地震地质

地震地质2015年第37卷第2期目录

2015, 37(2): 0-0.

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中国大陆古地震研究的关键技术与案例解析(5)——断层隐形、尖灭与年轻事件识别

冉勇康, 王虎, 李彦宝

2015, 37(2): 343-356. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.001

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断层隐形或尖灭现象在年轻事件影响的地层中较为突出, 可能造成年轻事件识别的误判, 增大地震危险性评价的不确定性。文中在前人相关研究成果的基础上, 结合中国的研究实例, 讨论断层隐形与年轻事件识别的问题。断裂在砂层、土壤、粉砂层、黄土、黏土质砂中的隐形比较普遍。在走滑、逆断层和正断层3种构造类型中走滑断层出现隐形的比例最高。汶川地震破裂带及其他一些探槽研究的案例显示, 易 "隐形"地层中年轻事件的识别需要从探槽开挖地点选择、探槽开挖方式、探槽信息的综合分析等相关技术入手。选择多韵律地层开挖探槽是避免断层隐形影响事件识别的关键; 组合或3维探槽有利于减小断层局部隐形的影响; 上下层位推延、粒度、色度以及土壤发育程度等综合分析是识别隐形断层的基本手段; 显微构造、粒度和磁化率分析等是隐形断层识别的重要发展方向之一。

汶川地震同震过程中断层间的相互作用及子事件触发

刘博研, 史保平

2015, 37(2): 357-373. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.002

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2008年5月12日四川省汶川县发生了M_S8.0地震, 造成了重大人员伤亡和经济、财产损失。主震发生时, 龙门山前山断层从都江堰北部开始错动, 且一直破裂到地表。文中利用映秀-北川断裂和灌县-江油断裂2条断层模型, 着重研究和深入探讨了灌县-江油断裂的触发机制以及错动时间。基于滑移速率和状态相依赖的摩擦定律, 推导出在剪切应力变化率是否为0的2种前提条件下的地震触发新破裂的时间延迟, 并将结果用于研究汶川地震是否为同震触发的时间过程上。通过与绵竹清平和汶川卧龙台站的三分量强地面运动观测资料计算出的时间延迟对比, 得到了比较一致的结果, 发现汶川地震中映秀-北川断裂和灌县-江油断裂并不是同时错动的, 而是映秀-北川破裂产生的动态地震波(应力波)触发了灌县-江油断裂, 并造成了几秒到十几秒的触发延迟。

怒江断裂现今错动速率与地震危险性

王阎昭, 王敏, 沈正康, 邵德盛, 施发奇

2015, 37(2): 374-383. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.003

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针对怒江水电开发问题的争论之一: 怒江断裂带的现今活动性及其地震危险性。通过分析怒江地区最新GPS观测数据, 采用剖面投影方法估算得到怒江断裂亚碧罗—六库段、六库—赛格段和赛格以南段的右旋走滑速率分别为(4.7±0.8)mm/a、(6.4±1.1)mm/a和(4.3±0.3)mm/a, 拉张速率分别为(3.9±0.6)mm/a、(5.6±1.1)mm/a和(4.5±0.3)mm/a。结合怒江地区的地震资料, 分别通过弹性能累积量和同震位错量与震级间的统计关系进行地震危险性分析, 认为上述断裂段分别具有发生6.4级、6.5级和6.4级地震的危险性, 且不排除发生更大震级地震的可能。由于怒江断裂大体沿怒江展布, 为保证水坝安全, 其选址和抗震设防强度要求应当考虑以上断层活动性和地震危险性评估结果。

2013年莱州M4.6地震序列震源机制与发震构造初探

郑建常, 李冬梅, 王鹏, 赵金花, 徐长朋

2015, 37(2): 384-399. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.004

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2013年11月23日13时44分山东莱州发生M4.6地震, 造成较大影响, 并且在主震前后发生了持续较长时间的小震序列活动。文中使用CAP方法研究了莱州M4.6主震的震源机制, 使用自助抽样(Bootstrap)方法进行稳定反演, 给出了误差估计; 使用HASH方法基于振幅比和初动符号求解了序列中12次M_L≥3.0的小震震源机制; 使用双差方法对莱州地震序列进行重新定位。最后结合有关地质资料对此次莱州震群的发震构造以及序列发展过程中断层的破裂进行了探讨。

利用基岩断层面形貌定量特征识别古地震——以霍山山前断裂为例

何宏林, 魏占玉, 毕丽思, 徐岳仁

2015, 37(2): 400-412. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.005

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基岩断层面形貌特征的定量分析方法是研究断层活动历史和识别古地震的有效手段, 是对探槽技术的有力补充, 可以弥补在基岩区开展古地震研究技术手段的严重不足。文中以山西霍山山前断裂上的断层面(崖)为例, 采用各向同性变差函数法计算了断层面形貌的2D分维值, 并通过沿断层走向逐条平均的方式获得了2D分维值在断层倾向上的分布特征, 结果显示断层面形貌在倾向上具有显著的分带性特征, 由此获得的每个分带的特征分维值随断层面高度的增加呈阶跃式增加。这种断层面形貌在倾向上的显著分带性特征、特征分维值的阶跃式增加反映了断层面的出露方式不是渐进式, 而是不连续的间歇式; 这种间歇式分带性出露方式与断层的周期性地震活动相关, 每个分带的特征值与每个分带的出露时间相关, 即与地震发生时间相关。因此: 1)可以通过每一个断层面分带的特征分维值估计该分带出露的时间; 2)断层面分带的宽度可以用来估计每次破裂地震的同震位移量。霍山山前断裂带上3个基岩断层面形貌分带揭示出3次地震事件; 3个2D特征分维值不仅显示3个分带自上而下由老变新的阶跃特征, 而且3个阶跃之间大致相等的特征分维值差显示了3次地震发生间隔是大致相等的; 断层面分带的宽度反映出破裂地震的倾向同震位移量大约为3.5m。此外, 在阶跃式分带之间还存在宽0.5~1m的较窄分带, 这些窄分带的特征分维值是随断层面高度增加而逐渐增大的, 显示在间震期基岩断层面被逐渐剥露的特征。

1739年平罗8级地震发震构造

雷启云, 柴炽章, 杜鹏, 俞晶星, 王银, 谢晓峰

2015, 37(2): 413-429. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.006

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1739年平罗8级地震是银川平原上有史以来发生的最大一次破坏性地震。关于该地震的发震构造尚有不同认识。在近年获得的探槽、钻探、浅层地震勘探等资料的基础上, 对红果子长城及周边台地的地震位错现象开展了调查和详细测量, 并再次探讨了1739年平罗8级地震的发震构造。结果表明, 贺兰山东麓断裂的最后一次破裂事件发生在距今600~700a之后, 修筑于500a前的明长城被错断。尽管银川隐伏断裂的展布和极震区相吻合, 但该断裂向北终止于姚伏镇, 全新世活动段长度不超过36km, 其最后一次地表破裂事件发生在距今3 400a之前不久, 银川隐伏断裂在1739年平罗8级地震中没有发生地表破裂。断裂附近生长地层的发育和地层无同步变形的事实表明, 银川隐伏断裂并没有发生被松散层吸收而未抵达地表的破裂。因此, 1739年8级地震的发震构造是贺兰山东麓断裂而非银川隐伏断裂, 2条断裂没有发生同步牵连活动。平罗8级地震的发震构造和极震区分布的异位, 可能与断裂倾向、地下水位深度、盆地结构、松散地层厚度、居民聚集等因素有关, 这类由盆地边界铲形断裂发震而极震区向盆地中心偏移的现象, 应在类似地区的抗震设防中予以重视。

宿迁城市活动断层探测多方法技术运用的典型案例

曹筠, 冉勇康, 许汉刚, 李彦宝, 张鹏, 马兴全, 李丽梅

2015, 37(2): 430-439. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.007

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城市活动断层是城市潜在危害之一, 而对城市隐伏活动断层的准确定位及其最新活动时代的判定, 一直是活动断层探测的难题。文中以宿迁市合欢路隐伏活动断层探测为例, 通过地质地貌调查和浅层地震勘探初步确定断层位置。依据对折定位法原理, 实施钻孔联合剖面探测, 把断层上断点限定在平面5m、深度4.4~6.1m的范围内。再通过开挖探槽, 精确查明断层近地表位置以及断层最新一次活动时间。利用多层次, 多手段综合探测方法, 在合欢路场地对安丘-莒县断裂宿迁段的断层精定位和活动性研究中取得了很好的效果。合欢路场地探测结果显示, 断层最新一次事件发生在(5.9±0.3)ka BP以后, 属于全新世活动断层。

大凉山断裂带北段东支——竹马断裂晚第四纪活动性

孙浩越, 何宏林, 魏占玉, 高伟

2015, 37(2): 440-454. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.008

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大凉山断裂带是川滇菱形活动块体东边界的重要组成部分, 其活动习性和滑动速率对于了解青藏高原东南缘的块体运动和构造变形具有重要的理论意义, 同时对于该地区地震危险性评价和地震中长期预测有着重要的应用价值。大凉山断裂带由6条分支断裂构成, 竹马断裂是其北段的一条分支。文中在详细野外调查的基础上, 通过典型构造地貌的高精度GPS测量和断错时间的约束, 得出竹马断裂是一条以左旋走滑为主的全新世活动断裂, 全新世以来的水平滑动速率为1.5~3.1mm/a; 利用古地震探槽揭示出竹马断裂的2次古地震事件时间分别为(50.3±5.7)~30ka BP和30~(17.4±1.2)ka BP。考虑到断裂带北段还存在一条与竹马断裂平行的分支断裂——公益海断裂, 大凉山断裂带北段的滑动速率与南段基本一致。鲜水河-小江断裂系中段在大凉山断裂带上分配的滑动速率与并行的安宁河断裂带和则木河断裂带也大体相当, 断裂系中段的滑动速率之和与南北两段的速率大致吻合。大凉山断裂带的存在使断裂系在几何上成为一个完整的弧形构造, 也弥补了中段滑动速率的亏损, 使各段的滑动保持协调一致。此外, 沿竹马断裂大量发育的冲洪积台地, 根据沉积特征和测年结果, 认为是新仙女木事件后末次冰消期的冰川融水形成的冰水堆积, 类似的地貌面可能广泛分布于青藏高原东南缘。

川西理塘活动断裂最新同震地表破裂形成时代与震级的重新厘定

周春景, 吴中海, 张克旗, 李家存, 蒋瑶, 田婷婷, 刘艳辉, 黄小巾

2015, 37(2): 455-467. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.009

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在开展理塘左旋走滑活动断裂带的同震地表破裂实测填图基础上, 结合历史地震资料及地震事件测年, 对该断裂带的最新同震地表破裂形成年代和震级进行了重新厘定。结果表明: 理塘活动断裂带的最新同震地表破裂可分为南、北2段, 其中北段最长约25km, 最大左旋错动量1.8m; 南段最长约41km, 最大左旋错动量3.2m。综合探槽揭露的地震事件及AMS-¹⁴C测年结果和历史地震资料的分析结果, 北段和南段同震地表破裂应为2次地震沿理塘断裂带不同段先、后破裂的结果, 属典型的分段破裂现象。其中北段破裂极可能是历史记载的1729年地震活动的产物, 而南段由1948年大地震所产生。根据震级和地表破裂长度的经验关系计算结果, 前者的矩震级(M_W)约为6.7, 后者约为7.0。2次大地震沿同一断裂分段破裂的现象表明, 该断层带尚未破裂的段可能是未来强震活动的危险地段。

韩城断裂带NE段构造应力特征

李自红, 李斌, 刘鸿福, 闫小兵, 扈桂让

2015, 37(2): 468-481. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.010

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断裂带的区域构造应力特征是研究其活动性的重要依据。在应变指示计较少的弱应变地区, 磁组构是有效可选的手段。在韩城断裂带1/5 万活动断层填图工作的基础上, 对断裂带NE段的上峪口、渚北庄与邵家岭剖面进行了系统的岩石磁组构研究。结果表明, 该区域三叠纪岩石样品磁化率椭球体以"扁球型"为主, 表现出弱变形组构的典型特征。磁化率椭球体最大轴K_max沿NW-SE向与最小轴K_min沿NE-SW向的分布趋势, 以及断层两盘明显的差异性垂直运动、断层划痕与河流扭曲等野外证据, 反映出韩城断裂带NE段受控于NW-SE向的拉张应力, 兼有相对较弱的NE-SW向的水平挤压应力作用。断裂带不同地方的应力状态也存在一定的差异, 研究区的上峪口与渚北庄剖面受到的水平挤压应力相对较弱; 邵家岭则表现出较强的挤压应力作用。但邵家岭剖面大多数样品仍然落于"扁球型"区域内, 可能说明在拉张应力控制的构造单元, 即使挤压应力较为明显, 沉积岩中的"拉长型"磁组构仍难以形成。

香山-天景山断裂带西段晚第四纪的特征滑动行为

李新男, 李传友

2015, 37(2): 482-495. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.011

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香山-天景山断裂带是青藏高原东北缘弧形构造带的重要组成部分, 其东段曾发生1709年 7 1/2 级地震。虽然该断裂带西段缺乏历史地震记录, 但在其各次级段上却保留了最新一次地震产生的较新鲜的地表破裂, 以及沿其发生的大量冲沟同步左旋位错。为了确定西段晚第四纪以来的活动特征, 通过野外实测与卫星解译获得了240个冲沟或山脊的左旋水平位移量, 以及62个垂直位移量。将所测位移量值投影到断裂展布方向上, 得到了水平和垂直位移量沿断裂的分布特征。对水平位移量做进一步的概率密度模拟和频率统计分析, 结果显示水平位移量具有明显的分组性与倍数关系。6组水平位移量可能分别代表了6次古地震事件, 而西段上开挖的探槽也揭露了相似的事件期次。其中, 最新一次地震的同震水平位移量为3m, 而其他几次较老地震产生的累积位移量分别为6m, 9m, 12m, 16m和20m, 每次地震的同震位移量近似。因此, 推断香山-天景山断裂带西段晚第四纪以来的地震活动遵循特征滑动模型。

华北断块区均衡重力异常、构造特征及地震活动

黎哲君, 徐如刚, 张玮晶, 张毅, 李辉, 杨光亮, 龙剑锋

2015, 37(2): 496-509. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.012

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均衡重力异常是地壳均衡状态的标志, 地壳均衡状态与构造特征及地震活动密切相关。文中基于高阶地球重力场模型EGM2008自由空气异常, 采用高精度数字地形模型(DEM)ASTER GDEM 2009和ETOPO1分别作为陆地和海底地形数据, 通过基于DEM的严密地形-均衡改正方法计算得到华北断块区5'×5'网格分辨率的Airy均衡重力异常。根据计算结果讨论了华北断块区均衡重力异常分布特征, 并探讨了区内均衡重力异常与构造特征、地震活动的关系。结果表明, 华北断块区均衡重力异常空间分布极不均匀, 表现出明显的断块差异性; 区内均衡重力异常大小主要受新构造运动控制, 是地壳表层物质密度横向变化和深部构造差异共同作用的结果, 构造运动对均衡重力异常的显著影响说明华北断块区地壳均衡调整尚未完成; 华北断块区地震活动和均衡重力异常之间有一定的联系, 地震活动在显著的均衡重力异常高值区或低值区周围及正负均衡重力异常区过渡部位分布较为集中。

水库蓄水与断层带流体孔隙压时-空分布的数值模拟——以紫坪铺水库为例

杨彧, 杨晓松, 段庆宝

2015, 37(2): 510-523. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.013

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通过对汶川地震破裂带上的断层岩及围岩的渗透率测量, 获得了研究区岩石的渗透率随深度变化的规律。依据所得到的渗透率实验数据, 数值模拟了紫坪铺水库蓄水所产生的流体孔隙压的时空分布。模拟结果显示, 渗透率是否随深度变化, 其流体孔隙压的模拟结果也相差很大。由于断层带具有高渗的特点, 因此与水库底部存在水力联系的断层带及其宽度对流体渗透的模拟结果有明显的影响。断层带越宽, 下渗作用越明显, 流体孔隙压的分布与断层带的产状越接近。若断层带宽度为100~300m, 2008年汶川M_S8.0地震发生时, 其震源区的流体孔隙压为0.1~0.15MPa, 与库体载荷在断层面上产生的附加正应力相当。该模拟结果可以作为进一步分析汶川地震的发生是否与紫坪铺水库蓄水存在关联的重要约束。

2014年2月12日新疆于田7.3级地震震动图

陈鲲, 俞言祥, 高孟潭, 亢川川

2015, 37(2): 524-528. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.014

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运用考虑场地效应的震动图快速生成方法, 综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果、中国西部地区地震动参数衰减特征及测震台站记录信息, 估计了2014年2月12日新疆于田7.3级地震震动图。结果显示, 于田地震最高震动烈度可能达到Ⅸ度, 基本上没有乡镇直接位于震动烈度Ⅷ度和Ⅸ度区内。震动烈度Ⅶ度区的面积约15 000km², 阿羌乡和叶亦克乡的震动烈度可能达到Ⅶ度。Ⅵ度区的面积约为43 000km², 民丰县、于田县、博斯坦乡、奴尔乡、阿热勒乡、英巴格乡、尼雅乡、萨勒吾则克乡等可能遭受震动烈度Ⅵ度的破坏。其次于田县和策勒县之间的乡镇地处Ⅵ度区的分界线附近, 由于该地区土层的剪切波速相对较低, 地震动容易产生放大, 可能加重该地区的震害。最后, 与震中距相对较小的和田台相比较, 位于破裂走向上的且末测震台出现了限幅的现象, 可能是因为地震的方向性效应进一步增大了该地区的震动程度。

应用动力学拐角频率对经验格林函数法的改进

夏晨, 赵伯明

2015, 37(2): 529-540. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.015

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针对大小震拐角频率的差异, 假设大震断层上每个子源的拐角频率与已破裂的子源个数平方根成反比, 基于ω²震源谱模型, 通过理论推导构建了一个函数, 将动力学拐角频率引入经验格林函数法。以汶川地震余震记录为格林函数, 分别用改进前和引入动力学拐角频率后的经验格林函数法合成5 ·12汶川大地震强地面运动。对比合成结果与观测记录, 结果表明改进前经验格林函数法合成的地震动在低频部分相对实际记录偏低; 引入动力学拐角频率之后的经验格林函数法合成的结果在高频基本保持不变, 低频部分得到提高, 并与实际记录符合。引入动力学拐角频率后, 大部分合成结果很好地符合实际记录。说明动力学拐角频率可有效改善经验格林函数法的低频合成结果, 同时验证了经验格林函数法对M_W7.9特大地震地震动合成的有效性。

基于深部电性结构特征的2013年甘肃岷县漳县M_S6.6地震孕震环境探讨

赵凌强, 詹艳, 赵国泽, 陈小斌, 杨皓, 姜峰

2015, 37(2): 541-554. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.016

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2013年7月22日甘肃岷县漳县交界处发生M_S6.6地震后,横跨西秦岭造山带和地震区沿NE方向的剖面进行了45个大地电磁测点的观测。使用远参考和 "Robust"技术以及相位张量分解技术处理数据, 采用NLCG 2维反演方法, 获得的深部电性结构图像揭示: 西秦岭造山带自地表至深度约20km存在东北和西南浅、中部深的倒 "梯形"高电阻体, 在高阻体之下为低电阻层, 高、低电阻层相互契合; 西秦岭造山带西南侧的松潘-甘孜地块(北部)在深度约20km存在西南深、东北浅的中下地壳低阻层, 其东北侧的陇西盆地具有稳定的成层性结构, 显示出西秦岭造山带正处于松潘-甘孜地块向北挤压和陇西盆地向南的阻挡挤压作用中。东昆仑断裂带(塔藏段)错断了松潘-甘孜地块中下地壳低阻层, 迭部-白龙江断裂和光盖山-迭山断裂带延伸深度不大, 在深部归并于东昆仑断裂带(塔藏段), 东昆仑断裂带(塔藏段)内部结构和介质的低阻特性是东昆仑断裂带在塔藏段水平滑动速率逐渐减小、垂向运动逐渐增强的深层原因。西秦岭北缘断裂为陡立的大型电性边界带, 延伸深度穿过莫霍面; 临潭-宕昌断裂带表现为具有一定宽度的低阻带, 延伸深度归并到中下地壳低阻层中。2013年甘肃岷县漳县6.6级地震震源区处于倒 "梯形"高阻体的西秦岭造山带的核部, 即位于高低电阻体接触区, 同时发生在低阻破碎带的临潭-宕昌断裂带附近。松潘-甘孜地块从SW向NE推挤、东北侧陇西盆地阻挡的相互作用是2013年岷县漳县M_S6.6地震发生的动力学原因, 岷县漳县地震震源区特殊的高低阻介质属性和接触关系是该次地震发生的内部因素。

彝良地震地质灾害特征及其空间分布分析

冯新科, 李志强, 李晓丽, 汪明朕

2015, 37(2): 555-564. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.017

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2012年9月7日11时19分和12时16分在云南省彝良县与贵州省威宁县交界处相继发生5.7级和5.6级地震(简称 "9 ·07"彝良地震), 此次地震诱发了大量的次生地质灾害, 文中基于现场调查和遥感影像目视解译的方法得到了彝良地震地质灾害的空间分布图, 并对其分布特征做了分析。统计结果表明, 此次地震诱发的地质灾害约213处, 总面积约为0.67km², 地质灾害类型多样, 但以崩塌、滚石为主。利用GIS空间分析功能, 对此次地震诱发地质灾害的所在烈度区、地层、坡度和距水系、道路的距离等5个影响因子进行统计分析, 深入揭示了影响因子对地震诱发地质灾害的控制作用。结果表明, 此次地震诱发的次生地质灾害: 1)多发生于沿洛泽河一带的石炭系内; 2)多发生在Ⅷ度区内, 且与烈度呈正相关关系; 3)主要分布在坡度20°~50°范围; 4)密集发生在距水系、道路的距离为500m内的区域, 且与距水系、道路的距离呈负相关关系。

由向家坝水库震源机制探讨诱发地震的成因

冯向东, 岳秀霞, 王曰风, 王晓山, 刁桂苓, 张洪智, 程万正, 李悦, 冯志仁

2015, 37(2): 565-575. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.018

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金沙江向家坝水库是目前中国第三大水库, 2012年底水库开始蓄水, 水位升高71m; 2013年6月底再次蓄水, 升高的水位淹没到库尾段。该水库以及上游的溪洛渡水库布设了地震台网, 有35台仪器连续记录, 能够很好地控制库区及周边的地震。水库地震台网在2007年9月—2013年6月记录了库尾一带1级以上地震共计38次, 平均每月发生0.66次。而2013年7—9月则记录M_L≥1.0地震186次, 平均水平达到每月62次, 已经接近以往月均值的100倍, 可判别为诱发地震。同期还记录1级以下地震553次, 在强震背景区发生大量小地震已经引起巨大反响。震源位置采用3维速度模型进行重新修订, 发现这些地震有94%发生在0~5km深度范围。利用水库地震台网的观测资料, 取垂直向记录到直达P、S波的最大振幅, 得到库尾一带蓄水之前9个、蓄水后69个小地震的震源机制, 并进一步利用这些震源机制反演了南、北2个区的应力场, 以期通过分析震源机制和应力场变化, 探索水库诱发地震发生的特点及成因。结果显示, 在蓄水后69个震源机制中走向滑动类型占最多, 存在较多过渡类型, 倾向滑动的正断层、逆冲断层数目较少, 震源机制空间取向复杂、破裂类型多样, 显示区域应力场对小震的控制较弱。利用这些震源机制反演得到南、北2个区的应力场差别较大, 状态不均匀, 北区呈现挤压应力状态, 而南区呈现弱拉张状态, 均与区域应力场不一致。穿过库尾的猰子坝断裂是活动断裂, 却没有控制诱发地震, 有可能表明水库蓄水抑制了逆断层的活动。库尾区分布碳酸盐岩、灰岩, 存在溶洞。分析认为库水涌入溶洞, 渗透到裂隙、节理, 导致孔隙压力增加, 摩擦强度、岩石破裂强度降低以及库水载荷加大造成弹性变形等共同作用是诱发地震的成因。

利用背景噪声研究地震波速度变化及其在长白山火山监测中的应用

刘国明

2015, 37(2): 576-587. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.019

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介绍了利用背景噪声研究地震波瞬时波速变化的方法, 应用长白山火山区的地震监测数据演示并讨论了从单台数据预处理到数据质量控制的4个数据处理步骤。应用文中介绍的方法, 使用长白山火山区域地震台网的连续观测数据, 研究了长白山火山区地下介质的相对地震波速变化。带通滤波范围是0.02~0.1Hz, 这一滤波带的地震波速对应的敏感介质深度位于地壳与上地幔之间。长白山火山区地震波速度的长趋势变化显示出了明显的季节性影响, 这可能是由当地降雨量变化引起的。2001—2007年CBS-YNB台站对的地震波速度变化幅度达到2%, 高于背景值(1.5%), 因为此间长白山火山地下岩浆发生了一次扰动, 可能是岩浆活动导致了地震波速度变化幅度增大。

地震应急决策知识地理本体建模

徐敬海, 聂高众

2015, 37(2): 588-597. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.020

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如何增强地震应急预案与地震应急指挥系统的智能性和针对性是地震应急研究的关键问题之一, 地震应急决策知识为此问题提供了解决思路, 但需要实现地震应急决策知识的计算机建模。文中从地理空间知识角度研究了地震应急决策知识的建模方法。以地理本体为基础, 论述了建模原语, 包括: 抽象地理建模原语, 地理建模原语和地震应急领域原语。提出了地震应急决策知识的框架模型, 根据不同的知识粒度, 将应急知识分为基本地震应急决策知识层、规则地震应急决策知识层和过程地震应急决策知识层。分别论述了其中规则性和过程性地震应急决策知识的建模。开发了城市智能地震应急辅助决策系统, 初步展示了地震应急决策知识模型的应用。

共轭断层系统的非线性有限元模拟与震群模型讨论

郭婷婷, 徐锡伟, 邢会林, 于贵华

2015, 37(2): 598-612. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.021

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采用断层摩擦接触的非线性有限元模拟方法, 对单断层与交叉断层2种断层模型分别进行数值模拟计算对比, 结合中国大陆双震或震群型地震孕育发生的构造条件对共轭断层系统的孕震与发震机理进行了讨论与分析。断面滑动摩擦机制较好地解释了共轭断层由闭锁状态进入发生地震的滑动状态的过程, 共轭断层系统会交替地发生失稳事件, 验证了2组共轭断层系统构成的地震模型的滑动习性。其数值模拟与讨论分析结果可为共轭断层发育区的地震监测预报提供科学依据。

念青唐古拉山东南麓断裂带构造地貌特征与活动性遥感研究

焦其松, 张景发, 姜文亮

2015, 37(2): 613-626. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.022

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选用高分辨率ALOS和中等分辨率ETM+图像, 结合研究区已有研究成果, 采用信息增强及图像融合方法, 对图像中各类构造地貌表现出的纹理、色调及含水性特征进行研究, 建立了解译标志, 并结合野外调查结果, 系统解译了念青唐古拉山东南麓断裂带的展布与发育情况; 同时引入河长坡降指标参数(SL index)和Hack剖面(河流高程剖面半对数坐标图)2个构造地貌参数, 分析其对区域构造活动的指示意义并比较断裂带不同分段的活动性。研究表明, 念青唐古拉山东南麓断裂带呈三段式展布, 遥感解译的地貌标志基本反映了断裂带以正断层为主兼具走滑运动性质。呈明显的上凸形态的河流Hack剖面反映了区内构造差异隆升强烈, 河长标准化坡降指标明显异常地带指示为构造运动活跃区, 这种异常变化不仅印证了断层活动对河床剖面的影响, 而且结合该变化特征进行遥感解译可以提高断裂位置解译的准确性。断裂的活动性从F₁向F₃依次增强, F₁、F₂段正断层活动性相对较弱, 走滑活动增强, F₃段正断层活动性较强。

3维反射地震方法在活断层探测中的应用试验——以芦花台断层为例

酆少英, 刘保金, 赵成彬, 何银娟, 谭雅丽, 贾艳霞

2015, 37(2): 627-635. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.023

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为了试验3维反射地震方法在活断层探测中的应用效果, 采用8线10炮的束状观测系统在银川盆地进行浅层3维反射地震试验, 得到了反映芦花台断层3维空间结构的数据体。精细处理和综合解释的结果显示, 芦花台断层由2条相向倾斜的隐伏正断层组成, 主断层倾向SE, 次断层倾向NW, 二者在平面上的距离由北向南逐渐加大, 在深度780~800m次断层归并到主断层上。主断层的上断点埋深自北向南逐渐加深, 在试验区的北部上断点埋深为25~30m, 而在试验区的南部上断点埋深为35~40m。试验结果表明, 3维地震资料具有数据量大、信息丰富、偏移归位准确和断层成像精度高的特点, 可以从不同方面反映地层、断层的3维空间展布形态, 有利于复杂构造和断层的成像。

基于SfM方法的高密度点云数据生成及精度分析

魏占玉, Arrowsmith Ramon, 何宏林, 高伟

2015, 37(2): 636-648. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.024

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地形数据的质量(精度和分辨率)影响着地球科学的研究水平。LiDAR测量是目前获取高分辨率地形数据的有效技术方法之一, 但是其高昂的测量成本和相对复杂的后期数据处理限制了LiDAR技术的大众化应用。近年来, 一种被称为SfM(Structure from Motion)的适合大众化使用的新的高精度3维地形数据获取技术开始引起人们的注意。这种新型数字摄影测量技术可以利用高效的图像特征匹配算法从多视角照片中提取重叠区域的3维地形数据。由于SfM技术仅需要目标物体的照片, 而且对相机拍摄位置、图像尺度及拍摄焦距没有要求, 因此利用简单测量平台采集地面照片就可以获取高质量的3维地形数据。与LiDAR技术相比, 大大降低了获取高精度数据的成本, 使得高精度3维地形数据的使用大众化。文中介绍了SfM技术的基本原理和流程, 展示了SfM技术获取高精度3维地形数据的简单而有效的特性, 特别适合于植被稀少的区域。文中利用近千米高空拍摄的、具有约70%重叠度的一套随LiDAR飞行采集的数字航空照片生成具有真彩色的高密度SfM点云数据, 点密度高达25.5个/m², 可生成分辨率0.2m的DEM(数字高程模型)。对比相同区域的LiDAR点云数据, 统计分析表明58.3%的LiDAR数据与SfM数据的垂直偏差<0.1m, 88.3%的LiDAR数据的垂直偏差<0.2m; 而且发现不同地貌的SfM数据精度存在差异, 平缓地形的SfM数据精度高于陡峭地形的SfM数据精度。文中还介绍了以氦气球作为拍摄平台的SfM测量系统, 可以快捷地获取高精度的3D地形数据和正射影像, 比目前常用的差分GPS测量具有更高的效率和数据精度。

基于热异常信息与BP神经网络的中强地震预测试验

宋冬梅, 时洪涛, 单新建, 刘雪梅, 崔建勇, 沈晨, 屈春燕, 邵红梅, 王一博, 臧琳, 陈伟民, 孔建

2015, 37(2): 649-660. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2015.02.025

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地震预测是地震科学研究的主要领域之一。震前热异常现象(地表温度异常升高)普遍存在并且与地震三要素有复杂的非线性关系。文中结合神经网络的优点, 提出将热异常信息作为地震预测的信息源, 通过构建神经网络, 进行地震预测的思路, 并进行了试验。基于8d合成的1km分辨率的MODIS数据, 利用RST算法提取震前热异常信息, 在分析震前热异常信息时空变化的基础上, 确定出BP神经网络的结构, 利用该网络对中国及周边100个5级以上震例, 以及70个随机无震样本进行训练和仿真。试验结果表明, 通过RST算法提取的震前热异常指数值, 用于BP神经网络地震预测是可行的, 其预测的试验结果刻画出了地震要素与热异常值间的非线性相关性。未来预测区域范围的选取以及神经网络中隐层神经元的数量将对地震预测效果产生较大的影响。

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