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     

达尔布特断裂中段构造活动性

研究了达尔布转断裂中段第四纪沉积物的分布特征，阶地变形，冲洪积扇变形，断层陡坎展布及探槽揭露等方面的内容，认为达尔布特断裂中段的活动以左旋走滑为主，晚更新世晚期以来垂直活动速率在０．０１１ｍｍ／ａ，水平活动速率为０．２０～０．２２ｍｍ／ａ；且至少有２次明显活动，全新世最后１次活动可能为古地震事件，时间距今约４０００～４５００年左右，研究结果表明，达尔布特断裂中段具有发生强烈的构造条件。     

对龙门山中生代和新生代构造演化的讨论

5．12汶川大地震是在无任何征兆的情况下发生的,这表明龙门山构造带现今的应力与应变场以及在历史中形成的构造格架极为复杂．龙门山构造格架先是形成于太平洋和特提斯两大构造域在中生代的相互作用,后又作为青藏高原的东边界协调青藏高原的隆升和水平生长,其现今的地质地貌格局就形成于这两构造事件的叠加作用．在晚三叠世,扬子西缘发生陆内汇聚作用,在川西形成龙门山构造带,并导致四川前陆盆地的形成,龙门山与四川前陆盆地表现出典型的盆山耦合关系．然而,在中生代大部分时间里,松潘-甘孜构造带与扬子地块表现出截然不同的造山极性．扬子地块沿一系列左行走滑断裂持续发生顺时针旋转,并主要在四川盆地发育一套河湖相沉积,而松潘-甘孜构造带则以大规模北东．南西向挤压缩短为特征,并发生整体抬升．在新生代大部分时间里,龙门山和四川盆地对青藏高原的生长和抬升并没有表现出强烈的构造和沉积响应．在地壳表面水平变形速率很低的背景下,现今的龙门山却呈现出非常年轻的高峻地貌特征,其地形梯度之大甚至超过喜马拉雅山．由此可以推测青藏高原与四川盆地之间的汇聚作用可能发生在地壳深部,可能受下地壳流动的控制．晚新生代时期发源于青藏高原东缘的岷江在龙门山山前突然卸载了大量的洪积物,充填在成都平原内,是气候还是构造成因？对此存在不同的认识．汶川大地震引发了大面积的滑坡、泥石流和河流的堰塞,这些地质灾害给我们的启示是：成都平原的砾石沉积可能有相当一部分与地质历史中大地震引发的洪水有关,其中最著名的是大邑砾岩．在大邑砾岩之下还存在一套沉积特征截然不同的砾岩,其年龄可能是晚中新世（8～13Ma）,这些砾岩连同上覆的大邑砾岩和下伏?     

龙门山前山断裂中段古地震研究

“5·12”汶川地震形成了3条地表同震破裂带,前人以此为线索在龙门山中央断裂中段、前山断裂中段以及小鱼洞断裂开展了系列古地震探槽研究,在古地震识别、年代控制、活动特征和大地震原地复发周期等方面取得了较好成果,但前山断裂中段中北部的探槽因古地震遗迹破坏较严重或未保存而效果不太理想,为补充前山断裂中段的古地震探槽研究基础数据,笔者在该断裂中部的汉旺镇群新村、北部的雎水镇月儿门村一带的Ⅱ级河流阶地上开挖了2条探槽,并进行了古地震研究工作。结果显示:(1)“5·12”汶川地震导致的地表垂向位移量在汉旺镇群新村白溪河南西岸为1.4～1.5 m,在雎水镇月儿门村雎水河东岸约0.53～0.6 m;(2)汉旺镇群新村探槽揭示了包括“5·12”汶川地震在内的至少2次大地震事件,且2次事件的垂向位移量相当,而雎水镇月儿门村探槽仅揭示了“5·12”汶川地震事件;(3)根据AMS¹⁴C年龄测定结果,汉旺镇群新村探槽记录的前一次古地震事件应发生在2003±38 cal BP之前,与前人在擂鼓、映秀、小鱼洞、白鹿等地探槽记录的前一次古地震为同一事件,结合前人在地貌、古地震探槽方面的研究及历史...     

汶川MS8.0地震前后龙门山及其 邻区构造应力场时空分布特征

基于2000年7月—2009年6 月龙门山及其邻区的震源机制解资料, 采用Gephart & Forsyth方法, 反演得到了汶川地震前后该地区构造应力主方向的空间分布. 结果显示: 沿鲜水河断裂带及其北部地区, 构造应力场变化显著, 区域构造应力的最大主应力方位由NNW变为NW, 断层错动类型由正断型兼走滑型变为走滑型; 沿龙门山断裂带的构造应力最大主应力方向仍然为近EW和NE向, 但其EW向范围在向NE方向扩张, 其南部汶川地震震中附近异常带范围在收缩. 另一方面, 对上述时间段龙门山及其邻区不同时段构造应力场的反演结果表明, 其构造应力场的特征参数(包括R值、 应力洛德参数μ′以及3个主应力的方位角和仰角等)均从第13时窗开始出现显著变化, 这表明第13时窗(2006年12月—2007年1月)是一个构造应力显著变化的特征窗口. 在该时窗内, 地震能量积累达到一个临界状态, 是汶川M_S8.0地震发生的时间节点.      

基于高精度GPS监测龙门山断裂带中段及邻区现今地壳活动性研究

高精度GPS测量是研究现今地壳运动和地壳形变的重要手段之一.龙门山断裂带一直备受地质学者关注,尤其是2008年5月12日汶川大地震发生以后,对龙门山断裂带的研究提出了许多新的认识.汶川大地震后通过对1991年至2008年龙门山断裂带长期GPS监测成果(0.3～7mm/a)的分析、研究总结后认为这种低速率断层经过长期缓慢的能量积累,同样能够产生大地震;近期(2008～2010年)GPS观测数据结果揭示,龙门山断裂带中段及邻区的地壳运动速率由地震前的0.3～7mm/a,提高到4～57mm/a,分析认为在观测期内龙门山断裂带中段及邻区正处于一个震后应力释放期,这种应力释放可能还将持续相当长时间,影响着龙门山断裂带现今的活动性.今后一段时间龙门山断裂带可能仍处余震的高发期,需引起关注!对于今后龙门山活动性是否已经进入一个新的活动期,还需要进一步长期的高精度监测来确认、修正.     

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.     

基于龙门山断裂带中段平行逆断层格局 和动力学背景的特征地震数值模拟实验

本文构建一种应用有限元开展特征地震数值模拟的新方法, 并以龙门山断裂带中段的浅层构造和动力学机制为背景, 研究了平行逆冲断层分布格局对区域地震活动性的影响. 结果表明, 从断层活动相互影响的角度看, 包含3条平行逆断层的断裂带的整体地震活动性并不适用严格周期的特征地震模型, 当断层间距在20 km以下时, 随着断层间距的缩短, 对单条断层应用特征地震模型的适用性会逐渐降低. 龙门山断裂带中段的模拟计算结果显示, 后山断裂的地震活动相对独立, 区域活动性和中央断裂的断层活动很可能不适用严格周期的特征地震模型.      

由重复微震估算的龙门山断裂带深部滑动速率

使用断层附近两个数字地震台网记录的重复地震数据研究了发生2008年汶川M7.9灾难性地震的龙门山断裂带的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的231组相似地震对和224组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。针对每一组多重相似对,我们首先依据在同一地震台站记录的波形来塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S与P波的相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。我们识别出了位于M7.9汶川地震震源区的12组重复微震,大部分重复微震分布在2008汶川地震同震大破裂闭锁区的边缘,揭示了微震活动与未来破坏性大震在空间位置上的密切关系。由重复微震直接获取的滑动速率随深度增加而增大,在4～18km深度范围滑动速率为3.5～9.6mm/a,约为GPS和地质等浅表观测的滑动速率值的2倍。研究结果对于理解断层活动性和地震危险性分析具有重要意义。     

四川龙门山活动断裂带典型地段晚第四纪强震多期活动证据

断错地貌调查和探槽开挖是获取活动断裂多期活动重要的线索．介绍了龙门山中央断裂带北川县城及平武县平通镇的断层沟槽调查及龙门山前山断裂带绵竹县汉旺镇台地前缘探槽开挖获得的认识．调查结果表明,北川断层沟槽包括汶川地震在内至少存在3次断层活动事件;平通断层沟槽包括汶川地震在内至少存在两次以上断层活动事件;汉旺探槽揭示了2-3次古地震事件．在上述3个地点中,北川断层沟槽和汉旺探槽在汶川地震前的一次强震时间接近,分别为大于5．8ka和小于6．63ka,接近为6ka．由此也获取了在汶川地震前龙门山活动断裂带的一次强震活动中,中央断裂带和前山断裂带同时活动的证据．     

Mesozoic and Cenozoic tectonic evolution of the Longmenshan fault belt

The giant earthquake (M _s=8.0) in Wenchuan on May 12, 2008 was triggered by oblique convergence between the Tibetan Plateau and the South China along the Longmenshan fault belt. The Longmenshan fault belt marks an important component of the tectonic and geomorphological boundary between the eastern and western part of China and has a protracted tectonic history. It was first formed as an intracontinental transfer fault, patitioning the differential deformation between the Pacific and Tethys tectonic domains, initiated in late Paleozoic-early Mesozoic time, then served as the eastern boundary of the Tibetan Plateau to accommodate the growth of the plateau in Cenozoic. Its current geological and geomorphological frameworks are the result of superimposition of these two tectonic events. In Late Triassic, the Longmenshan underwent left-slip oblique NW-SE shortening due to the clockwise rotation of the Yangtze Block, which led to the flexural subsidence of the Sichuan foreland basin, but after that, the subsidence of the Sichuan Basin seems no longer controlled by the tectonic activity of the Longmenshan fault belt. The Meosozoic tectonic evolution of the Songpan-Ganzi fold belt differs significantly compared with that of the Yangtze Platform, featured by intensive northeast and southwest shortening and resulted in the close of the Paleo-Tethys. Aerial photos taken immediately after main shock of the giant May 12, 2008 earthquake have documented extensive rock fall and landslides that represent one of the most destructive aspects of the earthquake. Both rock avalanches and landslides delivered a huge volume of debris into the middle part of the Minjiang River, and formed many dammed lakes. Breaching of these natural dams can be catastrophic, as occurred in the Diexi area along the upstream of the Minjiang River in the year of 1933 that led to devastating floodings. The resultant flood following the breaching of these dams flowed through and out of the Longmenshan belt into the Chengdu Plain, bringing a huge volume of sediments. The oldest alluvial deposits within the Chengdu Plain are estimated to be Late Miocene (8–13 Ma). We suggest that the flooding that transported the course-grained sediments into the Chengdu Plain occurred in late Cenozoic, resulted from both the climate and the historical earthquakes similar to the May 12 earthquake. Estimated age of the sediments related to earthquakes and coeval shortening across the Chengdu Plain indicate that the eastern margin of the plateau became seismically and tectonically active in Late Miocene. Supported by Knowledge Innovation Project of Chinese Academy of Sciences (Grant No. KZCX2-YW-12), National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40672151, 40721003, 40472121 and 40830314) and PetroChina Company Limited     

龙门山断裂带最新地震活动特征及其意义

综合最新布设的龙门山断裂带地震空段台阵（LmsSGA）与四川省地震局固定地震台网数据,对龙门山断裂带新近一年（2016年11月21日到2017年10月28日）的23479个地震事件开展双差定位工作,共获取包括汶川地震余震和芦山地震余震在内的6111个重定位地震事件.在此基础上,分别与汶川地震和芦山地震的早期余震空间分布特征进行比较.研究发现在汶川地震发生近十年后,其余震活动依旧活跃.汶川地震现今余震活动主要分布在10~25 km的深度区间,震源深度呈现西南段较东北段偏深的特征.此外,汶川近年余震分布相比早期余震偏深,破裂带西南段的余震活动有向深部迁移的趋势.对于芦山地震,其近期余震活动较弱,余震主要分布在10~15 km的深度区间,比早期余震的分布区间偏浅.龙门山断裂带最新余震活动分布特征表明,余震活动随着时间的推移有迁移的现象.考虑到距离主震事件已分别有5~10年的流逝时间,余震迁移现象可能由以流体扩散方式为主的准静态应力机制触发.

     

龙门山断裂带横断层地质特征及其控震作用

利用区域地质、构造、遥感地貌、地球物理、野外露头等多方面的证据,标定出龙门山断裂带横断层。在分析卧龙—怀远、虎牙断裂南段和白龙江等横断层特征及分布的基础上,探讨了横断层的控震作用。研究认为,龙门山断裂带横断层具有独立发震、使龙门山主断裂带分段活动及分段发震、与主逆冲断裂联合发震、在主震发生后控制余震传播和引发余震等多种方式的控震作用。     

The seismicity and tectonic stress field characteristics of the Longmenshan fault zone before the Wenchuan M_S8.0 earthquake

The seismicity of Longmenshan fault zone and its vicinities before the 12 May 2008 Wenchuan MS8.0 earthquake is studied.Based on the digital seismic waveform data observed from regional seismic networks and mobile stations, the focal mechanism solutions are determined.Our analysis results show that the seismicities of Longmenshan fault zone before the 12 May 2008 Wenchuan earthquake were in stable state.No obvious phenomena of seismic activity intensifying appeared.According to focal mechanism solutions of ...     

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.     

利用断裂带上的低b值识别凹凸体方法的探讨——以龙门山断裂带和鲜水河断裂带为例

本文对龙门山断裂带和鲜水河断裂带上1970年以来记录的小震数据进行了收集、整理和分析,采用基于Matlab平台的Zmap软件,去除了断裂带上的丛集数据和余震,划定了有效地震数据的时间和震级范围,通过最大似然法求取了断裂带所在区域的b值分布图。基于b值大小与应力高低成反比的原理,通过断裂带上低b值区识别凹凸体的位置。就龙门山断裂带,通过低b值区识别出的凹凸体的位置与汶川地震发生的起始破裂位置和极震区的位置基本保持一致;而鲜水河断裂带由于受到小震数据的限制,部分段缺失b值分布,但整条断裂带仍可清晰识别出凹凸体位置,且1725年以来的历史强震和1970年以来5级以上的历史地震基本上都位于此区域。断裂带的实例分析结果证明,利用小震数据通过最大似然法计算b值分布图,其相对低b值区与历年强震发生的位置存在较大的相关性,为验证利用低b值区识别凹凸体方法的可行性和实用性提供了有力的证据。     

龙门山构造带壳幔电性结构特征及其与汶川、芦山强震关系

青藏高原东缘龙门山构造带是研究青藏高原地壳物质向东侧向挤出的焦点地区.为探索龙门山构造带活动构造特征及其与发震构造的关系,本文通过布置垂直龙门山构造带南段芦山地震震源区的大地电磁测深剖面,运用多种数据处理手段,得到研究区可靠的电性结构,并通过与已有龙门山中段和北段剖面进行对比分析.研究表明：（1）青藏高原东缘岩石圈存在明显的低阻异常带——松潘岩石圈低阻带,该低阻异常带沿龙日坝断裂—岷山断裂—龙门山后山断裂分布,形成松潘—甘孜地块向扬子地块俯冲的深部动力学模式,通过统计研究区的历史强震,发现震源主要沿低阻异常带东侧分布,同时,低阻异常带也是低速度、低密度异常带,松潘岩石圈低阻带可能是扬子地块的西缘边界;（2）青藏高原物质东移过程中,受到克拉通型四川盆地的强烈阻挡,龙门山构造带表层岩块和物质发生仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造,中下地壳和上地幔顶部物质向龙门山构造带岩石圈深部俯冲,印支运动晚期,扬子古板块持续向华北板块俯冲,在上述构造运动作用下,呈现出刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔状构造;（3）根据电性结构推断,芦山地震受到深部上里隐伏壳幔韧性剪切带向上扩展的影响,构成芦山地震的深部主要动力来源;汶川地震的发生,在龙门山南段形成应力加载区,是触发或加快芦山地震孕育发生的另一个动力来源.

     

近年来龙门山断裂GPS剖面变形与应变积累分析

利用1999~2012年4期GPS速度场数据,对龙门山断裂天全—映秀段及安县—广元段的GPS剖面变形与应变积累作了探讨。在剖面应变积累对地震触发成因及程度方面,将芦山MS7.0与汶川MS8.0地震进行了对比分析。结果表明:(1)芦山地震之前,该地区压性速率远高于1999~2007年,它是汶川大震后的应力调整过程;(2)汶川MS8.0、芦山MS7.0两次强震间隔如此之短,不排除是汶川地震之后龙门山断裂西南段应力场高值压应力的调整过程对此次芦山地震起到触发作用的可能性。