正断层的阶区构造及生长机制：以狼山山前断层带为例

正断层带在生长过程中内部发育有阶区构造,阶区在正断层的相互作用、连接过程中起重要控制作用,同时阶区还影响地表径流和沉积盆地的发展、流体的运移和圈闭的形成。位于内蒙古河套断陷西缘的狼山山前断裂是晚新生代以来持续活动的大型正断层系统,断层带内部发育有不同类型的阶区构造。识别出了两种类型阶区的连接方式,一种是两条平行断层之间的斜坡从"软连接"到"硬连接"的演化过程;另一种是楔状阶区通过一条断层向另一条断层扩展的方式连接产生。基岩中的先存构造要素控制并影响山前正断层的展布方位及阶区的形态:基底内部NNE向糜棱面理控制山前断层带的走向,早期向SE倾斜的逆冲断层面被正断层局部利用。沿断层倾向方向,山前正断层逐渐向盆地方向扩展,最新活动的断层位于盆地边缘甚至盆地内部;沿断层走向方向,狼山山前正断层逐渐向南西侧扩展。     

正断层模型中强地面运动的动态几何效应

报告了正断层破裂的泡沫橡胶模型中质点运动的测量结果,并且与走滑断层的结果进行了对比,一般情况下,正断层地震的强地面运动的标准计算机模拟是使用位错理论。在位错理论中,假设断层滑动遵从某些特殊的时间函数,并用此描述了沿断层浅层部分的滑动。遗憾的是,对正断层来说,基本上没有大地震的断层附近的资料来制约断层模型。在张断裂方式下,沿断层的有效正应力与剪应力在地表接近于零,这样,断层近地表的几公里所积蓄的应变     

西藏阿里阿鲁错地堑系的第四纪活动性、最新同震地表破裂及其地震地质意义

藏北高原非常薄弱的活断层调查程度和不完整的历史地震资料等,限制了对青藏高原内部活动构造的变形机制及强震活动特征等问题的深入认识。文中通过综合地质、遥感和地震等资料对阿里北部进行详细的活断层解译,重点对阿鲁错地堑系南段昆楚克错地堑西侧边界正断层的第四纪活动性、新发现的最新同震地表破裂及其震级与形成时间等进行了深入分析。研究结果表明,阿里北部第四纪期间以近EW向伸展变形为主,发育了以近SN向正断层和由NW向与NE向走滑断层构成的共轭走滑断层为主的高密度活断层系统。沿昆楚克错地堑西缘主边界正断层新发现的最新同震地表破裂整体沿NNW向雁列展布,总长约400m,最大垂直位移约0.8m,平均垂直位移为0.3～0.4m。结合历史地震记录和经典的“地表破裂位移与震级”统计关系式推断,该破裂应是震源深度为35km的1955年革吉县纳屋错东M_W6.5强震事件的结果。综合该地表破裂的发育特点推断,震源深度对地表破裂参数存在显著影响,震源偏深时的地表破裂长度可远小于震源破裂的最大长度,表明在活断层的地震复发模式研究中应注意随机性较强的断层局部破裂行为或小位移破裂事件。     

西太平洋俯冲板块正断层系统与动力学特征

俯冲带是地球上最大地震的发源地。俯冲板块正断层为海水进入上地幔,引起蛇纹石化提供通道,其地震可能引发大海啸。研究其动力学机制,对推动俯冲带动力学过程研究及保护人类生命安全都具有重要意义。本文综述了西太平洋汤加海沟、马里亚纳海沟、伊豆-小笠原海沟和日本海沟俯冲板块外缘隆起带到海沟附近的正断层分布与变形特征,定量化阐明了地球动力学模拟方法揭示的西太平洋俯冲板块正断层形成过程。研究发现汤加海沟和马里亚纳海沟的正断层平均断距最大;俯冲板片有效弹性厚度变化直接影响正断层形成区域,而有效弹性厚度与板块年龄相关性较大。本文系统性回顾了西太平洋俯冲动力学研究并且提出了对未来相关研究的启示。     

利用InSAR技术研究2018年西藏谢通门MW5.6地震发震构造

2018年12月24日在西藏日喀则市谢通门县发生MW5.6地震。利用Sentinel-1A卫星数据和D-InSAR技术,获得该地震LOS方向的同震形变场图像,并以此为约束反演地震断层的几何参数和同震滑动分布特征。反演结果表明,谢通门MW5.6地震发震断层近南北走向,断面倾向西,倾角约35°,破裂长度约12 km,同震滑动主要集中在4~11 km深度范围内,以正断倾滑为主,最大滑动量0.18 m,矩震级MW5.6。2018年谢通门地震发震构造是谢通门—申扎伸展断裂系中的一条新生盲断层。     

隐伏正断层错动致地表破裂变形特征的研究

通过建立三维计算模型,对隐伏正断层在均匀错动、倾斜错动和翘倾错动方式下地表土体的应力路径、破裂和变形特征进行了研究。根据地表破裂临界值,分析了工程建设“避让带”的宽度和起始位置的变化特征。根据行业规范,提出工程建设“关注带”的确定方法,分析了“关注带”的宽度和起始位置的变化特征,得到以下主要结论:①在断层错动过程中,位于两侧的地表土体应力路径变化明显不同,下盘一侧和上盘一侧分别以三轴拉伸和三轴压缩为主;②地表强变形带与地表破裂带的分布并不一致,需要综合考虑等效塑性应变和总位移比2个指标来评价同震地表错动对建筑物的影响;③当隐伏断层错动的垂直位移达到3m时,工程建设“避让带”的宽度在10—90m范围内变化,受上覆土体厚度和断层倾角的影响最大,而工程建设“关注带”的宽度在150—400m范围内变化,受上覆土体的性质影响最大。     

互层胶结土中正断层地震地表破裂位错特征研究

为了解决采用Trimble GX 3D地面激光三维扫描仪分析互层胶结土中正断层地震地表破裂位错特征时,未有效模拟地表垂直和水平位移的基本特征,获取的地表破裂位错特征结果不准确的问题。提出新的互层胶结土中正断层地震地表破裂位错特征研究方法,先构建地震地表弹性位错模型,分析互层胶结土正断层的地表三维断裂特征,得到地表在受到走滑、逆冲和张开错动导致的地表错位变化情况;再通过正断层地震地表破裂离心机试验,获得互层胶结土中正断层地震地表破裂位错特征。试验结果说明,所提方法可有效分析互层胶结土中正断层地震地表破裂位错特征,且破裂点在土体模型中部和中下部的裂缝深度分别为22.4 m和33.4 m,裂缝上的破裂点处于土体模型的中下部时,裂缝的深度越深。     

金沙江涛源盆地构造现象研究

通过对金沙江涛源盆地东缘断裂活动性的调查和探测,在该盆地内发现许多有地震地质意义的构造现象。分析显示:涛源盆地东缘的金沙江河谷断裂是由一组晚更新世以来活动的铲式正断层组成,以粘滑为主,距今大约4.5万年以来的垂直活动速率为0.6 mm/a;盆地内的NW—NWW向断层是一组与金沙江河谷断裂共轭活动的正断层,距今2.2～4.4万年发生过一次7级左右的地震位错事件;程海—宾川断裂中段的潜在震源区震级上限宜取7.5级。     

阿曼Daleel油田下白垩统Shuaiba组上段走滑正断裂带裂缝分布定量评价

在对阿曼Daleel油田下白垩统Shuaiba组上段的岩芯及成像测井裂缝特征进行分析的基础上,利用过断层的水平井成像测井资料,开展对断层两侧的裂缝发育情况研究,分析认为裂缝发育密度与离断层的距离相关,提出裂缝成因主要受区内走滑正断层所控制.研究建立的3类不同规模的走滑正断层带裂缝密度分布函数,实现了对阿曼Daleel油田下白垩统Shuaiba组上段断裂带裂缝分布的定量评价.     

塔里木盆地东北缘吐格尔明背斜和阳北断裂带构造分析

吐格尔明背斜和阳北断裂位于塔里木盆地北缘,南天山山前库车褶皱冲断带的东段,两者均为基底卷入型构造。阳北断裂是一个反转构造,其变形历史可以追溯到侏罗纪—白垩纪的正断层;新生代构造反转,发生了多期冲断变形加速期,分别发生于白垩纪末—古近纪初、古近纪末—新近纪初、中新世早期、上新世和第四纪。吐格尔明背斜构造带是阳北断裂中新世早期及以后的冲断作用派生出来的一个次级基底卷入型构造变形带。它由吐格尔明背斜及其南、北两条呈背冲关系的逆冲断层组成。背斜核部元古宇变质岩出露地表;中、新生界直接不整合于变质岩之上,缺失全部古生界,说明研究区可能属于一个长期存在的古生代古隆起。