2021年5月22日, 巴颜喀拉块体内部的玛多地区发生MS7.4地震, 震源深度约为8km, 发震断层为江错断裂。 文中利用玛多地区的深地震测深结果, 对玛多MS7.4地震震源区的地壳速度结构和深部构造背景进行了研究。 结果显示: 1)玛多地震震源在深度上位于上地壳脆性层内, 具体位于上地壳局部高速体的边缘, 上地壳特殊的上下分层结构和局部的高速异常体为玛多地震的孕育提供了介质环境。 2)玛多以南地区的深部地壳存在楔状低速体, 为深部软弱物质向NE运动提供了环境, 而玛多地区高速的下地壳阻挡了软弱物质的运移而使其垂向上涌, 导致了玛多地区上地壳应力的集中, 这可能为此次玛多地震的孕育提供了深部动力。 3)江错断裂在深部归并到东昆仑断裂上, 在剖面上构成以东昆仑走滑断层为主的反向逆冲断裂构造样式, 因此玛多地震的发生与东昆仑断裂的左旋走滑运动存在一定联系; 此外, 下地壳流的上涌也可能在一定程度上促进了玛多地区上地壳的水平滑动以及地震的发生。 综上所述, 此次玛多MS7.4地震的孕育和发生, 与玛多上地壳特殊的介质条件、 中下地壳物质的挤压流动和垂向上涌以及东昆仑主走滑断裂的水平运动密切相关。
青藏高原东北缘是青藏高原向NE扩展的最前缘, 是理解高原扩张的最佳场所。日月山断裂是青藏高原东北缘一条NNW走向的右旋走滑断裂, 对其开展活动性研究对于理解高原扩张有重要意义。目前对该断裂南段的晚第四纪活动性质研究较少, 对其晚第四纪的活动特征认识尚且不足。文中基于日月山断裂南段的野外考察资料, 通过高精度遥感影像解译并结合典型位错点无人机摄影测量等方法获得其精细的几何展布, 根据断裂的展布特征自北向南将日月山断裂南段分为贵德和多禾茂2段。结合年代学研究, 初步确定日月山断裂南段存在全新世活动, 结合典型位错点多级地貌面定年与蒙特卡洛方法, 厘定了贵德段和多禾茂段全新世以来的水平滑动速率分别为(3.37+0.55/-0.68)mm/a和(2.69+0.41/-0.38)mm/a。结合前人的研究资料分析认为, 在NE向主应力下, 鄂拉山和日月山等断裂发生右旋走滑和NE向压扁, 共同吸收青藏高原东北缘块体NE向的地壳缩短。
2024年1月23日新疆乌什 MS7.1 地震是自1992年吉尔吉斯斯坦Suusamyr MS7.3 地震以来发生在天山地震带内的最大地震。主余震初步精定位和第一时间野外调查结果表明, 乌什 MS7.1 地震的余震带总体走向NE, 长约62km, 主要分布在盆山交接部位。地震产生了边坡失稳、 岩崩、 滚石、 地裂隙等次生地质灾害, 主要集中在沿构造走向微观震中两侧30km范围内。由微观震中向N约7km、 向S约13km以外, 地质灾害迅速减轻, 且山前断层陡坎(F5)未见任何新鲜的活动迹象。结合中国地震局地质研究所产出的InSAR同震形变场初步结果, 判定此次主震的发震断层为一条倾向NW、 未错出地表的逆冲断层。在GCMT震中所在的恰勒玛提河, 沿西域砾岩背斜南翼发现了总体走向N60°E、 长约2km、 最大垂直位错约1m的地震地表破裂带。该地表破裂在较老地貌面上基本沿先存断层陡坎发育, 总体受一条倾向SE、 与主震发震断层倾向相反的逆断裂控制。地表破裂带长2km, 规模远小于乌什 MS7.1 地震余震带, 其是由 MS7.1 主震所致还是因 MS5.7 余震造成的, 以及产生地表破裂的SE倾逆断层与NW倾主震发震断裂之间是何种关系, 还需进一步研究。
随着城市化进程的加快, 如何减小城市隐伏活动断层所引发的地震及其链生灾害的损失, 是未来城市公共安全体系建设所必须面对的议题。文中以新沂市郯庐断裂带安丘-莒县断裂沿线某场地为试验区, 在城市活动断层项目目标区1︰1万条带状活动断层分布图成果的基础之上, 借鉴即将颁布的国标《活动断裂避让距离》中对隐伏断层精确定位的技术要求, 实施了间距不大于50m的浅层地震勘探测线和典型钻孔联合地质剖面探测, 获得了场地内隐伏活动断层的地表迹线、 断层倾向以及上断点埋深等信息。精确定位活动断层的平面位置与1︰1万条带状分布图平面距离差异约为200m, 探测结果精准确定了场地内活动断层的平面展布, 满足场地开发所需的精度。基于精确定位的活动断层地表迹线, 遵照即将颁布的国标《活动断层避让距离》的相关规则, 既科学确定场地内活动断层的避让距离, 又释放了城市紧缺土地资源, 达到既科学避让潜在危险的城市隐伏活动断层, 又充分利用土地的目的。
地震地表破裂是理解大陆地壳变形模式和地震破裂行为的关键, 也是活动断层避让带设置的直接依据。2021年5月22日青海玛多 MW7.4 地震沿昆仑山口-江错断裂江错段形成了长达158km的同震地表破裂, 造成沿线野马滩大桥、 昌马河大桥坍塌。文中基于震后2次大范围现场调查资料和震区3~7cm分辨率的无人机航片, 获得了本次地震详细的地表破裂, 在精细填图的基础上, 阐述了玛多地震地表破裂、 地表裂缝、 砂土液化带和带状塌陷等多种类型裂缝的分布特征及其意义。除在断裂相交处存在多条次级破裂外, 局部存在大量延伸长、 走向稳定、 具有雁列特征的裂缝带, 最远处与主破裂带的距离>5km; 在震中附近及震中以西、 以东多个段落跨断层数千米范围内存在分支破裂、 斜列式地表裂缝、 砂土液化带、 带状塌陷和地裂缝等与同震变形相关的地表特征。玛多地震分布式同震地表裂缝的揭示, 主要得益于大范围、 密集的现场调查和厘米级高分辨率航片的精细解译, 使小位移量破裂或微弱裂缝得到充分识别。由于缺乏明确的位错标志, 难以甄别未在主破裂断层上的同震地表裂缝是构造成因还是震动成因, 分析其空间分布形态、 余震分布及其震源机制、 区域构造背景等, 经初步推测, 不排除有些裂缝代表区域先存断层的继承性活动与次级断层触发活动的可能性。对分布式同震地表裂缝的精细刻画有助于全面理解地震破裂过程的机理, 对于重要工程抗震减灾的有效设防具有现实意义。
维西-乔后断裂位于川滇菱形块体的西边界, 晚第四纪活动迹象明显, 是红河活动断裂带的北延部分, 因此加强其活动性研究对深入认识滇西北地区地震地质背景和川滇块体边界构造变形机制具有重要的理论和实际意义。 文中依据1︰5万活动断裂填图和国家自然基金项目研究成果, 重点介绍了马头水、 石岩、 玉狮场等探槽揭示出的断裂最新活动时代和沿线古地震事件, 结果表明, 玉狮场-平坡段为全新世活动段并存在多次古地震事件。 马头水探槽揭示出的3条断层断错晚更新世-全新世洪积扇堆积, 断错的最新地层的年代为(638±40)a BP和(1 335±23)a BP。 石岩探槽西段揭露的3条断层断错的最新地层的14C测年结果分别为(4 383±60)a BP、 (4 337±52)a BP和(4 274±70)a BP; 探槽东段同样揭示发育了3条断层, 主断层下盘断错的最新地层的14C年代为(9 049±30)a BP, 上盘断错的2套断塞塘堆积的14C测年结果分别为(1 473±41)a BP和(133±79)a BP。 玉狮场探槽揭示出发育了5条活动断层, 其中F1与F2断错灰白色含砾黏土和黑色泥炭质土, 前者的14C测年结果为(1 490±30)a BP, 后者的14C测年结果分别为(1 390±30)a BP和(1 190±30)a BP; F3与F4断错灰白色含砾黏土、 黑色泥炭质土及上部褐黄色含砂黏土, 褐黄色含砂黏土的OSL年龄为(0.6±0.2)ka; F5断层断错的黏土层的14C年龄为(1 490±30)a。 盖场探槽揭示出地震楔、 软沉积构造变形和砂脉等古地震现象, 垂直错距35cm, 估计此次地震事件的时间约为28 000a BP, 震级达7级。 玉狮场探槽揭示了2次地震事件, 第1次事件的时间为(1 490±30)~(1 390±30)a BP; 第2次事件的时间约为距今600a, 推测震级达7级。 马头水探槽揭示出垂直错距约1m的地震事件, 发生时间约为600a BP, 据地震破裂带的长度、 宽度、 陡坎高度、 位错量并结合宜良M≥7地震和缅甸东吁7.3级地震的经验, 认为此次地震的震级≥7级。
2021年5月21日云南省漾濞县发生MS6.4地震。 文中基于升、 降轨Sentinel-1 SAR影像, 利用InSAR技术获取了此次地震的同震形变场, 反演获取了发震断层的精细滑动分布, 计算了区域应变分配及同震位错引起的周边各断裂上的库仑应力变化, 对发震构造及周边断裂的地震危险性进行了讨论。 结果表明: InSAR同震形变场显示, 降轨LOS向形变最大量级约为8.6cm, 同震形变呈对称分布, 升轨LOS向形变最大量级为5.7cm, NE盘噪声明显; 同震位错以右旋走滑为主, 主要发生在2~10km深度, 最大滑动量约为0.46m, 位于6.5km深处, 同震错动未破裂到地表, 反演得到的矩震级为MW6.1; 漾濞地震的发震断层可能为维西-乔后断裂的分支断裂或W侧与其近平行的一条未知断裂; 此次地震是继1996年丽江MS7.0和2018年墨江MS5.9地震之后发生在川滇菱形块体西南地区的又一次典型地震事件, 对川滇菱形块体西南地区的龙蟠-乔后断裂、 程海断裂和红河断裂北段的库仑应力影响较为显著, 滇西北拉张构造系统和红河断裂北段未来的强震危险性值得关注。
夏垫断裂是1679年三河-平谷8级地震的发震断层, 在其西侧发现一条新的断裂, 称其为夏垫西断裂。文中采用6条浅层地震剖面确定了该断层在三河市内的位置; 采用联排钻孔探测方法并应用磁化率测井技术, 结合释光测年, 研究了该断裂的晚第四纪活动性。该断裂蜿蜒曲折, 总体走向NE, 倾向NW。在垂直剖面上表现为正断层性质, 它是燕郊半地堑型断陷东南缘的主控断裂。该断裂与夏垫断裂倾向相反, 与夏垫断裂之间夹一地垒, 地垒最窄处<1km。由10个钻孔的岩心柱状图和测井曲线及8个有效的测年数据组成的钻孔联合剖面显示, 该隐伏断裂的上断点埋深约为12m, 错断了晚更新世晚期地层, 错断的最新地层的测年结果为(36.52±5.39)ka。晚更新世以来的垂直滑动速率约为0.075mm/a, 晚更新世晚期以来的滑动速率约为0.03mm/a。该断裂在平面上可能与夏垫断裂组成雁列构造, 二者在深部存在密切的联系, 同属于一条切过整个地壳的深大断裂。
北京时间2022年1月8日01时45分, 青海省海北藏族自治州门源回族自治县境内发生 MS6.9 地震, 震源深度10km, 震中位于青藏高原中北部的祁连-柴达木次级地块的北部、 托莱山断裂带和冷龙岭断裂带的交会部位。此次地震是进入2022年以来全球震级最大的一次地震, 也是青海省境内继2021年5月22日玛多 MS7.4 地震后又一次6.0级以上地震, 同时也是继1986年8月26日和2016年1月21日2次门源6.4级地震之后该地区发生的震级最高、 地表破裂最长的地震事件。在综合分析震源参数、 余震分布的基础上, 我们第一时间对同震地表破裂进行了野外考察。初步调查表明, 此次门源 MS6.9 地震的地表破裂带长度>22km, 由北支主破裂和南支次级破裂组成。 其中, 北支主破裂带沿广义海原断裂带中段的冷龙岭断裂西段分布, 长度>18km, 主体呈295°走向, 最大同震水平位错位于中部硫磺沟一带(37.799°N, 101.260 7°E), 水平最大位错量约3.1m, 向两端逐渐衰减; 南支的次级破裂分布在广义海原断裂带中西段的托莱山断裂东段局部段上, 长约4km, 呈275°走向, 水平位错约1.0m, 构成与主破裂带西段左阶斜列的次级分支破裂。南、 北2支破裂段之间以拉张阶区斜列。整个地表破裂主要由线性剪裂隙、 斜列张裂隙和张剪裂隙、 挤压鼓包等多种构造类型组合而成。同震地表破裂具有典型的左旋走滑运动性质, 同时兼有逆冲分量, 最大垂直位错为0.8m。
基于川滇地区2000年1月—2017年3月2 600次ML≥3.0地震的震源机制解, 文中对震源机制相对密集的次级地块和断裂带进行了震源机制量化分类和整体应力场反演, 利用1970年1月—2017年3月727次ML≥4.0地震震源机制解, 采用区域应力张量阻尼方法反演了汶川8.0级和芦山7.0级强震前后川滇地区的主压应力空间分布, 探讨了川滇地区现今应力场的时空演化特征。川滇地区的震源机制总体以走滑型为主, 但龙门山断裂带、 四川盆地及其边缘的马边-盐津断裂带的机制类型存在局部差异; 川滇地区的应力场存在明显的分区特征, 自北向南总体呈现顺时针旋转, 四川地区的主压应力方向从西到东经历了EW—NW—EW的转变, 云南地区的主压应力方向在西部地区呈NNE向, 在东部地区则表现为NNW向, 空间上形成倒“V”形; 汶川8.0级和芦山7.0级强震前后, 应力场在龙门山断裂带变化较大, 四川盆地及其周缘变化次之, 其他区域未发生明显变化, 其中震中所在的龙门山断裂带应力场经历了基本应力场—变化应力场—基本应力场的一次完整转变过程。
2022年1月8日1时45分, 青海省海北藏族自治州门源县发生 MS6.9 地震, 震中(37.77°N, 101.26°E)位于祁连-海原断裂带冷龙岭断裂的西段, 震源深度为10km。地震发生后, 通过解译高分7号卫星的震后影像, 快速确定了同震地表破裂带的主体破裂区位置, 并第一时间进入震中现场开展野外地表破裂调查工作, 获取同震地表破裂带精确分布位置、 破裂长度、 破裂特征、 同震位错量等关键信息。根据震后遥感影像解译和现场调查结果可知, 此次门源 MS6.9 地震的地表破裂带由位于NWW向冷龙岭断裂西段和近EW向托莱山断裂东端的2段破裂带组成, 走向分别为291°和86.9°, 延伸长度分别约为26km和3.5km。地表破裂主要是由张裂隙、 张剪裂隙、 挤压鼓包和震陷等多类型破裂呈雁列状组合而成, 总体以左旋走滑运动为主, 局部兼有逆冲性质, 最大同震左旋位错为2.77m。综合高分辨率遥感影像解译、 现场调查、 InSAR反演的震源机制和断层破裂模型、 余震精定位等结果, 确定门源 MS6.9 地震发生于托莱山断裂与冷龙岭断裂在深部的交会位置, 主要发震构造是冷龙岭断裂的西段(走向为112°, 倾角为88°), 其西侧的托莱山断裂东端同时发生破裂。1986年 MS6.4 地震、 2016年 MS6.4 地震以及2022年 MS6.9 地震皆发生于冷龙岭断裂的西段, 短时间内发生的3次6级以上强震, 说明该地区仍为应力和形变积累区域, 仍具有发生特大地震的潜在风险。
文中利用辽宁地区“十五”改造前后共67个区域地震台记录的1975年8月—2017年12月期间的地震震相观测报告, 通过双差地震成像的方法, 采用tomoDD软件对辽南地区进行了地震重新定位及速度结构反演。通过计算得到了辽南地区记录大部分地震的重新定位结果和4km、 13km、 24km、 33km几个深度上较好的P波速度结果。重新定位结果显示, 海城余震区和盖州震群活动区域作为辽南地区主要的地震活动区域, 其地震活动具有明显的NW向展布特征。P波层析成像结果则反映了辽南地区浅部速度结构与地质构造较为一致的特点。海城余震区所处的海城河断裂在浅层存在高速体, 在4~12km深度存在低速体, 且低速体向E不断加深侵入。金州断裂不同分段的端部存在高速体, 其断裂端部的盖州震群发生在高速体区域, 推测盖州震群的活动可能是在应力积累的条件下受到液体侵入而使岩石的含水饱和率上升所致。
为考察2021年云南漾濞MS6.4地震序列的孕震环境和序列活动特征, 文中使用云南区域数字台网和部分野外流动观测台阵观测的2011年5月1日-2021年5月31日的P波和S波震相到时数据, 利用双差层析成像方法(TomoDD)获得了漾濞MS6.4地震序列周边地区的P波和S波三维速度结构、 地震序列重新定位结果。 结果显示, 漾濞MS6.4地震序列主要沿NW向呈条带状展布, 展布区域长轴长约20km, 震源深度为5~20km。 MS6.4地震的余震主要沿SE向单侧扩展。 发震断层为维西-乔后断裂SE侧的一条近平行的未探明断裂, 而主震震中N侧分布的1组NNE向展布的地震则表明可能还存在1条NNE向的未探明断裂, 两者共同组成1组共轭断裂。
文中从活动构造和灾害地质的角度调查并研究了金沙江断裂带的晚第四纪活动性, 并着重分析大型滑坡与金沙江断裂带活动的关系。金沙江断裂带是一条规模宏大且长期活动的缝合线构造, 是一条具有挤压性质的超岩石圈断裂带, 上新世以来表现为右旋走滑运动, 在曾大同、 徐龙、 尼中、 里甫-日雨、 郎中和古学沿线断层地貌清晰。 地质调查和年代学测试结果表明, 这些断裂断错了晚更新世—全新世堆积, 在晚第四纪具有明显的活动迹象。研究区滑坡具有发生频率高、 规模大、 破坏性严重的特点。拿荣—绒学38km的沿江区段内在金沙江两岸共发育20余个特大型及大型滑坡, 体积一般>1×107m3, 有的>1×108m3, 且几乎所有滑坡均位于活动断裂上及两侧1km范围内。这些大型滑坡群的发生与金沙江断裂带的长期活动、 演化历史和复杂结构等有密切关系, 它不仅使岩体结构变得支离破碎, 且持续的活断层作用成为滑坡发生的主要原因。紧密相邻的断裂间、 断裂交会的锐角区、 断裂右向转弯部位和主断裂与横向断裂交会区等特殊构造部位, 为构造应力易于集中、 有利于特大型滑坡发生的关键部位。活动断裂对滑坡的控制作用不仅表现在大地震过程中, 在非地震作用的自然状态下同样能导致大型滑坡密集发生。
大陆架作为海陆相互作用的关键地区, 对于研究大陆的构造演化、 海陆变迁、 海平面升降以及气候变化具有重要意义。然而由于不同研究方法的局限性, 目前对大陆架沉积物年代学及其蕴含地质信息的认识仍然不足。南海是西太平洋最大的边缘海, 是全球海洋沉积作用最为活跃的地区之一, 也是海陆相互作用最为典型的区域。作为东亚大陆物质的主要沉积区, 南海已经受到了学术界越来越多的关注。然而, 目前的研究工作主要集中于沉积连续、 信号记录稳定但沉积速率较慢、 总体分辨率较低的深海区沉积物。相对而言, 沉积速率较快、 分辨率较高的浅海大陆架沉积为高分辨率年代学和古环境的研究提供了重要的地质材料, 但由于大陆架沉积环境动荡导致沉积信号记录不稳定甚至缺失。针对南海大陆架沉积, 尤其是对钻孔沉积物高分辨率年代学研究仍相对较少, 限制了对南海构造与气候演化过程的认识。为了更好地限定南海北部陆架区更新世晚期沉积物的年代, 研究其中蕴含的古环境信息, 探讨东亚地区气候变化的驱动机制问题, 同时为南海海域活动构造研究提供年代学框架, 文中以南海北部DG钻孔为研究对象, 在微体古生物化石和碳同位素年龄(14C)数据的基础上, 利用大陆架沉积物磁化率与深海氧同位素的对比对其沉积物年代学进行了系统研究。基于此, 结合色度和孢粉结果, 对其古气候意义进行了初步探讨。结果表明, 该钻孔沉积物的磁化率可对应于深海氧同位素的阶段1—阶段9(MIS 1—MIS 9), 底部年龄约为300ka, 磁化率低值区间对应于冰期, 高值区间对应于间冰期。这与该钻孔沉积物中的孢粉和色度所记录的古环境信息相吻合。冰期时气候较为寒冷, 水体变浅, 沉积物搬运距离相对增大, 矿物以氧化作用为主, 主要形成弱磁性的磁性矿物(如赤铁矿), 导致磁化率较低; 间冰期时, 气候相对暖湿, 水体变深, 沉积物搬运距离相对缩短, 矿物以还原作用为主, 主要形成强磁性的磁性矿物(如磁铁矿等), 导致沉积物的磁化率显著增强。因此, 南海大陆架北部更新世晚期沉积物的磁化率变化可以反映东亚地区更新世晚期以来冰期—间冰期气候旋回。磁化率与深海氧同位素的对比作为一种晚第四纪松散沉积物的相对定年方法, 在南海北部陆架区更新世晚期沉积物定年方面是适用且可靠的, 可为海洋大陆架沉积物定年和对比研究提供新的参考。
2021年5月22日青海果洛藏族自治州玛多县发生7.4级地震, 这是继汶川地震后中国大陆发生的震级最大的一次地震。 为了深入研究玛多7.4级地震序列的时空分布、 震源特性以及发震构造等内容, 文中采用双差定位法对玛多地震序列进行了重新定位, 并采用近震全波形矩张量反演方法反演了玛多7.4级主震和15次M≥4余震的震源机制解, 结果显示: 玛多7.4级地震是一次走滑型地震事件, 矩心深度约为13km; 余震序列以走滑型为主, 也存在部分其他类型, 反映局部存在复杂的构造形态; 余震序列整体呈NWW向线性分布, 长度约150km; 由NWW端向SEE端, 序列的深度逐渐变浅, 断层面的倾角逐渐增大; 序列震源机制的走向和类型存在段落差异性, 可能揭示断层的走向和性质从北向南存在变化。 综合精定位和矩张量反演结果推测, 玛多地震的发震断层为走滑性质, 倾向SW, 走向和断层面倾角具有段落差异性。
文中基于矩形位错理论及USGS发布的断层模型, 结合研究区地壳-上地幔平均波速分层结构, 模拟计算了弹性-黏弹分层半空间中2021年玛多MS7.4地震产生的同震及震后地表形变和重力变化。 经分析发现, 同震形变和重力变化显示发震断层具有左旋走滑兼正断错动的综合特征, 其变化主要发生于断层在地表投影周边50km的范围内, 向断层两侧快速衰减, 向E最大水平位移量>1 000mm, 向N最大位移量达570mm, 垂直位移近750mm, 重力变化达150μGal; 远震区(与断层的距离>150km)的水平位移量值一般<10mm, 向外衰减较慢; 而垂直位移和重力变化图像呈现一定的负相关, 呈蝴蝶状的正负四象限对称分布, 向外衰减的速率明显强于水平形变, 变化量值一般<2mm和<1μGal。 震后效应随时间的推移逐步显现并持续增强, 其图像变化形态与同震类似, 表现出明显的继承性增强趋势; 震后黏弹性松弛效应的影响范围远大于同震, 震后400a间其影响量值在近场区一般≤同震的2倍, 但远场区均>3倍; 震后400a间黏弹性松弛对水平位移、 垂直位移和重力变化的影响可达100mm、 130mm和30μGal; 同震效应的极值区域主要集中在断层两侧, 且离断层越近量值越大, 而震后黏弹性松弛效应的极值区分布于离断层两侧约50km处, 两者并不重合; 震后水平位移主要表现为持续单调增强, 而垂直位移和重力震后的变化则相对复杂: 近场区在震后5a内呈现相对同震的继承性增强, 随后反向调整, 而远场区则相反, 先反向调整, 后呈继承性增强; 水平位移在100a后基本稳定不变, 而黏弹性松弛效应对垂直位移和重力变化的影响会持续到震后300a。 与GNSS实测结果对比后发现, 两者在运动方向和量级大小上基本一致, 远场符合更好, 这可能与断层模型的分辨率有关。 文中研究可为利用实际形变和重力资料解释此次地震的孕震过程研究提供理论依据。
2022年9月5日12时52分, 川滇活动地块东边界的四川泸定地区发生6.8级强烈地震。在震中以北15km、 以南25km的范围内开展震后现场考察, 发现湾东村、 幸福村、 爱国村一带的磨西断裂沿线存在同震地表破裂迹象, 而在震中以北、 爱国村以南断裂通过的位置没有发育同震地表破裂。野外调查获得的同震地表破裂走向为320°~355°, 运动性质为左旋走滑, 位移量为20~30cm, 运动性质和走向与震源机制解获得的结果一致。深入分析认为, 本次四川泸定6.8级地震的同震地表破裂主要发育在泸定县磨西镇二台子以南-石棉县王岗坪乡爱国村之间, 长度为15.5km。根据野外地质调查结果, 并综合地震反演和形变观测已有结果等判定, 四川泸定6.8级地震的发震构造为鲜水河断裂的南东段, 即磨西断裂。结合余震分布时空演化特征分析进一步揭示, 以磨西断裂二台子-新民乡段为主震破裂段的运动导致了此次6.8级地震的发生, 并触发了震中以北的南门关-两河口段断裂的活动。泸定6.8级地震是一次主震破裂段发动、 其后全段参与的较为复杂的事件。
2021年5月21日云南大理白族自治州漾濞县发生了3次较强地震, 最高震级为M6.4, 造成巨大经济损失和人员伤亡。 为厘清漾濞地震的发震构造与孕震环境, 文中将已有的高精度重力数据、 流动重力测网点数据和EGM2008模型数据融合为2.5km点距的高精度网格数据, 并以漾濞地震为中心, 提取了2条长重力剖面和10条短重力剖面, 采用归一化梯度成像方法获取研究区内三维地壳成像特征, 重点分析了漾濞震区沿红河断裂北段、 维西-巍山断裂、 永胜-宾川断裂和洱源-鹤庆断裂等的深浅接触关系及其深部孕震环境。 结果表明: 1)重力归一化梯度陡变带的倾角、 倾向与地质上的中大型断裂吻合较好, 如怒江断裂、 澜沧江断裂、 红河断裂、 安宁河断裂和则木河断裂等; 2)中下地壳重力归一化梯度连续性较好, 且中上地壳为高低转换带时, M≥6.0地震频发, 特别是维西-巍山断裂、 永胜-宾川断裂及红河断裂北段交会的区域; 3)漾濞地震震中附近, 上地壳存在归一化梯度高低强变形带且相互靠拢, 在深度约15km处会聚, 震中投影与维西-巍山断裂及其次生断裂在深度约10km处交会, 且地壳20km以下重力归一化梯度值连续性较好, 推断漾濞3次地震的发震构造为维西-巍山断裂及其次生断裂。 文中结果对地震发震机制和发震地点的判定具有非常重要的科学意义和参考价值。
大兴凸起东缘断裂位于北京平原的东南部, 是控制大兴凸起与廊固凹陷的边界断裂, 向N与控制大厂凹陷的曾发生1679年8级地震的NNE向夏垫断裂斜接, 总体走向NE, 倾向SE。以往的研究认为该断裂断错的最新地层为第四系中更新统, 其不属于晚第四纪以来的活动断裂。文中在高精度浅层地震勘探的基础上开展了高密度钻孔联合地质剖面探测, 获得了该断裂晚第四纪以来具有明显活动的证据。该断裂在钻孔联合地质剖面中显示出正断活动特征, 一套厚约7m的粉砂质黏土标志层在其断层下盘的顶界面埋深约为74m, 而在其上盘的顶界面埋深约为102m, 位错量约为28m, 且可在其中的2个钻孔中分别深54.2m和39.4m的岩芯内发现断层滑动面。水平距离为2m的2个钻孔的标志层顶面埋深分别为8m和10m, 位错量为2m, 结合2个钻孔岩芯的变形特征分析认为断层的上断点埋深可能更浅。根据邻近已有钻孔的年代学资料推断, 该断裂属于全新世活动断裂。文中研究改变了大兴凸起东缘断裂带并非为活动断裂的认识, 此新发现不仅对大兴凸起东缘断裂带的强震危险性和北京市地震灾害风险的认识具有重要的应用价值, 也对华北地区晚新生代以来断裂发展演化及其深浅耦合特征研究具有科学意义。
同震地表破裂带的空间展布及形变特征是地球深部断层活动在地表的直观地貌表现, 不但记录着地震破裂和断层运动的信息, 还反映了区域应力和地壳运动状况。因此, 开展震后地震地表破裂带调查对于了解发震断层的构造活动尤为重要。高精度地形观测技术可以获取前所未有的高时空分辨率的地球表面特征, 为辨别历史地震地表破裂遗迹、 提取地表同震位移、 活动构造地质填图等提供高质量数据。文中选取富蕴1931年地震地表破裂带作为研究区, 利用SfM(Structural from Motion)摄影测量技术生成分辨率为1m的数字高程模型(DEM), 详细识别地表破裂并测量冲沟的右旋位移。基于地表破裂的几何及构造地貌特征, 将富蕴地震地表破裂带由北向南分为S1、 S2、 S3、 S4 4段, 其间以挤压隆起或拉分盆地相连接。沿破裂带共获得194组最新冲沟的右旋水平位移, 得到1931年同震位移的平均值为(5.06±0.13)m。同震位移局部缺失或突变的区域与几何阶区的位置也有良好的对应关系。以上结果填补了对富蕴地震地表破裂精细形态研究的空白, 也进一步展示高分辨率的地形数据在活动构造研究中良好的应用价值。
同震地表破裂形态的精细刻画可为理解断裂带复杂几何结构、 动态破裂过程与破裂机理提供重要信息。2021年5月22日, 青藏高原内部青海省果洛藏族自治州玛多县发生了 MW7.4 地震, 这是自2008年汶川 MS8.0 地震后中国大陆地区发生的震级最大的一次地震。此次地震的同震地表破裂突破了沿线多个阶区、 弯折等几何不连续结构, 形成了长约158km的同震地表破裂带和多样化的断裂几何形态, 其中以震中区段落的地震地表破裂形态最为特殊和复杂。有助于全面认识震中区段落的地震地表破裂形态并深入理解其形成机理, 文中基于分辨率约为3cm的航空影像数据, 结合野外实地调查资料, 完成了本区域地表破裂的精细填图。对地表破裂的类型、 分布、 几何结构和走向等进行的综合分析表明, 震中区的地震地表破裂受阶区几何结构的影响而呈现分布式破裂的特点。并且, 震中附近的强震动效应和地震断裂初始发育阶段的影响, 进一步造成了该段落分布式地震地表破裂的形态。文中高清再现了震中区的阶区及其附近段落的地震地表破裂特点, 对走滑断裂带的分布式同震地表破裂有了更进一步的了解。
为查明第四纪以来武威盆地沉积过程和青藏高原东北缘隆升扩展特征, 文中采用沉积地层学和地层年代学方法, 对武威盆地的第四纪沉积地层进行研究。第四纪期间, 武威盆地沉积了下更新统玉门砾岩、 中更新统酒泉砾石层和上更新统—全新统戈壁砾石层。早更新世, 玉门砾岩来源于祁连山, 沉积于武威盆地南部走廊南山区; 中更新世, 酒泉砾石来源于走廊南山区和武威盆地西北缘坟门山, 沉积于武威盆地北部断陷盆地沉积区; 晚更新世以来, 戈壁砾石来源于走廊南山区、 坟门山和龙首山, 沉积于物源区周边地区。武威盆地及周边第四系的物源区和沉积区均呈现出自南向北发展的特征, 揭示了青藏高原东北缘隆升和向N扩展, 隆升时间南早北晚, 隆升强度南强北弱、 西强东弱。
深入理解活动地块如何控制区域强震活动是地震危险性评价的关键。文中采用双差定位法对岷山活动地块及其邻近地区2000—2019年39 076个小地震进行重新定位, 并结合1972—1999年同区域仪器记录的地震目录, 共计获得该区48 110个地震的位置。在此基础上, 对研究区内自1933年以来的4个M≥7.0大地震不同时段的地震序列空间分布特征进行了精细分析。结果表明: 这4次M≥7.0的地震序列在空间上均沿着岷山活动地块边界带分布, 显示活动地块对区域大地震的孕育和发生具有明显的控制作用。同时, 区域地震重定位结果和不同时段地震序列的空间分布较好地限定了4次大地震的发震断裂及其位置。综合分析结果认为, 1976年松潘 MS7.2 地震与2017年九寨沟 MS7.0 地震的发震断层走向基本相同, 但它们与1976年平武 MS7.2 地震的发震断层在走向上存在约60°的差异。这3次大地震的发震断层可能分属于2条断裂。其中, 2017年九寨沟 MS7.0 地震和1976年松潘M7.2地震的发震断层为NW向的树正断裂, 而1976年平武 MS7.2 地震的发震断层为近SN向的虎牙断裂北段。从地震活动性角度来看, 1933年叠溪M7.5地震的发震断层应为岷江断裂南段。2017年九寨沟 MS7.0 地震发生在1976年松潘 MS7.2 地震与岷江断裂之间的空区。在岷山活动地块周缘很可能还存在2个地震危险区, 分别位于虎牙断裂南段和岷江断裂中北段。岷山地块周缘的大地震类型很可能属于前震-主震-余震型。因此, 从地震预报的角度出发, 建议加强对这2个地震空区的监测。
文中应用1996—2007年龙门山断裂带上的重力观测资料, 分析了汶川地震前亚失稳阶段的重力场变化特征, 根据震前失稳过程的重力场观测证据探讨应用重力场识别断层进入亚失稳阶段的证据和方法。研究结果表明: 1)汶川地震前沿龙门山断裂带的时变重力场在1996—2001期间呈正常态变化, 2001—2004期间出现区域性区重力异常, 2004—2007期间出现较明显的反向变化, 震前一年变化较弱, 呈现闭锁状态。这种变化过程较好地对应了岩石变形实验中由稳态加载阶段到失稳阶段中的线性稳态、 偏离线性稳态、 亚失稳状态的过程。2)龙门山断裂东侧接近四川盆地上的测点时序变化平缓无序, 西侧后山断裂带上的测点在2002年开始出现一致性较好的“同升同降”变化特征。汶川地震发生在后山断裂带上, 震后余震的分布和该断裂带的走向一致, 说明该断裂带是断层的主要失稳位置, 该断层的失稳导致该区域测点的重力场变化一致, 符合实验研究中断层由稳态进入亚失稳状态的物理场协同化演化的判定依据。3)重力剖面点的时空变化显示, 2008年汶川8.0级地震前在龙门山断裂西侧可观测到一次断层活动协同化过程。
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MS7.4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70km处(34.59°N, 98.34°E), 震源深度17km。此次玛多MS7.4地震是2008年汶川MS8.0地震之后中国大陆发生的震级最大的一次地震。震后的野外地质考察表明, 此次地震发生在距县城玛查里镇南约30km的野马滩地区。地震地表破裂具有明显的分段性, 初步可分为3、 4段, 自东向西破裂呈左阶展布, 逐步向野马滩盆地中部靠近, 断裂性质以左旋走滑为主。此次地震在国道214线以西—鄂陵湖以南形成规模较大、 连续性好的地表破裂, 长约45km, 走向 N95°~105°E, 地表破裂带由一系列挤压鼓包与右阶雁列式裂缝组成, 形成规模较大的地震鼓包(梁)、 地震裂缝、 左旋位移等地貌特征, 且发育大量喷砂冒水、 软土震陷等地震地质灾害。在214国道以东—血洛东, 破裂带的走向为N100°E, 由不连续的小规模张剪裂缝、 小型鼓包(梁)等组成。在昌马河乡血麻村附近发育一段长约10km, 走向N75°E, 规模较大、 连续性较好的张剪裂缝、 地震鼓包(梁)等。分析认为, 此次地震发生在巴颜喀拉块体内部, 发震构造为江错断裂。根据地震地表破裂的规模、 长度和建筑物破坏情况等综合调查认为, 狼玛加合日地区地表破裂规模大、 破裂带连续性较好且发育多类型的地震地表破裂, 可初步将该地区定为宏观震中, 地理坐标为(34.736°N, 97.794°E)。
同震地表破裂长度是区域活动断裂最大震级估算以及区域未来地震潜力评估的重要参数之一。2021年5月22日在青海省果洛藏族自治州玛多县发生了 MW7.4 地震, 其触发的同震地表破裂沿东昆仑断裂东南分支延伸线上的江错断裂分布。文中基于震后2次大范围的野外调查, 结合无人机航拍影像和高精度地形数据的精细解译, 明确了此次地震的同震地表破裂自西往东可划分为鄂陵湖南段、 野马滩段、 黄河乡段和江错分支段, 最东端的地表破裂位置位于前人研究所确定的最东端以东2km以远, 破裂全长约158km。此外, 本研究在冬草阿隆湖以东的沙丘区域内发现了呈半圆弧形连续分布的地表破裂, 而破裂在沿走向SE的优云乡段的传播过程中所经过的大面积沙丘覆盖区域也存在零星的张剪性地表破裂和断层陡坎, 且陡坎的垂向位移可达30cm。对比已有的关于同震地表破裂长度的研究结果, 分析认为本研究与其他结果之间存在差异的主要原因在于: 1)本研究所得结果基于更广泛、 详实的野外调查和更大范围的高精度影像的精细解译; 2)分析过程中避免了阶区等段落几何复杂区两侧叠加段落的重复计算。结合巴颜喀拉块体周缘已有的强震震例, 均显示青藏高原地区同震地表破裂的长度较全球平均值偏大。
文中以雷琼火山群海南岛儋州地区峨蔓镇的兵马角海岸火山为研究对象, 在卫星影像及无人机影像数据解译的基础上, 分析了海岸火山锥不同位置典型剖面的火山喷发序列, 并利用显微镜及扫描电镜分析碎屑物成因, 再现火山喷发物理过程。兵马角剖面存在3类玄武质碎屑。第1类碎屑整体呈绳状、 树根状, 经历明显的塑性变形, 碎屑内部气孔构造极发育, 代表纯岩浆爆破喷发成因。第2类碎屑表壳之下呈蜂窝状细密气孔构造, 表面龟裂与内部普遍的脆性破裂显示其经受过淬火作用; 内部仍保留的气孔构造说明其内部可能没有受到影响, 以上证据支持该类碎屑形成于中度的水-岩浆相互作用。第3类碎屑有强烈塑性变形特征, 表面出现大量龟裂纹; 内部碎裂为大量薄皮碎屑并重新熔结, 不规则气孔或空腔占碎屑的绝大部分, 说明该类碎屑形成于相对较强的水-岩浆相互作用。兵马角剖面显示, 兵马角火山喷发于滨海环境, 具有水下火山向陆上火山过渡的特点。火山活动早期发生水下“火喷泉”式喷发, 在水下构筑火山碎屑堆积, 主要由第3类碎屑构成。碎屑松散无层理, 粒度分选不明显, 其中出现大量有塑性变形的、 气孔构造极其发育的黑色熔岩浆屑。在火山活动的中期, 当碎屑堆积物高出水面时, 火山作用转变为射汽岩浆喷发, 产生具有明显平行层理与交错层理的涌流凝灰岩, 以第2类碎屑为主。火山活动晚期以斯通博利型-夏威夷型喷发为主, 形成不同熔结程度的黑色、 砖红色集块岩, 含有大量第1类碎屑。火山喷发最终过渡为熔岩溢流, 形成熔岩台地。根据兵马角火山喷发的物理机制, 推测未来潜在的滨海火山喷发灾害包括水下“火喷泉”、 射汽岩浆喷发成因的涌流、 弹道喷射坠落的火山弹、 熔岩喷泉以及熔岩流。其中涌流可能贴海平面高速运动, 影响火口周边约10km范围的区域, 是最有威胁的火山喷发灾害类型。
