2021年5月22日青海玛多MS 7. 4地震地表破裂带及发震构造

2021年5月22日2时4分,青海省果洛藏族自治州玛多县发生了MS 7.4级强烈地震,震中位于巴颜喀拉地块北部边界东昆仑断裂带以南约70 km左右(34.59°N,98.34°E),震源深度17 km.震后的野外现场考察表明,这次地震在海拔4200～4600 m的高原面上形成了一系列由张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙、挤压鼓包和裂陷等多类型破裂雁行状组合而成的复杂同震地表变形带,总体表现为左行走滑运动性质,局部略带正断分量.该破裂带主要沿东昆仑断裂带南部的江错断裂分布,整体呈N105°E走向,全长约151 km.根据破裂带的走向变化和阶区特征,可将其分为四段:西段、中西段、中东段和东段.其中西段分叉为南、北两支,北支破裂走向N112°E,呈不连续分布,长约18 km,南支走向N94°E,呈连续性分布,长约25 km,最大左行位错约2.9 m;中西段全长约52 km,主要由约22 km长、呈N109°E走向的连续分布的地表破裂与稍北分布约30 km长、不连续分布的两支破裂组合而成,最大左行位错约1.9 m;中东段为总体呈N104°E走向的不连续地表破裂,全长约51 km,其中包含长约20 km的破裂空区;东段分叉为北、中、南三支,北支为走向N84°E、长约23 km的连续性破裂,最大左行位错约1.8 m,中间一支为N110°E走向、长约14 km的不连续破裂,南支则表现为零星破裂及系列滑塌,走向N120°E,长约6 km.这种两端发育较大规模分叉的"扫帚"状同震地表破裂在青藏高原已发生的走滑型地震中尚未报道过.这次地震的发震断裂为江错断裂,该断裂向西延伸可与2001年东昆仑MS 8.1地震的发震断层昆仑山口断裂相接,表明昆仑山口-江错断裂带与北部东昆仑断裂带中东部的托索湖-玛沁断裂挤压弯曲段共同构成了巴颜喀拉地块北部的宽阔边缘断裂带,并与南部的玉树-甘孜-鲜水河断裂带协同运动,共同调节着巴颜喀拉地块向东的运动和形变.由于东昆仑断裂带东部的玛沁—玛曲段是历史地震空区,因此可能是未来强震发生的区段.同时需要考虑到近20多年以来,巴颜喀拉地块周缘的强震活动具有跳跃性特征.因此,在未来的强震危险性评价中,应重点关注巴颜喀拉地块北边界带中东段玛沁—玛曲段和南部边界带鲜水河断裂带等的强震活动性及危险性.     

孔隙性砂岩中单条变形带与簇状变形带的特征与区别——以远安地堑上白垩统红花套组中变形带为例

孔隙性砂岩中的变形带研究近年来取得长足进展,但有关单条变形带与簇状变形带如何区分和界定仍是一个较模糊的问题。本文以远安地堑上白垩统红花套组高孔砂岩中发育的剪切增强压实带和压实剪切带为例,对单条及簇状变形带的特征和区别做出系统分析。研究表明,虽然单条变形带的长度、宽度、错断位移、凸起高度等均明显小于簇状变形带,但是不同运动学成因的变形带宏观特征、微观结构不同,因此不能单纯以规模大小区分二者,需要结合带密度将簇状变形带与变形带列、网格构造等相区分,还需要结合其微观结构特征进行准确鉴定。单条及簇状剪切增强压实带特征类似,均不具核心碎裂带,颗粒主要为中等破碎,多表现为多个不连续分布的碎裂核。簇状剪切增强压实带内部的非均质性更强。单条压实剪切带具有核心碎裂带,依剪切力大小不同,其核心碎裂带内颗粒粉碎程度及边缘过渡带宽度不同,常伴随微小剪切缝痕迹。簇状压实剪切带在镜下可清晰识别出不同的核心碎裂带、带间区域及微小剪切缝,可见S—C组构和断续分布的滑动面。单条及簇状变形带的发育会不同程度地改变储层的物性并可能会对油气运移和开采产生影响。     

郯庐断裂渤南段各分支新生代构造特征及其对油气聚集的控制作用

通过对郯庐断裂渤南段3 个分支几何构造样式、断裂活动速率和伸展量、优势伸展方向等运动学特征,以及构造演化特征等方面的对比分析,总结了与之对应的斜向伸展-弱走滑改造、斜向伸展-强走滑叠加、持续强走滑拉分3 种构造成因类型,并阐明了不同成因演化模式对圈闭形成、储层发育和油气运移的控制作用,建立了各分支构造-成藏响应关系。结果表明,新生代以来渤海南部海域处于地幔隆升导致的南北向引张和太平洋板块斜向俯冲形成的北东向右旋剪切双重应力场中,郯庐断裂的3 个分支具有相同的构造演化阶段,但各个时期局部应力场的不同导致了它们构造特征的差异,进而影响和控制了各分支在油气聚集时期、层位、规模等方面的成藏差异性。     

黄土-泥岩接触面滑坡滑带土力学特征研究

滑带土是滑坡形成过程中形成的一层结构性较差的土体,是滑坡的重要组成部分。其物理力学性质、微观结构与滑坡的形成以及后期运动特征密切相关。黄土-泥岩接触面滑坡是按照滑坡地质成因划分的一种上层黄土、下层泥岩的具有“双层异质”结构的滑坡。此类滑坡由于在滑动中具有缓动低速的特点,往往早期不易被发现,发现时已造成了严重的危害。采用GDS三轴仪对天水地区花南村滑坡、半山村滑坡和咀头村滑坡三个黄土-泥岩接触面滑坡的滑带土力学性质进行研究,结合滑带土微观结构特征,分析黄土-泥岩接触面滑坡滑带土的力学变化特征及其变形内在机理。研究发现：滑带土中大量存在被黏土颗粒包裹的大颗粒,这些大颗粒在滑带土变形过程中经历错位、滑移等过程后,大颗粒进一步滑移受到黏土质限制,导致黄土-泥岩接触面滑坡滑带土在宏观上表现出应变硬化的典型特征。此外,剪切中孔隙水压力无法及时消散也是此类滑坡变形的重要特征之一。应变硬化造成滑带土在滑动中强度未出现残余值而导致滑坡处于持续运动中,能量的释放方式属于缓慢释放型。因此该类滑坡滑动具有缓动低速的特性。     

基于地应力实测数据分析郯庐断裂带中段滑动趋势

郯庐断裂带潜在滑动趋势对于区域地壳稳定性评价具有重要的意义。对郯庐断裂带中段(新沂至渤海段)附近12个钻孔共65条实测地应力数据分析,得出该区段最大和最小水平主应力与垂直应力之比Kmax和Kmin的范围,结果表明郯庐断裂带中段主要表现为逆断层的应力状态,局部地区呈现出有利于走滑断层的特征。研究区内应力比K值由西向东逐渐增大,并在东北部达到最大。通过计算得出断层面上的剪应力与有效正应力比值小于Byerlee准则所定义的摩擦系数,说明目前郯庐断裂带中段处于相对稳定状态;同时发现北西向断裂面上的剪应力与有效正应力比值比北东向断裂的大。区内应力积累指标μm的计算结果和地震的分布特征表明,郯庐断裂带中段北西向断裂上地震活动频繁,应力积累程度低;而北东向断层上应力积累程度高,特别是处于郯庐断裂带中段东北部的北东向断层,在应力集中的区域出现地震空白区,推测为断层的锁固段。最终认为在现今应力场下郯庐断裂带中段更易沿北西向的断裂滑动。     

Paleoseismological Study of the Late Quaternary Slip-rate along the South Barkol Basin Fault and Its Tectonic Implications, Eastern Tian Shan, Xinjiang

The easternmost Tian Shan lies in eastern Xinjiang, Central Asia. The South Barkol basin fault(SBF) in the northern part of the easternmost Tian Shan is a major tectonic structure in this orogenic region. The late Quaternary activity, paleoseismology, and deformation characteristics of the fault provide important clues for understanding the tectonic process of the eastern Tian Shan orogen and implementing seismic mitigation. Through interpretation of high-resolution satellite images, unmanned aerial vehicle measurements, and detailed geological and geomorphic investigations, we suggest that the fault exhibits clear left-lateral slip along its western segment. Paleoseismic trenches dug near Xiongkuer reveal evidence of six large paleoearthquakes. The four latest paleoearthquakes were dated: the oldest event occurred at 4663 BC–3839 BC. Data on the horizontal offsets along the probable 1842 Barkol earthquake coseismic rupture suggest clear multiple relationships between cumulative offsets and possible ~4 m of coseismic left-lateral slip per event. From the cumulative offsets and 14 C sample ages, we suggest an average Holocene left-lateral slip rate of 2.4–2.8 mm/a on the SBF, accounting for ~80% of lateral deformation within the entire eastern Tian Shan fault system. This result is comparable with the shortening rate of 2–4 mm/a in the whole eastern Tian Shan, indicating an equal role of strike-slip tectonics and compressional tectonics in this orogen, and that the SBF may accommodate substantial lateral tectonic deformation.     

基于Sentinel-1A数据反演2015年新疆皮山MW6.5地震断层滑动分布

使用Sentinel-1A卫星观测的2015年新疆皮山地震震前震后一对SAR影像,提取该地震的同震形变场。结合Okada位错模型,在考虑渐变入射角和解缠基准偏差的情况下,反演本次地震的断层滑动分布。结果表明,皮山地震是小倾角逆冲型地震,断层破裂开始于地表以下约5 km处,最大滑动量为0.76 m,高滑区集中于深度9～14 km,累计释放地震矩达5.14×10¹⁸,相当于矩阵级M_W6.47。     

砂土地层中考虑基坑施工效应的柔性挡墙主动土压力研究

以基坑施工过程中柔性挡墙墙后主动土压力为研究对象,假定柔性围护结构最大变形位于开挖面处,墙后滑面为通过墙趾的平面,推导出考虑基坑开挖及支护的墙后滑面倾角一般表达式。采用水平层析法,研究墙体内凸型变形时的主动土压力分布、主动土压力合力及其作用点。研究表明,理论结果与实测结果规律一致,大小相近;随着基坑开挖深度的增加,滑面倾角减小,基坑开挖对周边环境的影响范围增大,土压力合力增大,对合力作用点位置的影响较小;当基坑开挖深度减小时土体内摩擦角和墙土间摩擦角增大时主动土压力非线性分布更加明显,主动土压力合力减小,合力作用点距墙趾的距离增大。     

Slip rate on the Dead Sea transform fault in northern Araba valley (Jordan)

The Araba valley lies between the southern tip of the Dead Sea and the Gulf of Aqaba. This depression, blanketed with alluvial and lacustrine deposits, is cut along its entire length by the Dead Sea fault. In many places the fault is well defined by scarps, and evidence for left-lateral strike-slip faulting is abundant. The slip rate on the fault can be constrained from dated geomorphic features displaced by the fault. A large fan at the mouth of Wadi Dahal has been displaced by about 500 m since the bulk of the fanglomerates were deposited 77–140 kyr ago, as dated from cosmogenic isotope analysis (¹⁰Be in chert) of pebbles collected on the fan surface and from the age of transgressive lacustrine sediments capping the fan. Holocene alluvial surfaces are also clearly offset. By correlation with similar surfaces along the Dead Sea lake margin, we propose a chronology for their emplacement. Taken together, our observations suggest an average slip rate over the Late Pleistocene of between 2 and 6 mm yr⁻¹, with a preferred value of 4 mm yr⁻¹. This slip rate is shown to be consistent with other constraints on the kinematics of the Arabian plate, assuming a rotation rate of about 0.396° Myr⁻¹ around a pole at 31.1°N, 26.7°E relative to Africa.     

断层的运动学分类及图面表达法

依据断盘相对运动方向的不同 ,划分了 12种类型断层。在图面上对断层线及其上的花纹进行明确分工 ,确定含义 ,使图面表达能够直观地反映出断盘的运动方向和局部构造应力状态。