开封断裂第四纪活动特征

开封断裂是郑州-开封断裂带的重要组成部分,也是黄河中下游平原的一条重要控制性断裂。利用浅层地震勘探发现,开封断裂为总体走向EW,倾向N的正断层;断裂分为东、西2支,断裂活动性具有明显的分段特征,东支活动性较西支强。钻孔联合剖面揭示开封断裂东支断裂上断点埋深27～35 m,根据地层年代学结果,其最新活动时间为晚更新世。研究成果为开封市城乡规划、重大工程选址和地震区划工作提供了重要的基础数据。     

山东郯城麦坡中更新世地震事件记录*

山东郯城麦坡被命名为典型地震活动断层遗址,其最醒目的标志是郯庐断裂带主干断层(F₂)东盘的紫灰色下白垩统逆冲到断层西盘的红棕色第四系之上且界线截然。野外调查和试验分析表明,郯城麦坡第四系于泉组中发育液化砂涌管、液化砂脉、震裂缝充填构造和同沉积断层等地震引发的软沉积物变形构造——地震事件记录。根据软沉积物变形构造的砂质黏土光释光测年分析,推断这些软沉积物变形构造所记录的地震事件属郯庐断裂带主干断层F₂在中更新世晚期发生的强构造与地震活动。这些地震事件记录为研究郯庐断裂带新构造运动与地震活动提供了新资料,也丰富了该地震活动断层遗址的内涵。     

Ultrashallow seismic experiment on a trenched section of the Chelunpu fault zone, Taiwan

Ultrashallow P-wave seismic reflection experiments were conducted at a model test site and in a trenched shallow fault zone along the Chelunpu fault line. The field layout was designed to have the shallowest undistorted reflection from about 1 m depth with 0.5 m vertical resolution. The smallest group interval tested in this study was 0.05 m with a 0.25 ms sample interval, which can avoid spatial aliasing of ground roll if the target is very shallow and the velocities are low. Data processing was designed to be simple but consistent. As the ultrashallow reflections may be contaminated with high-amplitude coherent noise in many aspects, first break muting and surgical muting were performed on each file as detailed as possible, and f–k filtering was applied mainly for the purpose of attenuating the aliasing energy and back-scattered noise. Data acquired in this study show that the low P-wave velocities (< 200 m/s) and high dominant frequencies (120–200 Hz) of near-surface layers may have a potential vertical resolution of 0.4 m or even better.Comparing the test profile with the ground-penetrating radar (GPR) control profile of the same test site and correlating the results obtained from the study site with those of the geologic cross-section of the trench, this experiment demonstrates the possibility of using seismic methods in investigating shallow structures at depths of less than a few meters with vertical resolution comparable to the GPR technique.     

郯庐断裂带合肥—宿迁段及邻区大地电磁三维成像

本文利用覆盖郯庐断裂带合肥—宿迁段及邻区的大地电磁阵列数据, 应用大地电磁三维反演技术和印模重构方法, 获得了测区可靠的三维电阻率模型.该电性模型中, 郯庐断裂带东西两侧在浅部均有高阻分布, 在深部电性结构显著不同, 具有西低东高的特征, 而郯庐断裂带则是两侧高低阻明显分界带; 在南北方向, 电性结构也存在较大不均匀性, 嘉山地区呈现低阻特征, 是断裂带上的电性分界点, 郯庐断裂带在此处由北部的四条主断裂变成南部的两条.结合研究区地质、大地测量和地震学等资料, 综合分析结果表明: 郯庐断裂带作为苏鲁造山带和张八岭隆起高阻体陡立的西边界, 切割深度超过莫霍面.嘉山地区相对低阻分割了张八岭高阻条带与苏鲁高阻体, 阻碍了断层上应力的传递, 造成了嘉山北、南两侧断裂带构造变形强、弱的变化, 从电性结构上证实了郯庐断裂带具有分段性的特征; 苏鲁高阻体南端向西偏转穿过郯庐断裂带, 阻碍断层滑动, 致使泗洪—嘉山段存在应力积累和断层闭锁的地震孕育环境, 其地震危险性值得关注.

     

华北平原西南部石垄地貌的成因机理与古环境意义

华北平原西南部的石垄地貌位于河北省邯郸市西北10km的黄土台地区,由沿北东方向延伸的1条大石垄和9条小石垄组成。野外调查、测量资料和室内分析数据表明,垄岗状地貌由钙质胶结的古洺河入宁晋泊的河口三角洲分流河道沉积沙体组成,形成于晚更新世晚期的玉木Ⅱ与玉木Ⅲ之间的间冰阶,距今约2.86万年。垄岗上的"V"型裂口是在玉木盛冰期期间,三角洲上的分流河道沙体暴露于气下,在脱水干缩过程中形成的横切裂隙,与泥裂的成因类似。沿分流河道沙体下泄的富含碳酸钙的地下水在此渗出或溢出,形成了裂隙两侧脊状突起和大石垄左侧的分支状钙板堆积体。伴随邯郸断裂在晚更新世末期以来的强烈活动,紫山断块快速隆升,由此阻断了南洺河向东的自然流路,使其在清化附近被迫改为向北流,在大油村汇入洺河干流。邯郸断裂的正向滑动所引起的地层旋转,使得局部地层倾向逆转,由此造成了垄状沙脊整体向北东方向以5°的仰角翘起。     

Dynamic link between the level of ductile crustal flow and style of normal faulting of brittle crust

In a rheologically layered crust, compositional layers have an upper, elasto-plastic part and a lower, viscous one. When broken, the upper elastic part undergoes flexure, which is upward for the foot-wall and downward for the hanging wall. As a consequence of bending, stresses will develop locally that can overcome the strength of the plate and, therefore, impose the migration of active fault. In the lower, viscous part of each compositional layer, rocks can potentially flow. Numerical modelling of the behaviour of a crust made up of two compositional layers, during and following extension, shows that flow can take place not only in the lower crust but also, and more importantly, in the lower part of the upper crust. The ability of crustal rocks to flow influences the style and kinematics of rifted regions. When no flow occurs, subsidence will affect the extending areas, both hanging wall and foot-wall will subside with respect to an absolute reference frame such as sea level, and there will be a strict proportionality between extension and thinning. In addition, the downward movement of the fault blocks will decrease the local stresses created in the foot-wall and increase those of the hanging wall, thereby imposing a migration of fault towards the hanging wall. This is the behaviour of extensional settings developed on stabilised crust and which evolved in a passive margin. When flow does take place, middle crustal rocks will move towards the rifting zone causing isostatically driven upward movements that will be superimposed on movements associated with crustal and lithospheric thinning. Consequently, fault blocks will move upwards and the crust will show more extension than thinning. The upward movements will decrease the stresses developed in the hanging walls and increase those of the foot-wall. Faults will then migrate towards the foot-wall. Such a mode of deformation is expected in regions with thickened crust and has its most apparent expression in core complexes.     

用卫星热红外信息研究关联断层活动的时空变化——以南北地震构造带为例

断层活动不是孤立的,一条断层的活动可能影响其他断层,并引起这些断层的活动,这些相互作用的断层称为关联断层.本文利用卫星热红外信息以南北地震构造带为例,分析了关联断层活动的时空变化,所使用的信息是经过处理的地表亮温残差低频分量TLOW.结果表明,在一定时段内研究区一些断层间除地震活动表现出相互呼应关系外,其地表亮温残差低频分量TLOW曲线相似,相关系数高,说明热红外信息与地震信息共同反映一个地区断层的关联活动.此外,也存在单独由地表亮温残差低频分量TLOW相关表现断层关联活动的情形,即断层间无地震活动的呼应关系,但也存在TLOW曲线的相关性,同样显示关联断层的相互作用.对TLOW的时空过程分析表明,关联活动组合可随时间发生变化.例如,1988～1994年间红河断裂与澜沧-耿马断裂、金沙江断裂等构成关联活动组合,1994～1998年又与小金河断裂、安宁河-小江断裂构成关联活动组合,这样的时空变化过程可能是地壳应力场重新分配的反映.本文的研究结果证明,卫星热红外信息有望成为研究断层相互作用的一个新的独立物理量,并将对地震动力学和构造物理学的发展有重要意义.     

基于InSAR和GPS观测数据的尼泊尔地震发震断层特征参数联合反演研究

利用日本ALOS-2和欧空局Sentinel-1A卫星获得的尼泊尔地震同震形变场,结合GPS同震位移数据,联合反演了断层滑动分布特征和空间展布.结果表明:尼泊尔地震的同震形变场主要集中在150km×100km的范围内,且分为南北两个相邻的形变中心,南形变中心的视线向抬升量约为1.2m,北形变中心的视线向沉降量约为0.8m,均位于发震断层上盘.位于形变抬升区的KKN4和NAST两个GPS站,抬升量和南向运动量均达到了m级,而远离震区的其他GPS台水平和垂直观测量均在1cm以内.联合反演得到的断层位错分布主要集中在沿走向150km,沿倾向70km的范围内,最大滑动量为5.59m,平均滑动量为0.94m.断层面倾角在浅部约为7°,随着深度增加,倾角逐渐变大,到垂直深度20km时倾角接近12°;5月12日MW7.2级余震位于主震破裂区的"凹"型滑动缺损区域;主震破裂区的上边界与MBT空间位置十分吻合,主震破裂区主要集中的MBT以北50~60km处,垂直深度为8~9km,倾角为9°,继续向北时主震破裂面以10°~12°的倾角向深延伸,在18~20km可能与MHT交汇.因此,初步判定MBT为此次地震的发震断层.     

低序级断层波动方程正演及特征分析

低序级断层是复杂断块油藏勘探开发的重要研究内容,对油田开发后期落实剩余油分布、解决注采矛盾具有重要意义.本文采用声波方程有限差分正演模拟,对以下几种情形进行了研究:(1)低序级断层与埋深、主频以及信噪比之间的关系;(2)观测系统对断层的影响;(3)物性差异产生的假断层问题;(4)大断层衍生出小断层的正演问题;(5)断层破碎带的影响以及断层封堵带含流体的影响.在上述理论模型正演分析的基础上,根据胜利油田典型构造带的地震剖面建立速度模型,研究了不同组合模式的低序级断层的识别能力,最后分析了波动方程正演模拟和褶积合成地震记录的区别.通过对低序级断层正演模拟特征的分析,得出了不同资料质量、不同地质情况以及不同组合模式下,能够准确识别的断层的极限.理论上能够识别的断层最小断距为7 m左右,最小可能会达到5 m,子波主频适当提高,数据采集时炮点和检波点越密集,道间距越小,多个断层的横向或纵向间隔越大,断层的落差越大时,越能够准确地定位断点并确定断层位置.本文研究成果对油田科研生产中低序级断层的正确判别以及提高断层检测方法的可信度方面具有重要意义.     

断层厚度的地震效应和非对称地震矩张量

本文导出了具有厚度和滑动弱化区域的断层的非对称地震矩张量表示式,指出要求地震矩张量具有对称性不是一个绝对必要的限制.在非对称地震矩张量中,位错项对应于对称地震矩张量,拉力项对应于非对称地震矩张量.由于拉力项等效于单力偶,所以在非对称地震矩张量解的两个节面上,沿滑动矢量方向的力偶强度不再相同,与较大力偶相联系的节面为断层面,与较小力偶相联系的节面为辅助面.这一性质可用以从两个正交的节面中判断哪一个节面是断层面.如果忽略拉力项,会高估与位错对应的标量地震矩.只有满足相应的约束条件的非对称地震矩张量才能表示具有厚度和滑动弱化区域的断层模型,并从中分离出与位错和拉力对应的地震矩张量.