责任主编致读者:新构造与环境

“新构造”是1948年由前苏联地质学家奥布鲁契夫(B.A.Обручев)首次引入到地质学与地貌学中,本意指“新近纪以来各类地壳运动所形成的构造及其在现今地表的各种表现”。在1984年由英国地质学家汉考克(P.L.Hancock)和威廉姆斯(G.D.Williams)共同召集的“新构造国际会议”上,进一步将其明确为“现今构造应力场及构造地貌格局形成以来所发生的构造运动”。由于新构造运动和现今正在进行的板块运动、断裂活动、褶皱变形、地块升降及拱曲掀斜、地震与火山等地质过程,以及伴生的地面沉降、崩塌滑坡灾害、海平面变化、河口变迁、地热与温泉、地下水活动、热液成矿、油气运移与赋存等资源环境效应密切相关,它不仅是研究大陆动力学理论研究的重要内容,更是关系到国民经济社会发展中的国土空间规划、环境保护、能源资源开发利用、重大基础设施规划建设、灾害防御和地震预测等众多领域。     

西藏尼木1901年M63/4地震的发震构造探讨

史料记载1901年4月26日西藏尼木发生M63/4级地震,其发震构造尚未有报道,对其发震构造的厘定有助于理解尼木地堑群的地震复发规律,科学评价周边地区的未来强震危险性.遥感解译与地质调查表明,尼木地堑群内部的庞刚地堑西边界断裂长约30 km,走向近北西—北北西,以彭刚玛曲为界分为南北两段.北段断裂地貌线性特征显著,陡坎...     

秦岭甘湫池花岗岩质崩塌振动台试验研究

地震诱发山体崩塌常形成巨大的灾害,特定地形地质条件下山体地震动力响应特性及破坏机制研究是工程地质的重要难题。本文以秦岭地区具代表性的翠华山甘湫池花岗岩崩塌为研究对象,制作有效反映花岗岩工程地质结构的试验模型,开展大型振动台试验,研究山体地震动力响应规律和崩塌变形破坏机制。试验发现,边坡内部加速度放大系数随激振强度的增加呈现出显著的三阶段变化趋势;水平加速度响应呈现出随高程的增加而单调增大的特征,而竖直加速度响应随着高程的增加出现先增加后减小再增加的波动变化特征;边坡的固有频率变化曲线可以分为3个阶段,整体呈现下降的趋势,表明边坡动力特性发生变化;破坏后的边坡可以分为2个区域:后缘启动区和崩塌堆积区。边坡在地震激振作用下的破坏过程为地震波激振输入→坡体后缘形成拉张裂缝→裂缝向下扩展贯通→不稳定坡体滑动→堆积坡脚。反演了山体破坏的4个阶段:振动致裂阶段、高速启动阶段、撞击减速阶段和堆积阶段,结果与现场工程地质调查分析十分一致。研究翠华山甘湫池花岗岩崩塌的发育特征、成因机理和演化过程,研究成果对揭示秦岭北缘乃至秦岭地区崩塌形成机制、发育规律和灾害有效防控、地质遗迹开发和保护具有重要意义。     

基于深反射地震剖面的沂沭断裂带岩石圈精细结构

为揭示沂沭断裂带深部结构及发生—发展过程,查清断裂切割深度及对岩石圈地幔的破坏,探讨沂沭断裂带的构造组合样式、运动方式、地壳稳定性及其对资源环境的约束作用,研究团队于2019年在沂沭断裂带南段沂南—莒县附近布设了一条长约60 km的深反射地震剖面,系统采集了沂沭断裂带和两侧地块的地震数据,对沂沭断裂带深部岩石圈精细结构进行了解剖.结果显示,该区岩石圈结构在横向上表现为以沂沭断裂带为界的块状结构特征,地壳厚度约30.8～39.5 km;莫霍面总体呈西浅东深态势,并被西倾的沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)错断,垂直落差达10.5 km.与浅部"两堑夹一垒"的构造组合样式不同的是,沂沭断裂带在深部剖面上表现为由沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)向上延伸与分叉散开的多条断裂组成"双枝状"构造组合样式.断裂带内被断层切割的界面反射波多呈向上的拱弧形,其构造形迹具有伸展、挤压和走滑并存的特征,推断这些界面为层间滑脱构造,它们指示了沂沭断裂带"多层滑移"构造运动方式.该断裂带不仅切穿了近地表、壳内地质界面,F2、F4断裂还向下切割莫霍面,深入岩石圈地幔,是深达地幔的深大断裂构造带,为地幔热物质的上涌提供了通道,对中生代的岩浆活动和内生成矿具有控制作用.地震剖面西端的铜井金矿成矿与沿F2断裂上侵的铜井杂岩体关系密切;剖面东端的火山机构保存完整,没有明显构造破坏痕迹,据此认为沂沭断裂带左行走滑主要发生在早白垩世青山期以前,其后水平滑移量应不大.从区域地质分布及地震反演结果看,昌邑—大店断裂(F4)明显将山东省分割为鲁西和鲁东两个地质构造单元,因此将其作为区域地质构造分界线是合理的.本项研究结果进一步加深了沂沭断裂带深、浅部结构的认识,为分析研究沂沭断裂带的深部过程和浅部构造响应及对资源环境的影响提供了资料约束.     

基于MEMS与LwIP的煤矿三分量地震数据采集系统

针对当前煤矿地震数据采集传输系统中数据传输实时性差,数据传输量有限的问题,以及数据采集需要满足多波宽频的要求,设计了基于MEMS与LwIP的煤矿三分量全波地震数据采集系统.该系统由MEMS三分量检波器、数据采集单元、高性能防爆路由器、高性能嵌入式主机及采集控制软件、主机监控软件构成.采用MEMS加速度芯片VS1002作...     

活动断裂带岩石的变形机制和摩擦性质—以圣·安德列斯断层为例

岩石的变形机制和力学性质对认识活动断裂带的孕震机制和发震过程都具有重要意义。圣·安德列斯（San Andreas）转换断层是太平洋板块与北美板块的构造边界,也是重要的地震活动带,总结了美国南加州地震中心对圣·安德列斯断层钻孔断层岩的研究进展。对断层泥的高速摩擦实验发现：动力弱化现象只在高速滑移时才发生,伴随着摩擦生热,岩石的摩擦系数显著降低。断层泥中富镁黏土矿物的富集可以显著降低断层的摩擦系数,促进蠕滑,黏土矿物的不均一分布可导致断裂带变形行为和地震分布的突变。与断层泥和碎裂岩不同,粉碎岩形成于快速传播地震的断裂端部,具高孔隙率和高渗透率,流体活动性强。此外,断层岩的有机质成熟度可用来追溯古地震造成的热异常。在川滇中国地震科学实验场开展科学钻探项目,研究断层岩样品的显微结构、物理性质和变形历史,以期为理解大陆汇聚与转换挤压过程中复杂的地震活动提供重要信息。     

综合物探解决黄土区煤田复杂地质问题

山西某矿位于构造堆积盆地，属黄土匠陵地貌，区内被第四系黄土覆盖，为解决该矿地质构造及水文地质问题，采用三维地震勘探与瞬变电磁法、直流电测深法相结合的勘探方案。利用三维地震勘探解决目的层赋存形态及其地质构造问题，再利用瞬变电磁法进行平面控制，以使平面及深度解释误差达到勘探要求；应用直流电测深法及瞬变电磁进行勘探，在正反演解释的基础上对其资料综合分析、对比，并结合三维地震资料，确定地质构造的富水及导水性。     

金江滑坡成因离散元模拟

在对金江巨型滑坡的工程环境条件及现今坡体物质组成、自身结构及变形破坏特征等方面调查研究的基础上,宏观判断滑坡为整体式滑移-弯曲破坏模式。为直观反映滑坡变形破坏的过程,根据对滑坡区基岩结构特征的分析,采用离散元软件2D_Block对滑坡成因机制进行模拟。根据滑坡普遍发育的地形地貌特征,恢复滑坡区原始斜坡地形,根据岩体结构划分模型计算单元,将地震效应考虑进2D_Block模型参数中。通过计算,展现了滑坡的发展演化过程,并将其分为三个阶段,即轻微隆起阶段、强烈隆起阶段、滑面贯通剪出阶段。     

以海原断裂甘肃老虎山段为例浅析走滑断裂古地震记录的完整性——兼论古地震研究中的若干问题

在简单介绍海原断裂老虎山段松山探槽点古地震工作的基础上,分析了制约走滑断裂上古地震记录完整性的因素。松山探槽点跨断裂开挖的2个探槽揭示颜色和粒度不同的地层互层的沉积序列呈近水平面状展布。在断裂带内地层发生错断、旋转和拖曳等变形现象。多个层位上的这种变形表明该点揭示了6次古地震事件。炭屑的~(14)C年龄限定了6次事件均发生在距今3500～3900年以来,其中最新的4次事件从老到新分别为0～410aAD、890～1000年之后不久、1440～1640 aAD和1990年景泰-天祝Mw5.8级历史地震。该序列及其他例子表明连续的、高沉积速率的微构造环境是走滑断裂上探槽选取的重要原则。     

应用地震波形分类技术识别岩相的适用性和局限性

地震波形分类技术在识别和划分岩相的应用中有其独特的优点,但也存在一定的局限性。通过针对不同岩相的大量实践,深入探讨了影响该技术的应用条件,系统总结了该技术识别岩相的适用性和局限性。研究表明:时窗类型及大小、地震属性体的选择是影响波形分类结果最重要的因素;不同的岩相在地震振幅、频率、相位、时间厚度上存在差异性是正确应用波形分类方法的前提;当岩相间的地震响应差别不明显,或同一岩相横向波形变化较快,无法建立统一的岩相地震波形特征时,波形分类方法的结果不能准确地划分岩相,也没有明确的地质意义。回归到岩相地震响应特点的分析,建立地震响应与岩相的对应关系,开展波形分类技术应用的先验性研究,是成功应用该技术的基础和关键。