2023年2月6日土耳其东南部发生2次破坏性地震, 中国地震局土耳其地震科学考察队对2次地震的地表破裂开展了详细调查。 震后现场调查表明, 其中第2次地震事件(Elbistan地震)发生在东安纳托利亚断裂带的北分支断裂(Cardak断裂)上, 形成了一条长约140km的主地表破裂带, 同时形成一条与主破裂带近垂直展布、 长约20km的分支破裂。 主破裂带西起Göksun, 沿近EW向展布至Sürgü断裂西端, 然后向NE传递至Malatya断裂带南段, Cardak断裂全段和Malatya断裂带南段为此次地震的发震构造。 地表破裂带总体呈线性连续展布, 各次级破裂呈左旋左阶拉张或左旋右阶挤压的雁列式组合, 沿线一系列冲沟、 山脊、 麦田、 田埂、 栅栏、 道路和车辙等位错标志指示断层以纯左旋走滑运动为主, 野外实测最大水平位错为(7.6±0.3)m。 结合东安纳托利亚断裂带上的历史地震分布和此次“双震”地表破裂与周边活动断裂的几何展布, 认为东安纳托利亚断裂东北段、 Sürgü断裂和Malatya断裂未来的地震危险性应该引起重点关注。
深入研究中国滇西南地区发育的龙陵-澜沧新生地震构造带对于合理划分活动地块边界及未来开展强震危险性评价工作具有重要意义。使用高分辨率卫星影像对已发生的双强震震例开展回溯研究是一种可行的技术手段。文中对震前、 震后高分辨率Keyhole卫星影像进行遥感解译, 结合野外验证和前人研究结果, 获得了1976年 MS7.3、 MS7.4 龙陵双强震触发滑坡较为完整的数据库。结果显示: 1)共解译滑坡14 448个, 总面积为17.2km2, 70.9%的滑坡分布在花岗岩质的岩体风化层中, 单体滑坡面积集中在数百至1 000m2区间, 多为表层风化层内的浅层滑坡, 滑动距离较小; 2)同震滑坡密集区与高烈度区不匹配, 其空间分布显示破裂区规模约为30km, 且均位于活动断裂的一侧, 表明其发震构造并非为龙陵-瑞丽断裂或畹町断裂。滇西南地区共轭强震破裂可能局限了单次强震的空间规模, 因此在确认未来强震危险区时应重点关注NE向与NW向构造的交会部位。
泉水与地震活动密切相关, 断裂带内的泉水地下水可反映许多断裂内部的水-岩反应、 构造活动等信息。2021年5月22日玛多县发生MS7.4地震后1d, 从本次地震形成的地表破裂带内仍然在喷砂冒水的点和东昆仑断裂内的温泉采集了21个水化学样品, 以及4个震后喷砂冒水点中的砂土样品。文中分析了泉水及砂土的来源与特征, 讨论了地表破裂带与东昆仑断裂附近泉水的差异性。结果表明: 1)21个泉水的TDS范围为113.2~1 264.6mg/L, 水化学类型为Ca·Mg-HCO3、 Ca·Mg·Na-HCO3、 Ca-HCO3、 Na·Ca·Mg-HCO3·Cl、 Ca·Na·Mg-HCO3·SO4、 Ca·Na·Mg-HCO3·SO4和Ca·Na-HCO3, 水-岩反应程度弱。2)地表破裂带内靠近震中的泉水存在异常氢同位素值(δD=-59‰), 且Na+、 Cl-、$SO^{2-}_{4}$等离子出现高值。3)东昆仑断裂带附近泉水中的Li含量(最大值为2 014μg/L)远大于地表破裂带周围的泉水中的含量(6.56~43.0μg/L); 而地表破裂带周围泉水中的Pb、 Ba、 Cu、 Zn等金属微量元素更富集。4)泉水的来源为大气降水, 地表破裂带附近的泉水有周围水体混入, 东昆仑断裂带内的温泉水循环深度大, 断裂切割更深, 有更多深部元素的补给。未来对东昆仑断裂内温泉水文地球化学开展监测与深入研究, 对判断东昆仑断裂的地震危险性具有重要意义。文中在讨论震后水化学的响应以及巴颜喀拉中段水化学特征与来源的同时, 也填补了区域内地下水背景场的空缺。
青藏高原西北边缘地区在2008年和2014年先后发生了2次7级以上强震,这2次地震发生在阿尔金断裂带西南端,对于认识区域动力背景和潜在地震危险性有重要意义。文中采用分层黏弹性模型和最大应力策略研究了这2次地震之间的相互关系。计算结果表明,2008年于田地震的同震应力扰动触发了后续的余震活动,该地震产生的同震应力扰动对2014年于田地震的发生影响不显著;但是,此次地震6a后震后变形所导致的应力扰动有利于2014年于田地震的发生。2014年于田地震发生后,阿尔金断裂带西南段上的同震和震后库伦应力显著增加。考虑到阿尔金断裂带西南段上次强震的离逝时间和应力积累-释放过程,该断裂带上的地震危险性值得进一步关注。
探槽技术虽然已经发展成为古地震研究的重要手段, 结合定年技术可以识别出古地震事件与地震重复间隔, 但是仍然存在较大的不确定性和局限性。例如, 目视解译难以区分黄土沉积内部的细层理, 严重影响了古地震事件发生位置或时间的判定。如何提高古地震研究的精度和准确性, 降低古地震事件判定的不确定性, 是目前面临的一个迫切问题。山西洞峪沟剖面位于山西临汾盆地东北角, 横跨霍山山前断裂带, 不仅揭示了较好的黄土沉积序列, 还揭露了明显的地层错断事件。因此, 该剖面是一个开展高精度探槽古地震研究, 降低判定古地震事件不确定性的理想场所。根据高精度的粒度与磁化率变化曲线, 结合目视分层解译结果, 对洞峪沟黄土剖面进行了精细分层, 界定了各层的厚度和边界。依据细分层和断层两盘地层的对应关系, 将u6层沉积以来的3次断错事件的发生位置和时间作了再限定, 它们分别发生在u5-7、u4以及u2的顶部, 对应断层上盘埋深7.1m、4.7m与2.9m。根据释光测年结果以及断层上盘地层的平均沉积速率, 推测3次断错事件发生的时间分别在 (48.1±1.5)~(43.2±2.5)ka BP接近45.8ka BP、(35.0±2.4)~(30.6±1.3)ka BP接近32.8kaBP、(26.4±0.8)~(20.9±0.7)ka BP接近23.3ka BP。根据3次黄土-古土壤沉积旋回的厚度差, 判定3次地震的同震垂直位移分别为0.5m、0.4m和1.3m, 累计位移2.2m。依据高精度粒度与磁化率变化曲线的地层分层方法, 为有效降低黄土地区古地震研究的不确定性提供了一种很好的参考。
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。
以霍山山前断裂为实验区,基于高分辨率IRS-P5 DEM数据提取了横穿断裂的冲沟,在23条冲沟纵剖面上识别出断裂活动诱发裂点。在其中5条冲沟上识别出1级裂点,裂点几乎位于断裂上; 在2条冲沟上识别出2级裂点,最新裂点也位于断裂上。这些位于断裂上的裂点,高度达4~9m,推测它们形成之后并未向上游明显迁移,并可能接受了多次事件的叠加。在其他16条冲沟上识别出2~3级裂点,最新一级裂点自断裂向上游迁移了40~70m,次新一级裂点主要分布在距断裂150~250m的河段内,第3级裂点距断裂300~500m。设定最新裂点形成于1303年洪洞8级地震(事件Ⅲ)发生时,再假定全新世中晚期以来研究区内河流溯源侵蚀速率基本不变,则推算出次新裂点对应的古地震事件(事件Ⅱ)发生在距今3 336~2 269a之间,最早一次事件(事件Ⅰ)发生在距今5 618~4 504a之间,霍山山前断裂强震重复周期为1 500~2 600a。这与前人通过探槽揭露的古地震事件序列和强震重复周期基本一致。