地震地质

地震地质2010年第32卷第1期目录

2010, (1): 0-0.

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汶川M_S8.0地震中央断裂东北端地表破裂特征及其构造含义

安艳芬, 韩竹军, 董绍鹏, 徐锡伟

2010, 32(1): 1-15. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.001

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汶川地震地表破裂在东北端从石坎子乡到窝前的运动性质存着从走滑分量略高于倾滑分量到完全为右旋走滑运动的变化过程,倾滑分量在石坎子—平溪段具有逆断性质,在矿坪子及其以北为正断性质,未见挤压变形,窝前完全为右旋走滑运动,地表变形带宽度集中在10m以内;在董家村,地震地表破裂带主要表现为张性裂缝及地堑式负地形,是地震破裂在尾端应力作用下,应变不均一性调节的产物,地表变形带宽度约10～12m;在东河口以北未见地表破裂的证据,推测汶川地震地表破裂带没有穿过流经青川县东河口、关庄、凉水井一带的清水河,东河口一带的构造地貌现象反映了垂直差异性运动,不存在右旋走滑运动的地质地貌证据。在中央断裂东北端断层一侧隆升和另一侧拉张的典型四象限格局成为汶川地震地表破裂的端部表现特征。中央断裂上的汶川地震地表破裂带总长度为240km左右。在汶川地震过程中,沿着中央断裂在地表产生的构造变形在中央断裂的范围内就已经得到了调整,并没有越过中央断裂的范围而传递到以外的地段。

2008年汶川8.0级地震地表位移场的模拟——映秀-北川断裂逆冲兼右旋走滑错动形成的地表位移场

白玉柱, 徐杰, 徐锡伟, 周本刚, 陈国光

2010, 32(1): 16-27. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.002

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基于Yoshimitsu Okada及Steketee的断裂位错模型,从理论上反演了汶川地震时龙门山中央主断裂中段附近区域(距离断裂30km)内由断裂逆冲兼右旋错动形成的地表位移场的空间演化,包括地表垂直和水平位移场的基本特征。模拟表明了断裂错动过程中近断裂区域地表位移场的空间演化情况,而该空间演化情况通过野外科考和有限的GPS测站数据是无法细致描述的。文中将模拟结果与野外地表破裂带的科考成果进行比较,发现两者在变化趋势上近似表现一致;且位移场在离开断裂出露处迅速衰减的特征与现有研究成果一致;同时模拟结果也表明位移场的衰减速度在下盘强于上盘。模拟结果最终表明:断裂错动形成的地表垂直位移存在较大的空间不均匀性且较大的幅值主要集中于断裂的两端,即映秀和北川附近,垂直和水平位移场在断裂端部的变化都强于断裂的中部;地表垂直位移沿走向的变化在断裂上盘强于下盘;水平位移除了在断裂两端变化比较剧烈外,在空间上分布比较均匀;总体上,除断裂端部外位移场的幅值在上盘大于下盘。

大兴安岭焰山、高山火山——一种新的火山喷发型式

赵勇伟, 樊祺诚

2010, 32(1): 28-37. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.003

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在野外地质资料基础上,利用火山形态学方法,探讨了大兴安岭焰山、高山火山的喷发型式。结果表明,大兴安岭哈拉哈河-绰尔河火山群中的焰山和高山火山不同于斯通博利式喷发形成的火山,其早期爆破喷发的火山碎屑形成火山渣锥、空降火山碎屑席和小型火山碎屑流,晚期溢出大量熔岩。两火山具有较高大的锥体(标高200～300m以上),在结构上,松散火山砾、火山弹等构成下部的降落锥,熔结集块岩构成上部的溅落锥。由火山砾和火山灰组成的空降火山碎屑席分布在火山锥体周围。两火山溢出的熔岩经历了从结壳熔岩→翻花石→渣状熔岩的演变。根据喷发产物可推断焰山和高山火山具有以下喷发特征:爆破喷发形成持续的喷发柱→斯通博利式喷发→熔岩喷泉喷溢,其中以持续时间较长的喷发柱区别于典型的斯通博利式喷发。类似焰山、高山火山的喷发特征,在龙岗第四纪火山群、镜泊湖全新世火山群中也都有个例,这是中国大陆火山作用中一种新的喷发型式。

长周期大地电磁测深研究——青藏高原东部LMT响应函数及应用

肖鹏飞, 白登海, Ivan. M. Varentsov, 刘美, 孔祥儒

2010, 32(1): 38-50. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.004

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长周期大地电磁(LMT)是基于常规MT理论发展起来的电磁测深技术,青藏高原东部岩石圈较厚、视电阻率较低,应用LMT方法能够弥补常规MT仪器对低频信号响应的不足,获得有用的深部信息。文中概述了LMT的数据采集、处理及反演解释,并介绍了将LMT应用于东喜马拉雅构造结及其周围地区完成的长周期观测剖面——下察隅—玉树LMT剖面的岩石圈结构探测实例。实际观测表明,在重叠频段内LMT结果与常规MT具有良好的一致性;LMT数据处理实现的阻抗和倾子估计,在深部信息上具有更高的分辨率。LMT剖面结果揭示了青藏高原东部普遍存在地下低阻体,为局部地区部分熔融和地下流体存在的可能性提供了依据。LMT测深较好地弥补了常规MT方法在巨厚岩石圈和遇到低阻体时探测深度的局限性。

青藏高原东部岩石圈电性结构特征及其构造意义

刘美, 白登海, 肖鹏飞

2010, 32(1): 51-58. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.005

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主要介绍青藏高原东部下察隅—清水河(EHS3D-3)剖面的大地电磁(MT)探测结果。根据2007年沿该测线观测的MT数据,经过资料处理、分析和二维反演,得到了研究区岩石圈的电性结构。结果表明:沿剖面电阻率分布具有纵向成层,横向分区的特征;上地壳由不同大小的高阻体构成;拉萨地块和羌塘地体中下地壳分别存在一个大范围的低阻体,初步认为这2个低阻体由深部流体以及部分熔融所致,可能是高原东部环绕东构造结的2个物质流通道,同时也是高原南北两侧的2个主要剪切走滑带;雅鲁藏布缝合带和班公-怒江缝合带均表现为向北逐渐加深的相对低阻带,可能是俯冲板片表面低阻物质的反映;金沙江断裂深部表现为强烈的低阻体异常,但与该区其它缝合带的电性特征区别较大。

部分熔融强化了青藏高原地壳的各向异性?

杨彧, 陈建业, 杨晓松, 闫小兵, 张国苓

2010, 32(1): 59-69. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.006

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深部岩石的弹性波各向异性是人们了解地壳深部构造特征,分析其成因,探讨其动力学意义的重要岩石物理参数。实验结果表明由矿物晶格定向分布(LPO)所引起的地壳岩石平均各向异性强度通常不超过5%,远不足以解释在青藏高原地壳中所观测到的弹性波各向异性之强度。模拟结果显示,熔体的定向分布(MPO)能够引起强烈的弹性波各向异性。例如,当熔体的形态因子(α)值介于0.1～0.5之间,熔融程度为5%～10%时,由定向分布的酸性熔体囊所产生的各向异性强度可以达到2%～10%(P波)、2.2～40%(S波)。众多研究资料显示,青藏高原—川滇西部具有加厚的中、上地壳和高地热梯度,低度部分熔融作用在其深部地壳中广泛存在。低度熔体在构造应力作用下的定向分布可能是造成该地区深部地壳存在异常强的各向异性层的重要原因。这暗示目前在青藏高原—川滇西部探测到的异常强的区域性各向异性层是具有部分熔融成因的强烈构造变形带。该构造变形带具有潜在的"解耦"功能,并作为地壳浅部刚性层(块体)的底界协调着块体与其下伏地壳或岩石圈地幔的差异运动。

2003—2008年新疆区域构造应力场特征探讨

高国英, 聂晓红, 龙海英

2010, 32(1): 70-79. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.007

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给出了2003—2008年新疆74次M_S≥4.5地震的震源机制解。分析了该期间震源机制反映出的新疆区域应力场特征,并结合1990—2008年的地震活动图像和区域应力场进行了讨论。结果认为:1990—2003年与2004—2008年新疆M_S≥5地震活动空间分布图像存在较大的差异性;震源机制得到的主压应力P轴方位为NNW向,与新疆近SN向的背景应力场和作者前期给出的NNE向结果略有差异,反映出不同时期新疆大区域应力场的变化特点;中强地震震源机制主压应力P轴仰角的大小变化与新疆地震活动的强弱相关性明显。

天津断裂第四纪活动性研究

邵永新, 李振海, 陈宇坤, 任峰, 姚政权

2010, 32(1): 80-89. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.008

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天津断裂分为天津南断裂和天津北断裂。根据人工地震探测结果,分别在天津静海县城西、西青区炒米店村、小南河村以及宁河县朱头淀村布设了4条钻孔剖面,对这2条断裂开展了钻孔勘探工作。经微体古生物鉴定,获得了各钻孔的海相层位置;经地层年代测试,确定了第1、第2和第3海相层的年代;通过以海相层为标志层的地层对比,并结合小南河村BZ1、TN3孔古地磁的测试结果,对这2条断裂的活动性进行了分析研究。结果表明,天津南断裂晚更新世以来未发现有过活动的迹象,其最新活动年代可能在中更新世。而天津北断裂也未发现晚更新世以来存在活动的迹象,该断裂在早更新世早期可能有过活动。由此可见,天津南断裂活动性可能要强于天津北断裂。同时发现,第2、第3、第4海相层在不同的地区存在不同程度的缺失现象。因此,在将其用于地层对比时,必须同时确定各海相层的地质年代,否则对比结果可能会出错。对于发生年代存在争议的第2海相层,认为其形成时间应在7万a左右。

瞬变电磁法多匝重叠小回线装置实验研究

张华, 曹军, 孙海

2010, 32(1): 90-97. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.009

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文中采用实验方法对瞬变电磁法多匝重叠小回线装置发射磁矩、关断时间、感应信号强度随发射线圈匝数及接收线圈匝数的变化分别进行了研究。对固定发射线圈匝数改变接收线圈匝数与固定接收线圈匝数改变发射线圈匝数这2种实验方式进行了对比,从而找出了更适合地质响应的发射与接收线圈的匝数。同时还分别采用线圈边长为0.5m×0.5m与1m×1m的线框进行了对比实验,通过分析发射磁矩、关断时间、感应信号强度随线圈边长、线圈匝数的变化,找到合理的重叠小回线装置。实验结果表明发射磁矩随线圈的边长与发射线圈匝数的增加而增加;关断时间随发射线圈匝数近乎呈正比增加,与接收线圈无关;感应信号强度与线圈匝数呈正比关系,但是相比之下,接收线圈匝数更占主导地位。

汶川地震高速远程滑坡机制实验研究

孙萍, 汪发武, 殷跃平, 吴树仁

2010, 32(1): 98-106. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.010

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汶川大地震触发了多处高速远程滑坡,导致了大量的人员伤亡及财产损失。其中,东河口滑坡是这次地震触发的最为典型的高速远程滑坡之一,同时也是目前备受关注、争论颇多的滑坡之一。野外调研结果表明,该滑坡的成因和动力特征主要包括震裂溃屈、水平抛射、碎屑流化和振动液化等4个方面。为了对该滑坡滑动过程中的振动液化这一动力特征进行模拟再现,在东河口滑坡体上采集了具有代表性的滑带土作为试验样品,并以该地震时的实测地震波作为动力输入,利用目前国际上最先进的DPRI环剪试验机,对滑坡滑动过程中的振动液化现象进行了一系列环剪试验研究。结果表明,地震作用过程中,发生在滑坡潜在滑面上的振动液化现象是导致高速远程滑坡产生的一个重要因素;伴随着振动液化过程,滑体的剪切强度迅速降低并产生逐渐增大的剪切位移,为高速远程滑坡的形成提供了条件。

光学遥感影像阴影与2008年汶川地震同震地表变形的影像识别

陈桂华

2010, 32(1): 107-114. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.011

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遥感影像数据在2008年汶川地震抗震救灾和灾后恢复重建中发挥了重要的作用,充分利用遥感技术进行同震地表变形的快速识别与地震地质研究具有重要的现实意义。通过分析震后光学遥感影像的阴影、纹理等特征,以及野外获得的地表破裂变形的地质与地貌特征,总结了汶川地震同震地表变形的光学遥感影像识别特点。从遥感成像的光学原理深入解析了汶川地震断层陡坎在遥感影像上的阴影形成与识别特征,明确了成像时刻和断坎产状对影像阴影的形成和断层陡坎识别能力的约束。结合影像成像特征与汶川地震同震地表破裂特征的应用分析,客观地认识了现有遥感影像在同震地表变形应用中的局限性,可为今后的应急航空遥感方案设计提供参考。

从震源模式讨论2008年汶川8级地震的回顾性预测

郭安宁, 郭增建

2010, 32(1): 115-126. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.012

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大地震的成因与预测是很复杂的,很难用一个模式把它们全面概括起来,所以文中用4个模式来描述。这4个模式分别是叠加模式、组合模式、立交模式和调制模式。它们在震源孕育和发震过程中各有各的功能。叠加模式是讨论孕震力源问题的,组合模式是讨论震源结构问题的,立交模式是讨论孕震断层面上的凹凸齿合是如何形成的问题的,调制模式是讨论临发震前震源处的不稳定与外因的关系问题的。文中用以上4个模式讨论2008年汶川8级地震的回顾性预测。

MODIS亮温与气温及地温的相关性分析

刘放, 吕弋培, 江利明, 辛华, 张铁宝, 路茜

2010, 32(1): 127-137.

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对MODIS卫星遥感亮温与气温、地温进行了不同时间尺度的大量的计算比对和相关性分析,以期得到直接采用实时MODIS亮温相对变化,结合地面实测地温来研究地震活动热异常的短临变化信息的具有统计意义的依据。结果表明:1)亮温与气温、地温从较长周期的时间尺度(月均值)上看,其相关性很好。而短周期(日均值)尽管明显低于较长周期,但仍然有着较好的相关性。2)通过大量计算比对发现,亮温均值与地温和气温的相关性随着像元面积的增大而逐渐升高。这表明,大气和环境的影响对单一像元而言较为明显。而这种影响可以由一定区域像元的亮温均值得到一些削弱,即一定区域的亮温均值与地温(0cm)的相关性优于单个探测像元的亮温。基于此,在研究亮温相对变化时,应尽量避免采用单一像元的亮温值,利用一定区域的像元均值可能会达到一些排除干扰的效果;3)鉴于热红外亮温数据与地表实际测到的地表温度(0cm)有着显著的相关性,将实时探测到的大面积均匀分布的亮温相对变化与地表实际测到的地表温度结合起来进行热异常变化信息研究,可望提升其可信度和有效性

《地震地质》期刊正式启用网上投稿系统

2010, 32(1): 137.

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>《地震地质》期刊网站经过一段试运行,2010年1月1日正式开通网上投稿、审稿、稿件查询系统。网上投稿方便、快捷,作者可以及时了解稿件的处理进程,更快、更直接地获得审稿意见。网上审稿,可加快审稿速度,缩短稿件的时滞期。《地震地质》期刊网址:www.dz-dz.com.cn。欢迎大家网上投稿,免费浏览、下载全文。《地震地质》期刊正式启用网上投稿系统@本刊编辑部

天津地区隐伏断裂地震危险性定量评价

陈宇坤, 刘芳, 袁盾, 李文栋, 杨绪连, 高武平

2010, 32(1): 138-149. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.014

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以天津市活断裂探测资料为基础,通过对天津断裂的地质构造、第四纪活动性,深部构造、构造应力场与形变场及地震活动性等的研究,综合判定了天津北、天津南断裂的活动性与构造特征;利用地震地质、历史与现今地震活动性资料,建立了按500a归算的震级-频度关系模型,拟合了天津地区的最大震级上限M_mu与a_t/b的关系,用于对区内各断层小区中-弱隐伏活动断层潜在地震最大震级的评估。采用泊松概率模型,估算出天津南断裂未来50～200a发生地震的最大震级、发生概率及复发周期等定量参数。

试论地震海啸的成因

魏柏林, 何宏林, 郭良田, 杨选, 康英

2010, 32(1): 150-161. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.015

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经统计与研究,多数地震是不引发海啸的,故地震与海啸不存在直接的因果关系。这是因为引发地震海啸(特别是大的地震海啸)的直接原因,主要是海底地震所造成的次生的巨大体积的海底滑坡和崩塌,而不是海底地震时海底地面的同震错断与变形。因此,若未来震中附近存在不稳定海底滑坡和崩塌体,只要发生地震,不论震级大小与震源深浅,也不论震源类型(即倾滑或走滑)都可引起海底滑坡和崩塌,进而引发海啸。若未来震中附近不存在不稳定海底滑坡和崩塌体,再大震级的地震,即使是倾滑型地震也不能引发海啸。

有限元数值模拟方法在华北地区地震地质研究中的应用进展

胡勐乾, 邓志辉, 陆远忠

2010, 32(1): 162-173. DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.01.016

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文中综述了近30年来有限元数值模拟方法在华北地区地震地质研究中的应用和发展情况,从华北地区地震地质数值模拟的有限元模型、有限元数值模拟所采用的实测资料以及模拟结果3方面进行了讨论,综合分析了华北地区有限元数值模拟从弹性到弹塑性、黏弹性和蠕变性,从二维线性到三维非线性,从连续变形到非连续变形,从个别资料的应用到GPS网络观测资料拟合的发展过程。简单阐述了华北地区有限元数值模拟工作的意义、存在问题和发展趋势。

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