煤矿井下工作面内隐伏断层透射槽波探测技术

工作面内隐伏断层不仅严重影响煤炭资源的高效回采,而且给煤矿安全生产带来了潜在威胁。通过对工作面内隐伏断层的槽波地震数值模拟,证实了槽波透射法探测隐伏断层的可行性。采用全息观测方式对45301工作面进行了透射槽波探测,通过频散分析及CT成像,查明了工作面隐伏断层分布情况。探采对比表明,透射槽波探测技术能够有效探查工作面内部的隐伏断层,为煤矿安全开采提供有效技术支撑。     

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西藏加查拉岗村巨型古滑坡发育特征与形成机理研究

青藏高原地质构造活跃,内外动力作用强烈,加之气候异常变化,区内大型滑坡发育。以雅鲁藏布江断裂附近新发现的拉岗村古滑坡为研究对象,在现场调查、槽探揭露、地质测年和工程地质分析等基础上,对其发育特征及成因机制进行了分析研究。研究表明,(1)拉岗村滑坡属巨型岩质滑坡,体积达3.6×107 m3,最大水平滑动距离约3050m,滑坡后壁与堆积体前缘高差达965m,最大运动速率达78.1m/s,具明显高速远程特征;(2)受冷冻风化和冰体"楔劈"作用影响,滑坡后部岩体崩裂,全新世以来气候变化冰川逐渐消退,融雪降水入渗加剧劣化岩体结构,降低岩体强度;(3)根据14 C和10Be测年结果,拉岗村古滑坡形成于距今4140~9675a,沿雅鲁藏布江断裂发生的强震可能是该滑坡的直接诱因,岩体受到地震抛掷力作用,原有节理裂隙和新生破裂面发生张剪-拉裂破坏迅速贯通,首先沿断裂附近碎裂结构岩体发生破坏,上部岩体随之失稳并高速下滑。该研究可为认识青藏高原断裂带内大型古滑坡的形成机理提供借鉴。     

折多山花岗岩时代、成因及其动力学意义

沿鲜水河断裂分布的折多山花岗岩由早期的中细粒花岗闪长岩、二长花岗岩和略晚的主体似斑状二长花岗岩、少量的伟晶岩和细晶岩构成。早期中细粒二长花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb同位素定年表明其侵位结晶于18±0．3Ma,使折多山花岗岩岩浆侵位结晶年龄和鲜水河断裂开始活动的时间提前近6Ma。岩石中保存有818±47Ma和156±8Ma的继承锆石．表明存在扬子西缘元古宙和中生代陆壳物质的再循环。在K_2O对SiO_2分类图上,早期的中细粒花岗闪长岩和二长花岗岩落在钙碱性系列区域,似斑状二长花岗岩落在橄榄玄粗岩系列区域,两个系列岩石总体上为铝饱和到过饱和。中细粒花岗闪长岩具有中等的稀土总量(162×10~(-6)～224×10~(-6))、高的(La/Yb)_N(74～118)和明显的正Eu异常,大离子亲石元素富集,Nb、Ta、P和Ti亏损,形成于岛弧钙碱性火山岩低度部分熔融。中细粒二长花岗岩与花岗闪长岩的地球化学特征相似,只是稀土总量和(La/Yb)n较低,形成于杂砂岩部分熔融。主体岩性粗粒似斑状二长花岗岩具有很宽的稀土总量(最高达533×10~(-6)),(La/Yb)_N随着稀土总量增加而增加(最高达523),明显负Eu异常,大粒子亲石元素强烈富集,Nb、Ta、Sr、P和Ti亏损,(~(87)Sr/~(86)Sr)_0=0．7084～0．7133,ε_(Nd)(t)=-5．67～-8．69,形成于元古代上部陆壳物质—砂页岩的较低程度的部分熔融。各类岩石的地球化学特征表明,部分熔融源区的物质组成继承了元古代大陆边缘的某些地球化学特性,经历了高压变质作用,部分熔融残留相主要为石榴石等。部分熔融过程发生于鲜水河断裂早期活动的剪切熔融过程,岩浆作用之前可能发生过强烈挤压而产生了高压变质作用。     

Paleoliquefaction study of the Clarendon–Linden fault system, western New York State

The lack of earthquake-induced liquefaction features in Late Wisconsin and Holocene sediments in Genesee, Wyoming, and Allegany Counties suggests that the Clarendon–Linden fault system (CLF) did not generate large, moment magnitude, M≥6 earthquakes during the past 12,000 years. Given that it was the likely source of the 1929 M 4.9 Attica earthquake, however, the Clarenden–Linden fault system probably is capable of producing future M5 events. During this study, we reviewed newspaper accounts of the 1929 Attica earthquake, searched for earthquake-induced liquefaction features in sand and gravel pits and along tens of kilometers of river cutbanks, evaluated numerous soft-sediment deformation structures, compiled geotechnical data and performed liquefaction potential analysis of saturated sandy sediments. We found that the 1929 M 4.9 Attica earthquake probably did not induce liquefaction in its epicentral area and may have been generated by the western branch of the Clarendon–Linden fault system. Most soft-sediment deformation structures found during reconnaissance did not resemble earthquake-induced liquefaction features, and even the few that did could be attributed to non-seismic processes. Our analysis suggests that the magnitude threshold for liquefaction is between M 5.2 and 6, that a large (M≥6) earthquake would liquefy sediments at many sites in the area, and that a moderate earthquake (M 5–5.9) would liquefy sediments at some sites but perhaps not at enough sites to have been found during reconnaissance. We conclude that the Clarendon–Linden fault system could have produced small and moderate earthquakes, but probably not large events, during the Late Wisconsin and Holocene.     

利用接收函数研究郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区地壳结构特征

利用郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区的261个宽频带地震台站5年记录的763个远震波形数据,计算并筛选得到了10846条远震P波接收函数.采用P波接收函数H-κ法得到了该区的地壳厚度和壳内平均泊松比值,并采用共转换点叠加法进一步揭示台站下方Moho界面的起伏形态.研究发现：⑴研究区Moho界面埋深在27~40 km范围内变化,平均深度在~34 km,总体上以郯庐断裂带为界呈现出东薄西厚的特征.地壳厚度在不同块体之间或者是块体内部存在着明显差异,表明不同的地质构造单元经历了不同的构造演化过程.⑵研究区地壳泊松比在0.15~0.32之间变化,平均泊松比为0.24,略低于全球陆壳和中国陆壳平均泊松比值;然而,较大的泊松比浮动范围却意味着研究区内地壳物质具有强烈的横向非均匀性及物质组成的复杂性.沿郯庐断裂带展布着一条NNE-SSW方向的泊松比高值异常带,推测是镁铁质基性岩沿郯庐断裂带上涌至地壳所致,亦或是高温高压的幔源热物质底侵至下地壳所致.⑶研究区的地壳厚度和壳内平均泊松比存在着反相关的关系;地壳厚度和地表地貌特征呈镜向关系,即造山隆起区Moho界面埋藏较深,而平原盆地区Moho界面埋藏较浅.Moho埋深等值线分布图和研究区布格重力异常特征对应良好.⑷共转换点（Common Conversion Point,CCP）叠加法对Moho界面的刻画与H-κ叠加法求得的地壳厚度结果具有较好的一致性.CCP剖面表明郯庐断裂带不仅是扬子断块区和华北块体的分界断裂,更是一条切割Moho面、深抵上地幔的深大超壳断裂带,错距达4~7 km.⑸研究区内部分台站下方存在壳内分界面,仍能通过改变壳内速度后采用H-κ法获得其埋藏深度.

     

天津断裂第四纪活动性研究

天津断裂分为天津南断裂和天津北断裂。根据人工地震探测结果,分别在天津静海县城西、西青区炒米店村、小南河村以及宁河县朱头淀村布设了4条钻孔剖面,对这2条断裂开展了钻孔勘探工作。经微体古生物鉴定,获得了各钻孔的海相层位置;经地层年代测试,确定了第1、第2和第3海相层的年代;通过以海相层为标志层的地层对比,并结合小南河村BZ1、TN3孔古地磁的测试结果,对这2条断裂的活动性进行了分析研究。结果表明,天津南断裂晚更新世以来未发现有过活动的迹象,其最新活动年代可能在中更新世。而天津北断裂也未发现晚更新世以来存在活动的迹象,该断裂在早更新世早期可能有过活动。由此可见,天津南断裂活动性可能要强于天津北断裂。同时发现,第2、第3、第4海相层在不同的地区存在不同程度的缺失现象。因此,在将其用于地层对比时,必须同时确定各海相层的地质年代,否则对比结果可能会出错。对于发生年代存在争议的第2海相层,认为其形成时间应在7万a左右。     

利用地震矩张量反演鲜水河断裂带现今运动学特征

本文探讨了利用地震矩反演断裂形变带运动学参数的基本理论和方法，将其初步应用于鲜水河断裂形变带变形分析和运动机制的研究。结果表明，鲜水河断裂带呈现出走向拉伸、倾向压缩的形变格局，由地震矩反演的断裂带剪切形变速率（１０．９ｍｍ／ａ）与用地质学估算方法（１７ｍｍ／ａ）和现今地壳形变测量（８ｍｍ／ａ）的结果相当。同时，反演出的应变主方向能解释鲜水河断裂现今活动分段性特征以及多种滑动方式共存的现状，从而证明该方法是目前研究区域运动学问题切实有效的手段之一。     

活动断裂引发的环境地质问题及措施

随着经济的飞速发展和现代化建设的加快，全社会防灾减灾意识的增强，在国土规划、抗震规划及高、深、大型工程项目的建设中，对活动断裂的研究，已成为勘测、设计中的重要课题。本文就影响张家口市城市安全的活动断裂的类型、空间展布、活动特征、引发的环境地质灾害及工程对策等予以阐述，为城市规划提供依据。     

滇西南地区南汀河断裂带三维深部电性结构及其孕震环境

南汀河断裂带为滇西南地区活动断裂体系中规模最大的一条北东向断裂,其构造活动及地震危险性一直备受关注.本文基于覆盖云南境内南汀河断裂带的大地电磁测深宽频带阵列数据,利用大地电磁三维反演解释技术,首次获得了南汀河断裂带的精细三维深部电性结构.在上地壳深度,南汀河断裂带西南段与中段的电性结构表现出沿构造走向的高导条带特征,北东段表现为高阻结构.该高阻结构可能为临沧—勐海花岗岩体的电性反映,指示南汀河断裂可能未切穿该花岗岩带.在中下地壳深度,南汀河断裂带西南段存在大范围高导层,北东段则表现为整体性的高阻地壳,因此南汀河断裂北东段可能具有发生强震的介质结构背景.南汀河断裂带西南段的耿马地震区深部呈现北东向与北北西向的"X"型高导构造样式,该高导结构以南存在一个显著高阻异常体,1988年耿马MS7.2地震以及2015年沧源MS5.5级地震均发生于该高阻体与"X"型高导条带的电性边界.青藏高原东南缘绕东构造结流入滇西地区的中下地壳流可能受到南汀河断裂北东段中下地壳高阻体的阻挡而呈分流式分布于保山地块以及澜沧江断裂以东.