贵州矿山地震活动浅析

从１９７７－１９９１年的１４年间，贵州发生８次矿山地震，涉及矿区１１个，其中煤矿１０个，磷矿１个。此外，还有两次自然构造地震也波及到一些煤矿。本文仅对贵州矿山地震活动，典型震例，矿震特点及破坏特征、矿震成因类型提出一些看法，供有关方面参考。     

灰山港-煤炭坝地震构造环境及动力因子探讨

文章归纳出灰山港－煤炭坝矿震具频度低、强度小、烈度高；系孤立型及主震－余震型；地震活动无明显的规律性可循和无前兆的突发性等特征，进而分析了地震构造环境、地震孕育及发生的动力因子。认为该区处在多个活动在块体交汇及活动断裂夹持区域，是构造应力集聚较高地区，加之，区内存在地壳内花岗岩层和玄武岩层上涌的热能附加应力和人类采掘煤矿工程活动引起的诱发地震的功能，以致灰山港－煤炭坝地区时的有矿震活动。     

沂沭断裂带及其近区的地震成因岩石新认识

将沂沭断裂带及其附近地区的地震成因岩石划分为四种类型,它们是具有地震成因构造的震积岩、震断层构造岩、震火山岩及隐爆地震角砾岩.前两类是构造地震的记录,而后两类是火山地震及隐爆火山地震的记录.由于震断层构造岩沿长期活动性断层分布,大多遭受了若干期强地震活动的改造,所以不易确定其最初的形成时期.因此,笔者重点对分布于沂沭断裂地震带及附近的其它三类地震成因岩石(包括震积岩、震火山岩和隐爆地震角砾岩)作了研究,论述了三类地震成因岩石的特征、时空分布、反映的地震作用机理及意义.认为:地震成因岩石不仅是强地震事件和激烈构造活动的记录;而且,因为由强地震形成的不同等级断层和裂隙构成了一个高渗透性的能够沟通不同深度石油和成矿流体的网络,所以深入研究地震成因岩石有助于完善大断裂地震带及近区的石油聚集与成矿理论.     

煤矿构造矿震机理

在煤矿地质环境、动力和诱发因子综合分析的基础上,认为煤矿构造矿震机理是：在高值初始应力状态的煤矿区,地壳深部始终进行着应力传递的应变调整运动,地壳内部每一质点都处在均衡围压状态,由于煤系地层对外力敏感响应力和抵抗脆弱的特性,加之,于煤矿区采掘“卸载”作用使地壳内竖直应力降低,四周水平应力作用相对加强,驱使地壳深部构造不连续面积累应力释放,引起地震效应———构造矿震     

采矿诱发地震的震源机制特征——以辽宁省抚顺市老虎台煤矿为例

为探索采矿诱发地震(简称矿震)孕育的机理，以抚顺老虎台煤矿为例，基于双力偶点源的震源模型理论，用地震波P波初动方法，求解出27个较强矿震的震源机制。结合区域强地震震源机制解、地方震小震综合断层面解和极近场矿震震源调查。分析矿震的孕育环境。发现老虎台煤矿矿震与该区域天然地震的震源机制差异明显。得出卸荷产生的次生应力场是孕育矿震的主要应力来源、卸荷重力应力场诱发作用突出的结论。对非双力偶型矿震提出了煤柱失稳和顶板较大规模下沉2种新的解释。提出了减轻矿震的途径。     

煤矿构造矿震机理

在煤矿地质环境、动力和诱发因子综合分析的基础上,认为煤矿构造矿震机理是：在高值初始应力状态的煤矿区,地壳深部始终进行着应力传递的应变调整运动,地壳内部每一质点都处在均衡围压状态,由于煤系地层对外力敏感响应力和抵抗脆弱的特性,加之,于煤矿区采掘“卸载”作用使地壳内竖直应力降低,四周水平应力作用相对加强,驱使地壳深部构造不连续面积累应力释放,引起地震效应－构造矿震。     

汶川Ms8.0级地震断层同震位移特征对断裂构造分析的启示

断裂构造是地壳浅层次最重要的构造现象,也是构造地质学研究的主要领域之一.以稳态区域构造应力作用下的岩石变形破坏过程为基础的断裂构造分析理论和方法,受到强地震过程中断裂构造复杂同震变形的挑战.汶川Hs8.0级地震过程中断层同震变形的几何学、运动学特征及其空间变化,为检验断裂构造的几何学、运动学分析的相关理论和方法提供一个现实的范例.本文通过对汶川Ms8.0级地震断层同震位移的方式、规模和空间变化特征分析,提出沿断层走向的位移方式和位移规模的空间变化是区域构造应力和地震动力复合作用的结果.汶川地震过程中地震断层的位移方式和位移规模的空间变化以及同一构造部位的断层摩擦镜面中却出现了不同运动学指向的擦痕线理等特殊的构造现象,对历史断裂构造变形分析中所遵循的某些原则提出了挑战,需要重新审视和研究.     

对进一步提高三维地震效果的几点构想

最近几年，煤矿采用三震勘探的实践应用取得了地质效果。大量实例表明：三维地震勘探在查明小断层，小构造的能力和精度方面明显高于二维，煤矿采区地震由二维转向三维的大趋势已不容置颖。但目前的三维地震技术水平与采区斯要求相比仍有不小的差距。     

鲁中寒武系馒头组震积岩的发现及初步研究

近几年在鲁中不同地区发现馒头组石店段中均有震积岩产出。震积岩形成于干燥的潮坪泻湖环境，发育在下寒武统的上部。它们具有记录强地震事件的泄水构造（地震成因泥晶脉）、液化卷曲变形、阶梯状小断裂、层内错断和液化网状裂纹等层内构造的特征。本文通过地层综合对比，论证了不同地区震积岩的等时性。认为：鲁中早寒武世末有一个地震活跃期；地震序列属乔秀夫（1994，2001a)提出的碳酸盐岩振动液化地震序列的原地系统；震积岩分布范围是约在510Ma前，以古郯庐带为震中的强地震之7－11度烈度区。为区别于张增奇（1996）提出的鲁中新元古代石旺庄期地震事件层，将此地震成因地层名之为馒头期地震事件层。     

地下水位对近震和远震异常响应的比较——以汶川地震和苏门答腊地震为例

地震引起的深层地下水位异常具有多样性和复杂性的特点。为了进一步探索深层地下水位动态与地震作用过程之间的联系机制,发挥深层地下水位对地震活动的指示作用,以2008年汶川Ms8.0地震和2007年苏门答腊Ms8.5地震为研究背景,对川、滇、陕、甘、渝地区井水位对两次地震的响应特征进行了比较。研究发现:地下水位远震响应形态主要以振荡型和阶变型为主,异常出现的时间较晚;地下水位近震响应形态比较复杂,以阶变型、脉冲型以及振荡型为主,异常出现的时间几乎与地震的发生同步。根据深层地下水位对地壳应力的响应机理,分析了各典型井水位对远震和近震不同响应的原因。结果表明:地下水位对远震的响应主要是由于含水层介质受到地震波应力的作用;对近震异常响应原因比较复杂,主要是含水层介质受到区域构造应力和地震波应力的共同作用的结果,震中距越小,含水层受到震源构造应力场的控制作用越大。     

5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断...     

青藏高原东部河湖相沉积中的软沉积物变形的主要成因类型及其特征

软沉积物变形构造的成因和触发机制是灾变沉积学的一个热点问题。除地震成因外,非地震成因也能够导致软沉积物变形。因此,区分地震成因与非地震成因的软沉积物变形构造是理解其变形过程和地质事件的关键。论文重点讨论了青藏高原东部河湖相沉积中地震成因和非地震成因(暴雨与河流冲刷、风暴浪、洪水、重力碎屑流、崩塌滑坡、落石沉陷、冻融作用等)的软沉积物变形构造,并对其形成特征、环境意义和区别标志作了初步的归纳和分析。此外,对同震的软沉积物变形构造与震后相关的沉积构造关系进行了讨论。初步认为地震成因的软沉积物变形构造,是一种层间的,变形尺度较小(一般为厘米级)的变形构造,并具有侧向连续性和垂向重复性,变形强弱和频率与之到断层的距离存在明显相关性。对青藏高原东部软沉积物变形的成因进行区分,有助于为正确认识该区的地震灾害类型和致灾机理提供重要的基础资料,也可为更全面地认识该区的古地震事件提供新的依据。     

2017年四川九寨沟Ms7.0地震InSAR同震形变场及发震构造探讨

2017年8月8日四川省九寨沟县发生M_s7.0级地震,构造部位处于青藏高原东缘的巴颜喀拉地块东北角,震中位置是岷江断裂、塔藏断裂、虎牙断裂和雪山梁子断裂围闭的空震区。哪条断裂发震,如何界定其与周边活动断裂的关系,与青藏高原东缘近年来发生的大地震是否有成因联系等问题对于理解该区域现今构造活动模式、预判地震发展趋势和部署地震地质灾害防控等工作具有重要意义。利用地震前后两期Sentinel-1合成孔径雷达数据对地表同震形变场进行了InSAR测量,获取了极震区约2000 km²范围内的雷达视线向变形（-13~28 cm）和运动方向,呈现为主动盘单侧走滑兼逆冲的变形模式,结合震源机制、断裂展布、构造背景和近年地震迁移的分析,揭示了控震构造是巴颜喀拉地块北缘边界断裂弧形旋转体系的尾端构造,发震断层是该断裂系中塔藏断裂的南段,并有与虎牙断裂贯通的趋势,因此,应重视本次地震与虎牙断裂之间的空震区未来的强震危险性问题;从区域上看,此次九寨沟地震可能与汶川地震具有一定的时空成因联系,因在巴颜喀拉地块南北边界断裂破裂基本贯通的条件下,2008年汶川地震诱发的东缘中部锁固破裂导致块体加速向东挤出,2013年鲁甸地震又释放了东缘南段挤压构造应力,从而进一步加剧了东北角的应力集中,促使九寨沟地震的发生。     

2012年苏门答腊Mw8.6地震成因及与周边大震关系

巽他海沟西侧地壳北向运动的差异性是2012年苏门答腊地震发生的动力学成因.库仑应力计算表明,2004年和2005年苏门答腊2次特大逆冲型地震对本次地震具有显著的触发作用.有记录以来至2011年,本次地震的发震断裂带没有发生过7级以上地震,震源区附近存在5级地震空区,2004年大震后该空区被打破.震前6年、4.5年和3个月发生了3组前震活动,其中最显著的是震前3个月发生的7.2级直接前震.      

沂沭断裂带及其近区不同地质时期地震液化脉构造对比

在沂沭断裂带及其近区,已发现震旦纪石旺庄组、寒武纪馒头组、古近纪朱壁店组和沙河街组四个层位发育震积岩,它们均是具有地震液化脉构造和其它地震成因层内构造的震积岩层。通过对比与分析,确认不同地层层位的液化脉构造具有某些共同特征,这反映了不同层位的液化脉构造的成因具同一性。笔者认为将具有地震液化脉构造共同特征的前寒武纪“molar tooth构造”,称作“泥亮晶灰岩液化脉构造”为宜。     

基于发震断裂位移的汶川地震区地应力场突变特征反演分析

本文采用数值反演分析方法,综合考虑发震断裂位移、地应力实测和区域GPS位移3种基本特征参数,获得了龙门山地区汶川地震前后地应力的突变特征与变化规律。研究表明,汶川地震前龙门山地区构造应力的平均量值为12.6～12.8MPa,最大主应力的方向为NW-NEE向。汶川地震导致龙门山地区的地应力发生复杂变化,具有突变效应、上下盘效应和距离效应。震后发震断层上盘的构造应力平均值为11.30MPa,下盘构造应力的平均值为6.50MPa,最大主应力的方向变化为NWW到NEE向。地震后以发震断裂为界的地应力有明显的突变特征,表现为应力不同程度的释放或局部增高,尤其是下盘地应力释放明显,而上盘既有地应力的释放区也有局部地应力增高区,随着距发震断裂距离的增大,地应力的突变效应逐渐减弱。     

青藏高原东缘1933年叠溪Ms7.5级地震发震构造再研究

青藏高原东缘1933年叠溪75级地震的发震构造至今仍然难以琢磨,前人或将其归因于NW向松坪沟断裂的左旋走滑活动、或南北向岷江断裂左旋走滑活动,但地表同震破裂、地震地质、地震等烈度图等调查和研究结果都不支持这种走滑型断层的地震成因。本文基于叠溪地震区构造地貌和湖相地层断层调查,结合古地震和历史地震的研究结果,提出了与2013年四川芦山Ms 70级地震类似的发震构造模型,即隐伏断坡型逆冲断层发震构造模型,认为在叠溪震区10~15km深部隐伏一条西倾的逆冲断坡,其向东逆冲作用导致了叠溪地区频繁的地震活动。这个发震模型有待深部地球物理测深资料和地表大地测量资料的验证。     

地震活动与矿井顶板事故影响关系统计分析

针对地震活动与顶板事故进行时空序列统计分析,得出两点新认识:(1)顶板事故与宏观地震序列有较强的频率对应,似乎是"遥相呼应";(2)相当多的顶板事故伴随有周边小震发生。推测部分原因是这些矿井位于地震带附近,部分原因是采矿卸压引发矿震,一些地震可能是宏观地震序列中的一部分。如果能够掌握,并加以利用,对于安全生产具有一定意义:对既定煤田,查找周边对矿区地应力影响强烈的地震带或断裂带,这些矿井顶板事故有可能成为周边地震带或断裂带的"应力窗",而地震带或断裂带的活动又成为煤矿地质灾害的"晴雨表"。在煤田大区,可以把顶板事故群发当作构造应力扰动的一种反映,作为大区构造应力扰动传入矿区,再与开采卸压作用叠加,引起地质灾害的证据。     

中国活动构造与地震活动

文中研究了中国活动构造与地震活动的关系 ,包括活动断裂、活动褶皱、活动盆地和活动块体与地震活动的关系。全部 8级、绝大部分 7～ 7.9级地震均发生在活动块体边界活动构造带内 ;但对内部有次级活动构造的块体而言 ,少数 7～ 7.9级地震和部分 6～ 6 .9级地震也可能发生在块体内部的活动构造带上。大地震与活动断裂、活动褶皱和活动盆地的关系十分紧密 ,70多次 7级以上地震的同震破裂带及其位移参数与活动构造完全一致 ,7～ 8级地震均发生在活动断裂、活动褶皱和活动盆地带内 ,仅个别地震由于发生在高原和高山区 ,情况不明 ,6～ 6 .9级地震则大约有 5 %～ 15 %发生在活动构造带外或者情况不明。由于中国各断块区应力环境的差别 ,各区活动构造变形和地震发震构造类型也有所不同 ,文中对不同构造区走滑型 ,逆断裂褶皱型和正断裂拉张型活动构造和地震发震构造模型作了讨论。     

安徽寿县新元古界球-枕状构造的双重成因与古地震脉动旋回研究

在安徽寿县新元古界四十里长山组下部粉砂-细砂岩沉积地层中,发育一组具有双重成因的球-枕状软沉积物变形构造.对露头剖面进行实地观测研究显示,变形构造形成于浅海陆棚边缘斜坡带的地震灾变事件层中.由于滑塌砾石落入表层粉砂质软沉积层,在地震震颤应力作用下形成具砾石核心的球-枕状体,又在地震脉动旋回性连续震颤作用下,继续沉陷至下部液化砂层中,形成了具有双重成因的球-枕状软沉积变形构造.它经受了地震、海啸、滑塌、滑褶、震颤晃动沉陷、液化泄水、软塑性紧缩变形等多项复杂的同沉积变形作用过程.显示出该地震事件具有前震阶段、主震阶段、余震阶段等多次震颤脉动旋回性地质作用的地质事件,地震能量强度最大应超过里氏7级,为研究海洋震积岩的软沉积变形及脉动旋回性过程提供了重要的实物资料.