2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。     

汶川大型地震滑坡的类型及启程剧动机理研究

2008年汶川大地震诱发大型地震滑坡300余处,造成了巨大的生命财产损失,研究其发生机理有重要的理论意义和防灾减灾的实用价值.经收集分析已有地震滑坡的研究成果及多次深入现场调查,本文发现众多大型地震滑坡发生时都伴随有区别于汶川主震的地面震动,并将其称为滑坡地面震动,简称滑坡震动.本文在论述滑坡震动依据、成因及特征的基础上,根据滑坡震动力与主震力的组合情况及其对大型地震滑坡的影响不同,将汶川地震滑坡划分为3种类型:主震型地震滑坡,迟震型地震滑坡和同震型地震滑坡.认为主震型地震滑坡在主震结束前滑动,其主导失稳力学因素为主震力和重力,无滑坡震动或可忽略; 同震型地震滑坡亦在主震结束前滑动,但其主导失稳力学因素除主震力和重力外,滑坡震动力起重要作用; 迟震型地震滑坡在主震结束后滑动,主导失稳力学因素为滑坡震动力和重力.认为大型地震滑坡地面震动的发生与活断层导致地震类似,据此提出了滑坡震动加速度的估算方法,并以此为基础分析研究了各类型地震滑坡的启程剧动机理.     

地表探槽断裂岩岩石磁学揭示汶川地震断裂带不同滑移机制

岩石磁学能揭示岩石的磁性矿物组合,通过断裂岩不同的磁性矿物组合可揭示地震过程中磁性矿物变化、地震摩擦温度及地震滑移机制等基础地震地质问题。2008年Mw 7.9级汶川地震使两条断裂带同时发生地表破裂,包括映秀-北川和灌县-安县断裂地表破裂带,破裂带上地震断裂岩为岩石磁学提供了大量的研究对象。本研究主要以汶川地震地表破裂带上两个探槽内断裂岩为对象,包括映秀-北川地表破裂带上的八角庙探槽和灌县-安县地表破裂带上的九龙探槽,结合目前已发表的地表及WFSD-1孔的研究成果,从岩石磁学角度探讨汶川地震断裂带经历的地震滑移机制:1综合映秀-北川地震断裂带上八角庙探槽和其它位置的断裂岩岩石磁学研究,结果显示该地震断裂带附近断层泥的高磁化率源于新生的亚铁磁性矿物,如磁铁矿和磁赤铁矿等,故映秀-北川地震断裂曾经历高温快速热增压地震滑移机制;2灌县-安县地震断裂带上九龙探槽内断层泥略低的平均磁化率源于其铁的硫化物含量比断层角砾及侏罗纪砂岩多,铁的硫化物可能源于地震过程或断裂岩抬升到地表后的地表作用,如果断层泥中铁的硫化物多含量源于地震过程,则灌县-安县地震断裂带曾经历低温慢速机械润滑地震滑移机制;3两条断裂经历的不同地震滑移机制可能受控于断裂深部结构,如断层产状,映秀-北川地震断裂带的陡倾角易产生高温快速地震滑移,而灌县-安县地震断裂带的缓倾角更易产生低温慢速地震滑移。     

汶川地震诱发的地面塌陷成因

针对目前由汶川地震诱发的地面塌陷研究尚少的现状,以北川县安昌镇开茂村水没河流域地面塌陷坑群为研究对象,根据所处的地质环境条件,通过现场调查、工程勘察及钻孔岩土试验,探讨了地震诱发的地面塌陷成因及机制。认为塌陷区第四系松散层上部含细颗粒的饱和粉土、粉质粘土和下部粗颗粒的饱和砂层、砂砾层等的存在是产生地面塌陷的前提,强烈的地震诱发了砂土液化是产生地面塌陷的内因,而塌陷坑的陆续出现说明了地面塌陷一般都有个时间发展过程,是一种渐进性质的破坏;且地下水动力条件的改变、真空吸蚀作用、余震作用以及强降雨加剧了潜蚀作用,最终导致地面塌陷的产生与发展。结果表明:这些塌陷坑群的出现主要是由地震砂土液化和潜蚀作用共同作用的结果。     

汶川地震重灾区泥石流沟内崩滑物空间分布的RS-GIS定量方法

汶川地震在山区引发大量崩塌、滑坡,形成大量的固体松散碎屑物质堆积在沟谷内(CLCAR,崩滑碎屑区),使得地震山区泥石流活动性增强。以岷江上游四川省汶川县银杏乡、映秀镇的15条泥石流沟的SPOT遥感影像为基础,利用GIS技术对CLCAR空间分布进行分析。建立CLCAR与流域高程、主沟侧距和沟口纵距的分布函数T(x)、M(x)和G(x),对CLCAR的空间分布特征进行描述;并计算其积分(DT、DM和DG)作为CLCAR空间分布特征的定量化参数。结果表明,函数T(x)、M(x)和G(x)能够较全面描述CLCAR的空间分布特征,DT、DM和DG能够作为CLCAR空间分布特征的定量化参数。泥石流沟谷内CLCAR的空间分布对泥石流的形成及规模具有一定的影响;在对灾区泥石流研究时有必要考虑泥石流沟内CLCAR空间分布特征。     

汶川地震区北西向断裂带遥感分析

利用北京一号小卫星遥感影像判读汶川地震区的断裂构造,发现了一系列100km左右等间距排列的北西向断裂,结果已部分地得到实地考察验证。龙门山断裂与北西向断裂的交汇部位发生强烈地震的几率较高。这些新发现将对汶川Ms8.0级地震发生机理、龙门山断裂带活动性分段、断裂同震位移自南西向北东、由右旋走滑逆断层向右旋走滑断层转变等重大问题提供了新的合理解释。     

汶川地震对陕西部分气象站地面气象观测的影响分析

受2008年5月12日汶川地震及余震的影响,陕西部分气象台站地面气象观测质量受到影响。根据5月地面气象观测报表数据及宁强、略阳、宝鸡县等9站原始记录发现,影响主要表现在供电、仪器安装标准、观测数据异常等。     

临震预滑在青藏活动地块区的观测证据

实验室内大量岩石黏滑实验表明:对存在断层的岩石加压,岩石在黏滑失稳前会有预滑,预滑会出现在断层的某个区域.由于浅源地震也是断层失稳破裂的结果,近年来临震预滑作为一种地震前兆信息日益受到地震学界关注.但目前尚缺乏广泛的野外观测证据来证实黏滑实验中的预滑现象在构造地震前也普遍存在.本文对青藏活动地块区内姑咱地震台等12个台的应变仪和水位仪的记录作对比分析后发现:在汶川MW 7.9级地震前数月,各台陆续记录到了 一些"阶跃式"波形.在对观测结果可靠性讨论的基础上,用岩石黏滑实验结果和颗粒物理原理来解释这种"阶跃式"波形可能是预滑震相Xp.姑咱等12个地震台观测到预滑震相Xp表明:在青藏活动地块区临震预滑是普遍存在的.这种"准同步"的临震预滑,特别是2008年4月18日和5月6日2次幅度较大的预滑可能引发了汶川MW7.9级地震.因此,关注预滑,特别是临震预滑对预测未来强震有一定的前兆意义.     

龙门山构造带茂汶断裂在茂县、汶川一带构造特征

茂县-汶川一带不同时期、不同性质、不同规模的断裂比较发育,且多具有韧性或脆-韧性断层的特点,主构造断裂呈北东-南西向波状弯曲延伸。构造变形亦非常复杂,规模不一,性质也有所不同。构造单元主要受区域性大断裂带所控制,断裂带对区内沉积作用、岩浆作用及变形变质作用具有明显的控制性。各构造单元的边界断裂的形成时代和对构造单元所起的控制作用及控矿、控制侵入体的展布等方面有一定差异,也有相互间的内在联系。     

汶川地震强余震场地非线性反应

采用汶川地震强余震26个强震动台站记录,基于H/V谱比法,计算台站场地的强、弱震作用下场地卓越频率之比R_(fp)和体现强、弱震作用下场地H/V谱比曲线差异程度的DNL,进而识别并分析场地非线性反应特征。结果显示,R_(fp)、DNL与PGA之间存在显著相关性;其中10个台站出现明显的场地非线性反应特征;大部分台站发生场地非线性反应的PGA阈值为100 cm/s~2,部分为50 cm/s~2;实例证明,因某些台站不易通过H/V谱比法识别场地卓越频率,因此采用R_(fp)识别场地非线性反应具有一定局限性。