地震地质

地震地质2012年第34卷第2期目录

2012, (2): 0-0.

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冉勇康, 王虎, 李彦宝, 陈立春

2012, (2): 197-210. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.001

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古地震研究的主要目标是识别或揭露地质地貌记录的大地震变形遗迹,确定大地震发生的时间、复发特征、同震位移量等参数。要实现这样的目标,探槽开挖地点能否完整记录晚第四纪发生的古地震事件、能否获取大量的测年样品以控制事件发生的年代、能否正确地识别这些事件等是关键,并直接关系到未来大地震危险性评价的可靠性。由于走滑断裂位移发生的特殊性,好的探槽研究地点并不普遍。文中在综合分析走滑断裂同震地表变形特征、影响因素的基础上,通过案例分析,总结出可能成为走滑断裂古地震研究和探槽开挖的候选地点,如洼地、盆地、槽谷、断塞塘、被同步位移连续错开的冲沟床、连续的坎前堆积地层和多级地貌面连续变形等。组合探槽或三维探槽应该是走滑断裂探槽布设的首选。跨断层微地貌位错、断错地层以及上覆更新地层、局部坎前堆积和裂缝充填堆积、不同地层单元沿断层面位移量的突然增加或降低、不同程度的弯曲变形、不同期次的古断塞塘(坑)堆积等,可以作为重要的事件识别依据。要降低古地震识别的不确定性,需要理顺研究程序,明确技术方案,逐一精心实施。认识和结论的得出需要反复推敲,并广泛讨论,同时需要注意细节以及各种信息的相互补充和印证。

公元前179年“齐楚地震”考证与发震构造讨论

晁洪太, 刁守中, 王志才

2012, (2): 211-227. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.002

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对公元前179年(汉文帝前元元年)"齐楚地震"的基本参数一直有不同认识,属于疑难历史地震。在吸收西汉政区研究成果的基础上,深入分析了地震史料隐含的约束条件,对这次地震震中位置进行了考证。提出了以齐楚边界和国都连线为基点,结合史料给出的有关约束条件,综合确定震中位置的技术方案。同时,依据地震地质调查成果,从发震构造角度论证了震中位置的合理性。1)鉴于西汉时期政权更迭频繁,通过追踪西汉初期(尤其是汉文帝前元元年前后)齐、楚政区变化情况,尽力复原当时的行政区划和齐楚两国边界分布。2)认真分析史料记载的 "齐楚地震,二十九山同日崩,大水溃出"所指示的地区范围,对比历史上其他震例造成的破坏现象的空间分布以及破坏程度,为震中位置和震级确定提供重要约束条件。经文献考证认为,这次地震可定为公元前179年6月6日平邑南(35.2°N,117.6°E)7级地震。3)结合卫星影像判读和野外地震地质调查资料,分析研究了 "齐楚地震"所在地区的地质构造特点和活动断裂发育情况。在排除该地震事件属于郯庐断裂带地震事件后,通过对比分析郯庐断裂带西侧发育的各条NW向断裂的构造地貌以及剖面表现,认为苍尼断裂可能是 "齐楚地震"的发震断裂。在震中附近,苍尼断裂控制着白彦断陷盆地的发育,也是断层地貌最为清楚的地方,断错的地层最新,断层运动量也最大。

畹町断裂晚第四纪活动与水系构造变形

常祖峰, 安晓文, 张艳凤

2012, (2): 228-239. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.003

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畹町断裂位于滇西中缅交界地带,蚌冬以西走向近EW,以东走向NE,倾向N和NW,全长170km。最新考察发现,沿断裂新活动的断层地貌明显,表现为清晰的断层三角面、平直的断层槽地、断层陡崖、线性山脊、多级跌水等。断裂对第四纪盆地有着明显的控制作用,畹町、曼海等盆地呈串珠状沿断裂展布。龙镇大桥等地第四纪断层及高家寨洪积扇位错等揭示出畹町断裂切错了晚更新世堆积层,被错堆积层热释光年龄为(17.60±1.49)ka～(38.24±3.25)ka BP,表明断裂在晚第四纪有过明显活动。蚌冬一带怒江沿断裂展布,主河道被左旋位错了约9.5km并形成 "发卡"型拐弯; 公养河等6条河流及其支流均沿断裂发育,局部或整体河段受断裂控制明显,说明这些河段是在断裂新活动后沿断裂破碎带追踪侵蚀形成的。沿断裂多处可见水系同步左旋位错现象,如平子亭-公养河间有11条小溪同步左旋位错,中山-万马河一线有10余条水系表现出同步左旋位错。位错量可分为40～50m、90～100m、200～250m、300～400m和600～1 100m 5个量级; 梳状水系发育。水系左旋位错、阶地及洪积扇等位错现象表明,断裂在晚第四纪以水平左旋走滑为主,滑动速率为1.7～2.2mm/a. 。沿断裂曾发生多次中强地震,被认为是 1976年龙陵7.3、7.4级地震的余震,但它们不是沿发震断层——龙陵-瑞丽断裂呈带状分布,而是集中于龙陵-瑞丽断裂与畹町断裂间南北长55km、东西宽32km的广阔区域。因此,推断这些余震的发生是龙陵-瑞丽断裂与畹町断裂相继活动所致。

焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带第四纪变形

李安, 杨晓平, 黄伟亮, 伊力亚尔

2012, (2): 240-253. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.004

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焉耆盆地是塔里木盆地东北缘天山山间的重要坳陷区,盆地北缘发育的和静逆断裂-褶皱带是一条现今活动强烈的逆断裂-褶皱带,对其第四纪以来缩短量和隆升量的计算有利于分析该区域的构造活动情况,对缩短速率和隆升速率的估计可以与天山造山带其他区域的活动速率进行横向对比,从而反映出焉耆盆地在天山晚新生代构造变形的作用。在深部资料不足的情况下,对背斜形态完整、构造样式简单的和静逆断裂-褶皱带,利用地表可获得的地层和断层产状,通过恢复褶皱几何形态,计算褶皱的缩短量、隆升量和断层滑动量,得到逆断裂-褶皱带早更新世晚期(1.8Ma)、中更新世(780ka)和晚更新世中期(80ka)以来的缩短量分别为1.79km、0.88km和26m,初步估计的缩短速率分别为0.99mm/a、1.13mm/a和0.33mm/a。显示和静逆断裂-褶皱带自开始形成以来构造活动强度并不一致。与地壳形变观测结果对比,作为南天山东段最主要的坳陷区,焉耆盆地吸收了这一区域(86°～88°E)的大部分地壳缩短,且主要表现为盆地北缘新生逆断裂-褶皱带的强烈变形。

河流冲沟裂点展布对全新世断层活动事件的响应——以山西交城断裂为例

孙昌斌, 谢新生, 江娃利

2012, (2): 254-268. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.005

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交城断裂带位于山西断陷系中部,是晋中盆地西界的控制性断裂。该断裂北端起自阳曲县泥屯镇,南到汾阳西侧,长约125km,总体走向NE,倾向SE。文中通过对山西交城断裂带41条冲沟124个裂点的实测和研究,论述了交城断裂带冲沟裂点的展布特征: 1)冲沟上游裂点级数的数目与冲沟上游的长度呈正比关系; 2)在各级裂点中,裂点距离与冲沟的长度呈正比关系; 3)约1/3 冲沟不同级别裂点距离接近,这种冲沟裂点的等间距反映了断层垂直位移事件活动的时间等间隔性; 4)基岩裂点和松散沉积物中的裂点具有共性,两者之间不存在明显差异; 5)在测区124个裂点中,1～5m高的裂点占裂点总数的72%,这种主体裂点高度反映了断裂位移事件的垂直活动量; 6)与该断裂带沿线开挖探槽揭示的古地震事件进行对比,调查区内最新的一、二、三级裂点分别对应距今3.06～3.74ka、5.91ka和8.53～8.56ka发生的断层活动事件; 7)以古地震事件的时间为参照,得到a～d级冲沟第一级裂点后退速率分别为0.6～0.7cm/a、2.7～3.3cm/a、5.6～6.8cm/a和8.4～10.2cm/a,b～d级冲沟第二级裂点后退速率分别为2.6cm/a、4.6cm/a和8.4cm/a; 8)这3次事件的平均高度分别为2.8m、3.0m、2.6m,与前人通过探槽揭示的3次古地震事件位错吻合。最后讨论了可能影响裂点级数及裂点距离的部分因素。

东昆仑活动断裂带库赛湖段破裂行为及影响因素的初步研究

白玉柱, 徐杰, 周庆, 周本刚

2012, (2): 269-281. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.006

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2001年11月14日,青藏高原北部东昆仑断裂带库赛湖段发生了M_S 8.1地震。此次地震的发震断裂在地质史上具有高速左旋滑动的特征,特别是晚更新世晚期以来库赛湖断裂的平均滑动速率达(14.8±2.8)mm/a。库赛湖断裂不同的滑动速率可能会对其未来发生的运动行为产生影响,为此文中研究了东昆仑活动断裂带库赛湖段不同滑动速率和不同断裂面初始摩擦系数对断裂破裂行为的影响,建立了库赛湖断裂段对应的速度和状态依赖摩擦定律控制的单自由度弹簧滑块模型。为得到合理的模型参数,模拟中采用了断裂位错模型,考察了相关古地震研究资料、历史地震资料以及前人的相关研究成果。通过模拟库赛湖断裂段在不同滑动速率下未来6ka的破裂行为,发现断裂滑动速率快可使地震复发周期缩短,滑动速率慢会使地震复发周期延长。例如,若断裂以现今平均14mm/a的初始滑动速率运动时,地震复发周期为2.1ka; 若以18mm/a的初始滑动速率运动,其对应地震复发周期为1～1.5ka; 而滑动速率为8mm/a时地震复发周期为2.1～2.5ka,但断裂滑动速率对地震发生时断裂错动的位移和错动速度没有规律性影响; 断裂面初始摩擦系数的大小对地震复发周期有影响,初始摩擦系数较大可能会使地震周期减小,初始摩擦系数小可能会使地震复发周期增加; 同时,断裂面初始摩擦系数较小可能会使地震发生时断裂错动的位移和错动速度变大。

大凉山断裂带南段滑动速率估计

魏占玉, 何宏林, 石峰, 徐岳仁, 毕丽思, 孙浩越

2012, (2): 282-293. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.007

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大凉山断裂带是川滇活动块体东边界的重要组成部分,其活动速率的估计不仅对评价青藏高原东南边缘的地壳运动和变形模型具有重要理论意义,还对大凉山地区的地震危险性评价和地震中长期预测具有重要的应用价值。通过对大凉山断裂带南段交际河断裂和布拖断裂的详细野外调查、典型构造地貌GPS精细测量以及断错地貌的时间约束,获得大凉山断裂带南段全新世以来的滑动速率为2.5～4.5mm/a,交际河断裂平均滑动速率略大于布拖断裂的滑动速率。对比滑动速率发现,大凉山断裂带南段与鲜水河-小江断裂系中段西支的安宁河、则木河断裂带的水平滑动速率相当,表明大凉山断裂带活动强度不低于安宁河和则木河断裂带,随着大凉山断裂带逐渐取代安宁河和则木河断裂在鲜水河-小江断裂系中的作用,大凉山断裂带的活动强度将增强。

长江三峡地区仙女山断裂北端延伸问题探讨

毕珉烽, 楚全芝, 邓志辉, 潘博, 张长厚, 周庆

2012, (2): 294-302. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.008

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仙女山断裂是三峡库区重要的断裂带之一,该断裂在新生代有过明显的活动。因其对三峡库区的地质灾害、地震稳定性有着重要影响,因此断裂是否穿过长江成为备受关注的热点问题。通过对仙女山断裂从长阳县白咸池到秭归县荒口一带断裂构造的野外地质调查,长江两岸构造地貌的对比,结合前人已有资料的分析发现: 仙女山断裂长约80km,将古生代地层逆冲到中生代地层之上,在长江南岸荒口以南断层形迹清楚,地貌上表现为沟谷和断层崖,而在荒口以北地区,地层连续、未见断错地貌现象; 与长江南岸断裂相比,江北的断裂多为小型断层,仅错断侏罗纪地层内的砂岩、泥岩,在地形上也无明显表现,不是仙女山断裂的延伸部分。综合分析认为,仙女山断裂带由南向北延伸至长江南岸荒口一带尖灭,没有向北延伸穿过长江。

对江苏省溧阳2次破坏性地震发震构造的新认识

侯康明, 熊振, 李丽梅

2012, (2): 303-312. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.009

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1974年、1979年在江苏省南部溧阳地区相继发生了震级分别为5.5级和6级的2次破坏性地震,其中1979年的6级地震是现代发生在江苏省陆域内震级最高的地震。2次地震相隔5年,极震区基本重合,说明2次地震的发震构造属同一活动断裂。不少学者经过考察认为这2次地震的发震构造与NNE走向的茅东断裂有关。近年来,许多研究者在溧阳震区开展了大量浅层人工地震探测、高密度电法、钻探及地震地质考察,随着资料的积累以及对震区余震的精确定位,人们对溧阳地震的发震断裂有了更清晰的认识。这2次地震的主震及其余震均沿茅东断裂以东2km的金坛-南渡断裂分布,2次主震震中均位于金坛-南渡断裂南段与近EW向的溧阳-南渡断裂相交会的区域内。因此,笔者认为这2次溧阳地震的发震主断裂应为金坛-南渡断裂。

西淋岗第四纪错断面特征及其成因

董好刚, 黄长生, 曾敏, 陈雯, 赵信文, 郭良田, 王萍

2012, (2): 313-324. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.010

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西淋岗第四纪错断面位于佛山市顺德区陈村镇,有研究者认为这是晚第四纪活动断裂。为了进一步探明该错断面形成的机理,进行了大比例尺地质地貌填图、探槽开挖、浅层地震探测和第四纪地层年代测定等工作。结果表明,该点及其周边地貌上没有最新构造活动的迹象,但符合重力活动的特征。第四纪地层的错断和基岩中的断裂不能配套,不是统一构造应力场的产物。两侧物探反射特征表明,基岩断裂并未错断第四纪地层。根据基础地质条件、工程地质类比和高陡稳定性计算结果判断,该错断面的产生具备重力活动的条件,是重力失衡的结果,而并非由构造作用形成。

2011年日本9.0级大地震的应力触发作用初步研究

盛书中, 万永革, 程佳, 李迎秋, 武晔

2012, (2): 325-337. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.011

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选用Hayes和Guangfu Shao等给出的震源破裂模型(2011年3月网上公布)、哈佛CMT目录和日本F-net目录给出的余震目录,使用Coulomb3.2软件,对2011年3月11日发生在日本本州东海岸附近海域的M_W9.0地震序列间的静态库仑应力触发关系进行了初步研究。结果表明: 1)3月9日发生的M_W7.2前震破裂分布产生的库仑应力对随后发生的M_W9.0主震存在触发作用; 2)M_W9.0主震对余震的触发统计结果表明,选用不同的主震模型、余震目录、等效摩擦系数和震源机制解中不同的节面作为接收断层面时,会得到不同的触发统计结果,该研究得到的主震对余震的触发率最小为56.8%,最大为75.3%; 3)利用震源机制解计算库仑应力时,理论上震源机制解的2个节面上的剪切应力是相同的,但在实际计算中可能由于2个节面的非正交或震源机制解结果的取整,导致2个节面上计算出的剪切应力不同,但一般差异很小。由于节面的选取对接收断层面上的剪切应力有一定影响,而对接收断层面上正应力的影响较大,因而会影响到库仑应力的计算结果,因此讨论某个具体余震是否被触发或统计余震触发率时,对接收断层面的选取应加以注意。

地震方法确定活动断裂上断点的影响因素分析

高景华, 徐明才

2012, (2): 338-347. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.012

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中国不少城市位于较厚的第四纪松散沉积物覆盖区,在这些松散层内,发育了许多具有相当规模的隐伏断裂,用地震方法能够探测到它们的存在。但用地震方法探测到的这些隐伏断裂的上断点是否代表了真正意义的断裂上断点? 文中在讨论地震记录分辨率的基础上,探讨了影响地震勘探效果的记录信噪比、地质构造条件以及资料处理和解释方法: 为提高地震记录的信噪比和分辨率,需要采取相应的技术措施,如在数据采集过程中,使敷设的地震剖面垂直断裂走向,在保证地震记录具有较高信噪比的条件下,采用合适的覆盖次数和小道间距接收的工作方法有助于获取更浅波阻抗界面的反射波; 在数据处理和解释的过程中,准确求取反射波的速度,采用一些提高地震记录分辨率和信噪比的处理技术,摒弃一些混波处理手段,有助于改善利用地震方法探测隐伏断裂上断点的效果。而对于没有波阻抗差异的地层界面,包括隐伏断裂已经错断的那些地层界面,地震方法则难以对其进行探测。即使地震方法探测到的不一定是真正意义上的隐伏断层上断点,其结果依然可为今后钻孔剖面位置的布设、钻孔深度的设计以及断层活动性的判定提供科学依据。

重庆荣昌诱发地震区精细速度结构及2010年M_L5.1地震序列精确定位

王小龙, 马胜利, 雷兴林, 郭欣, 王强, 于国政, 勾宪斌, 桑原保人, 今西和俊, 蒋霞东

2012, (2): 348-358. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.013

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根据重庆市地震台网和流动地震台网记录到的天然地震资料,利用接收函数反演得到荣昌地区的精细一维速度结构。在此基础上用双差定位法对2010年9月10日重庆荣昌M_L5.1地震序列进行了精定位。结果表明,地震定位精度得到极大提高,震中分布与区域地质构造的关系更加清晰。多数地震集中在主要断层附近并呈条带状分布,震源深度集中在2km附近,与主要储藏层及注水井深度吻合,初步认为该地震序列为注水活动所诱发的构造地震活动。文中获得的精准的速度结构及地震空间分布对于进一步深入研究震区深部地质构造特征、注水诱发地震的机理等具有重要意义。

重庆大足井水位对邻井抽水的奇异响应及其机理

陈敏, 唐小勇, 郭卫英, 贺曼秋, 巩浩波, 李光科, 陈雷, 杨林, 陈凯, 谭君, 贾鸿飞

2012, (2): 359-364. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.014

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大足井位于重庆市大足县拾万镇,井深108.7m,观测含水层为J_2S泥岩夹砂层的风化裂隙潜水层。多年的观测结果表明,每当相距仅14.6m的邻井抽水时,该井水位不仅不降,反而上升,是国内外罕见的奇异现象。通过对这一现象进行的观测资料分析、井区地质-水文地质条件调查、现场试验观测及理论分析等得出,大足井水位对邻井抽水的奇异响应是在特定的水文地质条件下,抽水降落漏斗外边界带上因水流速度较大引起的动水压力使该处的观测井产生的特殊井水位动态。

长英质岩石的流变学特征及其影响因素

刘贵, 周永胜

2012, (2): 365-383. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.015

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在总结岩石变形机制与岩石流变学实验进展的基础上,讨论了岩石流变学数据的重复性。虽然高温高压流变学实验积累了大量的数据,但中、上地壳长英质岩石和早期获得的石英集合体的流变实验数据重复性比较差,而近年来发表的石英、长石的流变学实验数据重复性相对较好。虽然利用经验理论模型,根据端元组分可以拟合两相矿物集合体的流变律,但并不能满足定量确定复杂组分和特殊流变性的长英质岩石流变参数的需要。因此,利用长英质岩石流变参数估计大陆地壳流变强度剖面时,即使在相同地温和应变速率条件下,给出的流变曲线、脆-塑性转化带深度也有一定差别,还需要通过大量实验给出更精细的长英质岩石流变学实验数据。根据近年来流变学实验研究的新进展,讨论了在实验室条件下影响长英质岩石流变的各种因素,重点分析了流体、岩石成分、样品粒度和组构对流变的影响。微量结构水对岩石流变有显著的弱化作用,而熔体对流变的影响与熔体含量和分布相关,只有熔体呈薄膜状湿润颗粒边界时,熔体的弱化作用才显著。成分对岩石流变的影响不仅体现在样品的应力指数等流变参数的变化方面,还体现在样品从半脆性变形向塑性变形的转化温度方面。粒度主要影响岩石的变形机制,其中,细粒样品在扩散蠕变域具有应力与粒度线性负相关特性,是理想的应力计,可以用来定量确定韧性剪切带的流变强度; 而在位错蠕变域,应力与粒度没有依存关系,这为将实验室条件得出的流变数据外推估计地壳流变提供了重要依据。组构和各向异性是地壳中岩石存在的普遍现象,但关于层状组构对多相矿物组成的岩石流变影响的研究非常少,需要通过新的实验来深入研究。

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