利用灰岩断层面形貌特征识别罗云山山前断裂古地震信息

以山西地堑系罗云山山前断裂的基岩断层面为例,用陆基Li DAR扫描获取了断层面形貌学数据,采用各向同性变差函数法计算了断层面形貌的分维值。结果显示,断层面形貌在高度上具有显著的分带性,每个分带的特征分维值随断层面高度的增加呈阶跃式变化。分析认为这种形貌特征可能反映了断层面与多次地震相关的间歇式出露方式。分带高度指示了约3m和1m的2组同震倾滑位移量,各分带之间的分维值过渡带是断层面缓慢剥露的结果。与片麻岩区的断层面形貌学研究结果相比,灰岩断层面形貌学分维值随着暴露时间的增加而减小,2种岩性区的断层面分维值D与断层面高度H呈现类似镜像的关系,在气候构造条件大致相同的情况下,考虑为岩性差异的影响。     

基于高分辨率DEM的裂点序列提取和古地震序列的识别——以霍山山前断裂为实验区

以霍山山前断裂为实验区,基于高分辨率IRS-P5 DEM数据提取了横穿断裂的冲沟,在23条冲沟纵剖面上识别出断裂活动诱发裂点.在其中5条冲沟上识别出1级裂点,裂点几乎位于断裂上;在2条冲沟上识别出2级裂点,最新裂点也位于断裂上.这些位于断裂上的裂点,高度达4～9m,推测它们形成之后并未向上游明显迁移,并可能接受了多次事...     

三维激光扫描技术与断层面形貌量化分析在基岩区古地震研究中的应用

由于对第四纪地层的严重依赖,传统古地震探槽研究方法在基岩区难以发挥作用,导致无法获取基岩区断层的强震活动历史。本研究以山西地堑系的交城断裂为目标断裂,以断裂北段2处基岩断层面为研究对象,通过三维激光扫描技术获取基岩断层面高精度形貌,基于变差函数法结合滑动窗口操作量化断层表面形貌特征,开展在基岩区提取断裂古地震信息的实例研究。结果显示,2处基岩断层面的形貌在高度上具有明显的分段特征,指示了断层面在地震事件作用下的分段出露过程。这种断层面形貌分段特征可以用来识别古地震事件和同震位移量。在思西村基岩断层面上,识别出由老到新的3次古地震事件,同震倾滑位移量依次为2.0 m、1.9 m和2.3 m,在上兰镇基岩断层面上,识别出由老到新的3次古地震事件,同震倾滑位移量依次为1.4 m、2.5 m和2.0 m,指示了交城断裂北、中段具有产生同震位移量大于2 m、震级大于7.5级的破裂型地震的能力。上述研究成果表明,基于三维激光扫描和形貌量化分析方法开展基岩断层面古地震研究,可以准确而高效地识别古地震事件次数和同震位移量,扩展古地震的研究对象,拓宽古地震的研究空间。在未来的研究中,可以适时地开展宇宙成因核素测年以测定断层面的暴露年龄,获得发震年代,给予地震序列年龄框架。     

大青山山前断裂呼和浩特段晚第四纪古地震活动历史

通过沿大青山山前断裂呼和浩特段的奎素、乌兰不浪和青山牧场 3个地点地貌面和探槽组的精细研究 ,揭露出该断裂段距今约 1 9万年以来共发生 7次古地震事件。它们分别发生在距今约 1 875± 0 0 75、1 6 97± 0 0 96、1 4 6 5± 0 0 6 7、1 182± 0 0 6 9、0 94 5± 0 0 2 6、0 6 83±0 0 2 6和 0 4 5 0± 0 0 2 3万年 ,平均重复间隔 2 375± 4 32年。由断层位移量限定法和多探槽校验法判定 ,这一时期该断裂段的古地震活动历史是完整的     

色尔腾山山前断裂得令山以东段晚第四纪活动特征与古地震事件

色尔腾山山前断裂得令山以东段属全新世活动断裂。距今约 30ka以来 ,断裂上升盘的平均抬升速率为 :大佘太段 0 19mm/a ,乌兰忽洞段 0 2 0mm/a。探槽揭露 ,大佘太段 ,约 32kaBP以来 ,发生过 4次古地震事件 ,事件发生时间依次为 (316 90± 1770 ) ,(2 30 0 0± 132 0 ) ,(15 42 0± 870 ) ,(74 40± 4 40 )aBP ,相应的位移量分别为 2 6 ,1 6 ,2 2 ,1 4m ;乌兰忽洞段 ,约 2 5kaBP以来 ,也发生过4次古地震事件 ,事件发生时间依次为 (2 5 130± 14 30 ) ,(14 5 70± 82 0 ) ,(116 6 0± 6 5 0 ) ,(72 2 0± 4 0 0 )aBP ,相应的位移量分别为 2 6 ,1 8,1 3,1 2m。根据位移量限定法 ,两个活动段落的古地震活动历史是完整的     

山西霍山山前断裂带晚第四纪活动特征研究

正霍山山前断裂带是山西断陷盆地带中部重要的边界活动断裂带之一,是我国依据历史文献记载确定的第一个8级大地震(1303年洪洞M=8大地震)的发震断层。围绕该断裂带的晚第四纪活动,包括断裂带的几何展布特征、构造地貌、活动方式、古地震等的深入研究,不仅对系统认识山西断陷盆地带晚第四纪活动历史具有重要理论意义,还对山西省的防震减灾工     

断层面高精度形貌学定量研究

地震时大部分形变发生在断层带内的主滑动面上,断层表面形貌是断层活动的产物并随断层滑动距离而演化。断层面形貌已成为研究破裂成核作用及应力的非均匀分布、断层面凸体磨损、断层泥生成、滑润作用、抗剪强度与临界滑动距离的相关内容,因此断层面形貌研究对地震和断层力学具有重要意义。任何一个野外天然断层面露头,     

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     

基岩断层面古地震研究的主要方法与选点原则

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、地球化学元素测定和光释光等一系列新兴技术的突破,基岩断层面在古地震研究方面的特征优势被不断发掘,日益成为国际古地震研究的热点与前沿.国内外学者从不同专业角度开展了大量的基岩断层面古地震研究,取得了一系列丰硕成果.本文在系统介绍基岩断层面古地震研究的进展、梳理归纳各类研究方法特点的基...     

西南天山柯坪推覆构造柯坪塔格山前逆断裂东段晚第四纪的古地震

柯坪推覆构造系是西南天山前陆推覆构造的重要组成部分。文中试图通过对柯坪推覆构造区的影像解译和野外观察、断错地貌的实测和探槽开挖,探讨柯坪塔格山前断裂东段晚第四纪以来的古地震活动。在三岔口以西的五道班—三间房一带和三岔口以东的大山口道班一带,除现代洪积扇外,明显可见2期保存较完整的洪积扇被断错。五道班—三间房地段的3个探槽揭露出了晚更新世末期以来该破裂段发生的4次事件,其参考年代为:距今22、14、6·5和4·4ka;重复间隔时间约为:8、7和2ka左右。间隔时间长的事件垂直位移量约1~1·2m,缩短量约1·3~1·4m;间隔时间短的事件,垂直位移量0·20~0·30m,缩短量0·6~0·7m。大山口道班段探槽揭露出了晚更新世末期以来的2次事件,分别发生在稍早于距今13ka和稍晚于距今6ka。重复间隔时间约7ka。同震垂直位移量约50cm,缩短量130cm左右     

小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年等技术的发展,基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是,受沟谷侵蚀、沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响,并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此,必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力,难以掌握基岩断层面的整体信息,即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术,可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构,为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例,采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术,获得了基岩断层面的高精度三维地形数据,通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素,分析了侵蚀、埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征,选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点,展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。     

基岩区断层活动特征和时间的研究——以康定-磨西断裂段为例

为了探讨基岩裸露区断层的活动特征、期次和时间,在鲜水河断裂带东南段的康定-磨西断裂段采集了一系列断层岩和断层泥样品,运用TL、ESR、K-Ar、石英形貌分析和变形显微构造分析法进行了综合测试。结果表明,断裂段经历了多种机制(韧性剪切和脆性断裂)、多期次、多种运动方式(左旋和右旋)的活动,最新一次较强烈活动的下限时间是晚更新世末或全新世初     

大青山山前断裂土右旗西段莲花山探槽揭露的古地震事件及年龄

大青山山前断裂位于河套盆地北缘,晚第四纪以来活动强烈,前人对该段古地震特征做过较多研究,但是因测年技术手段限制,以及在同一断层剖面拥有较多能有效约束古地震事件的测年数据较少、且能揭露出较多古地震事件的剖面偏少。本文通过对大青山山前断裂土右旗西段莲花山东侧古地震探槽的开挖,利用光释光年代学数据对古地震事件进行有效约束,并结合前人在该段探槽的年代数据,运用断层逐次限定法综合分析,得出土右旗西段断裂距今约11 500年发生了5次古地震事件,平均复发间隔2 260年。该段断裂5次古地震事件由新到老分别为：1.28～1.42 ka、3.41～3.60 ka、4.08～5.01 ka、8.26～9.32 ka和10.70～11.30 ka。最新一次活动事件应该为公元849年地震。同时,探槽揭露该段断层呈正断层性质,倾角在∠58°～∠77°之间。根据经验公式,包头段、土右旗西段和土左旗西段的潜在发震能力分别在M_W6.8～7.1、M_W6.8～7.1和M_W7.1～7.2左右。本文经验公式得出的震级偏小,可能存在级联破裂,后期需进一步结合其...     

滇西南地区黑河断裂西段古地震形变带特征

位于滇西南地区的黑河断裂从西向东可分为沧源-木戛、木戛-南代和南代-勐往3条次级断裂段,长约168km,性质以右旋走滑为主,兼具倾滑分量。通过较详细的野外追踪考察,发现该断裂西段即沧源-木戛段存在从雪林大寨以西至木戛长12km以上、北西向断续展布的古地震形变带,主要表现为基岩裂缝、田埂和山坡等右旋扭动显示的右旋断错,断错量0.5—2m,同时还形成了高0.5—1m的断层陡坎。陡坎的垂直位错是断层倾滑运动分量引起的,而地形效应和重力作用也有一定影响。从这些地表形变带的断错地层、陡坎形态等分析,认为是同1次地震活动的结果,经调查访问其不是1988年澜沧7.6级地震的地表形变带,而是时代相对较新的未知年代的古地震形变带。经探槽开挖和样品年代测试,确认其时间介于(1400±30)a.B.P.—(1714±49)a.B.P.之间。根据走滑型地震的震级与同震位错的经验统计关系,估算该次地震的矩震级≥7级,这与该断裂中段即木戛-南代段发生的1988年澜沧MS7.6级地震相当。     

基于国家地震科学数据开展断层面参数研究的初探——以唐山地震为例

随着地震观测台网的加密,中国地震台网统一地震目录越来越完整。本文以地震资料丰富且研究程度较高的唐山地震为例,尝试利用中国地震台网统一地震目录直接确定断层面参数。将小震确定断层面参数的方法应用于唐山地震序列,对其断层面参数进行分段拟合,其中唐山断裂南段走向和倾角分别为213.4°和81.9°,唐山断裂北段走向和倾角分别为231.4°和89.1°,滦县段走向和倾角分别为125.1°和76.2°,卢龙断裂走向和倾角分别为46.1°和89.3°,宁河断裂走向和倾角分别为246.6°和81.8°。将所得结果与前人研究成果以及现今震源机制解参数研究的误差水平进行对比分析,证明了本研究具有较高的可靠性。本文研究结果表明,在地震活跃且地震定位精度较高的地区,中国地震台网统一地震目录可以广泛应用于断层面参数的确定。     

中国大陆古地震研究的关键技术与案例解析(2)——汶川地震地表变形特征与褶皱逆断层古地震识别

汶川MS8.0地震是近代少有的大陆褶皱逆断层型巨大地震,其地表破裂带是研究和解剖褶皱逆断层地表同震变形样式,并以此探讨古地震遗迹的不可多得的现实案例。在整理和分析汶川地震地表破裂带地质地貌调查资料的基础上,选择可能仅记录1次事件的平通、邓家(北川-映秀断裂)和九龙(江油-灌县断裂)等地为例,分析同震变形的特点和类型,并结合映秀、桂溪等地的古地震研究成果,讨论褶皱逆断层型古地震识别的技术要点。结果显示:地表变形主要包括逆断层直接位错、折曲位错变形和弯曲褶皱变形等类型;崩积楔、断层与地层切盖关系是分析断错地表型古地震事件的可行依据,而折曲位错变形型和弯曲褶皱变形型古地震识别则强调在上盘是否存在侵蚀不整合面,下盘是否存在生长地层,以及标志地层在断层两盘位差的突然增减;断层陡坎高度的倍数关系在一定程度上与古地震次数相关,但不能简单地用同震位移量除以陡坎高度的方法确定古地震期次;对于低角度逆断层的古地震识别,薄长状崩积楔、断层与堆积地层的切错关系和不同标志地层在断层两侧的累积位差的突变是重要的标志。识别古地震应因地制宜、思考多种因素的影响、用多种证据相互印证。     

地震断层带破碎非均匀程度研究——以新马德里地震带Reelfoot断层为例

地震断裂带深部破碎的非均匀程度对于该地震断裂带滑动特性至关重要,而对于地震断裂带深部的破碎非均匀程度研究是目前地震地质比较薄弱的环节.本研究以美国新马德里地震带的Reelfoot断层为例,采用震源机制求解应力场的方法来揭示断层的破碎程度.首先采用小震位置拟合出地震断裂的几何形态,然后沿断裂走向,利用中微震震源机制求解非均匀应力场的应力形因子R值和应力方向,并分析了应力形因子在空间的不均匀性,得到如下结论：（1）Reelfoot断层受到近水平方向上的NEE-SWW向挤压应力作用为主,而断层中部张应力轴方位出现较大的随机性,表明断层中部的构造应力得到较为充分的释放,介质松散度和破碎程度较高;（2）Reelfoot断层两端张应力轴接近垂直方向,跟周围的逆冲型应力场一致,表明断层端部的破碎程度相对较低,能够承担加载于其上的构造应力;（3）Reelfoot断裂带的非均匀应力方向和应力形因子表现为由断层中部向两端逐渐过渡的结果,表明了应力场反演结果的连续性.本研究提供了揭示断层破碎程度的一种研究思路,并且实例结果对进一步研究该区域的断层活动特性和地震动力学过程有一定的参考意义.