汶川地震前龙门山及其周缘断裂形变运动与应力累积的数值模拟

为揭示汶川地震前龙门山及其周缘断裂的形变与应力累积状态,文中构建了包含龙门山、龙日坝、岷江和虎牙4条断裂的三维黏弹性有限元模型,以1999—2004年GPS结果为约束,模拟了龙门山断裂带及其周缘区域的形变运动。得到以下结论:1)平行于龙门山断裂带的速度分量主要被龙日坝断裂吸收,垂直于龙门山断裂带的速度分量主要被其自身吸收;岷江和虎牙断裂对龙门山断裂带北段起到一定的屏障作用,导致其北段压缩量明显低于南段。2)沿龙门山断裂带由SW向NE方向延伸,主压应力与断层走向的夹角由接近垂直逐步转至约45°;断层南段挤压、剪切应力累积速率高,且压应力大于剪应力,北段应力累积速率低,压应力与剪应力接近。这与龙门山断裂带SW段中小地震频发、地震活动强烈,NE段偶有小震、地震活动微弱相吻合;也与汶川M_S8.0地震逆冲兼具右旋走滑、芦山M_S7.0地震逆冲破裂的方式相一致。3)假设发生震级、类型相同的地震所需应力积累量相同,那么研究区内岷江断裂、龙门山断裂南段和虎牙断裂破裂以逆冲运动为主,3条断裂的地震复发周期依次变长;龙日坝断裂北段和龙门山断裂北段以逆冲兼具右旋走滑为主,前者地震复发周期短于后者;龙日坝断裂南段则以纯右旋走滑为主,地震复发周期有可能最短。     

巴颜喀拉地块东部龙日坝断裂带的发现及其大地构造意义

在青藏高原东缘NE向龙门山断裂带西北侧约200km的巴颜喀拉地块东部,由GPS复测发现存在一条宽阔的NE向右旋剪变带,变形速率达4-6mm／a．卫星影像解译和野外考察表明：这一右旋剪切带对应了以往被忽略的、新生的NE向龙日坝断裂带．龙日坝断裂带北东段由走向N54°±5°E、相距约30km的两条平行分支断层组成．这两条分支断层沿线晚第四纪断错地貌发育,北支龙日曲断层具有较大的逆冲分量,南支毛尔盖断层为纯右旋走滑断层．依据矢量合成原理可知,龙日坝断裂带北东段晚更新世以来平均右旋滑动速率为（5．4±2．0）mm／a,垂直滑动速率约0．7mm／a,地壳缩短率约0．55mm／a．龙日坝断裂带的存在和发现可以很好地解释青藏高原东缘的大地构造与动力学特征：以龙日坝断裂带为界,巴颜喀拉地块分为西部阿坝和东部龙门山两个次级块体;龙门山次级块体的整体缩短和隆升反映出从龙门山断裂带到龙日坝断裂带是巴颜喀拉地块南东向运移过程中由于受到华南地块的强烈阻挡而形成的后展式推覆构造系统,并成为青藏高原东缘承载新生代晚期至今地壳变形的一种活动地块边界构造类型．龙日坝断裂带正是这一系统中晚第四纪新生的活动断裂带．     

青藏高原东缘龙日坝断裂带南段晚第四纪活动及其构造意义

因缺少详细的地质调查,关于龙日坝断裂带南段是否具有强烈的晚第四纪活动及其在青藏高原东缘应变分配中承担的作用目前尚不清楚。卫星影像解译和野外调查结果表明龙日坝断裂带南段仅东南支存在晚第四纪活动,全长约50km,总体以右旋走滑为主,兼有逆断分量,全新世以来右旋平均走滑速率约为0.6mm/a,平均垂直滑动速率约为0.4mm/a。龙日坝断裂带南段活动强度较中段明显偏弱,但具备发生M_W7级左右地震的能力,在距今约800年以来曾发生过地表破裂型事件。结合重定位地震结果来看,龙日坝断裂带西侧和龙门山断裂带地震活跃,之间的丹巴地区可能主要表现为褶皱变形而地震活动微弱。青藏高原东缘之下的滑脱面自川西高原到四川盆地从约15km逐渐变深至20km左右,而又变浅,约为10km,这种滑脱面的深度变化可能是龙门山隆升和孕震的驱动机制。这项研究有助于川西地区的地震危险性评价和深入理解青藏高原东缘的应变分配和隆升机制。     

天全-荥经断裂晚第四纪活动的地貌证据

天全-荥经断裂是青藏高原东南缘的1条晚第四纪且活动资料较少的断裂,在2008年汶川M 8.0地震之后,龙门山断裂带西南端未来的地震危险性受到关注。对天全-荥经断裂晚第四纪活动特征的获取有助于理解该区地震危险性的评价。通过遥感影像解译,结合野外调查和断错地貌测量,分析了天全-荥经断裂在荥经下坝村至桂花村切过荥经河河谷晚第四纪地貌区的活动证据。断裂沿线形成冲积扇断错、阶地坎断错和断坎等地貌,并沿断裂发育滑坡。晚第四纪以来断裂以左旋走滑活动为主,其中T2/T2'阶地坎被左旋断错22—24m。利用荥经河阶地与青衣江河流阶地对比,认为该断裂20—40ka以来左旋走滑速率为0.6—1.1mm/a。仍需要从古地震等方面开展工作,来进一步确定天全-荥经断裂的地震危险性。     

基于青衣江变形河流阶地研究龙门山断裂带南段的构造活动性

龙门山断裂带南段第四纪沉积差,断层出露不明显,晚第四纪构造活动性资料零星。为了提高对龙门山断裂带南段构造活动性的认识,探索芦山地震的发震构造,文中在分析龙门山断裂带南段的地貌以及构造演化的基础上,对跨盐井-五龙断裂、大川-双石断裂和芦山盆地的青衣江不同段的6级河流阶地进行了差分GPS连续测量和细致研究,结合对高分辨率航拍影像的地质解译,得到了龙门山断裂带南段青衣江各段的河流阶地横剖面,通过不同河段河流阶地的对比分析,建立了龙门山断裂带南段青衣江河流阶地纵剖面。通过对河流阶地的变形分析,发现龙门山断裂带南段晚第四纪以来,盐井-五龙断裂的平均垂向断错速率为0.6~1.2mm/a,大川-双石断裂没有明显的垂向活动,芦山地震的发震断层控制的山前褶皱最新活动。结合龙门山断裂带南段的地壳深部结构资料和芦山地震的精定位余震资料等,认为芦山地震的发震构造不是大川-双石断裂,而是龙门山断裂带南段的山前盲逆断层和反冲断层。     

龙门山南段晚第四纪逆冲活动的河流地貌研究

继2013年芦山MS7.0地震发生之后,龙门山断裂带南段的地震危险性得到了广泛的关注。为了深化对龙门山断裂带南段晚第四纪活动性的认识,我们对横跨该断裂带的青衣江上游河段开展了河流阶地调查与测量。在卫星影像和高分辨率DEM分析的基础上,基于SCGNSS(Sichuan Global Navigation Satelite System,四川省卫星定位连续运行基准服务平台)对河流阶地进行了精细测量和对比,开展了河流阶地的光释光测年,建立了青衣江上游河流阶地纵剖面图。耿达-陇东断裂、盐井-五龙断裂和小关子断裂(大川-双石断裂西支)均垂直断错了青衣江二级以上阶地,表现为逆冲活动,其晚第四纪平均垂直错动速率分别为0.21~0.30mm/a、0.12~0.21mm/a和0.10~0.12mm/a。晚第四纪以来,大川-双石断裂东支垂直错动不明显,金汤弧形构造带没有活动。通过青衣江河流阶地变形得到龙门山断裂带南段冲断带晚第四纪地壳缩短速率为0.48~0.77mm/a,该缩短速率约为龙门山断裂带中段的一半。结合前人对前陆区构造变形的研究,认为龙门山南段前陆褶皱带可能吸收了一半以上的地壳缩短量。龙门山断裂带南段3条主要分支断裂均为晚第四纪活动断裂,具有发生强震的危险性。     

龙门山断裂带中段晚第四纪活动速率

1龙门山断裂带概述 龙门山断裂带为青藏高原川青块体与华南四川盆地间的边界断裂,沿龙门山展布,走向北东,全长约500km,宽40～50km.该带主要由茂汶-汶川断裂(后山断裂)、北川-映秀断裂(主中央断裂)、江油-灌县断裂(主边界断裂)和后山、前山和前缘三条推覆构造带组成.全长约500km,宽40～50km.断裂带中段与岷江斜交并断错了岷江及其支流的河流阶地.本文应用河流阶地变形研究了该断裂带中段晚第四纪的活动速率.     

鹤庆—洱源断裂晚第四纪活动特征及对滇中引水工程的影响

鹤庆—洱源断裂位于滇西北,呈NE-SW向延伸,南端与红河断裂带斜交,是一条晚第四纪以来仍在活动的断裂。通过对鹤庆—洱源断裂的野外露头的特征分析,揭示了该断裂在晚第四纪以来具有左旋走滑特征,同时又伴有张性正断性质,结合该断裂带附近的地震活动特征分析,认为该断裂对滇中引水香炉山隧洞工程有重要影响,应引起重视。     

甘孜—玉树断裂当江段晚第四纪滑动速率

甘孜—玉树断裂带是青藏高原中东部的一条大型左旋走滑断裂带,同时也是羌塘地体和巴颜喀拉地体的重要地质边界.当江断裂位于甘孜—玉树断裂带的西北段,沿线发育当江荣、当江和哲达等一系列串珠状第四纪断层谷地.通过遥感影像解译和数字高程地形模型(DEM)数据分析,结合野外构造地貌调查,以及断错地貌面的光释光年代测定,发现断裂沿线冲沟、河流阶地和洪积扇等断错地貌发育,反映了该断裂晚第四纪左旋走滑活动性强烈.该断裂最新活动时代为全新世晚期,距今约3.04 ka.当江断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为7±3mm·a~(-1).研究结果为该区的地震危险性分析和高原东北部的运动学特征探讨提供了基础资料.     

青海都兰地区夏日哈活动断裂带的发现及其构造意义

青藏高原东北缘地区的构造变形以NE向挤压缩短、顺时针旋转和向E挤出为主要特征,在NE向挤压作用下形成了NNW向的右旋走滑断裂,进一步将东北缘地区分为多个次级块体。其中,鄂拉山断裂与东昆仑断裂围限形成的柴达木次级块体整体以向NW方向的旋转挤出为主要特征,但处于这2条边界断裂交会部位的柴达木盆地东缘都兰地区的构造变形方式却不清楚。近期在针对都兰地区的野外地质调查中,发现了一条NW走向、长60～70km的右旋走滑断裂带,即夏日哈断裂带。该断裂带位于鄂拉山断裂西侧,由2条近平行的断裂组成,分别为夏日哈断裂和英德尔康断裂。经遥感解译与野外地质调查发现,该断裂线性特征明显,断错了多期冲积扇、河流阶地等晚第四纪地质地貌体,发现了多个断错晚第四纪沉积物的剖面,显示该断裂带为晚更新世—全新世活动断裂。综合分析认为,该断裂与前期发现的近EW走向的热水-桃斯托河全新世左旋走滑断裂,分别在鄂拉山断裂和东昆仑断裂的影响下共同调节柴达木块体端部的挤出旋转变形。同时,该断裂为该区新发现的活动断裂,具有中强地震的潜在发震能力,这不仅对理解区域构造变形模式具有重要意义,也导致对该区域地震危险性的认识发生较大改变。因此,亟待在该区域开展更进一步研究工作,以增进对区域应变分配模式的理解,为区域地震安全问题提供参考。     

滇西南地区汉母坝-澜沧断裂晚第四纪构造活动的地质地貌证据

通过对汗母坝-澜沧断裂晚第四纪地质、地貌实地调查与测量,并结合前人研究成果,讨论了该断裂晚第四纪最新构造活动特征。综合分析认为,汗母坝-澜沧断裂为一条以右旋走滑为主的全新世活动断裂,长约120 km,整体走向NNW。该断裂活动习性具有明显的分段特征,北段称为汗母坝断裂,是1988年耿马7.2级地震的发震断裂;南段称为澜沧断裂,是1988年澜沧7.6级地震的发震断裂之一。晚第四纪以来其新活动形成了丰富的断错地貌现象,如冲沟和山脊右旋位错、断层沟槽、断层垭口、断层陡坎、断陷凹坑等。根据断裂断错地貌特征的相应资料估计,该断裂晚第四纪右旋走滑速率约为(4.7±0.5) mm/a。     

楚雄­南华断裂晚第四纪活动与1680年楚雄6¾级地震

根据卫星影像解译和野外调查结果,本文重点分析研究楚雄-南华断裂的活动特征、最新活动时代、第四纪盆地的成因以及与1680年楚雄 6?级地震的关系。吕合、南华等多处第四纪断层剖面揭示了断错龙川江Ⅱ、Ⅲ级阶地晚更新世晚期堆积,表明该断裂是一条晚第四纪活动断裂,其最新时代为晚更新世晚期乃至全新世,运动性质以右旋走滑运动为主,水平走滑速率1.6～2.0mm/a。沿断裂发育有楚雄、南华、子午等多个第四纪拉分盆地。历史上,断裂附近曾发生1680年楚雄 6?级地震和多次中强地震,楚雄-南华断裂为这些地震的发震构造。从更大区域范围看,它与东部的曲江断裂、石屏-建水断裂一起,构成一组斜列的右旋走滑为主的活动断裂带。这种运动学特征类似于川滇菱形块体西南边界的红河断裂带,与川滇菱形块体SE向逃逸(运动)有关。     

滇西北龙蟠—乔后断裂带桃源段晚第四纪活动特征研究

根据详细的野外调查和剖面测绘成果,结合区域第四系测年结果等资料,对龙蟠—乔后断裂带桃源段新发现的桃源断裂、刀郭断裂、合江村断裂及已知的龙蟠—乔后断裂等4条主要断裂的晚第四纪活动特征进行研究。成果表明,龙蟠—乔后断裂带桃源段在晚第四纪的活动特征明显,活动强度中等,龙蟠—乔后断裂和合江村断裂属全新世活动断裂,桃源断裂和刀郭断裂属晚更新世断裂;晚更新世以来,龙蟠—乔后断裂和刀郭断裂以左旋走滑运动为主,而桃源断裂和合江村断裂则表现为正断走滑为主。这些断裂的活动性都不同程度地影响着研究区及附近区域的地震风险和构造稳定性。新的调查研究成果为深入认识龙蟠—乔后断裂带桃源段的晚第四纪活动性提供了新的资料,并可为深入理解该区的地震地质特征以及工程建设地震安全性评价等提供基础地质资料。     

龙门山推覆构造带中段山前断裂晚第四纪活动的地质与地球物理证据

龙门山逆冲推覆构造带中段山前断裂的存在和最新活动时代一直是个争论的问题.石油地震探测资料和浅层地震剖面揭示该断裂的存在,并断错了第四系;野外调查表明,龙门山中段山前存在明显的线性地貌特征,山前断裂断错晚了更新世晚期的洪积台地;探槽剖面揭示距今约1500 a之前在山前断裂上曾发生过一次地表破裂型事件,而该断裂未来具备发生强震的潜势.断错地貌的差分GPS测量和年代学分析显示山前断裂晚第四纪垂直滑动速率大于0.36 mm/a,其与龙门山中段主干断裂活动强度相当,说明龙门山山前断裂在龙门山逆冲推覆构造带的变形中也承担着重要的作用.该研究不仅能为成都平原的地震危险性评价提供基础资料,也有助于全面理解青藏高原东缘的隆升机制.     

楚雄-南华断裂晚第四纪活动与1680年楚雄63/4级地震

根据卫星影像解译和野外调查结果,本文重点分析研究楚雄-南华断裂的活动特征、最新活动时代、第四纪盆地的成因以及与1680年楚雄6(3/4)级地震的关系。吕合、南华等多处第四纪断层剖面揭示了断错龙川江Ⅱ、Ⅲ级阶地晚更新世晚期堆积,表明该断裂是一条晚第四纪活动断裂,其最新时代为晚更新世晚期乃至全新世,运动性质以右旋走滑运动为主,水平走滑速率1.6~2.0mm/a。沿断裂发育有楚雄、南华、子午等多个第四纪拉分盆地。历史上,断裂附近曾发生1680年楚雄6(3/4)级地震和多次中强地震,楚雄-南华断裂为这些地震的发震构造。从更大区域范围看,它与东部的曲江断裂、石屏-建水断裂一起,构成一组斜列的右旋走滑为主的活动断裂带。这种运动学特征类似于川滇菱形块体西南边界的红河断裂带,与川滇菱形块体SE向逃逸(运动)有关。     

芦山地震灾区宝兴县地震活断层探测成果介绍

2013年芦山7.0级地震发生后,宝兴县作为地震灾区,在灾后重建工作中划设了穆坪镇和五龙乡两个规划区。由于两个规划区均位于龙门山断裂带南段中央断裂附近,中央断裂的晚第四纪活动特征研究可以为宝兴县的的灾后重建工作提供科学依据。通过野外地质调查、地球物理探测及钻探等手段,对中央断裂的两个分支断裂即盐井断裂和五龙断裂的地质地貌及活动特征进行了揭示。研究结果显示五龙断裂线性特征较为清晰,为晚第四纪活动断裂,穿过五龙乡规划区,考虑到未来发生地震造成的地表断错问题,应进行地震活断层避让。盐井断裂线性特征较弱,断层规模较小,为早-中更新世活动断裂,可以不考虑其对穆坪镇规划区的影响。     

利用岷江阶地的变形估算龙门山断裂带中段晚第四纪滑动速率

用岷江都江堰—汶川段晚第四纪阶地面的变形量估算了龙门山断裂带中段的滑动速率。岷江及其支流发育3级晚第四纪河流阶地,阶地面的年龄分别约为10,20,50kaBP。阶地纵剖面在茂汶-汶川断裂、北川-映秀断裂和江油-灌县断裂处有明显的垂直变形。断裂活动具有间歇性特点,晚第四纪以来有过3期活动,其起始时间分别为50,20,10kaBP。依据各级阶地面年龄和变形量估算的茂汶-汶川断裂、北川-映秀断裂和江油-灌县断裂晚第四纪逆冲滑动速率分别为0.5,0.6～0.3,0.2mm/a;据阶地走滑位错估算的茂汶-汶川断裂和北川-映秀断裂的晚第四纪右旋走滑速率均约为1mm/a。现代河床之下发育很厚的河流堆积物表明,龙门山的构造抬升经历了较为复杂的过程     

川西理塘断裂带平均滑动速率、地震破裂分段与复发特征

理塘断裂带是川西北次级块体内部的一条活动断裂带.野外调查获得其晚第四纪断错、近代地震破裂、破裂分段的新证据, 估算出断裂的滑动速率、特征地震震级与复发间隔.结果表明, 理塘断裂带由毛垭坝盆地北缘、理塘和康嘎-德巫等三条次级断裂组成, 以左旋走滑为主, 不同部位伴有不等的逆倾滑分量. 由7个地点的断错地貌及相关沉积物年龄估算断裂带距今约14 ka以来的平均左旋滑动速率为4.0±1.0 mm/a, 垂直(逆)滑动速率0.1~1.8 mm/a; 三条次级断裂均为独立的地震破裂段, 相应特征地震最大矩震级估值为7.0~7.3, 平均复发间隔为500~1000年, 北西段最晚地震破裂发生在距今119±2 a之前, 中段发生在公元1890年前后, 南东段则发生在公元1948年, 显示出与段落之间应力触发作用有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特点.     

祁连山活动断裂带中东段冷龙岭断裂滑动速率的精确厘定

冷龙岭活动断裂是青藏高原东北缘祁连山断裂带的重要组成部分, 位于祁连山断裂带中东段。 根据野外考察结果认为, 该断裂全新世以来活动强烈, 主要表现为左旋走滑运动, 并伴有正倾滑性质, 断错地貌特征明显。 通过高分辨率SPOT卫星数字影像和大比例尺航空照片处理确定断层的位置, 利用断错地貌测图、 热释光(TL)和碳十四(¹⁴C)测年方法, 厘定了冷龙岭断裂的晚第四纪滑动速率, 冷龙岭断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为(4.3±0.7)mm/a, 全新世晚期以来的平均水平滑动速率为(3.9±0.36)mm/a。     

龙门山断裂带北段晚第四纪活动性讨论

在野外考察的基础上 ,结合所采集的各条断裂之上的覆盖物或断层带物质的热释光 (TL)或电子自旋共振 (ESR)样品年龄 ,对龙门山断裂带北段的晚第四纪活动性进行了分析 ,认为 :后山断裂在第四纪早 -中期曾有过活动 ,晚更新世以来已不再活动 ;中央断裂早更新世或前第四纪是活动的 ;前山断裂在白龙江以北变成一些小的、零星分布的断裂 ,它们在第四纪早期以前有过活动。而已有研究表明龙门山断裂带中段和西南段晚第四纪以来仍在活动。造成龙门山断裂带不同段落新活动时代不同的主要原因 ,可能是区域应力场的变化所导致的活动地块边界的变化。龙门山断裂带的北段现在已不构成活动块体的边界 ,加之岷山隆起对龙门山断裂带东北段的屏障作用 ,使得龙门山断裂带北段活动减弱。而龙门山推覆构造带中南段和岷山隆起构造带共同成为块体持续挤压作用的东界。这为研究青藏高原的运动学及动力学等问题提供了重要信息