地震地质

地震地质2011年第33卷第1期目录

2011, 33(1): 0-0.

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邓起东

2011, 33(1): 1-14. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.

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1920年12月16日20时06分09秒发生于中国宁夏海原地区的8.5级大地震是中国3个最大的8.5级地震之一,死亡人数当时估计为23万余人,最近重新估计达27 万余人,其灾难之重,惨绝人寰。海原地震研究开辟了中国首次地震实地科学调查、利用现代科学方法观测地震的先河。20世纪中叶海原地震研究获得了突破性进展,发现了长达200余km作左旋水平位移的同震破裂带,出版了该地震的第一部专著。20世纪80年代,在海原活动断裂带建立和发展了活动构造大比例尺填图技术,开创性完成了第一份活动断裂带大比例尺地质图; 对发震断裂的细结构和变形机制、断裂滑动速率、同震位移分布、古地震及其重复间隔和发震模型等进行了定量研究,对其地震危险性进行了评估; 在断裂的低速率滑动、拉分盆地、走滑断裂的破裂扩展、走滑断裂走滑量与尾端构造挤压量的转换平衡和六盘山构造变形机制等动力学问题上取得创新性成果。在海原大地震发生90周年的今天,回顾几十年来的研究进展,提出进一步努力的方向,告慰在灾难中逝去的先民,更加努力地做好今后的工作,为地震预测和防震减灾贡献更大的力量。

长白山天文峰剖面全新世火山喷发物长石风化溶蚀特征及地质意义

张秉良, 许建东, 史兰斌, 盘晓东

2011, 33(1): 15-25. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.002

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利用扫描电镜和能谱分析研究了长白山天池火山天文峰剖面全新世喷发物中长石表面风化溶蚀显微形貌和化学组成,结果显示: 天文峰剖面从顶部黑色浮岩向下到暗灰色浮岩中,长石表面发育风化溶蚀不同的显微形貌结构。其特征有,风化初期的溶蚀作用主要在双晶缝、解理缝等结构薄弱部位,形成规模较小的溶孔和溶缝等,随着风化溶蚀程度的增加,已经形成的溶蚀痕迹进一步扩大、合并、相互贯通而形成矩形溶孔或棱柱状溶孔。长石晶体上溶蚀痕迹的扩大受长石晶体各向异性的控制。天文峰剖面火山喷发物时代越早,长石颗粒表面风化溶蚀程度越强,结构越复杂; 火山喷发物时代越晚,长石颗粒表面风化溶蚀程度越弱,结构越简单。即长石表面风化溶蚀程度与火山喷发的时代具有一定的相关性。根据长石颗粒表面的显微形貌结构,认为漫江林场浮岩与天文峰剖面中灰色浮岩应是火山同一次喷发的产物。长石表面风化溶蚀度可以作为判定火山喷发精细序列的一个代用指标。能谱分析显示,较新鲜的长石表面与风化溶蚀的长石化学组成不同。长石风化溶蚀的显微形貌和化学组成反映了它是天然风化、溶解、淋滤,最后又有物质沉淀的自然成因。Fe元素则可能与微生物作用有关。详细研究长石表面的风化溶蚀特征,它将有可能成为从岩石微观方面探讨火山喷发后环境变化和火山喷发期次的一种新方法。

拐折断层黏滑过程的实验研究

郭彦双, 马瑾, 云龙

2011, 33(1): 26-35. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.003

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采用位移、应变和声发射等测量手段,研究了预置5°拐折断层的房山花岗岩样品的黏滑过程,分析了不同加载速率下5°拐折断层失稳的黏滑特征及相关物理场的演化过程。实验结果表明: 1)5°拐折断层的黏滑周期与加载速率在数值上呈负对数相关关系; 2)在不同的加载速率下,大多数的5°拐折断层失稳是双震事件, 2次子事件的间隔时间大多在100～200ms之间; 3)采用不同的观测手段,即使采样速率一致,其临震响应也存在差异性,如断层失稳前沿断层的应变测量结果呈现明显的应变弱化,断层位移则未见明显的变化; 4)断层黏滑过程中的声发射事件呈现明显的沿断层迁移的特征。认识强震的发生机理和余震特征需要进一步研究断层失稳过程的动力学信息。

县(市)绝对地震应急能力评估方法的初步研究

邓砚, 聂高众, 苏桂武

2011, 33(1): 36-44. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.004

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县(市)地震应急能力的高低直接关系到中国整个地震应急工作的成效。从县(市)绝对地震应急能力的内涵分析出发,结合汶川地震灾区县(市)地震应急能力实地调研工作取得的认识,首先初步构建了县(市)绝对地震应急能力指标体系框架; 然后以四川省县(市)为例,在遵循科学性、系统优化和可操作性原则的基础上,构建了围绕着1个目标层,设定5个准则层、9个指标层和17个变量层的四川省县(市)绝对地震应急能力的评价指标体系; 继而建立了一个基于主成分分析法和多指标综合法的四川省县(市)绝对地震应急能力综合评价模型。县(市)绝对地震应急能力评价指标体系和评估方法的建立能够对县(市)地震应急能力进行定量化的评价,从而为加强县(市)基层政府地震应急能力建设、提高其地震应急管理水平提供科学的依据。

隐伏活断层钻孔联合剖面对折定位方法

雷启云, 柴炽章, 孟广魁, 杜鹏, 王银, 谢晓峰

2011, 33(1): 45-55. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.005

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基于城市隐伏活断层钻孔联合剖面探测的多次实践,总结出一种优化的断层定位方法——对折法。其步骤为: 首先实施剖面两端的钻孔,在确保断层在两孔间之后,在两孔中间位置布设第3孔; 继续确定断层所在区段,然后在其间二分之一处布设下一钻孔,依次类推,逐渐限定出断层的准确位置。同时,引入孔间标志层位坡降这一量化指标替代落差分析,并归纳出2个判据: 1)若两孔间主要标志层位坡降＞0,且坡降由浅至深递增,表明断层位于两孔之间; 2)两孔间实施第3孔之后,若两孔间标志层位坡降相对之前及相邻区段显著增大,且随埋深递增,则为断层所在区段,而正常层位区段孔间标志层位坡降显著减小。应用实例表明,这种方法可较好地实现隐伏活断层的准确定位。

乌鲁木齐王家沟断层组地表变形特征及强变形带宽度

吴传勇, 沈军, 史杰, 李军, 向志勇

2011, 33(1): 56-66. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.006

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王家沟断层组断错了中更新世砾石台地及王家沟东岸的Ⅲ级阶地,地貌形迹非常清晰,地表变形现象主要表现为地震断层、断层陡坎和挤压鼓包等。根据不同地貌面上跨断层测量获得的一系列实测数据,得到王家沟Ⅲ级阶地上的地表陡坎高度为0.4～1.6m,最大变形带宽度为50m左右; 中更新世台地上的陡坎高度多为1.5～5.0m,最大变形带宽度为90m左右。利用探槽开挖揭露出的断层位置与地表强变形带测量剖面的叠加对比,初步确定王家沟断层组上、下盘之间变形宽度的比例为2:1左右,并由此讨论了王家沟断层组上、下盘的 "避让带"宽度问题。

徐州废黄河断裂带的空间展布与活动性研究

陈丁, 张景发, 朱鲁, 姜文亮, 路晓翠, 刘建达, 李丽梅, 张鹏

2011, 33(1): 67-78. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.007

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文中利用遥感影像分析了徐州废黄河断裂带的空间展布及与邵楼断裂的交切关系,利用重磁资料研究了废黄河断裂带的深部几何结构及与郯庐断裂带西边界的交切关系。二阶布格重力异常小波变换细节图反映出徐州废黄河断裂带的深度为7～8km,而三阶和四阶重力异常细节图反映的深度分别为9～11km和15～18km。研究结果表明,废黄河断裂带向SE延伸至九顶附近,向下的切割深度约为 8～9km。NW向的废黄河断裂带截切邵楼断裂致使邵楼断裂构造线自东北向西南由N60°E转至N45°E。废黄河断裂带与郯庐断裂带不相交。废黄河断裂带属于前第四纪断裂,活动性较弱。

西秦岭北缘断裂破裂分段与地震危险性评估

邵延秀, 袁道阳, 王爱国, 梁明剑, 刘琨, 冯建刚

2011, 33(1): 79-90. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.008

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根据最新地质考察和历史地震考证结果,西秦岭北缘断裂带从东到西可划分为宝鸡、天水、武山、漳县、黄香沟和锅麻滩共6个次级断裂段。上述断裂既具有单段破裂,又具有多段组合破裂的特征。利用时间相依的地震潜势概率评估方法,对这6个单段分别进行地震危险性概率评估,其中黄香沟段和漳县段发生单段破裂的可能性最大,天水段发生单段破裂的概率次之。若发生组合破裂,黄香沟段和漳县段组合破裂可能性大。同时,根据沿断裂带的b值扫描图像分析结果显示,黄香沟段和天水附近应力积累较高,这两个地区应是未来发生强震的主要段落,值得关注。

云南地区现代构造应力场研究

钱晓东, 秦嘉政, 刘丽芳

2011, 33(1): 91-106. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.009

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利用云南及周边地区中强地震震源机制解资料,采用对震源机制参数进行统计的方法,详细分析了地震断层类型和云南地区的现代构造应力场特征。结果表明,云南地区发生的中强地震走滑型地震占绝大多数,比例为80%,正断型和正走滑型与逆断型和逆走滑型地震所占的比例相当,分别约为8%。云南地区应力场接近水平,地震错动面的倾角较陡。云南地区有3个方面的主要力源: 一是来自缅甸、老挝和越南的NE、NNE和NNW向作用力; 二是来自四川及川滇菱块的SE、SSE向作用力; 三是来自华南地块的NW、NNW向作用力。这3方面的作用力控制了云南及其邻区的主要断层活动及强震活动。

太行山断裂带南端的地震纵波速度结构分析

周俊杰, 王雨, 张景森, 周龙泉

2011, 33(1): 107-113. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.010

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断裂构造的活动是地震的成因之一。断裂构造上的小震速度结构分布为人们准确提供了地下壳质结构模型,为断裂的活动性分析提供了依据。文中结合太行山南端的地震台网监测资料,利用小震P波走时数据,通过震源和速度结构的联合反演,确定了太行山断裂构造南端的三维速度结构模型。结果表明: 太行山山前断裂带的西侧存在NNE向断层,速度结构平面分布显示低速区沿断裂带呈条带状分布,太行山隆起区沉积层厚度由8km左右逐渐减薄为2km左右,同时受西侧作用力的影响地壳厚度逐渐增厚。

龙岗火山区尾波Q值的初步研究

梁国经, 李仲巍, 郑双凤, 刘俊清, 刘达峰, 綦伟

2011, 33(1): 114-122. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.011

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基于Sato单次散射模型,利用2007年5月至2010年2月龙岗火山测震台网记录到的发生在火山区及邻近地区内的41次M_L≥1.6地震的波形资料,计算了龙岗火山区的尾波Q值,得出尾波Q值与频率的关系为Q(f)=(42.65±7.53)f^{(0.845 9±0.164 2)},具有以低Q值高η值为特征的火山构造活跃地区的尾波性质。火山区尾波Q值的空间分布显示,金龙顶子火山附近的金川台尾波Q₀值为31.98,明显低于其它台站。结合深地震探测和垂直形变资料成果,佐证了龙岗火山岩浆囊的位置可能在金龙顶子火山附近。

海原断裂带东南段土壤气体地球化学特征

周晓成, 王传远, 柴炽章, 司学芸, 雷启云, 李营, 谢超, 刘胜昌

2011, 33(1): 123-132. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.012

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在海原断裂带东南段4个地点跨断层测量了土壤气中He、H₂、N₂、O₂、CH₄、C₂H₆、Rn和Hg的浓度及He、H₂、CH₄、Rn和Hg的通量。测量结果表明,N₂/O₂、Hg和Rn的背景值分别是4.2、50.4ng/m³ 和5.8k Bq/m³; 土壤气中He和CH₄在海原断裂带东南段端部有强烈异常,并且脱气强烈,通量分别达到6.9mg m^-2d^-1 和390mg m^-2d^-1; 土壤气中H₂和Rn是指示海原断裂东南段破裂位置非常有利的气体组分,在靠断裂中部区域通量达到最高,分别为5.5mg m^-2d^-1 和828.6m Bqm^-2s^-1; 土壤气中Hg在断裂带的异常可作为指示断裂破裂位置的参考信号,其通量最高达到211.2ng m^-2h^-1。

线弹性含水层井水位、孔压对引潮位响应的研究及其应用

刘春平, 唐彦东, 廖欣, 万飞, 石云

2011, 33(1): 133-140. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.013

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应用线弹性介质力均衡方程,研究不排水条件下饱水岩体在潮汐力作用下的体应变,提出了承压含水层孔压对引潮高的线性响应方程,并给出了该方程响应系数(E)的物理意义。结合Hsieh等(1987)提出的井水位对孔压响应的振幅比(A)和位相差(α₁)公式,进一步推导出了井水位-引潮高振幅比M=EA和位相差α=α₁+α₂公式。M和α是基于实测井水位和理论引潮高数据计算的,在孔压与引潮高位相差(α₂)已知的条件下,由M和α, 可依次计算含水层导水系数(T)、水位-孔压振幅比(A),以及孔压-引潮高振幅比(E)。选择川18、川06井作为实例,计算和分析了T、A、E和M的变化。

依兰-伊通断裂全新世活动的新发现及其意义

闵伟, 焦德成, 周本刚, 盛俭, 陈涛

2011, 33(1): 141-150. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.014

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郯庐断裂带东北段依兰-伊通断裂历史上没有发生过6级以上地震,一般认为是第四纪早期活动断裂,为中强地震发震构造。通过高分辨率卫星影像解译和野外调查,在该断裂多个段落发现断错河流Ⅰ级阶地等全新世地貌面、高1～2m的地表陡坎。其中,在通河县附近的最新地表陡坎长约70km,舒兰附近的最新地表陡坎长约10km。分别对黑龙江通河县和吉林舒兰县的陡坎进行了探槽开挖,发现通河段断层断错至近地表,被断错的最新地层年龄为距今(1 730±40)a,舒兰段断层断错晚更新世地层,被距今(2 360±40)a的黑色炭质黏土覆盖。这些资料表明依兰-伊通断裂至少部分段落为全新世以来的活动断裂,并且发生过7级以上强震。因此,有必要对依兰-伊通断裂晚第四纪以来的活动特征开展详细研究,以查明该断裂的空间分布、最新活动时代、分段特征、大震重复间隔等,为评价未来地震危险性及地震区划等提供依据,对东北地区的防震减灾具有重要意义。

重庆荣昌地区注水诱发地震加密观测

王小龙, 马胜利, 雷兴林, 余国政, 王强, 郭欣, 桑原保人, 今西和俊

2011, 33(1): 151-156. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.015

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荣昌地区地震活动性原本很弱,历史上无5级以上地震的记载。但自20世纪80年代末期开始,随着工业部门将采集天然气过程产生的污水通过废井回灌,该区地震活动明显增强,震级逐渐增大,并于1997年发生了5.2级地震,从而为研究注水诱发地震提供了理想的场所。由于该地区仅有一个地震台,监测能力和定位精度很低,难以满足研究工作的需求。地震动力学国家重点实验室会同日本地质调查所和重庆市地震局于2008年7月在荣昌地区架设了6套流动台站,对该区地震活动进行连续观测。在提高监测能力的同时,使地震震源的定位能力得到了明显的提高,为深入研究地震时空分布特征及注水诱发地震的机制提供了基础。

2010年1月12日海地M_W7.0地震 InSAR同震形变观测及同震滑动分布反演

薛莲, 孙建宝, 沈正康

2011, 33(1): 157-174. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.016

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2010年1月12日GMT时间21时53分,在海地境内(72.57°W,18.44°N)发生了M_W 7.0地震。文中利用干涉合成孔径雷达(InSAR)方法获得了覆盖整个震区的高精度形变观测资料,用以研究该地震的发震机理。采用ALOS PALSAR数据,分析了轨道、大气等误差源对干涉信号的影响,最终获得了雷达视线向(LOS)的同震形变场。基于误差矫正后的InSAR同震数据,反演得到了发震断层的几何参数及断层面上的同震滑移分布。结果显示断层为N倾37°,小于USGS给出的断层倾角70°。为了测试断层倾角的最佳估计,另外建立了倾角为70°的平面断层模型,以及一种铲形断层模型。通过将不同模型预测的InSAR干涉图和InSAR同震观测数据对比,认为倾角为37°的断层模型更为合理。断层同震滑动主要分布在4～16km深度范围内,最大同震滑移量达2.8m,深度为7.2km。滑动主要表现为逆冲兼具左旋走滑2种方式,显示了此次地震非常复杂的运动特点。据此模型得到该地震释放的地震矩为5.64×10¹⁹ Nm,对应矩震级为M_W 7.1。

紫坪铺水库与汶川地震关系的讨论

马文涛, 徐长朋, 张新东, 徐锡伟, 李海鸥, 苑京立

2011, 33(1): 175-190. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.017

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利用紫坪铺水库专用地震台站和加密地震台站资料,使用双差法完成了震前930次地震、汶川8级主震和5, 789次余震的重新定位,探讨了紫坪铺水库与汶川地震之间的关系,获得了有利于证明它们之间密切关联的事实: 1)紫坪铺水库2005年蓄水之后出现了水磨、深溪沟和都江堰震群,地震应变能释放增加了200%,与库水位变化密切相关,在汶川地震前呈现出加速释放的现象; 2)野外调查表明存在1条贯穿紫坪铺水库库区、走向NE的同震地表破裂带,与中滩铺断层位置一致; 3)余震分布以中滩铺断层为界,西北上盘多,东南下盘少; 4)利用P波初始到时重新确定出的汶川主震发震时刻为27分59.5秒,初始破裂深度在6～9km左右,直接位于水磨震群之下; 5)汶川主震与发生在2008年4月5日水磨震群中的1次小震的各个台站到时差相同。

汶川地震滑坡崩塌的空间分布特征

陈晓利, 邓俭良, 冉洪流

2011, 33(1): 191-202. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.018

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汶川地震发生在青藏高原东部边界的龙门山断裂带。该区域由一系列叠瓦状冲断带构成,在大地构造上是连接青藏高原与扬子地台的过渡地带。此次地震引发了大规模的滑坡、崩塌、碎屑流等地质灾害,造成严重的人员伤亡和社会经济财产损失。震后的调查和研究结果表明,在龙门山断裂带的两侧,滑坡崩塌灾害的分布很不均匀。大多数的滑坡崩塌存在于龙门山中央断裂带上盘,只有12%左右的滑坡、崩塌出现在下盘; 滑坡、崩塌等地质灾害发育的高密度区出现在断裂带的两端和中部地区。相关的统计分析表明,此次地震中,滑坡和崩塌等灾害的发育与地形地貌、地震动、坡体岩石性质等密切相关。在硬岩、较硬岩区域,滑坡、崩塌等灾害也广泛发育,这种特点与炉霍、昭通等地震滑坡中获得的认识有所不同。初步的研究结果表明,汶川地震的区域地质构造背景通过对地形地貌及岩石等地质条件的影响,进而对滑坡、崩塌等地质灾害的空间分布起到了一定的控制作用。

防震减灾: 基于下一次强震地点预测并施以区域建筑抗震设防的对策思路

蔡作馨

2011, 33(1): 203-207. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.019

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分析认为,"针对下一次强震将要发生的地点实施区域建筑抗震设防"应为现阶段中国防震减灾寻求突破在基本对策上的一种合理选择。这一思路的关键是需要准确地知道下一次强震将要发生在哪里,而不必知道将发生在何时(文中姑且将回答这一问题的地震预测称为 "第三类地震预测")。按照 "排除法"的思路,分析得到了 "强应力、强介质、大规模、且呈严重闭锁状态的断层,其中地应力呈持续强势集中的部位,将是下一次强震最可能发生的地点"的逻辑推断。寻找符合上述特征的地点,可通过 "断层研究、地应力测量和跨断层形变测量"3个方面技术手段的综合应用。所涉及的具体技术似已具备可行性。从而就现阶段中国防震减灾寻求突破提出了一种可以付诸试验的解决思路,以供讨论与参考。

庄学本先生1934年所摄四川叠溪震区照片的考证与解读

洪时中, 刘盛利, 徐吉廷, 庄文骏

2011, 33(1): 208-224. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.020

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1933年8月25日,四川省茂县叠溪发生了7 1/2 级地震,强烈地震造成了大量的滑坡与崩塌,叠溪镇全城被毁,伤亡惨重。震后45天地震堰塞湖溃决,又造成严重的次生水灾。1934年11月,著名摄影家庄学本先生考察了叠溪地震灾区,拍摄了大量的地震现场照片,其中一部分留存至今。这批照片是中国最早的地震现场照片之一,留下了比文字记载更为生动直观的珍贵信息。文中首次披露其中22张尚未发表的叠溪地震震害照片,其中包括被地震破坏的房屋、城墙、地裂缝、滑坡、崩塌、堰塞湖、地震次生水灾等,简要介绍了这些珍贵历史照片的有关背景,并对这些照片作了初步的注释和解读。

周晓和先生留存的1933年四川叠溪地震照片简介

洪时中, 徐吉廷

2011, 33(1): 225-230. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.021

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1933年8月25日四川省茂县叠溪发生7 1/2 级强烈地震。这次地震造成了大量的滑坡与崩塌,叠溪镇全城被毁,伤亡惨重。震后45天地震堰塞湖溃决,又造成严重的次生水灾。当年12月,地质学家周晓和先生曾带领四川大学师生赴震区考察,他们拍摄和收集了许多照片,其中一些留存至今。文中简要介绍了新近发现的周晓和先生留存的有关叠溪地震的4张照片,包括四川大学地质考察团的合影、叠溪城陷落后的情景、被水灾冲毁的索桥与古亭,以及叠溪地震的灾民。这些珍贵照片提供了叠溪地震的直观信息。

海原地震和海原活动断裂带文献目录(1920-2011)

邓起东, 杨虎

2011, 33(1): 231-239.

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致谢审稿专家

本刊编辑部

2011, 33(1): 240-240.

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