高密度电法在乌鲁木齐西山断裂探测中的应用

西山断裂是乌鲁木齐河以西一条颇具规模的断裂构造,控制着西山岭南麓,断裂从永光煤矿到红光山南长约37 km。断裂形成于中更新世期间,但整条断裂的形成过程可能并非同步,具有西老东新的特点,最新活动时代为晚更新世中晚期,为逆冲运动性质,断面北倾。该断裂在四道岔附近主断层及发育的一部分次级断层被第四系覆盖,研究该隐伏段对于以后城市土层合理利用和断层基本特征判断具有一定意义。目前高密度电法是探测隐伏断层的一种重要的物探方法,通过高密度电法对乌鲁木齐西山断裂隐伏段的探测,确定该断层隐伏段的位置及地层构造形态,为西山断裂深入研究提供一定依据。     

乌鲁木齐西山断裂组与地表破裂型逆断层古地震识别标志

乌鲁木齐西山断裂层组展布于北天山山前断展褶皱系与博格达推覆构造系的转换部位,为盆地向S推覆的构造,由4～5条长度十几公里至近30km的断层组成,其滑脱面埋深约11km。通过地质地貌调查、探槽开挖,结合深部构造特征分析,西山断裂组晚更新世中晚期有明显的活动。断层F1—F3最年轻的2次事件基本都被限制在距今(22.7±5.2)ka和40ka左右。而F4和西山断裂最年轻的事件被距今31.0ka和38.0ka的地层覆盖。这显示西山断裂组晚第四纪活动有分组和组合破裂的特征。断层F4和西山南缘断裂为一组,F1—F3为另一组。坎前堆积地层、断层与堆积地层的切错关系和不同间断面或标志地层在断层两侧的累积位差的突变,是识别地表破裂型逆断层古地震事件的重要标志。降低逆断层古地震识别的不确定性,关键在于识别事件的标志需要综合分析各种影响因素,有多证据的支持     

二台活动断裂南段古地震研究及断裂向南扩展问题

二台活动断裂南段全新世期间曾发生过２～３次古地震事件。古地震遗迹具有北多南少，北老南新的现象，与该活动断裂带北老南新的特征一致，显示二台活动断裂的破裂过程有向南扩展的规律     

乌鲁木齐西山断层活动性鉴定与潜在最大地震震级评估

以2004～2007年开展的乌鲁木齐城市活断层探测与地震危险性评价项目之地震危险性评价专题所取得的新资料为基础,重点对乌鲁木齐西山断层活动性和潜在地震最大震级进行评价.西山断层在中更新世-晚更新世中期曾有强烈的活动,最新的活动错断了距今39～16 ka的地层,晚更新世末期以来活动性减弱,没有错断全新世地层,所以为晚更新世断层.该断层晚更新世的垂直滑动速率为0.05～0.06 mm/a.西山断层具有发生直下型地震的能力,估计其潜在最大地震震级为6.5级.     

基于Sentinel-1A数据反演漾濞MS6.4地震的同震形变场及断层几何参数

2021年5月21日晚21时48分,云南省大理州漾濞县(震中:25.67°N,99.87°E)发生M_S6.4地震,震源深度8 km。为快速获得此次地震同震形变场及断层几何参数,研究该次地震的发震构造等,文章基于震前、震后的sentinel-1A卫星升降轨SAR数据进行二轨法差分雷达干涉测量(DInSAR),并基于Okada弹性半空间位错模型反演断层几何参数。研究结果如下:(1)此次地震造成的同震形变场长约19 km,宽约20 km;(2)升轨雷达视线向最大形变约为8.2 cm,降轨雷达视线向最大形变约为8.7 cm;(3)地震断层走向为313.7°,倾角为87°,滑动角为175°,为右旋走滑型断层,最大滑动量为0.79 m,反演得出的地震矩为1.48×10~(18) N·m,矩震级为M_W6.1。在川滇块体向南挤出的构造背景下,块体西边界的维西—乔后断裂、红河断裂发生右旋走滑,本次地震便是维西—乔后断裂南段分支断裂右旋走滑活动的体现。     

钢结构管道穿越西山断层安全性分析

根据乌鲁木齐市西山发震断层的有关资料,针对西山地区两种主要地层岩土工程数据,利用有限元理论,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对天然气管线穿越西山断层的反应进行了分析和研究。通过分析穿越断层地下管线的应力与变形情况,得出了在使用年限内钢结构管道以粉土层为地基持力层和覆土材料将处于安全状态的结论。     

根据2001年Mw 78可可西里强震InSAR同震测量结果反演东昆仑断裂两侧地壳弹性介质差异

利用2001年 Mw 78 可可西里强震InSAR同震测量结果，反演了青藏高原北部东昆仑断裂两侧地壳弹性介质差异.InSAR测量结果显示断层南侧的同震位移比北侧的大20％～30%.根据人工地震反射剖面建立岩石圈模型，以断层两侧杨氏模量差异和震源破裂深度为反演变量，通过有限元方法模拟实测得到的同震位移剖面.反演得到最佳断层破裂深度为20～22km，断层南侧杨氏模量相对北侧比值为81%～92%.结果表明，断层两侧弹性介质性质存在明显差异，由于构造运动作用，断层南部地壳不及北部地壳坚硬.前人利用地震层析成像和大地电磁测深等手段推断青藏高原内昆仑山断裂以南可可西里－羌塘地块地壳内广泛发育低速高导层，我们通过形变场力学分析得到与此相一致的结果.     

基于探槽剖面证据探讨1668年郯城地震地表破裂南延问题

1668年山东郯城发生8.5级大地震,造成人民生命财产的极大损失。该地震产生上百公里的地表破裂,然而由于历史记载的缺失,至今对于该破裂的延伸问题一直存在异议,问题争论的焦点集中在该破裂是否跨过郯城窑上阶区。本研究主要基于航片及卫星影像解译、野外考察及探槽等方法重点研究了窑上阶区南北两侧断层的活动特征,为解决这一争议提供更多的地质资料约束。具体的,北侧的华侨探槽剖面揭露出新鲜断层泥发育有明显擦痕,显示断层活动具有明显的逆冲分量,南侧的麦坡探槽剖面揭示了U3地层被正断断错,位错量约2m,断层被全新世地层U1覆盖。另外,郯城地震地表破裂向北传播为右阶阶区,而窑上地区为3km宽的左阶阶区。整体上,本研究认为1668年郯城地震地表破裂向南并未穿越窑上阶区,这进一步表明郯庐断裂活动断层具有分段性,不同段落的活动性质具有差异性,因此对郯庐断裂不同段落开展活动特征研究和对比分析,并对不同段落分别进行地震危险性评价尤为重要。     

四川龙泉山断裂带变形特征及其活动性初步研究

文中通过野外调查和地震反射剖面研究,获取了龙泉山断裂带的变形特征。龙泉山断裂带主逆冲断层位于龙泉山背斜的西翼,具有明显的分段性特征,北段与南段断层面倾向NW,断续分布;中段断层面倾向SE,形成典型的断层传播褶皱,并且断层已经沿背斜前翼膝折带的轴突破,形成贯通的突破断层。因此,中段构成了龙泉山断裂的主体。地貌对断裂活动性的响应表明龙泉山断裂早更新世—晚更新世有过一定的活动,晚更新世以来活动速率较低,且活动性具有从南向北逐渐减弱的趋势     

GPS monitoring of temporal deformation of the Xianshuihe fault

Highly precise (σ ~1 mm) temporal deformation measurements are taken across the Xianshuihe fault from two pairs of continuous GPS stations straddling the fault. Baseline vector changes of the two pairs of stations show clearly the difference in deformation behavior between the Qianning and Daofu segments of the fault: the former deforms steadily, and the latter deforms with a strong transient component. The transient deformation across the Daofu segment is possibly related to its irregular geometry, where the fault splits into two branches, that is, the east and west branches. An attempt is made to interpret the baseline vector changes using a kinematic fault model composed of a brittle layer in the upper crust, a ductile layer in the lower crust, and a transition zone in between. The slip in the transition zone of the south segment of the Xianshuihe fault is steady. The slips in the transition zones of the north and Daofu segments of the Xianshuihe fault, however, are not steady, and the average slip rates there are higher than that of the south segment. The difference in deformation behavior is probably associated with the rheological properties of the fault interface, suggesting that the overall fault strength of the south segment is greater than those of the north and Daofu segments, corresponding to longer earthquake recurrence time.     

川滇菱形块体各边界垂直形变速率与断层活动特性

依据川滇菱形块体各边界带上所有跨断层垂直形变测量资料,计算各断裂带垂直形变速率合成值,分析各断裂带形变速率特征。结果表明,川滇菱形块体断层活动有南强北弱,西强东弱的特点,该块体东北边界断层活动北段是以压性为主的逆断层,南段是以张性为主的正断层,西南边界断层活动北段以压性为主,南段则以张性为主。     

乌鲁木齐地区N倾断层系的构造特征

乌鲁木齐地区发育有5条N倾的断层,这些断层晚更新世以来均有较为明显的活动迹象,并在地表形成了较为显著的构造标志。通过沿断层大比例尺地质地貌填图、探槽开挖和年代测定,较为准确地获得了断层的最新活动时代、运动性质和特征等问题,并确定出这些断层都是在距今20万年~30万年以来快速翘升形成的。结合深地震反射资料,对乌鲁木齐地区的深部结构进行了分析讨论,从而对N倾断层系的深部构造特征也有了更加清晰的认识,为准确评价这些断层的孕震模式和发震能力提供了可靠的依据。     

用形变资料分析腾冲火山区岩浆的活动特征

联合1998~2004年的五期水准测量资料以及2002~2004年的GPS观测成果,分析了腾冲火山区岩浆的活动特征。垂直形变资料显示,火山区南部发生较明显下降,这可能是由岩浆和水的流失及放气等原因引起;水平形变资料显示,以固东—腾冲断裂(F2)的西支为界,断层两盘分别向东、西两个方向运动,断层活动表现出明显的拉张特征;综合分析表明,岩浆可能沿断层从南部向北部运移,并在断层内重新聚集形成岩墙;垂直形变的多个极值区以及水平位移的不规则性表明,火山区岩浆体不很规则或有多个岩浆囊体存在;从形变量大小分析,岩浆的活动量远小于中等程度火山喷发的质量,表明火山近期喷发的危险性较小。     

Geological Structure and Quaternary Activity of the Zhangjiakou Fault, Northern China

Based on detailed field investigations,this paper describes the geometrical characteristics and tectonic activities of the Zhangjiakou fault at the northwest of Beijing. This fault strikes mainly northwest to west,short parts of which strike near east to west,dipping north,and extends over a length of 70km. It is a major geological and geomorphological margin,controlling the neotectonic movement in this region. On the south side of the Zhangjiakou fault are the Late Quaternary unconsolidated deposits,forming basins; while on the other side are Mesozoic volcano debris and Pre-Mesozoic metamorphic rocks, forming lower mountains and hills. The Zhangjiakou fault consists mainly of high-angle inverse strike-slip fault and partially of normal strike-slip fault. Among these,the north-dipping NW-NWW-trending secondary faults,constituting the main fracture of the fault,have inverse characteristics; those near the EW-trending secondary faults are links of the former faults,with a smaller length and normal faulting characteristics. Thus,the Zhangjiakou fault is a north-dipping inverse and partially south-dipping normal strike-slip fault. The Zhangjiakou fault has been continuously active since the Quaternary. With the exception of the western end extension,which has been active since the late Pleistocene, the main part of the fault has been active since the Holocene. The central main segment of the Zhangjiakou fault is more active. Since the mid-late period of the late Pleistocene,the average vertical slip rate of a single fault has been over 0. 07mm /a ～ 0. 30mm /a. The Zhangjiakou fault has multi-slip surfaces,and the total vertical slip rate reaches 1. 33mm /a,estimated from the Qingshuihe river terraces and the relevant drilling data.     

基于InSAR的青海大柴旦地震三维同震形变场获取与震源特征分析

本文利用Envisat ASAR的升、降轨和宽幅数据,通过基于先验知识的最小二乘迭代逼近获取大柴旦2次地震的地表三维同震形变.结果表明,2008年MW6.3地震垂直向形变主要发生在断层南盘,以隆升形变为主,最大隆升量约10cm,北盘沉降量小于等于-1cm.东西向形变在南盘呈向东运动的特征,最大运动量约4cm,北盘向西运动,最大运动量约为-2cm.2009年MW5.8地震垂直向形变显示断层南盘抬升的特征,最大抬升量约27cm,北盘最大沉降量约-3cm.东西向形变表现为南盘向东运动,最大约10cm,北盘向西运动,约为-4cm.可以看出这两次地震均表现为逆冲为主,兼少量左旋走滑的震源特征.视线向结果无法判定同震形变的少量走滑特征,而地表三维分量可以有效地识别出少量左旋还是右旋走滑的震源特性.本文以视线向、垂直向、东西向形变量作为约束条件,利用Okada模型正演了2008年地震同震三维形变场.结果显示,采用逆冲兼少量左旋走滑的发震断层参数,视线向、垂直向、东西向正演结果与观测结果吻合.这也表明采用分解后的地表三维同震形变场可以有效地识别出发震断层的少量左旋走滑特征.     

南天山及塔里木北缘构造带西段地震构造研究

南天山及塔里木北缘构造带位于帕米尔地区东北侧,地震活动强烈。文中通过地质构造剖面、深部探测资料和地震震源机制解资料,综合研究了该区的地震构造模型。结果认为,该区的构造活动主要表现为天山地块逆冲于塔里木地块之上。天山构造系统包括迈丹断裂及其前缘推覆构造;塔里木构造系统包括深部的塔里木北缘断裂、基底共轭断层和浅部的推覆构造。塔里木北缘断裂是发育于塔里木地壳内部的高角度断裂,其形成原因在于塔里木和天山构造变形方向的差异。塔里木北缘断裂为研究区大地震的主要发震构造,天山推覆构造和塔里木基底断裂系统均具有不同性质的中强地震发震能力     

陕西中部地区跨断层垂直形变与水平应变相关性分析

利用陕西中部地区近年来跨断层垂直形变资料和由GPS结果给出的水平最大剪应变场资料, 对2005年度会商中提出的8处跨断层形变异常点位置, 插值拟合出其水平应变值, 并与垂直形变数据进行相关性分析发现, 临潼-长安断裂垂直形变和水平应变正相关显著; 口镇-关山断裂与华山山前断裂呈现负相关; 岐山-马召断裂北段正相关显著, 而中段与南段相关性差。 这可能是由于这些断裂以及各段受力情况不同造成的, 其中口镇-关山断裂东段和岐山-马召断裂北段近年来垂直运动幅度大活动强烈, 应加以特别关注。     

青藏高原冈底斯带及邻区重磁三维反演及岩浆岩特征研究

岩浆岩在青藏高原的大陆动力学研究中有着重要的作用,它既是构造演化的记录,又是重要构造-岩浆-成矿带的指示.本文主要基于冈底斯带及邻区的地面重力和航磁数据,首先进行地质-地球物理先验信息约束下的重磁2.5维交互式反演,再将2.5维反演结果作为参考模型加入到三维反演计算中,得到地下三维密度和磁化率结构.结合岩浆岩密度、磁化率统计资料和岩浆岩地球化学成果,推断研究区基性岩、I型花岗岩和S型花岗岩的三维分布图,得到如下结论:S型花岗岩主要分布在冈底斯东带和冈底斯弧背断隆带以北;北冈底斯的西部无明显的岩浆活动,而在其南侧和北侧,发现大量的隐伏基性岩和零散分布的I型花岗岩;中生代I型花岗岩在南冈底斯和冈底斯弧背断隆带广泛分布,且到新生代才出现大量的S型花岗岩.上述结果为中生代班公湖—怒江洋壳和新特提斯洋壳的双向剪刀式俯冲模式的观点提供了重要佐证,并认为班公湖—怒江洋壳在北冈底斯西部约84°E—88°E的范围内先后存在向北和向南俯冲的可能,北向羌塘地体下俯冲,南向冈底斯地体下俯冲.     

Study on Dynamic Characteristics of Crustal Deformation in the Yunnan Area Using GPS

Based on the GPS velocity field data of 1999-2007 and 2011-2013,we used the least squares configuration method and GPS velocity profile results to synthetically analyze the dynamic evolution characteristics of crustal deformation in the Yunnan area before and after the Wenchuan earthquake. The dynamic evolution of GPS velocity field shows that the direction is gradually changed from the south in the southern part of the Sichuan-Yunnan block to the south-west in the southern Yunnan block and there is a clear relative motion characteristic near the block boundary fault zone. Compared with the GPS velocity of 1999-2007, the results of 2011-2013 also reflect segmental deformation characteristics of the block boundary fault zone. Southeast movement shows a significant increase, which may be related to crustal deformation adjustment after the Wenchuan earthquake. The dynamic evolution of strain parameters shows a pattern of "extension in the middle and compression at both ends" in the whole area and the distribution of deformation (shear, extension or compression) is closely related to the background motion and deformation characteristics of the main fault zone. Compared with the results of the period of 1999-2007, the extensional deformation zone of 2011-2013 is expanded eastward and southward. The compressional deformation of the eastern boundary (the Xiaojiang fault zone) of the Sichuan-Yunnan block is no longer significant, which is mainly concentrated in the northern section of the Xiaojiang fault zone and may be related to the post-seismic deformation adjustment of the Wenchuan earthquake. The GPS velocity profile results show that the left-lateral slip velocity of the Xiaojiang fault zone reduced gradually from north to south (10mm/a-5mm/a), and the width of the northern section is wider. The right-lateral slip rate of the Honghe fault zone is about 4mm/a, and the deformation width is wider. The dynamic results show that the Wenchuan earthquake has little effect on the deformation modes of these two fault zones.     

2020年伽师MS6.4地震InSAR同震形变与滑动分布特征分析

利用Sentinel-1A升轨和降轨数据,基于D-InSAR技术,获取2020年1月19日伽师M_S6.4地震同震形变场,并结合其他研究机构给出的震源机制解参数和已有研究成果,反演得到伽师地震的发震断层几何特征和滑动分布。研究结果表明,伽师地震同震形变在地表有明显差异;升轨同震形变在卫星视线方向北侧抬升55 mm,南侧下降42 mm;降轨同震形变在卫星视线方面北侧抬升63 mm,南侧下降23 mm。通过反演得到发震断层走向为275°,倾角为20°,地震滑动主要分布在地下5 km处,最大滑动量约为0.32 m,平均滑动角为89.3°,累积地震矩为1.46×1018 N·m,合矩震级M_W6.1,发震构造为具有少量走滑性质的逆冲断裂。从发震构造特征、同震滑动分布推测,伽师地震发震构造是柯坪塔格褶皱带滑脱面以上沉积盖层内的逆冲断裂,支持了柯坪推覆体的薄皮构造模型观点。