龙门山前山断裂北段晚第四纪活动性研究

5月12日汶川8.0级地震沿龙门山断裂带中央断裂映秀—石坎段、前山断裂白鹿—汉旺段形成了典型的逆断层-褶皱地震地表形变带,两侧构筑物遭受了毁灭性的破坏。中央断裂地震地表形变带突破了以往所认识的断裂活动分段边界,向北扩展了约60km,余震亦具有从中段向北段迁移的趋势。龙门山断裂带北段在此次地震中地表有什么影响或破坏?该段晚第四纪是否有过地震活动?在前人工作的基础上,我们对前山断裂北段的地震地表特征和晚第四纪活动性进行了详细的地质地貌调查,并重点选择2个影像线性特征清晰、震害较强烈的疑似地点进行了探槽揭露,以期为解决这些问题以及灾后重建积累翔实可靠的基础资料及获得相应的初步认识。主要结论是:前山断裂北段地质地貌、构造、5月12日汶川8.0级地震的地表表现等与其南侧的灌县-安县断裂(中段)均存在显著差异,晚第四纪活动迹象不明显,前山断裂晚第四纪活动段可能终止在永安镇往南一带;永安镇一带前人认为的"活动断裂陡坎"应为侵蚀河岸     

安宁河断裂带晚第四纪活动的基本特征及强震危险性分析

通过影像解译,结合野外地质调查,利用第四纪地貌填图、样品采集和差分GPS地貌面的测量等研究手段,对安宁河断裂带及其附近地区第四纪地貌特征与断层活动关系进行了研究,分析了安宁河断裂带晚第四纪以来的活动特征,探讨了该断裂上强震的危险性。结果表明,晚第四纪以来,安宁河断裂带有强烈左旋走滑和逆冲的双重运动特征,由此可将其划分为南、北两段,北段最后一次活动时间大约在公元15世纪,南段最后一次活动时间为1536年。安宁河断裂带北段的强震危险性大于南段,且未来地震的强度在7.5级左右。     

龙门山断裂带茂汶—汶川段的长期强震潜势

本文针对自然生态系统和人工生态系统，分别讨论了公路在选线、施工和运营期对生态的影响，以及通过生态工程达到生态恢复和优化的设想，并首次阐述了“路界生态系统”的概念和内容。     

龙门山断裂带地壳精细结构与汶川地震发震机理

利用2001年1月至2008年6月四川固定地震台网和临时地震台站记录到的大量P波到时资料,反演了龙门山断裂带及周边地区的地壳精细三维P波速度模型. 结果表明,汶川主震以北和以南地区的结构存在较大差异,以北地区的龙门山断裂带具有很强地壳不均匀性,这与该区发生了大量汶川地震的余震相一致. 这些结果有意义地改进了前人对龙门山断裂带仅为不同块体过渡带的认识. 汶川主震震源区下方存在有明显低波速异常体,表明流体可能存在于龙门山断裂带内. 这些流体可能直接影响汶川大震的形成. 本文的成像结果为下地壳流沿龙门山断裂带上浸提供了可靠的地震学证据.     

龙门山断裂带地壳密度结构

研究龙门山及邻区地壳密度结构对于认识该地区地震活动性具有重要意义.根据龙门山及邻区( 100°～105°E,28°～33°N)的布格重力异常资料,选取了跨越龙门山断裂带的6条重力测线,在深地震测深资料约束下,使用Geosoft软件分别反演出了龙门山地区地下的沉积层、康拉德界面和莫霍面的深度分布.研究结果表明:龙门山断裂带两侧的地壳结构明显不同,西面高原地区沉积层较薄,大部分为基岩出露;而东边盆地沉积层明显较厚,多在6km以上.莫霍面和康拉德面在两侧均相对平缓,康拉德面从东部的大约24km增加到青藏高原山区的35km左右;莫霍面深度从东部盆地的大约42km增加到西部青藏高原的67km左右.龙门山断裂带整体表现为一条近SN向的陡变重力梯度带,并在其地壳内各界面均发生错断,莫霍面和康拉德面错断距离分别达6 ～ 7km和3～ 5km.该区地壳的这种陡变和不均匀性是导致地震活动性强烈的主要原因之一.     

龙门山断裂带中上地壳速度结构的短周期环境噪声成像

本文利用在龙门山断裂带周边布设的57个台站自2008年11月至2009年11月为期一年的垂直分量连续地震环境噪声数据,通过短周期地震环境噪声成像方法,获得了龙门山断裂带中北段地壳25 km深度范围的S波精细速度结构.结果表明: (1)龙门山断裂带周边区域10 km以上的速度结构与地表断裂的分布形态具有良好的一致性,速度结构控制了龙门山主要断层的深部延展特征;在15 km及以下深度,S波速度结构呈现沿龙门山和沿岷山隆起走向的交叉构造格局,由此造成的速度结构差异可能影响了汶川地震的破裂过程; (2)速度结构随深度的分布特征为龙门山断裂带主要断层的深部延伸形态给出了良好的约束,结果进一步确认了龙门山断裂中段的高角度铲型断裂构造特征; (3)研究区的南端发现了龙门山断裂下方20 km以下深度具有与松潘地块中地壳低速层相关的低速结构的迹象,这可能是汶川地震破裂带南段22 km左右深度存在脆韧转换带的一个证据.研究结果显示出密集台阵和短周期环境噪声成像方法在地壳浅部精细结构和断层探测研究中具有巨大潜力.     

松潘—龙门山地区主要活动断裂带第四纪活动特征

本文主要根据我们近两年来对松潘—龙门山地区主要断裂带的野外调查成果,并参考前人资料,结合第四纪年代学和断层活动性与地震关系的研究,重点讨论了松潘—龙门山地区几条主要活动断裂带的第四纪活动特征。研究结果表明:这几条活动断裂带在中、晚更新世以来活动的强弱与其地震活动在时、空分布上的不均匀性有较好的一致性,即地震活动的强度、频度严格受断裂带在中、晚更新世以来的活动强度、活动方式的制约,强震主要发生在晚更新世以来断裂的最新活动段上。     

由地震活动参数分析龙门山-岷山断裂带的现今活动习性与强震危险性

根据最近28年的区域台网地震资料,利用b值空间分布及断裂带分段的多地震活动参数值的组合方法,结合历史强震背景,分析了沿川北龙门山-岷山断裂带不同断裂段的现今活动习性,并初步判别出了潜在的强震危险段落。研究结果表明:龙门山断裂带中-南段存在6个具有不同现今活动习性的段落,其中,绵竹-茂县段处于相对高应力背景下的频繁中-小震活动状态,被认为是龙门山断裂带上未来最可能发生强震的地段;江油-平武段处于相对高应力背景下的稀疏中-小震活动状态,未来有可能发生中强地震。而岷山断裂带中的岷江断裂段和虎牙断裂段,以及叠溪隐伏逆断层地区均具有相对偏低的应力水平,可能与其不久前分别发生过大地震和强震有关,未来不太长的时期内复发大地震的可能性较小。     

四川强震活动的时间间隔初折

本文将６级以上强震分为连发与单发两类,分别讨论了各自的间隔时间。有些强震发震时间间隔的部分规则性可以作为地震趋势研究的参考。     

龙门山断裂带北段第四纪活动的地质地貌证据

以龙门山断裂带北段中的青川断裂、茶坝-林庵寺断裂沿线的地质地貌为研究对象,在青川断裂沿线的土关铺、大安,茶坝-林庵寺断裂上的薛家沟、胡家坝等地,对断裂附近的河流地貌进行了详细的构造地貌制图。龙门山断裂带北段所在地区的河流一般发育5级阶地,T1阶地拔河高度3~5m,为全新世堆积阶地。T2阶地拔河高度10m左右,为晚更新世基座阶地。T3阶地拔河高度一般为30~35m,为晚更新世早期形成的基座阶地。T4阶地拔河高度60~70m,残留的阶地砾石层中花岗岩、砂岩砾石已经被强风化,只保留砾石的形态。T5阶地拔河高度为90m左右,阶地堆积物被剥蚀殆尽。青川断裂、茶坝-林庵寺断裂在河流的T4和T5阶地上形成宽30~180m的断层槽地,深度达8~20m,T4阶地砾石层底面落差达10~15m。T3阶地上不发育断层槽地,或断层两盘的T3阶地拔河高度一致,一些地段断层被T3阶地砾石层覆盖。因此认为,这两条断裂在T3阶地形成之前,T4阶地形成之后有过强烈的活动     

四川强震活动的时间间隔初析

本文将6 级以上强震分为连发与单发两类, 分别讨论了各自的间隔时间。有些强震发震时间间隔的部分规则性可以作为地震趋势研究的参考。     

由现今地震活动分析鲜水河断裂带中-南段活动习性与强震危险地段

利用最近25年的区域台网地震资料, 基于沿鲜水河断裂带中-南段的b值分布以及多个地震活动参数值的不同组合, 结合震源深度分布、 历史强震背景等, 分析了不同断裂段落的现今活动习性, 进而初步判别该断裂带潜在的强震危险地段。 结果表明, 鲜水河断裂带中-南段目前存在6个不同活动习性的段落。 其中, 道孚段自1981年强震后已再次趋于闭锁, 原因可能与断层面存在“凹凸体”有关, 但应变可能还会进一步积累; 八美段目前处于中偏高应力下的相对静止状态, 推测其断面正处于新的应力积累阶段; 塔公段已有255~300年的无强震期, 目前正处于高应力下的相对闭锁状态, 震源深度剖面上的小震空白区显示出闭锁断层面的轮廓, 应属于未来最可能发生强震的危险地段; 康定、 磨西二个段落表现出中偏低应力下的稀疏小震滑动及较频繁小震滑动的状态, 意味着最晚的一次大地震破裂后断层面尚未重新耦合; 石棉段表现出偏高应力下的频繁中-小地震活动与该段的多条断裂交汇有关。     

龙门山和鲜水河断裂带对区域构造加载作用的动态响应

为了研究汶川地震和鲜水河断裂带上的地震之间是否有触发作用及区域构造加载作用在这些地震发生过程中对应力场的影响.我们以汶川地震和鲜水河断裂带所在区域上的共7次地震为研究对象,区域构造加载作用由GPS速度边界近似,用分裂节点技术模拟上地壳地震的发生,并采用三维黏弹性有限元方法,模拟库仑应力的演化.研究结果表明:鲜水河断裂带上的地震震前积累的库仑应力的17%~38%来自区域构造加载的持续作用,其他的地震形变引起的库仑应力的积累约占49%~67%,故地震触发作用明显(除1948年理塘地震和1973年炉霍地震外);而汶川地震震前1893—1981年发生的地震释放了该区部分库仑应力,不可能对汶川地震有触发作用.汶川地震的库仑应力积累可能主要来自区域构造加载作用,地震发生以后几乎释放了所在区域的所有库仑应力,形成新的格局.     

龙门山断裂带精细速度结构的双差层析成像研究

利用川西流动地震台阵、汶川地震震后应急台网记录到的P波到时资料,对2008年5月至2008年10月期间发生的汶川地震余震序列应用双差层析成像方法进行了地震震源和三维P波速度结构的联合反演.结果显示,联合反演获得的地震重定位结果与基于一维地壳参考模型的双差定位方法结果相近;研究区15 km以上速度结构与地表断裂分布密切相关,20 km以下深度呈现北东向和北西向交错结构.汶川地震破裂带南段龙门山断裂带之间上地壳呈现高速异常,速度结构的非均匀变化是控制余震分布和主震破裂传播的主要因素;联合反演结果给出了小鱼洞—理县方向存在隐伏断裂的速度结构证据,同时发现,破裂带北东段可能沿新发断裂扩展;结果确认了汶川地震起始段的高角度逆冲断裂特征,也确认了前山断裂和中央断裂在约20 km深度合并到脆韧转换带的特征.     

龙门山断裂带及邻区小震活动的远震动态触发特征

强震发生后,在相距较远(远大于强震破裂尺度)的地区出现小地震活动增强现象,且明显高于区域背景地震活动水平,称为动态地震触发现象.此现象于1992年兰德斯7.3级地震后首次发现,随后在全球范围内得到验证.     

小江断裂带晚第四纪活动研究综述

小江断裂带是川滇菱形块体的东南边界断裂,是大型左旋走滑断裂。在总结已有研究成果的基础上,概述了小江断裂带空间展布、滑动速率、地震活动特征、强震地表破裂特征、地震危险性等方面的研究进展。已有研究结果表明,小江断裂带可分为北段、中段、南段,其中中段又可分为东支和西支。整条断裂带全新世的滑动速率为10 mm/a左右,其中北段和中段滑动速率为8～12 mm/a,南段滑动速率小于8 mm/a。小江断裂带沿线及周边地区地震频发,北段、中段地震活动性明显高于南段,强震活动具有明显的时空不均匀性,南段和巧家-东川段为地震空区,具有较高的强震危险性。通过对小江断裂带的论述,认为小江断裂带南段穿过红河断裂并向南延伸,但小江断裂带向南延伸模式及小江断裂带南段速度亏损是否由曲江断裂、石屏-建水断裂和红河断裂吸收,小江断裂带古地震是否与曲江断裂、石屏-建水断裂古地震相互影响,“Y”字形构造带吸收和调节模式还需进一步研究。     

龙门山断裂带晚第四纪的大地震活动——来自古地震研究的资料

2018年5·12汶川地震后,龙门山断裂带的大地震活动特征一直是倍受关注的科学问题.而探槽古地震研究是最直接揭示活断层带晚第四纪大地震活动规律的重要途径.本文通过系统总结龙门山断裂带近十年来探槽古地震研究成果,全面分析了龙门山断裂带不同段落的晚第四纪大地震活动与复发特征.结果显示：龙门山断裂带的大地震活动具有明显的分段性,北川—映秀断裂和江油—灌县断裂中段（包括小鱼洞断裂）是全新世以来,最为活跃的段落,约距今6000年以来,发生过3次位移量近似相等的事件,分别发生在5920—5730 cal BP和3300—2300 cal BP,大地震活动具有3000年左右的准周期复发特征;北川—映秀断裂的北段具有独立破裂的能力,该段汶川地震前一次事件发生在大约665—1030 AD,可能是历史上记载的942 AD地震事件,另一次事件发生在8240—7785 BC;江油—灌县断裂的南段（大川—双石断裂）发震能力明显弱于断裂带中段和北段.现有古地震数据表明,沿北川—映秀断裂,除汶川地震以外,并未显示出不同段落间在全新世期间存在级联破裂的证据,这可能意味着2008年汶川M8地震是龙门山断裂带上罕见的巨大地震事件.另外,青川断裂上探槽揭露的古地震变形事件不像是断裂直接位错的结果,更可能是被动响应北川—映秀断裂右旋位错的现象.

     

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     

汶川Ms8．0级强震震前龙门山断裂带断层形变异常分析

概述和分析四川汶川Ms8．0级强震的发震构造及其地质背景,从断层形变的角度研究这次地震前形变场的异常变化情况。结论是：汶川地震区的地形变前兆异常是客观存在的,在某些局部区域甚至是非常显著的;流动短水准观测资料反映出了震前龙门山断裂带局部区域的加速活动;从现有形变资料出发,要实现如此大地震的预报仍然缺乏根据和把握。     

龙门山中段后山断裂带晚第四纪运动特征

本文通过对龙门山断裂带中段后山断裂带主要断裂的研究,认识到从茂汶断裂往西北到挂思岭断裂,断裂最新活动时代有逐渐变老的趋势,反映了龙门山后山断裂在晚新生代同样具有前展式(背驮式)逆冲推覆特征,主断裂茂汶断裂的最新活动时代为晚更新世晚期;后山断裂带除逆冲挤压构造变形外,还存在拉张变形,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.