地震地质

地震地质2011年第33卷第3期目录

2011, 33(3): 0-0.

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新疆阿什库勒火山群野外地质科学考察

许建东, 赵波, 张柳毅, 陈正全

2011, 33(3): 499-505. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.001

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2011年5月4日至5月30日,由中国地震局地质研究所和新疆维吾尔自治区地震局组成的科考队,完成了2010年度地震行业专项 "新疆于田7.3级地震与阿什库勒火山综合科学考察"的野外综合科学考察。火山地质组通过对阿什库勒火山群的野外地质、地貌实地考察,初步查明了阿什库勒盆地新生代火山类型、数量、结构参数和火山活动历史,并且对该地区存在的一些有争议的问题,如阿什火山1951年5月27日喷发事件的报道、大黑山火山的喷发方式、高台山火山的存在与否等问题提供了野外证据。

对1976年河北唐山M_S7.8地震地表破裂带展布及位移特征的新认识

郭慧, 江娃利, 谢新生

2011, 33(3): 506-524. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.002

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1976年河北唐山M_S 7.8地震发生之后,诸多资料报道了唐山市南侧展布的长8～11km的地震地表破裂带。该地表破裂带由10余条NE方向、具右旋走滑特征的地表破裂呈左阶形式组成,总体走向N30°E,最大右旋位移2.3m,多数地段的垂直位移为0.5～0.7m。近年有学者提出,在更大范围内出现的地表破坏现象。分辨这些地表破坏现象构造属性的有效途径是,采用地质学的方法揭示地表破裂两侧的地层分布及其位移特征。在分析前人资料和对唐山地震地表破裂遗迹开展调查的基础上,在唐山市南侧31km范围内,选择3个具有唐山地震地表破裂现象的地点实施了钻孔联合剖面探测,并在其中一个地点实施了开挖探槽。这3条钻孔测线相距4km及27.5km,共钻孔28个,总进尺1 217m,采集了51个地层样品进行年代测试,其中包含7个¹⁴C测年样品。调查结果表明,这3条钻孔测线揭示出,地表之下20～60m冲积平原黏土和粉细砂地层与滨海平原淤泥质黏土和粉砂互层的地层断错现象。这些地层的断错特征是随着深度加大地层断错量值呈现单次位移量的倍数增加。孙家楼探槽开挖证实了孙家楼钻孔揭示的断层存在。由此表明1976年唐山M_S 7.8地震的地表破裂带向南可延伸至丰南县西河以南,总长度＞47km。这次大地震是晚第四纪曾发生多期位移事件的唐山断裂带的最新活动。该地震地表破裂带的位移特征是北段以右旋走滑为主,兼有西升东降垂直位移; 南段以东升西降的倾滑活动为主,兼有右旋走滑活动。这种位移特征不能单独用断层的逆冲或正倾滑活动给予解释,而是断裂带右旋走滑位移场的体现。将该项研究获得的唐山地震地表破裂带的展布及活动方式与唐山地震后依据形变资料展示的唐山地震垂直位移场和水平位移场进行比对,显示了两者之间空间位置及运动方式的吻合。此外,文中根据该地区地质断裂的平面分布及剖面特征,讨论了唐山强震构造与该区地质构造的关系,提出了应进一步开展哪些调查工作的建议。

2010年玉树地震震前甘孜-玉树断裂形变场分析

王阎昭, 王敏, 沈正康, 葛伟鹏, 王康, 王凡, 孙建宝

2011, 33(3): 525-532. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.003

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2010年4月14日青海玉树M_W6.9地震发震断层为甘孜-玉树断裂NW段。断裂错动速率的准确估计能够为认识发震断裂的结构和地震的孕震过程提供帮助,甘孜-玉树断裂周边地区(89°～103°E,28°～39°N)1999-2007年的GPS观测使之成为可能。去除受到断裂锁定效应或其他断裂位错影响的数据后,将跨断裂剖面上的台站速率分解为平行断层和垂直断层2个分量,并进一步估算得到风火山断裂、甘孜-玉树断裂和鲜水河断裂NW段左旋走滑速率分别为(6.1±1.9)、(6.6±1.5)和(10.2±0.7)mm/a。结合该地区地质学研究结果,推测甘孜-玉树-鲜水河断裂自西向东逐段增强的走滑速率反映了不同区域地壳对印藏碰撞造成形变的转换、吸收方式之差异。甘孜-玉树断裂现今分段错动速率的定量估计为该断裂的深入研究和青藏高原变形发展过程的认识提供了宝贵数据。

2010年青海玉树M_S7.1地震灾害的综合特征

齐文华, 苏桂武, 魏本勇, 达杰, 尕松拉达, 才旦卓玛

2011, 33(3): 533-548. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.004

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根据3次赴青海玉树M_S 7.1地震灾害现场进行的考察和调查,结合对当地自然环境和人文与社会经济条件的分析,从地震致灾成害、应急救援和恢复重建等多种角度,总结分析了玉树7.1级地震灾害在正反两个方面的一些整体特点。致使灾情严重和加大救援与重建难度的特点是: 地震震中与居民点间的叠加效应和灾害分布的构造控制效应明显,灾害严重,灾区广大,重灾区集中; 环境恶劣,高寒缺氧,救灾难度大; 建筑物抗震能力低,破坏严重; 生命线系统单薄而脆弱,生命线震害的连带影响大; 城镇人口建筑密集,缺乏避难场地; 民众受教育水平低,语言不通,交流困难,防震减灾知识匮乏,影响救灾效率。利于减轻灾害影响和利于应急救援与恢复重建的特点主要是: 民众自有帐篷多且游牧民族习惯于帐篷生活,便于安置,并能很快适应; 宗教氛围浓郁,当地僧侣和寺院在抗震救灾阶段发挥了重要作用,在恢复重建过程中,宗教信仰在精神层面的影响将更加持久、深远。初步归纳总结了减轻青藏高原地区地震灾害的部分经验与启示。

强地震前水汽中长期异常变化特征研究

陈梅花, 邓志辉, 马晓静, 陶京玲, 王煜

2011, 33(3): 549-559. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.005

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以川西及其邻近地区为例,研究了在强震孕育中长期阶段水汽含量的时空动态特征。通过对2008年汶川8.0级地震、1976年松潘强震群和2010年玉树7.1级地震的分析,发现在川西及其邻近地区的强地震孕育过程中,水汽含量异常频度会出现先下降,然后快速上升的现象。下降开始时间较早,出现在震前10a以上,持续9a以上,属中长期异常信息; 而快速上升则发生在震前4a内,属中短期异常表现。地震前水汽含量异常的原因可能是由于岩层中裂隙、孔隙的开合、地下流体的运动和地热能的变化,影响地面温度和潜热交换的分布所致。

2007年宁洱6.4级地震序列精定位

卢显, 周龙泉

2011, 33(3): 560-567. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.006

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2007年6月3日在云南宁洱发生6.4级地震,震后云南省地震局在主震附近架设了5套流动数字地震台。利用这些地震台和思茅固定地震台记录的震相数据,采用双差定位法对宁洱6.4级地震的余震序列重新进行精定位。结果显示,宁洱地震序列的长度约为40km,宽度约为10km,明显集中在普洱断裂与NNE向断裂横断错移的构造部位,且大部分余震发生在主震附近的普洱断裂。余震序列的优势分布方向明显,震源深度分布从浅层2km至12km,大多数集中在8～10km优势分布范围内,平均深度为7.9km,并且平行于地震序列剖面显示的地震破裂活动沿NW向倾斜,与NE向孟连-墨江断裂带在震区的次级断层倾向一致。地震在密集区的NW段比SE段要多,可能与当地的地下介质或断裂有关。垂直于地震序列剖面显示定位后地震主要密集分布在普洱断裂附近,地震序列的破裂活动沿SW方向倾斜,与普洱西支断裂倾向一致。总之,精定位后的断层走向和震源机制解的走向吻合得非常好,主震位于余震序列上端,余震在主震下端较为对称地分布,说明断层朝SE方向和NW方向破裂比较充分。

基于临汾2次强震史料与GIS技术对未来强震灾害预测评估

赵晓云, 李自红, 闫小兵, 薄建杰, 李慧玲, 高云峰

2011, 33(3): 568-576. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.007

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通过对临汾2次历史强震史料的研究,总结出其震害分布特征,对比各类衰减模型绘制的等震线图,确定了对该地区不同震级地震最适用的衰减关系模型和修正值; 应用GIS技术的空间分析功能,实现了临汾地区更为直观的震害预测评估系统。再将临汾2次历史强震损失重建,从而预测出临汾地区现有经济社会情况下的地震灾害的损失情况,为其未来防震减灾实际工作提供了可靠的依据。

中国西部走滑型活动断裂的地震破裂参数与震级的经验关系

冉洪流

2011, 33(3): 577-585. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.008

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为建立中国西部走滑型活动断裂的滑动速率、破裂参数与震级之间的经验关系,系统搜集和整理了中国西部地区30个大地震的震级以及发震断裂(段)的活动参数和破裂参数资料,包括断裂(段)长度、滑动速率、最大位错等及其不确定性。为考虑各种参数的不确定性,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对各种参数进行最小二乘法回归分析,给出了这些参数之间的统计关系。与已有同类经验关系式的对比分析表明,文中给出的关系式,特别是考虑滑动速率的关系式,能够较好地反映各种参数之间的关系,更适用于活动断裂地震危险性分析。

从新疆地区主余震活动看地震静态应力触发模型

姜辉, 邓志辉, 王海涛, 王琼, 路星

2011, 33(3): 586-601. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.009

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选取新疆地区1970年以来15次M_S 6.0以上地震作为源地震, M_S 4.0以上余震作为目标余震,对地震静态应力触发模型进行检验分析。结果表明,地震静态应力触发模型在新疆地区存在问题,80％的源地震发生后,其ΔCFS正区目标余震数量少于负区目标余震数量; 33％的源地震发生后,其正区目标余震数量远少于负区目标余震数量(前者不到后者的一半); 只有13.3％的源地震发生后,其正区目标余震数量远多于负区目标余震数量(前者是后者的2倍以上)。即使考虑源地震的震源深度、断层面走向、倾向和滑动角的不确定性因素,基本结果相同。在大多数震例中,发生在ΔCFS负区的目标余震数量多于发生在正区的目标余震数量,与地震静态应力触发模型不一致。作者进一步推论认为,基于应力、应变的增量变化进行地震短期预测是有局限性的。

基于钻探的芦花台隐伏断层晚第四纪活动特征

雷启云, 柴炽章, 杜鹏, 王银, 孟广魁

2011, 33(3): 602-614. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.010

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芦花台断层是银川盆地内一条重要的隐伏构造。在浅层地震勘探成果的基础上,开展了钻孔联合剖面探测和钻孔样品测试,获得了断层上断点埋深、最新活动时代、晚第四纪累计位移和滑动速率等数据。结果表明: 芦花台隐伏断层北段和南段的活动性不同,南段为中更新世末活动断层,北段为全新世活动断层; 在北段内,断层活动强度在空间上表现为由北向南增强,在时间上表现为晚更新世活动强于全新世。

金沙江水网各观测井温度梯度的精细测量结果及其分析

车用太, 何案华, 鱼金子, 刘成龙, 李万明

2011, 33(3): 615-626. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.011

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在金沙江水网的6口观测井进行了温度及其梯度的精细测量。测量结果表明: 太阳辐射热的影响深度为50～125m; 不同井的平均水温梯度不等,最小者仅0.11℃/hm,最大者可达2.81℃/hm, 一般为1～2℃/hm; 同一口井的不同深度段上温度梯度变化较大,地层岩性及其完整性,尤其是高角度的断层破碎带,对各井受太阳辐射热的影响深度与温度梯度的影响是主要的; 水温微动态的特征如同震效应、潮汐效应与震前异常特征等,在相当程度上可能取决于水温传感器放置的深度段的温度梯度特征。

金沙江水网及其地震地下水前兆监测能力的讨论

李万明, 车用太, 刘成龙, 鱼金子, 何案华

2011, 33(3): 627-643. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.012

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金沙江下游梯级水电站水库地震地下水动态监测网(简称金沙江水网),是中国第2个专门用于水库区地震前兆监测与研究为目的的企业地下水动态监测网。文中简要介绍了该网的布设、观测网的技术构成、观测井与观测含水层的基本特征及试运行的基本结果,从观测井-含水层特征及观测到的水位与水温多月、月、日动态特征,评估了其地震前兆监测能力。

北京五里营井流体前兆观测到的两次异常及讨论

高玲, 邢成起

2011, 33(3): 644-652. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.013

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分析了延庆五里营井汶川M8.0地震和玉树M7.1地震数字化流体前兆观测资料,对比研究了五里营井流体在2次强震中的响应差异。结果显示,流体异常响应灵敏度与地震震级和观测点震中距有一定关系,地震震级越大,观测点距离震中越近,流体异常响应越灵敏。2次大震前流体前兆都观测到氦气释放活动最先出现异常反应,其释放强度与震级有关,震级越大,异常变化越强烈,其中汶川地震He浓度释放短期内出现较大变化可能与不断的强余震活动和大震后的构造调整有关。2次大震发生后,氦气异常释放反而增加明显,这一过程有异常He的贡献。这一方面可能与6-9月是年变过程有关,另一方面也可能与五里营井热储型气体释放特征有关,地震孕育发生过程中,有大量的深部来源He释放出来进入地热系统并改变整个组成,在时间上较断裂型气体释放晚,并且异常消失的时间也会晚得多。2次强震流体映震响应差异可能与2次地震深部构造背景和动力机制差异有关。处于南北地震带的汶川地震与观测点所在东部地区的关联强于青藏高原内部的玉树地震。氦气可能是观测点所在地区监测地下深部气体异常活动的灵敏指标。

面临断流的高温热水井的技术改造及其观测效果

张常慧, 李海孝, 张彦青, 宋晓冰

2011, 33(3): 653-659. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.014

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河北省怀4地下流体综合观测井自2007年起水流不断减少,直至濒临断流,我们将其改造成竖井以保证持续进行地下水化学量浓度和水位综合观测。改造后一年多的实践表明,改造是较为成功的,不仅解决了该井停测的危机,还为其他高温热水自流井未来改造开拓了新的技术途径。

数值模拟方法在地震预测研究中应用的初步探讨(Ⅰ)

邓志辉, 宋键, 孙君秀, 陶京玲, 胡勐乾, 马晓静, 姜辉, 李红

2011, 33(3): 660-669. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.015

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在地震危险性分析和预测研究中,自20世纪80年代初开始引入数值模拟方法以来,随着科学技术的不断进步,经历了由二维到三维,由线性到非线性,由弹性到粘弹性,由单场到多场耦合分析的改进和发展。地震的孕育和发生是复杂的物理过程,地震前的异常表现更是各种各样,但地震前的应变能量积累是地震发生的必要条件。地震预测分析必须首先考虑应变能量积累的状态。由于地球内部的难入性,直接测量震源深处的应力应变是很困难的事情,利用数值分析方法,建立地壳上地幔三维动力学模型,模拟岩层变形过程,是当前研究地壳能量转移、积累最有效的方法之一。

数值模拟方法在地震预测研究中应用的初步探讨(Ⅱ)

邓志辉, 胡勐乾, 周斌, 陆远忠, 陶京玲, 马晓静, 姜辉, 李红

2011, 33(3): 670-683. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.016

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在地震危险性分析和预测研究中,随着数值模拟技术的进步和对地球动力学过程认识的不断深入,有可能发挥越来越重要的作用。数值模拟一个区域内部的构造变形,在正常时期与观测结果应该是比较接近的,而当局部地方处于孕震临界失稳状态时,其实测结果就有可能与模拟结果不协调,据此有可能为地震的中期至短期预测提供有价值的信息; 应用数值模拟方法研究地震库仑应力变化,可模拟分析各种因素对库仑应力变化的大小和分布的影响,获得更接近实际的结果; 计算机模拟合成地震目录是解决建立区域地震预测概率模型数据不足的有效方法,未来的发展方向应该是建立更接近实际的三维动力学模型,同时考虑多场耦合作用,模拟断层活动的规律。

利用弹性张量解析表达式识别任意空间取向TI介质

陈文康, 姚陈, 郝重涛

2011, 33(3): 684-692. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.017

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利用任意空间取向横向各向同性介质(ATI)的弹性张量解析表达式,分析ATI弹性常数之间的内在关系,得到一个判断ATI介质的必要条件。假若介质弹性矩阵满足这个ATI必要条件,可做ATI假设,确定可能的ATI对称轴空间取向。此时,如果通过坐标变换得到的是VTI弹性矩阵,就说明介质确实是ATI介质,这就完整地解决了从包含21个非零元素的弹性矩阵判断介质是否ATI的问题。数值算例验证了这种方法在剔除非ATI弹性矩阵时的便捷与识别ATI介质时的可靠。

裂隙参数对衰减各向异性影响的数值模拟

蔡晓刚

2011, 33(3): 693-705. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.018

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理论、观测和实验均证实,在地壳和上地幔存在对应力变化敏感的直立裂隙,在整体上呈现方位各向异性。在Hudson裂隙理论基础上,系统全面地数值模拟了裂隙介质几何、物性和弹性波频率等参数对各向异性衰减的影响。结果显示,裂隙密度、裂隙纵横比、泊松比、裂缝填充物、弹性波频率和未破裂岩石母体纵横波速度等对各向异性衰减有着显著影响,尤其是频率对衰减曲线的影响最大。各向异性衰减的数值模拟有助于了解裂隙参数对各向异性衰减的影响,此外,对物理实验的模拟是一个有益的补充。

地震数据模型优化过程方法及初步应用

杜军辉, 闫丽莉, 屈春燕, 刘治, 单新建

2011, 33(3): 706-718. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.019

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由于地震数据种类繁多且数量不断增大,使得地震数据共享和数据服务面临的困难越来越大。针对这个问题,提出了基于PowerDesigner建模工具对已有的地震数据模型进行优化的过程方法。并将此方法初步应用于现有的1/400 万活动断层GIS数据库中,针对该库目前存在的问题,实现了对断层数据模型的优化,结合具体的实例,应用了优化后的断层数据库。同时,将优化前后的断层数据物理模型进行了对比分析,表明优化后的模型使用起来更加灵活、方便,数据描述更加准确,数据之间的关系更加清晰,数据约束更加规范、完善,能够满足地震工作者不同的需求,为今后的地震数据共享和数据服务奠定了良好的基础。

超低渗透率测量仪的测试标定及初步测量结果

吴曼, 杨晓松, 陈建业

2011, 33(3): 719-735. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.03.020

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低渗-超低渗透率测量是流体渗流力学和岩石物理学研究领域的热点问题。断层带流体输运的定量化研究对于了解断层的力学性质和预测地下流体的流动具有重要意义。文中介绍了新研制的超低渗透率测量系统和工作原理。这套设备使用稳态法和目前逐渐流行的孔隙压力振荡法进行测量,其孔隙流体为蒸馏水和氮气,最高围压可达200MPa,孔隙压上限为40MPa。对该测量系统进行了参数标定,并给出了循环加载条件下典型砂岩的渗透率测量结果。对比了2种测量方法得到的结果,分析了产生差异的原因,比较了2种方法的特点和适用条件。探讨了孔隙压力变化对实验结果的影响,按照加载间隔计算了有效压力系数。结果发现有效压力系数依赖于加载路径。使用最小二乘法对所有数据进行拟合,求出了最优有效压力系数并获得渗透率和有效压力函数关系,为分析围压和孔隙压对渗透率的影响提供了依据。

中国地震学会地震地质专业委员会换届改选会在腾冲召开

于贵华, 崔京龙, 吴熙彦, 邓睿

2011, 33(3): 736-738.

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