龙门山后山断裂汶川M_S8.0地震地表破裂带

2008年汶川Ms8．0地震发生之后,多方研究者开展了汶川震区地表破裂实地调查。已发表的调查结果论证汶川地震地表破裂带沿龙门山构造带中央断裂和前山断裂分布。本文作者近期沿龙门山后山活动断裂开展了踏勘性调查。调查结果表明,除龙门山中央断裂带和前山断裂带出现汶川地震的地表破裂带之外,位于龙门山构造带后山断裂（汶川-茂县断裂）存在另一条长约100km、     

龙门山断裂带中北段大震复发特征与复发间隔估计

汶川MS8.0地震发生在青藏高原东缘著名的龙门山断裂带上,造成了从映秀、北川至南坝长约240km的同震地表破裂带．然而目前关于龙门山断裂带的大震复发特征研究较少．通过地震地质科学考察和断层断错地貌的差分GPS测量,发现第一级河流阶地、河床和河漫滩上的垂直断距大致相当,均代表汶川地震的位错,而第二级河流阶地上的累计位移大致是最新地震垂直位移的2倍．利用断错地貌、地震矩率和滑动速率3种方法,分别估算了龙门山断裂带大地震的复发间隔．结果表明:龙门山断裂带中北段可能发生与汶川大地震相当的地震,大震复发符合特征地震模型;大震复发间隔为3000——6000a．该结果可为龙门山断裂带的大震预测和地震危险性评价等研究提供重要的定量数据．      

汶川M_s 8.0地震大震复发周期的研究进展

汶川Ms8.0地震发生在青藏高原东缘NE向龙门山断裂带上,造成以映秀、北川为中心的长达300km的同震地表破裂带.初步研究认为,龙门山断裂带大震复发属于特征地震模式.本文在考虑地形差异影响下,用有限元数值模拟方法对汶川地震的大震复发周期进行研究.初步结果表明:龙门山断裂带大震复发周期为3908～4482a,该结果与古地震、断层滑动法、地震矩率、GPS数据确定等给出的结果具有较好的一致性,为龙门山断裂带的地震活动性及地震危险性研究提供重要的定量依据.     

鲜水河断裂带乾宁段古地震事件与大震复发行为

鲜水河断裂带是巴颜喀拉和川滇2个强烈活动次级块体的边界带,为全球近代最活跃的断裂带之一,近300a就记录有9次7级以上大地震。2008年以来,巴颜喀拉块体东边界龙门山断裂带上相继发生了2008年汶川M_S8和2013年芦山M_S7大地震,南边界带西段玉树-甘孜断裂带上发生了2010年玉树M_S7.1地震,东段鲜水河断裂带上发生了2014年康定M_S6.3地震。研究其晚第四纪地表变形和大震复发行为是认识鲜水河断裂带乃至川西地区未来7级以上大地震危险性的重要基础工作。在前人工作基础上,文中通过地质地貌调查,在离逝时间相对较长的乾宁段上选择龙灯地点进行了组合探槽开挖,获得了鲜水河断裂带乾宁段距今约9 000a以来的5次(古)地震事件序列:8070—6395BC、5445—5125BC、4355—4180BC、625—1240AD和1893年乾宁地震,其大震复发行为并不遵循准周期复发模式,早期复发间隔1000~2000a,至4355—4180BC事件后,有过5 000a左右时长的平静期,之后又进入活跃期,1 000a BP左右以来发生了2次地表破裂型大地震。1893年乾宁地震在探槽地点一带的同震左旋位错量约2.9m。     

2008年汶川8．0级地震前川青块体及邻区地震活动性分析

本文简要分析了2008年5月12日汶川8．0级地震前川青块体及邻区的地震活动性特征。结果表明,汶川地震发生的龙门山断裂本身历史地震活动水平不高,其周边的鲜水河断裂、岷江断裂、虎牙断裂等历史上强震多发;汶川8．0级地震前龙门山断裂带3级以上中小地震活动增强或平静异常现象不明显,地震活动参数值均在正常变化区间内;4级以上地震异常平静,形成了地震空区;2007年底到2008年初位于龙门山断裂带及其附近台站的0．1级以上小震月频度增强明显。     

汶川Ms8．0级地震断层滑动机制研究

汶川Ms8.0级地震的发震构造为龙门山断裂带,地震地表破裂主要分布在其中的北川-映秀断裂和江油-灌县断裂上,尤其是沿前者发育了长达240 km左右的地表破裂带.通过对龙门山断裂带震后断层擦痕的测量,得到311条断层擦痕数据,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的计算方法,得到研究区8个测点的构造应力张量数据,并获得了研究区构造应力场特征:区域现代构造应力场以近水平挤压为主,最大主应力方向(σ1)为76°～121°,平均倾角9°,应力结构以逆断型为主.受构造应力场及断层几何特征的影响,地表破裂呈现出分段性:映秀-北川段主要以NW盘逆冲为主,垂直位移明显;北川以北段为逆冲兼走滑,水平位移量与垂直位移量基本相当,或水平位移略大.     

2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因

2008年5.12汶川大地震发生在中国大陆南北地震带中段.由于龙门山断裂带历史上只发生过3次6～6¹/₂级强震,而且其晚第四纪构造活动速率很低,以至于对其潜在地震危险性认识不足.为什么在龙门山地区突发大地震,该地震具有哪些特征？其成因机制是什么？本文在地震地质科学考察的基础上,利用震前的GPS观测结果,试图对上述问题进行一些初步的思考和探讨.结果表明,5.12汶川大地震是龙门山断裂带的映秀—北川断裂突发错动的结果,地表上形成200多公里长的地表破裂带;灌县—江油断裂在地震中也发生了破裂,形成的地表破裂带长达60多公里.震前的GPS观测表明,横跨整个龙门山断裂带的滑动速率不超过～2 mm/yr,单条断裂的活动速率不超过～1 mm/yr,与地震地质研究结果和历史地震记录相一致.利用地震地质考察和地震波反演得到的最大同震位移可以获得相当于5.12汶川大地震的强震复发周期为2000～6000年.龙门山断裂带发育在破裂强度很大的变质杂岩体中,断裂带本身在剖面上呈“犁形”或“铲形”结构,有利于能量积累,形成破坏性巨大的地震.所以,5.12汶川大地震是一次低滑动速率、长复发周期和高破坏强度的巨大地震,是一种值得高度重视和深入研究的新的地震类型.     

龙门山及汶川M_S8.0级地震垂直形变场研究

2008年5月12日四川汶川MS8.0级大震,不但对震区人民群众生命财产带来重大灾难,也给地震工作者带来了一系列新的科学挑战。汶川地震发生之后,中国地震局迅速启动了汶川地震地表破裂地质调查、龙门山断裂带地壳结构地球物理探测、龙门山断裂带及汶川地震地壳形变场监测、汶川地震工程震害调查等一系列科学考察工作。本报告主要介绍本次科学考察工作就汶川8.0级地震及龙门山断裂带垂直形变所取得的监测研究成果。     

汶川8.0级地震地表破裂带与岩性关系

2008年汶川8.0级地震沿龙门山断裂带内的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂分别形成约230 km和70 km的地表破裂带.震后地质考察研究表明,伴随地震断层出露地表的滑动面大多沿炭质泥岩和煤层发育.与1∶5万区域地质图进行对照,显示映秀—北川地震破裂带的西南段（虹口—清平段）和灌县—安县地震地表破裂带的展布与龙门山地区上三叠统须家河组煤系地层的出露范围相一致.龙门山地区的上三叠统须家河组地层中的薄煤层、炭质泥岩层以及志留系、寒武系的炭质页岩层是易于产生滑动的柔性岩层,易形成滑脱面或成岩片夹于断层带中.汶川地震产生的复杂地表破裂带是龙门山逆冲推覆构造带沿地表构造层中夹有煤层等柔性岩层的断层产生B型滑动的结果.     

汶川8．0级大地震及其余震序列重定位研究

采用双差定位方法对汶川M8．0级破坏性地震及其震后的2706个M≥2．0级余震进行重新定位,获得2553个地震的重定位结果．为了减少龙门山断裂带附近地壳和上地幔速度结构巨大横向差异的影响,东西两侧采用了不同的速度模型．在重定位过程中,增加了流动地震台站近台数据,以便更好地控制震源深度．重定位后E-W,N-S和U—D三个方向大致的定位精度分别为0．6,0．7和2．5km．定位结果显示,汶川地震余震震中沿北东．南西向分布,总长度约330km．余震主要集中在龙门山断裂带主中央断裂的西侧,但在青川以北余震带明显偏离了地表断裂,并在北端横穿了平武-青川断裂．余震震源深度的优势分布在5～20km之间,平均震源深度为13．3km,主震震源深度重定位后为16．0km;深度剖面图像显示部分地区余震分布表现出高角度西倾的特点,并且在主震破裂过程中断层南段以逆冲为主,北段具有很强的走滑分量．     

NUMERICAL SIMULATION OF DEFORMATION MOVEMENT AND STRESS ACCUMULATION IN LONGMENSHAN AND ITS ADJACENT FAULTS BEFORE WENCHUAN EARTHQUAKE

In order to reveal the deformation and cumulative stress state in Longmenshan and its adjacent faults before Wenchuan earthquake,a 3D viscoelastic finite element model,which includes Longmenshan,Longriba,Minjiang and Huya faults is built in this paper.Using the GPS measurement results of 1999-2004 as the boundary constraints,the deformation and movement of Longmenshan fault zone and its adjacent zones before Wenchuan earthquake are simulated.The conclusions are drawn in this paper as follows:First,velocity component parallel to Longmenshan Fault is mainly absorbed by Longriba Fault and velocity component perpendicular to the Longmenshan Fault is mainly absorbed by itself.Because of the barrier effect of Minjiang and Huya faults on the north section of Longmenshan Fault,the compression rate in the northern part of Longmenshan Fault is lower than that in the southern part.Second,extending from SW to NE direction along Longmenshan Fault,the angle between the main compressive stress and the direction of the fault changes gradually from the nearly vertical to 45 degrees. Compressive stress and shear stress accumulation rate is high in southwest segment of Longmenshan Fault and compressive stress is greater;the stress accumulation rate is low and the compressive stress is close to shear stress in the northeast segment of the fault.This is coincident with the fact that small and medium-sized earthquakes occurred frequently and seismic activity is strong in the southwest of the fault,and that there are only occasional small earthquakes and the seismic activity is weak in the northeast of the fault.It is also coincident with the rupture type of thrust and right-lateral strike-slip of the Wenchuan earthquake and thrust of the Lushan earthquake.Third,assuming that the same type and magnitude of earthquake requires the same amount of stress accumulation,the rupture of Minjiang Fault,the southern segment of Longmenshan Fault and the Huya Fault are mainly of thrust movement and the earthquake recurrence period of the three faults increases gradually.In the northern segment of Longriba Fault and Longmenshan Fault,earthquake rupture is of thrusting and right-lateral strike-slip. The earthquake recurrence period of former is shorter than the latter.In the southern segment of Longriba Fault,earthquake rupture is purely of right-lateral strike-slip,it is possible that the earthquake recurrence period on the fault is the shortest in the study region.     

龙门山山前疑似汶川M_S 8.0地震地表破裂的浅层地震反射调查

2008年5月12日发生在龙门山构造带的汶川MS8.0大地震是映秀-北川断裂突发错动的结果。此次地震不但使NE向的映秀-北川断裂和灌县-江油断裂发生了地表破裂,而且,在成都平原区的什邡、绵竹等地也出现了不同程度的地表裂缝、公路拱曲以及带状的喷砂冒水现象。此项探测研究以出现在什邡市师古镇附近的疑似地震地表破裂带为切入点,通过采用可控震源以及高精度的浅层地震反射勘探方法,获得了深度15～800m范围内高分辨率的地下结构和构造图像。结果表明,在地表破裂之下存在向平原区逆冲的隐伏断层和反向的逆冲断层,地震过程中隐伏逆断层的活动可能是近地表地层出现褶皱变形和地表破裂的主要原因     

汶川M_S8.0地震地表破裂带及其发震构造

震后应急野外考察表明,2008年5月12日汶川MS8.0地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带上同时使北川-映秀断裂和灌县-江油断裂两条倾向NW的叠瓦状逆断层发生地表破裂。其中,沿北川-映秀断裂展布的地表破裂带长约240km,以兼有右旋走滑分量的逆断层型破裂为主,最大垂直位移6.2m,最大右旋走滑位移4.9m;沿灌县-江油断裂连续展布的地表破裂带长约72km,最长可达90km,为典型的纯逆断层型地表破裂,最大垂直位移3.5m;另外,在上述两条地表破裂带西部还发育着1条NW向带有逆冲垂直分量、左旋走滑性质的小鱼洞地表破裂带,长约6km。这一地表破裂样式是近期发生的特大地震中结构最复杂的一次逆断层型地表破裂,地表破裂的长度也最长。利用已有的石油地震剖面,结合余震分布和地表破裂带特征等资料构建的三维发震构造模型表明,龙门山推覆构造带现今和第四纪时期以地壳缩短为主,斜滑逆冲型地震表明青藏高原中东部的水平运动在华南地块与巴颜喀拉地块之间的龙门山推覆构造带上转化为地壳的缩短和隆升     

USING DEFORMED FLUVIALTERRACES OF THE QINGYIJIANG RIVER TO STUDY THE TECTONIC ACTIVITY OF THE SOUTHERN SEGMENT OF LONGMENSHAN FAULT ZONE

On 20 April 2013, a destructive earthquake, the Lushan M_S7.0 earthquake, occurred in the southern segment of the Longmenshan Fault zone, the eastern margin of the Tibetan plateau in Sichuan, China. This earthquake did not produce surface rupture zone, and its seismogenic structure is not clear. Due to the lack of Quaternary sediment in the southern segment of the Longmenshan fault zone and the fact that fault outcrops are not obvious, there is a shortage of data concerning the tectonic activity of this region. This paper takes the upper reaches of the Qingyijiang River as the research target, which runs through the Yanjing-Wulong Fault, Dachuan-Shuangshi Fault and Lushan Basin, with an attempt to improve the understanding of the tectonic activity of the southern segment of the Longmenshan fault zone and explore the seismogenic structure of Lushan earthquake. In the paper, the important morphological features and tectonic evolution of this area were reviewed. Then, field sites were selected to provide profiles of different parts of the Qingyijiang River terraces, and the longitudinal profile of the terraces of the Qingyijiang River in the south segment of the Longmenshan fault zone was reconstructed based on geological interpretation of high-resolution remote sensing images, continuous differential GPS surveying along the terrace surfaces, geomorphic field evidence, and correlation of the fluvial terraces. The deformed longitudinal profile reveals that the most active tectonics during the late Quaternary in the south segment of the Longmenshan Fault zone are the Yanjing-Wulong Fault and the Longmenshan range front anticline. The vertical thrust rate of the Yanjing-Wulong Fault is nearly 0.6~1.2mm/a in the late Quaternary. The tectonic activity of the Longmenshan range front anticline may be higher than the Yanjing-Wulong Fault. Combined with the relocations of aftershocks and other geophysical data about the Lushan earthquake, we found that the seismogenic structure of the Lushan earthquake is the range front blind thrust and the back thrust fault, and the pop-up structure between the two faults controls the surface deformation of the range front anticline.     

汶川8.0级地震发震断层的累积地震位错研究

2008年5月12日,四川省汶川县内发生MS8.0地震。此次地震沿龙门山中央断裂产生1条长达200km的同震地表破裂带。文中选择位于地震地表破裂带北段的南坝镇、凤凰村以及南段的映秀镇这3个地点,以被断层错断的河流阶地为研究对象,对多级阶地面上的地震地表破裂及断层陡坎地貌进行了野外实测工作。经过测量数据的计算和分析,得到了各级阶地上断层陡坎的高度,该值即为该阶地记录的地震断层的累积垂直位错量。若以本次地震的垂直位错量作为古地震位错量的均值,则可计算得到每级阶地累积的地震次数。研究结果表明,各点T1阶地形成以来仅经历过1次事件,即本次地震事件;T2阶地形成以来约经历了5次事件;T3阶地形成以来约经历了9～11次事件;T4阶地形成以来约经历了20次事件。在本文研究的基础上,结合前人的阶地测年数据,则可获得古地震复发间隔的可靠数据     

汶川8.0级地震陡坎(北川以北段)探槽的记录特征

汶川8.0级地震在龙门山中央断裂(北川-映秀断裂)上形成了长度约240km的地震地表破裂带,同时在前山断裂(灌县-江油断裂)上形成了长约72km的地震地表破裂带。我们在中央断裂北段(北川以北)的地震陡坎上开挖探槽,揭露了本次地震的构造变形特征,同时通过对探槽内所揭露地层的相互关系的讨论,以及邻近区域内地貌面的对比,认为该段断裂在本次汶川8.0级地震之前可能还存在一次震级相当的地震事件,其发生时间至少早于该区域内T1阶地形成的最新年龄3000 a     

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     

亚像素相位相关法在获取汶川地震近场形变中的应用

震后地表实际破裂带的分布及其近场的形变特征,是理解块体运动学特性、断层破裂特征、地震发生机制等科学问题的十分重要的约束条件。基于InSAR获取的汶川地震同震形变场,由于发震断层附近同震形变梯度巨大,沿断层带出现了非相干条带,以致于无法获得断层附近的形变量。而基于亚像素级的光学影像偏移量法为获取断层附近大形变分布提供了可能。文中以SPOT卫星影像为数据源,采用光学影像偏移量法获得了什邡及茂县地区的水平位移形变场。结果显示龙门山断裂带上至少2条断裂同时发生破裂,形成了主要地表破裂带(龙门山镇-高川破裂带)和次级地表破裂带(汉旺破裂带),沿龙门山镇-高川破裂带平均位移量为4～6m,在高川附近伴随的平均右旋水平位移为1～3m; 汉旺破裂带因逆冲导致水平缩短,平均位移量一般为1～2m。汶川-茂县断裂带没有明显的地表破裂带。研究表明,利用光学影像相位相关法能够获得近断层位错量,可以成为InSAR手段的重要补充。     

龙门山南段前缘地区活褶皱-逆断层运动学机制——以芦山地震为例

2013年4月20日发生在龙门山南段的芦山MS7.0地震是继发生在龙门山中北段的汶川MS8.0地震之后的又一次强震。本文通过震后地表变形特征、余震分布、震源机制解、石油地震勘探剖面、历史地震数据等资料,结合前人对龙门山南段主干断裂、褶皱构造特征的研究以及野外实地考察,应用活动褶皱及"褶皱地震"的相关理论,初步分析芦山地震的发震构造模式。认为芦山地震为典型的褶皱地震,发震断裂为前山或山前带一隐伏断裂。构造挤压产生的地壳缩短大部分被褶皱构造吸收。认为龙门山南段前缘地区具有活褶皱-逆断层的运动学特征,表明龙门山逆冲作用正向四川盆地内部扩展。