度统计结果表明, 东北地区地震主要受岩石圈断裂(开原-赤峰断裂带) 控制, 以44°N为界, 南北具有明显差异。北部地震发生的数量少于南部, 震源深度主要集中在4～6 km和8～12 km两个深度范围内; 而南部主要集中在8～12 km和28～30 km两个深度范围内。发震深度分析显示, 开原-赤峰、郯庐断裂带、大兴安岭断裂带下可能存在地温较低的区域, 使地震可以在深部孕育。地震分布的Vp和Vs剖面资料的研究暗示, 断裂与速度变化带、断裂与断裂的相交区域是地震易发生区域。     

滇西南2014年景谷中-强震群的地质构造成因——茶房-普文断裂带贯通过程的构造响应

2014年10—12月期间,云南景谷接连发生了Ms6.6、Ms5.8、Ms5.9三次中-强地震。为确定地震的地质构造成因,在地表调查的基础上,综合该区的地质构造情况、烈度与余震分布、震源机制解等资料,确定此次震群活动的宏观震中位于永平盆地东南侧山地,发震断层为地质与地貌表现不显著的NW向右旋走滑断层。此次震群活动及余震迁移过程指示,由于断层斜接部位岩桥的临时阻碍,Ms6.6地震破裂在向南东扩展过程中发生短暂停滞,突破障碍后进一步引发了Ms5.8和Ms5.9地震,这符合震源破裂沿NW向发震断裂分段破裂的行为。区域活动断裂的遥感解译结果发现,发震断层位置恰好处于NW向右旋走滑的茶房断裂与普文断裂之间,区域上属于该断裂带的不连贯部位,指示此次中-强震群活动应该是茶房-普文断裂带贯通过程的构造活动表现。结合思茅地块的历史地震资料发现,思茅地块地震活动多以小于等于6.8级为主,发震构造多为NW向断裂。指示在现今构造应力场作用下,该区NW向断裂的活动性相对NE向断裂更加显著,属于该区主要控震构造,应在今后的地震地质工作中给予更多关注。     

汶川Ms8.0地震强震动基线改正及其在位错反演中的初步应用

通过研究近场强震动记录, 发现汶川M_s8.0地震近场峰值加速度在空间上存在较明显的上盘效应和方向性效应, 与汶川引起的地质灾害空间分布具有较好的一致性.但在所有强震仪所记录的汶川M_s8.0地震同震加速度记录积分所得地壳同震速度中, 有的台站数据存在典型的线性偏移, 有的台站数据除线性偏移外还存在明显的非线性偏移.采用非线性基线改正方法处理汶川M_s8.0强震同震记录, 改正后所得同震位移明显要比线性基线改正更合乎实际情况.以强震动、GPS和InSAR同震位移处理结果做约束, 反演了汶川M_s8.0地震同震位错分布, 对于汶川M_s8.0地震主要同震破裂断裂(北川-映秀断裂), 强震动反演结果不仅较好地刻画了汶川M_s8.0地震同震主断裂上地表破裂空间分布详细变化特征, 同时也较好地反映北端破裂衰减情况, 该结果表明: 强震动资料可以为强震后的救援和灾害评估等工作提供具有参考价值的研究结果; 另一方面, 受数据数量的制约, 用强震动改正后位移反演所得位错分布中仅汉旺断裂南段存在较为明显位错, 强震仪布设时应更多地考虑是否相对均匀地分布在具有发震潜势的断裂周缘, 以期更好地在震后应急救灾中发挥更好的作用.      

电阻率层析成像技术在琼东北活动断裂探测中的应用

琼东北1605年琼山地震发震的中心区域东寨港东侧发育多组近东西向和北西向的活动断裂,且均为隐伏断裂。为探明断裂的分布位置及其活动性,现采用电阻率层析成像技术将其中琼山-铺前断裂(F8)以及F7、F6、F5共四条,北西走向断裂作为此次探测目标断裂。结合前人水文钻孔资料和断裂分布,在珠溪河北岸和罗豆农场北侧部署了三条电法探测线,结果表明区域沉积地层在三条反演剖面上均可以划分出三层视电阻率梯度带,与钻孔资料对应较好。同样,视电阻率对已知四条活动断裂均有明显特征的低阻异常反映,除断裂F7的倾向解释存在争议外,其余三条断裂解释均得到钻孔验证。     

鲁甸MS 6.5 地震发震断层地表破裂特征、相关古地震的发现和年代测定

鲁甸M_S 6.5级地震发生后,余震分布呈现两个优势方向,其发震断层是NE向的昭通-鲁甸断裂,还是NW向的次级断裂,引起了广泛的讨论。详细的野外调查发现,从龙头山镇南东方向的谢家营盘-光明村-王家坡一线N22°W~N55°W走向断续展布长约8 km地表破裂带,呈左行右阶排列,伴有30~35 cm左右的走滑分量,局部走滑分量达40~60 cm,表明此次地震的发震构造为北西走向的包谷垴-小河断裂。探槽工程揭露出发震构造光明村-小垭口段4次古地震事件;8个炭屑样品的14C测年分析表明,事件E1可能发生在9190-8870 BC,E2为1000 BC至900 AD,E3为910-1240 AD,最新一次事件E4为2014年鲁甸MS 6.5级地震。该研究表明,云南地区6.5级强震可以产生地表破裂并可能在地质记录中留下遗迹。结合本次地表破裂特征,影像几何不连续以及探槽剖面揭露出古地震断面信息容易隐形等特征表明,包谷垴-小河断裂在历史活动中强度不大,属中强地震发震构造。     

地震前卫星红外异常特征分析

通过对1999年以来发生在中国的几个强地震前的卫星热红外异常分析,得出认识:地震前增温异常具有时间上的突发性、形态上的孤立性、分布上的局限性、异常昼夜对比具有稳定性、异常位置具有迁移性和演变规律具有阶段性;不同构造区强地震前的卫星红外异常分布不同,沿海平原区表现为大范围的面状分布,而山区则以带状延伸为主;在强烈活动的断裂带,异常分布表现为与构造的密切相关性,断裂带内外亮温差分析法定量分析红外增温与活动断裂的时空关系,是提取震前增温异常的有效方法.活动断裂是红外异常反应的最敏感地带.在断裂变形的不同阶段,断裂带内外的卫星红外亮温关系是有差异的.在断裂活动的正常时期,断裂带内外亮温差在某一范围内波动,而在断裂活动的异常时期,断裂带内外亮温差变化到一个新的水平,断裂带内的增温将大于断裂带外的增温.2001年昆仑山8.1级地震和2000年云南姚安6.5级地震都是如此.利用发震断裂带内外亮温的相对变化提取异常信息,在大多数情况下可以消除地形和云层的影响.     

山东惠民凹陷古近纪震积岩特征及其地质意义

震积岩是具有古地震事件记录的岩层,讨论了在山东惠民凹陷古近纪陆源碎屑断陷湖盆砂泥质沉积中发现地震灾变事件的典型变形构造,包括微同沉积断裂和震裂缝、卷曲变形构造、水下岩脉和泄水构造、震积枕状及伴生构造等。在此基础上,建立了该区古近系碎屑岩震积岩垂向序列 :A段下伏未震层,B段微同沉积断裂层,C段微褶皱变形层,D段枕状构造及伴生构造层,E段液化均一层和F段上覆未震层。层序的完整性取决于剖面位置,地震震级,特别是发生地震处的岩性。根据震积岩的分布规律和沉积特征讨论了其地质意义 :震积岩集中发育在凹陷边界断层和中央断裂带附近,代表凹陷边界断裂和中央断裂强烈活动时期,有助于断陷盆地构造演化的动力学解释;可能是一种潜在的油气储层。     

地震纵横波时差耦合作用的斜坡崩滑效应研究

多次典型地震的灾后实地调查都表明震中附近的竖向地震力作用十分明显,而传统的斜坡动力响应分析仅考虑了水平地震力的作用。文中运用离散元数值模拟技术,对震中附近的斜坡体在具地域性和空间非均质性的地震纵横波时差耦合作用下产生崩滑破坏的动力全过程进行了研究,确定了地震动力作用触发的震中附近斜坡体崩滑破坏的形成机制及主控因素。研究表明:对于地震作用下震中附近的斜坡体崩滑破坏,由于纵横波作用的时间差较短,其崩滑形成机制多为受地震纵横波的耦合作用,即竖向周期拉压与水平周期剪切的耦合作用,在此基础上又以纵波的竖向拉伸作用占优,即表现为拉剪破坏形式;此外,在地震构造组合机制、岩体结构与构造、斜坡岩体风化程度及物理力学参数等因素既定的情况下,地震力作用（即地震纵波的周期拉压和地震横波的周期剪切耦合作用）是诱发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素,而斜坡所处地形（如高程差、沟谷延伸方向）则是促使破坏后的斜坡体形成后续碰撞解体及碎屑流等运动过程的控制诱发因素。     

康定MS6.3级地震斜坡地震动响应监测分析

芦山MS7.0地震、鲁甸MS6.5地震诱发了大量的次生山地灾害,一些学者认为地形放大效应是其中的一个影响因素,但目前斜坡地震动响应研究仍然缺乏大量的实测数据支撑。通过在冷竹关两岸斜坡不同部位掘进平硐并放置强震监测仪器的方法,对沟谷两岸斜坡地震动响应特征进行研究,剖面较为完整地记录了康定地震两岸斜坡的地震动响应特征。监测数据揭示,(1)相对于康定姑咱参考站,位于右岸半岛状凸出山梁顶部1#监测点的水平和竖直向PGA放大系数分别达到了10.6～11.5、7.1,阿里亚斯强度最大,水平东西向比竖直向HVSR频比值达到11.1,卓越周期在低频部分;位于右岸山梁中部2#监测点水平和竖直向PGA放大系数分别达到了4.3～5.0、2.3;(2)左岸地形坡面起伏较小,记录的峰值加速度较小,仅在坡折部位5#监测点有明显的放大,水平与垂直峰值加速度放大系数分别为3.0～4.5、2.3,各监测点频比存在多个卓越周期,其放大效应在高频段更突出;(3)近直线型斜坡内(6#及7#监测点)放大效应相对较弱,且监测洞外侧放大系数大于水平深度较大的内侧。结果表明冷竹关两岸斜坡存在明显的地形放大效应,且右岸半岛状凸出山脊地形较左岸中高山斜坡地形放大效应显著。对比芦山地震该剖面放大系数,揭示了背坡面效应。     

考虑场地效应的高陡岩质斜坡地震失稳机制

以金沙江乌东德水电站右岸的鸡冠山梁子高陡斜坡为典型实例,在斜坡表层地震动监测基础上,通过在斜坡弹性模型底部分别输入水平、竖向Ricker子波,发现：斜坡顶部低模量岩体材料在水平Rick子波激励下,易产生放大效应;而当输入竖向Rick子波时,易在模型表层地形凸起部位产生共振放大,其顶面表层卓越频率也与现场实测值基本一致。其次,对比分析了在分别输入汶川八角什邡加速度记录、典型鲁甸地震加速度记录时的斜坡弹塑性模型的稳定性和动力响应特征,发现：（1）斜坡在静力条件下可能存在3种不同位置潜在滑面,但输入两种地震波后,变形破坏区仅发生在顶部滑面位置;（2）输入汶川地震波时,斜坡顶部滑面剪应变增量明显大于输入鲁甸地震波时对应值,且前者的滑面出现明显整体拉破坏区,滑面上部水平、竖向残余变形也不收敛,处于震后斜坡失稳状态。后者滑面底部无明显的拉破坏区,滑面上部残余变形收敛,处于震后斜坡稳定状态;（3）斜坡水平、竖向加速度都在斜坡顶部低模量材料表层出现明显的放大现象,场地效应明显。此外,表层加速度普遍大于斜坡内部相应值,尤其是地形凸起位置。输入汶川地震波时斜坡顶部水平向加速度放大系数大于鲁甸地震波相应值,但竖向加速度放大系数两者基本一致。     

裂缝体的弹性模量和裂缝密度

当岩石中含有裂缝时,岩石的弹性模量(主要指体模量、剪切模量、泊松比以及地震波的速度)会发生变化,而且这种弹性模量的变化又随裂缝中是否含有流体而不同。如果我们用地震的方法探测出地下目的层弹性模量的变化情况,无疑对我们了解目的层的裂缝发育情况将会有很大的帮助。在以往的研究中,人们常常把裂缝的产状定义成垂直裂缝和水平裂缝来研究。但是,实际中存在的裂缝多表现为几种体系的裂缝分布。本文在假设裂缝是随机分布的情况下,研究了含流体裂缝体和不含流体裂缝体的弹性模量与裂缝密度的关系。     

济阳坳陷罗家地区各向异性页岩储层全波场地震响应模拟及分析

济阳坳陷罗家地区页岩储层的固有各向异性及水平层理发育使得储层呈现VTI（vertical transversely isotropy）各向异性,而VTI各向异性背景下垂直裂缝的发育使得储层进一步呈现等效正交各向异性特征。本文以正交各向异性介质作为罗家页岩油储层模型,在岩石物理建模中应用Backus平均理论将测井尺度的VTI各向异性粗化至地震尺度,并利用Schoenberg理论在VTI各向异性背景中引入垂直裂缝,进而得到正交各向异性等效介质模型,同时考虑裂缝尺度和流体填充等因素。之后,应用各向异性反射率法进行全波场地震正演模拟,计算正交各向异性页岩油储层AVAZ（amplitude versus azimuth）响应,通过振幅的方位特征进行储层裂缝识别。计算结果表明,PP波、PSV波和PSH波方位振幅响应各不相同,且方位振幅分布图的拟合形状可反映裂缝的发育方向,为页岩油储层中裂缝的地震识别提供依据。     

煤体中直立裂隙的多波地震响应及预测

裂隙探测是煤层气勘探开发与煤矿安全生产的重要研究内容。规则发育的直立裂隙在理论上可等效为具有水平对称轴的横向各向同性（HTI）介质,本文通过正演记录研究了HTI介质的多波地震响应,分析了裂隙发育方位对横波偏振特性的影响规律,在此基础上分析了利用横波记录的方位角道集获取地下裂隙参数的可行性与基本原理,为便于工业应用,文中研究了一种基于两个水平分量叠加剖面的角度扫描法求取地下目标煤层的裂隙发育方位。实际资料处理证明了该方法的准确性与可靠性。     

纵波作用下边坡动力响应规律研究

地震工程的观点认为水平地震力是引起岩土体破坏的决定性因素,竖向地震力的影响则微不足道。鉴于汶川地震中表现出竖向地震力对边坡和建筑造成极大破坏,本文利用FLAC软件对不同坡高、坡角的边坡在不同周期、振幅的纵波作用下边坡动力响应规律做了数值模拟研究。结果表明:坡高较低时,振动加速度在1/2坡高以下范围内随高程逐渐增大, 1/2坡高以上则保持不变,当坡高增大时,振动加速度变化出现律动性,坡顶附近较其他部位存在明显的放大; 坡角的增大会造成振动加速度放大幅度的增大; 振动加速度随动力振幅的增大而增大,并呈明显的线性关系; 振动加速度随地震波周期的增大逐渐减小。     

2008年汶川地震同震滑移特征、最大滑移量及构造意义

2008年汶川地震（M_s8.0）形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。沿约275km长的地表破裂带的同震滑移及其最大滑移量的确定,对认识和理解汶川地震地表破裂过程及其变形机制具有重要意义。我们沿地表破裂带进行了详细的滑移特征考察及其同震位移测量,发现沿映秀-北川破裂带分布南北两个滑移峰值区段,南段以深溪沟-虹口破裂段为中心,以逆冲为主伴随右旋走滑运动为特征,最大垂直位移量为6.0～6.7m,北段以北川破裂段为中心,以右旋走滑为主伴随逆冲运动为特征,最大垂直位移量为11～12m,南北两滑移峰值区段所代表的两次地表破裂事件与地震波数据反演结果一致。通过对北川段破裂带的精细地形剖面测量,以及地震前后对比,在北川县曲山镇沙坝村一组获得该破裂段的最大右旋水平位移为12～15m,最大垂直位移为11～12m,这是目前世界上一次地震产生的最大同震垂直位移,最大斜向滑移量为14～17m,为整个汶川地震地表破裂最大滑移量,是汶川地震的宏观震中。北川破裂段高角度的地震断裂、逆冲断裂面的倒转作用以及具最大滑移量的强烈变形作用是北川县城遭受到最强的地表破坏和地质灾害的主要原因。具有走滑量和逆冲量近一致（走滑水平位移/逆冲垂直位移比值为1）的斜向逆冲作用可能是山脉快速隆升的重要机制。     

塔里木盆地轮南地区下奥陶统碳酸盐岩岩溶储层特征及形成模式

轮南地区是塔里木盆地重点产油气地区之一,对其下奥陶统碳酸盐岩储层性能及分布的研究具有重要的实际意义。通过对研究区岩溶、裂缝发育、沉积和洞穴充填物分析研究,认为具渗透可溶性碳酸盐岩及温暖潮湿、多大气降水是岩溶储层形成的必要条件,构造裂缝的发育为岩溶储层发育创造了有利条件。根据裂缝性质及充填程度,本区裂缝可分为方解石完全充填张裂缝、方解石半充填张裂缝、泥质充填扭压性裂缝、未充填微细裂缝和缝合线5种,其中方解石半充填裂缝和缝合线对储层岩溶发育起重要作用。本区岩溶具明显的垂直分带性,可分为垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带和过渡带,其中垂直渗流带底部及水平潜流岩溶带上部储集物性最佳。轮南地区发育的两期岩溶与石炭纪两次较大的海侵时间相一致。作者还研究了充填物的沉积特征,探讨了储层的演化模式。