邢台石膏矿矿震孕育过程及警示

2005年11月6日河北邢台县石膏矿发生了矿难,本文使用首都圈台网记录的从当日09时小矿震初始活动到19时36分矿难发生的所有矿震波形数据,根据对矿震活动序列分析,对不同时段矿井顶板受到的张力及剪切力作用进行了研究,论述这一次矿难的孕育过程和发生机理,分析这一次矿震造成重大人员伤亡原因,诠释矿山(井)安全监测预警系统和安全意识的重要性.     

A Discussion of Some Problems Concerning the Tosonhu Lake Ms7.5 Earthquake in 1937

The East Kunlun active fault zone, which lies in the valley of the Kunlun Mountains above an elevation of 4,000 meters, is an important active fault zone in the Northeast Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau. The 1937, the Tosonhu lake M_S7.5 earthquake occurred in the eastern segment of the East Kunlun active fault zone. Four field investigations were launched on this seism in 1963, 1971, 1980, and between 1986 and 1990. However, due to different extents of the investigations, four different conclusions have been gained. Concerning the length aspect of the surface rupture zone of this earthquake, the unanimous consensus is that its eastern end lies in the west side of the main Ridge of the A'nyêmaqên Mountains, but opinions about the western end and the location of the macro-epicenter are different. Based on investigation and comprehensive study, a series of scientific problems like geometric and kinetic characteristics, the length of the rupture zone, the maximum sinistral horizontal displacement and the macro-epicenter were re-evaluated. We believe that the total length of this earthquake's surface deformation zone is at least 240km; the western end of the zone is at the west of Wusuwuwoguole; the maximum sinistral horizontal displacement is 8m to the west of Baerhalasha gully on the east side of Sanchakou; the maximum vertical displacement is 3.5m in the south of Sanchakou and the macro-epicenter is in Sanchakou.     

预测地震破裂的终点

发生地震的活断层的迹线通常间断分布(Wesnousky,1988),一般会被间断面隔断,由一个个的分段组成,在视图中出现类似阶跃的迹线。在这些间断面上由滑动产生的应力集中可能减缓或停止破裂的传播,因此对地震破裂长度产生控制作用(Segall and Pollard,1980)。在本文中,我调查了破裂     

阳江地区地震双差定位及其活动图像分析

使用双差地震定位法对广东阳江地区1970~2005年的483次地震进行了绝对定位和相对定位,最终得到400次地震的相对定位结果,由此得到的地震活动图像从离散网格状变得较为集中。阳江地震序列在阳江地区呈现出NW和NE走向的共轭分布,以NE向为主,倾角约30°,倾向NE,长约30km;以NW向为辅,倾角约30°,倾向SE,长约20km;震源埋深5~15km。而在附近的恩平地区地震序列则呈NW向分布。文中还讨论了阳江地震序列震源分布和地质构造的关系。     

循环热冲击后裂隙砂岩力学特性试验研究

砂岩热储层的改造和长期稳定性评价对地热能源开发具有重要意义。研究了裂隙砂岩在0～8次热冲击作用下的力学特性。试验结果表明：随着热冲击次数的增加,两种冷却方式下裂隙砂岩的纵波波速、单轴抗压强度和弹性模量均逐渐减小。与水冷却相比,空气冷却对裂隙砂岩物理力学特性的劣化较弱,单轴抗压强度和弹性模量与热冲击次数呈现较好的指数函数关系。纵波波速和弹性模量均能很好地表征裂隙砂岩随热冲击次数的损伤,其中首次热冲击对裂隙砂岩力学性能的损伤最为严重,且当热冲击次数超过4次时,热冲击对裂隙砂岩力学特性的损伤显著减缓。此外,裂隙砂岩单轴抗压强度和弹性模量与纵波波速具有很好的指数函数关系。最后,在COMSOL Multiphysics中模拟了砂岩试样热冲击过程,并讨论了对流换热系数和预制裂纹对砂岩内部温度场和应力场的影响,揭示了热冲击作用下砂岩产生热裂纹的机制。     

环境地球科学之滑坡地震地质学

本文提出滑坡地震地质学学科概念,属于环境地球科学学科范畴。滑坡地震地质学是研究地震荷载下滑坡发生机理、分布与演化规律的学科;也是借助地震滑坡解决地震地质问题的学科。它是地质灾害学、地震地质学、工程地质学之间的一门交叉边缘学科。其也与固体地球物理学、构造地质学、构造地貌学、环境地质学、数值计算、地理信息系统、遥感、统计分析等学科密切相关。文章从科研层面与应用层面的分类大体构建了滑坡地震地质学的研究框架与体系。科研层面的目的是探索地震滑坡规律,应用层面的目的是地震滑坡防灾减灾。根据科研与应用层面的研究目的,将其研究内容大体分为两部分:（1）研究地震滑坡发生机制、分布样式、演化规律等;（2）建立地震滑坡与地震、发震构造、地震破裂过程等的关系式,进而利用地震滑坡解决地震地质问题,如地震问题（地震参数、地震动强度、地震烈度）、发震构造问题（性质、破裂过程）、地质问题（震区地貌演化）等。最后,从地震滑坡数据库,全球范围多震例的地震滑坡分析,地震滑坡与地震地质对象关联的机理研究,地震滑坡演化规律等方面对该学科进行了展望。总之,考虑到随着遥感与GIS等技术的发展成熟、地震滑坡防灾减灾的越来越迫切的需求、多学科的融合交叉的发展趋势等方面,滑坡地震地质学势必会受到越来越广泛的关注。     

玄武岩柱状节理六边形结构形成机制探讨

玄武岩柱状节理往往呈现完美的六边形石柱,这种现象引起了人们的广泛关注和好奇,但是对于其形成机理尚无合理的解释。本文通过对冷却过程中的玄武岩进行受力分析,提出当岩石（浆）冷凝收缩的凝聚力达到其抗张强度时,岩石（浆）内部发生潜在破裂和微形变;当潜在破裂面形成后,因岩石的泊松效应,微小潜在破裂面处的应力状态发生重整,形成新的潜在破裂面;当新的潜在破裂面处的剪应力等于岩石抗张强度时,岩石（浆）发生剪切破裂,形成如今所见的柱状节理。根据前人相关岩石实验数据,推算得到玄武岩相应温度下的内摩擦角、黏聚力、抗张强度和泊松比,采用应力莫尔圆方法进行数值计算,获得玄武岩在冷却到800 ℃左右时发生破裂,六棱柱形柱状节理开始形成,内角约119.1°。进一步分析认为,岩石的黏聚力、石英含量等因素可能控制着柱状节理的发育和形状。     

Macro fracture systems of the granites controlled by the tectonism: A case study of the Dangjiasi pluton in the northeastern margin of the Gonghe BasinSCIEI北大核心CSCD

花岗岩中先存裂缝系统的识别、评价与建模,关系到干热岩热能提取的有效性、规模性、安全性,是地热能勘查、开采的难点与关键点。本文对共和盆地东北部干热岩勘察开采示范区紧邻的当家寺岩体开展了详细地质野外调查及综合分析,观测了花岗岩体内裂缝的产状、类型和样式,详细解剖了岩体裂缝系统组成及空间分布,探讨了构造作用对裂缝系统形成的时限、动力学成因的控制。研究发现其宏观裂缝系统以构造破裂缝为主,同时还发育少量的成岩缝。构造缝主要由小尺度断裂、火成岩脉、石英脉、方解石脉及多期节理缝共同构成;在岩体不同分区部位的断裂、脉体及节理等裂缝体系发育差异明显,脉体、节理受临近断层控制,其三者走向具有较好的相似性,且存在明显的多期次性。根据产状、交切关系及应力机制可以划分为5种构造破裂类型:单一应力场形成的节理系、叠加先期形成单向滑移的共轭节理组、持续走滑剪切形成的雁列石英脉与共轭节理组合、拉张形成的岩脉及脉内雁列节理组、多期次叠加形成的网状裂缝。宏观裂缝系统的形成与三叠纪末期碰撞后伸展、侏罗-白垩纪区域性隆升、渐新世-中新世中期走滑断裂活动、中新世晚期以来走滑-逆冲转换等有关。现存大量共轭剪节理形成应力场与现今最大主应力方向(NE)有差异,反映了古走滑剪切构造作用的影响。宏观裂缝系统的差异分布,不仅对花岗岩型干热岩热储层规模、质量、分布有约束,也控制着后期的建储与改造。     

加载速率影响下类硬岩声发射及破裂响应特征

为明确硬岩破坏失稳过程中的声学及破裂响应特征与加载速率相关性,对不同加载速率下类硬岩岩样进行单轴压缩试验及声发射测试,分析类硬岩力学参数特性、声发射现象及破裂响应特征,并基于声发射特征获得类硬岩破坏前兆预警信息。结果表明:类硬岩的峰值强度、弹性模量和峰值应变具加速率效应;随着加载速率增大,力学参数总体呈指数函数增长,相对低加载速率下(0.10~0.15 kN/s)的增长速率较快而在相对高加载速率下(0.20~0.25 kN/s)的增长速率略有减缓;声发射参数演化呈阶段性增长趋势,最大增幅与加载速率呈正相关;随着加载速率增大,AE幅度和幅度密度逐渐增大,AE振铃计数由低值低频向高值高频转变,AE能量由孤震型向群震型转变;加载速率对破裂模式及破碎形态具有明显影响,随着加载速率增大岩样由剪切破坏逐渐向拉伸剪切复合破坏、拉伸破坏演变,破裂程度增大并逐渐表现出岩爆倾向;声发射b值随加载时间增大经历了先上升、后波动、最后下降的演化阶段,呈逐渐减小趋势;类硬岩的临界破坏前兆点(b值)为0.68,声发射前兆信息的预警时序由大到小为累计振铃计数、累计能量、b值,具有良好的时效性和可靠性。研究成果对揭示硬质围岩体力学特征和破坏前兆信息预警提供一定参考。      

2022年1月8日青海门源MS 6.9地震地表破裂考察的初步结果及对冷龙岭断裂活动行为和区域强震危险性的启示

2022年1月8日青海门源M_S 6.9地震发生在青藏高原东北缘的祁连山断块内部,仪器震中位于海原活动断裂系西段的冷龙岭断裂带上,是该断裂系自1920年海原8.5级大地震后再次发生M>6.5的强震。考察结果的初步总结表明,此次门源地震产生了呈左阶斜列分布、总长度近23 km的南北两条破裂,在两者之间存在长约3.2 km、宽近2 km的地表破裂空区。南支破裂(F₁)出现在托来山断裂的东段,走向91°,长约2.4 km,以兼具向南逆冲的左旋走滑变形为主,最大走滑位移近0.4 m。北支主破裂(F₂)出现在冷龙岭断裂的西段,总长度近20 km,以左旋走滑变形为主,呈整体微凸向北东的弧形展布,包含了走向分别为102°、109°和118°的西、中、东三段,最大走滑位移出现在中段,为3.0±0.2 m。此外,在北支主破裂中—东段的北侧新发现一条累计长度约7.6 km、以右旋正断为主的北支次级破裂(F₃),累计最大走滑量约0.8 m,最大正断位移约1.5 m。综合分析认为,整个同震破裂以左旋走滑变形为主,具有双侧破裂特点,宏观震中位于北支主破裂的中段,其地表走滑位移很大可能与震源破裂深度浅有关,其中的右旋正断次级破裂可能是南侧主动盘向东运移过程中拖曳北侧块体发生差异运动所引起的特殊变形现象。印度与欧亚板块近南北向强烈碰撞挤压导致南祁连断块沿海原左旋走滑断裂系向东挤出,从而引发该断裂系中的托来山断裂与冷龙岭断裂同时发生破裂,成为导致此次强震的主要动力机制。在此大陆动力学背景下,以海原左旋走滑断裂系为主边界的祁连山断块及其周边的未来强震危险性需得到进一步重视。