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。
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。
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。
开展极低频电磁(CSELF)台网区、 台站的地下背景电性结构探测对于发挥其在地震预测预报研究中的作用具有重要意义。文中在首都圈CSELF电磁台网的每个台站附近布设了一条短的宽频带大地电磁剖面, 共完成了60个测点的数据采集, 对数据进行了处理与分析。首先, 通过大地电磁一维反演获得每个台站和测点下方的电阻率结构; 然后, 利用二维反演技术获得每个台站沿剖面的地壳电性结构; 最后, 对整个台网区的台站数据进行三维反演, 获得台网区三维地壳电性结构。结果表明, 华北北部阴山-燕山造山带、 中部的太行山地区和东部的胶-辽地块的地壳电性结构主要表现为高阻特征, 华北平原和山西断陷区域表现为相对低阻; 太行山重力梯度带与郯庐断裂带两侧的电性结构差异明显, 表现为电性边界带; 台网区的电性结构特征与区域地质构造、 地震活动性特征具有明显的相关性。首都圈CSELF台网区地下电性结构探测为区域的孕震环境、 地震电磁异常信号的产生机理以及地震预测预报研究工作提供了重要的参考资料。
喀喇昆仑断裂是青藏高原西部一条大型边界断裂, 调节了印度板块与欧亚板块的碰撞变形, 在青藏高原西部构造演化过程中扮演着重要角色。阿里地区断裂迹线清晰, 断错地貌显著, 显示出晚第四纪强烈活动的特征。目前, 断裂最近的强震活动时代、 复发间隔等地震活动性参数尚不清楚, 极大地限制了地震危险性评估的准确性。文中对阿里地区的断裂几何结构、 断错地貌进行了调查, 在扎西岗乡、 门士乡、 巴嘎乡等地对断错地貌面及断塞塘进行了光释光年代样品采集。研究结果表明, 断裂以扎西岗乡、 索多村为界分可为3段, 各段断裂结构及性质差异显著; 断裂最近的强震活动在扎西岗乡西、 门士乡东以及巴嘎乡一带, 时间分别约为2.34kaBP、 3.01kaBP及2.54kaBP。断裂最近的强震活动距今的时间可能已非常接近地震复发间隔, 其能量积累或已达到了非常高的程度, 再次发生强震事件的危险性很大, 需引起足够重视, 尽快对断裂的古地震事件、 复发间隔等地震活动性参数开展细致的研究。
随着国民经济建设的发展, 高速铁路、 风力和光伏发电站、 大型输电网等遍布各个地区, 在这些强电磁干扰环境下, 能否获取或如何获取优质的大地电磁观测数据是亟待解决的问题。 近2年来, 我们在银川、 运城、 鹤壁和张家口4个测区开展了大地电磁测量, 对约500个测点的数据采集和处理结果进行了分类总结, 梳理出高速铁路、 电气化铁路、 风力发电站、 光伏发电站、 大型输电网等强电磁干扰环境下的45个典型测点。 文中介绍了这45个测点谱数据的处理过程, 展示了最终获取的视电阻率和阻抗相位曲线。 结果说明, 在强电磁干扰环境下采取加长观测时间的策略, 使用优质的远参考数据对测区数据进行远参处理, 采用非Robust法估计并仔细地选择谱数据, 是在强电磁干扰环境下获取质量合格甚至优良的大地电磁数据的有效措施。
长江的形成标志着中国地貌格局的形成与东亚现代地貌格局的建立。 文中简述了百余年间长江演化研究的主要争论, 梳理了近20年来将物源示踪方法应用于长江演化研究的进展及得到的启示。 通过对长江流域的典型沉积体系: 包括上游昔格达组、 剑川盆地、 中下游砾石层、 江汉盆地、 长江三角洲钻孔沉积及边缘海盆地(莺歌海盆地、 台湾岛)的物源示踪结果进行归纳梳理, 笔者认为: 1)长江演化争论的焦点问题依旧是三峡贯通和石鼓第一弯的形成, 但争论的问题已拓宽至古水系模式、 侵蚀-沉积过程、 夷平面形成等诸多问题。 2)三峡贯通和石鼓第一弯形成的时代尚未取得共识, 即长江的形成时代和过程还存在争论。 长江中下游砾石层和江汉盆地沉积物具有复杂的源区供应, 仅依靠碎屑锆石U-Pb年代学无法有效区分长江上游的物源信号; 江汉盆地和长江三角洲钻孔沉积记录对于三峡贯通的初始信号仍未达成一致; 剑川盆地和昔格达组沉积物的年代及其物源意义对于金沙江南流(东流)的指示意义存在广泛争论; 海洋沉积约束长江和红河水系演化模式的物源信号也存在争议。 3)在长江流域各沉积盆地进行物源研究时, 建议加强海陆沉积对比。 从地貌-构造演化-沉积古地理-气候变迁的角度, 将能更加全面地重建长江演化的历史。
越西断裂是青藏高原东缘大凉山断裂带中唯一一条以逆冲作用为主的分支断裂。该断裂控制了越西第四纪盆地, 断层2盘有2 000m的地形高差, 与其东侧以左旋走滑错动为主的普雄断裂构成了大凉山断裂带中段的正花状构造。前人发现了越西断裂在山前洪积扇上形成的断层陡坎, 但目前尚没有相关古地震的研究报道。文中在断错地貌调查的基础上, 通过槽探与放射性碳年代测定等方法揭露了越西断裂晚第四纪以来的4次古地震事件, 年代分别是25260-23880BC、23930-23500BC、20980-1400BC、1270-1500AD, 最新事件可能为1480年越西地震。根据普雄断裂已有的古地震研究结果分析, 这次历史地震可能导致越西断裂与普雄断裂同步破裂。
同震地表破裂是地震在地表最直观的地貌表现, 其几何形态和展布特征记录了丰富的断层活动信息。近年来, 高分辨率遥感影像的日益丰富和摄影测量方法等的快速发展, 能帮助我们快速获取研究区高分辨率地形地貌数据, 以便更好地识别地震地表破裂带的精细几何结构, 并测量沿线断错位移分布等信息。文中选取川西理塘断裂1890年地震的同震地表破裂为研究对象, 利用WorldView遥感卫星影像立体像对和摄影测量方法生成了研究区0.5m分辨率的正射影像和1m分辨率的数字高程模型(DEM)。基于此数据解译获取了1890年地震地表破裂带的空间展布范围和精细几何结构, 沿破裂带测量了90组冲沟、 田埂等线性地貌标志的左旋位移, 并统计了其累积概率密度分布(COPD)。结果表明, 理塘断裂全新世中期以来至少经历过4次规模相当的强震事件, 其中最近一次的1890年地震事件的破裂长度约为27km, 同震左旋位移约为1.3m, 估算震级为 MW6.8 ~7.1, 其他3次由老到新的地震事件的同震位移约为1.8m、 1.9m、 1.1m。研究结果充分展示出高分辨率遥感影像数据在同震地表破裂研究中的应用潜力。
文中利用布设在青藏高原东北缘及相邻区域的密集台阵1年的连续波形得到了背景噪声面波经验格林函数, 采用多通道互相关噪声面波程函成像方法, 反演得到了8~40s周期的相速度分布。与天然地震面波程函成像结果对比表明所得结果是可靠的, 具有高精度和高分辨率的特点; 与基于频时分析提取频散的传统程函成像方法对比, 文中的结果能够降低多路径散射面波和低信噪比带来的误差, 提高了反演结果的稳定性。研究结果显示, 河套-吉兰泰盆地下地壳—上地幔存在弱低速体, 地幔高温软弱物质的侵入可能造成了下地壳—上地幔的低速特征; 松潘-甘孜地块东北部下地壳的低速层可能暗示存在部分熔融, 结合其他结果推测可能不存在地壳管道流, 地幔软流圈物质的上涌可能是造成下地壳低速异常的原因; 祁连山西部的下地壳存在显著低速层, 南、 北块体挤压下的地壳缩短、 增厚和解耦应当形成了低速层。
随着大地测量观测理论、观测平台和观测技术的发展与进步, InSAR作为一种新型的遥感地质观测途径和数据源, 在同震形变获取、地震应急监测、抗震救灾和发震构造科学研究中发挥了越来越重要和不可替代的作用。其中, InSAR在同震形变监测中的应用最为广泛, 能够在重要灾害性地震事件发生后及时响应, 在识别隐伏断层、确定发震断层、监测地表破裂、研究发震断层的运动学特征、获取三维形变以及厘定发震构造等问题中能提供有效的地表观测数据和模型约束。InSAR观测以其大范围、高精度、及时性等技术和数据优势, 在地震应急观测方面的科技支撑作用逐渐凸显, 能解决防震减灾的实际需求并逐渐趋于业务化。梳理近年来InSAR技术在不同活动构造区和地震危险区地震周期形变监测中的应用、分析基于InSAR同震形变观测的断层运动学特征和发震构造研究、讨论InSAR技术的前沿发展趋势, 能更好地服务于当前青藏高原及周边广大地区的防震减灾事业, 有助于实现活动断层的地震危险性评估等科学目标。基于此, 文中简要综述了近20年来InSAR技术在同震形变获取、应用中的现状、业务化、科学认识和存在的问题。
建立地震短临预测方法是减轻地震灾害损失的最有效手段, 也是科学难题。流体是地球内部最为主动、 活跃的组分, 携带了地球各圈层的地球化学信息。地震流体地球化学的组成和变化对地下物理化学条件的改变响应灵敏, 是指示地震和构造活动的有效指标。文中综述了国内外流体地球化学短临预测机理的研究进展, 介绍了国内外已经建立的流体地球化学地震短临预测模型和方法, 利用《中国震例》数据对主要预测模型和方法进行了检验分析, 评述了各方法的适用性和效能。结合团队已有的工作基础, 提出了基于前兆机理进行地震流体地球化学短临预测的思路, 并对中国地震科学实验场地球化学子系统的地震短临预测研究和应用进行了展望。
柴达木盆地北缘地区是地震频发地段, 历史上曾发生多次6.0级以上地震。自2003年德令哈6.6级地震以来, 柴达木盆地北缘地区又在2008年和2009年分别发生了6.3级和6.4级地震, 引起了广大研究者的高度关注, 该地区也因此成为研究的热点地区。文中通过遥感解译发现阿木尼克山山前的线性特征明显, 存在疑似地表破裂。断裂断错不同期的洪积扇、 阶地与水系。通过实地地质考察发现其沿线发育断层陡坎、 断层凹槽、 地震鼓梁、 水系扭错等地貌, 形成一条走向为 N30°~40°W、 同震位移达2.3m, 长约22km的地表破裂。通过探槽开挖, 并结合地表遗迹、 地质测年, 微地貌测量等方法, 确定断裂的性质以走滑为主、 逆冲为辅。剖面显示断裂存在多期活动的特点, 最新一次活动断错至地表, 晚第四纪以来活动明显。根据震级与地表破裂的经验统计关系、 同震位移与震级经验关系可知, 产生长22km的地震地表破裂所需的平均震级为6.79级, 形成长2.3m同震位移的平均震级为7.03级。结合地表破裂情况、 探槽剖面资料、 地质测年结果、 地震地质灾害现象、 经验公式计算结果并查阅历史地震目录、 地方志等文献分析认为, 该地表破裂极有可能是1962年5月21日6.8级地震所致, 该历史地震的发震断裂为柴达木盆地北缘断裂的阿木尼克山段, 与微观震中存在偏差。
青藏高原东南缘是现今陆内地壳形变最为强烈的地区之一, 一系列长度和力学性质不同的活动断裂将岩石圈分割为多个活动块体。川滇块体是其中构造活动最为显著的区域之一, 其西边界由多条互相平行的断裂组成, 巴塘断裂是其中的一条主干断裂。 了解该断裂晚第四纪以来的变形特征和速率对于认识川滇块体强震的空间分布及变形模式具有重要意义。巴塘断裂整体走向NNE, 全长115km, 是一条全新世右旋走滑活动断裂。该断裂基本控制了基岩山体边界, 其中坡中槽、 三角面、 断层陡崖等地貌沿断裂呈线性分布, 并在黄草坪及巴塘县城2处区域保存了丰富的晚第四纪活动证据。文中利用无人机摄影测量手段建立了黄草坪及巴塘县城分辨率达亚米级的数字地形数据, 并对被断错的洪积扇、 冲沟等地貌标志物进行了精确测量。在黄草坪地区, 巴塘断裂活动造成的山前冲沟水平偏转量为(46±9)m, 同时在巴塘县城断裂活动使莫曲河洪积扇边缘被右旋断错(40±5)m。文中利用单个砾石宇宙成因核素法及深度剖面法分别确定了黄草坪最老一级地貌面和莫曲河洪积扇的年龄, 分别为(12.5±0.5)ka和(16.4+3.9/-5.6)ka, 据此可以得到巴塘断裂晚第四纪以来的右旋走滑速率为2~4mm/a。该速率值占现今川滇块体西边界整体剪切变形的50%~80%, 但小于利用GPS形变资料反演得到的约10mm/a的结果。这种差异表明川滇块体西边界可能呈现连续-弥散变形特征, 而巴塘断裂是西边界中的一条主要变形构造。
郯庐断裂带苏皖交界段处于断裂中段与南段的过渡区, 断层新活动较为复杂。近几年的研究成果显示, 在淮河南侧浮山、紫阳一带断层晚第四纪仍有较强活动, 该断层向S至女山湖的活动情况如何、晚第四纪活动是否延伸至女山湖, 是值得关注的问题。在明光女山湖北侧六谷堆村东开挖的地质探槽揭示了宽2~4m的断层变形带, 带内沿断层卷入多个棕黄色黏土团; 断层的新活动错动了上覆晚更新世黏土层, 断层面延伸至地表呈“通天”状, 地层年代数据表明其最新活动时代至少为晚更新世晚期; 断层面发育的擦痕及阶步显示断层经历过逆右旋活动。以上成果表明, 郯庐断裂带东支最为活动的断层晚第四纪的活动向S延伸至明光女山湖。泗洪-明光是郯庐断裂带中-南段的构造“节点”, 多个断层剖面存在楔状土、正断、黏土团等现象, 显示以逆走滑为主要运动方式的断层在地表局部存在丰富的伴生现象, 而产生这些现象的原因可能与断层在不同时、空所受的区域复杂应力及其变化有关。
文中基于河南省及其邻区的高精度布格重力异常数据, 采用小波多尺度分析方法获得了研究区不同空间尺度的重力异常场特征。在此基础上分析了研究区布格重力异常场不同阶次的小波细节特征及其与区域构造之间的关系, 分析认为: 1)在地壳14km以浅, 区域构造活动对重力异常等值线走向具有明显的控制作用, 豫北地区以NE向重力异常条带为主, 与区域构造走向一致, 且横向密度差异明显, 南华北坳陷区和秦岭-大别隆起区以NW、 NWW、 EW向重力异常为主, 豫西差异隆起区以NE向重力异常为主。2)在下地壳27km深度处, 以团状重力异常为主, 重力异常的走向与区域构造的一致性减小, 反映了地壳不同深度的区域构造应力作用及形成过程存在差异。尤其是在南华北坳陷区, 地壳在不同深度受到的来自秦岭-大别隆起的N向挤压作用存在差异, 由浅到深逐渐减小, 随着深度的增加, 秦岭-大别隆起与南华北坳陷的深部接触边界向S移动至平顶山、 漯河一线附近。3)区域深大断裂对重力异常的展布有明显的控制作用, 重力异常线性过渡带往往与深大断裂相对应。同时, 文中基于研究区的布格重力异常场小波多尺度分析结果, 结合区域已有的地震地质资料, 对河南省及其邻区48条主要活动断裂进行了识别, 共解译出38条断裂, 其中上地壳浅部断裂有10条, 断裂深度在8km以内; 上地壳底部断裂有15条, 断裂深度为12~14km; 下地壳断裂有13条, 断裂深度达27km。河南省内控制一级构造单元边界的深大断裂活动性较强, 如聊兰断裂、 汤西断裂、 新乡-商丘断裂等, 且历史上曾发生过中强地震。河南省6级以上历史地震的深部构造环境分析结果表明: 除许昌2个6级以上地震的震中位于2级构造单元边界带附近外, 其余地震均位于地壳内由深大断裂控制的次级隆起或凹陷下方, 不同走向的重力异常交会区、 受深大断裂控制的壳内低重力异常区、 不同走向的深大断裂交会区是6级以上地震发生的深部构造背景, 是发生强震的有利部位。
活动断层探测是防震减灾的基础性工作。 随着业务工作的不断深入, 标准化工作取得的进展对业务发展起到了重要的支撑作用。目前, 现有标准和新标准的制定进度远远无法满足实际需要。文中将综合标准化运用于活动断层探测, 提出以提升工作质量和应用效益为综合标准化目标, 并将目标细化分解成业务过程、成果产出和推广应用3个方面进行相关要素分析, 系统地梳理出活动断层探测的主要工作环节及其涵盖的工作内容和技术方法, 汇总各工作环节中获得的数据、图件、报告和数据库等成果产出内容, 给出支撑活动断层探测成果应用的主要技术要素。以此为基础, 结合工作实际和已有标准现状, 分业务基础、项目实施、技术方法、成果产出和推广应用5个序列提出了组成标准综合体的41项标准, 并列出标准明细表。活动断层探测标准综合体涵盖了全业务链条所需的标准, 标准间相互衔接协调, 发挥成套标准的整体优势, 将为进一步提升活动断层探测标准化水平、加快标准制、修订进度奠定良好基础, 也将为防震减灾工作其他业务领域的高质量创新规范发展提供有益示范。
郯庐断裂带是中国东部活动性最强的断裂带, 第四纪以来主要沿安丘-莒县断裂活动。前人针对安丘-莒县断裂的活动时代、 古地震事件及几何结构进行了大量研究, 但多集中于断裂出露区, 对断裂隐伏区的研究相对较少。文中利用野外地质调查、 浅层地震勘探、 钻孔联合地质剖面及古地震探槽等深、 浅、 表立体式多层次研究方法, 重点开展安丘-莒县断裂新沂段的几何结构特征研究, 分析其平面几何展布特征和深、 浅、 表构造关系, 填补安丘-莒县断裂新沂段隐伏区活动特征的研究空白。结果表明, 安丘-莒县断裂新沂段自北向南可分为北马陵山-官庄段、 官庄-唐店段和唐店-新店段3段; 中段以双支的走滑兼正断活动为主, 向南、 北两端转变为单支的走滑兼逆冲; 基岩顶垂直位移在中部最大, 约为230m, 向两侧逐渐变小, 表现为螺旋状的枢纽运动。安丘-莒县断裂新沂段的深、 浅表呈现成因相同和几何结构协调的变形特征, 在深部表现为单支, 切穿白垩纪地层向上延伸, 在浅表层沿基岩山与第四系软土层接触面向上破裂, 在南马陵山和北马陵山处表现为单支, 多处破裂至地表。在断裂中部的拉分盆地内, 第四系厚度>300m。安丘-莒县断裂向上部破裂时分为东、 西2支, 呈隐伏状, 以“Y”字形相对而立, 构成了安丘-莒县断裂的东、 西边界, 最新活动沿断裂的西支发生。安丘-莒县断裂的西支为全新世活动断层, 向南马陵山、 北马陵山基岩山体延伸时上断点埋深逐渐变浅, 直至出露。
海原-六盘山构造区为青藏高原东北部构造变形最为显著的区域之一, 历史强震活动频繁, 是研究青藏高原NE向扩展的重要窗口和地震孕育过程的理想场所。文中处理了跨海原-六盘山断裂2014-2020年期间2个轨道的时序Sentinel-1A/B SAR数据, 获得了该区域InSAR视线向现今的地壳形变场。融合公开发表的近十多年时间尺度的水平GPS地壳运动速度场, 获得了研究区高密度地壳水平形变场。对比GPS、水准和InSAR观测结果, 以及GPS-InSAR融合的高密度水平形变场, 分析讨论了该区域的地壳形变、应变场特征及其与构造之间的对应关系。主要结论如下: 1)GPS和InSAR观测表明, 1920年海原8.5级大地震的震后黏弹性松弛效应在海原断裂南侧至今仍较为明显; 2)GPS-InSAR高分辨率水平形变场表明, 狭义海原断裂左旋滑动速率的递减主要发生在中东段, 而中西段递减并不显著, 可能与海原断裂向六盘山断裂之间由左旋走滑向逆冲推覆构造转换有关; 3)六盘山断裂中-南段的地壳垂直形变和水平形变场特征均显示, 该段断裂可能处于强震孕育的中晚期, 根据反演得到的断层运动参数和地震地质资料, 估算六盘山断裂中-南段发生强震的最大矩震级约达7.5级; 4)研究区应变积累较快的区域主要集中在海原断裂附近和海原断裂-香山-天景山断裂之间的左旋剪切区, 香山-天景山断裂东南段的应变率场和周围相比明显偏小, 存在应变不匹配现象, 可能与强震孕育有关。
位于东昆仑断裂带东段的玛沁-玛曲段主断裂带由数条规模不等、 羽状斜列的次级断裂组成, 其晚第四纪滑动速率自西向东呈现梯度式降低的原因仍存在较大争议。精确查明玛沁-玛曲段主断裂带及其分支断裂的几何学和运动学特征, 可为探讨东昆仑断裂带东段的构造转换机制、 评价地震危险性提供重要线索。地貌指数定量分析是活动构造研究中的重要方法之一。其中, 面积-高程积分(HI)和河流坡降指数(SL)可有效揭示区域构造变形信息, 而地势起伏度(TR)能直观地反映区域构造活动的侵蚀响应程度。文中利用30m精度的AW3D30数据系统地定量提取玛沁-玛曲段主断裂带及其周边整个流域的TR指数、 流域盆地的HI指数及主要河流的Hack剖面、 SL指数及归一化坡降指数(SLK), 通过构造地貌与河道形态揭示区域构造活动的地貌响应特征, 探讨不同构造段落的活动强度。研究结果表明, 沿玛沁-玛曲段主断裂带的HI指数、 Hack剖面、 SLK指数及TR指数等值呈自西向东连续下降的变化特征, 其中, HI值自西部的0.77~0.89向E下降至0.15~0.36, TR所反映的地表侵蚀量从欧拉秀玛乡西侧的400m向E降至玛曲县东侧的(61±11)m, 而Hack剖面的上凸程度与其SLK异常显著性则具有西高东低的分布特征, 这与沿主断裂带晚第四纪滑动速率自西向东梯度递减的趋势基本一致, 表明地貌指数值变化与断裂活动强度密切相关; 地貌指数的空间分布差异性揭示了玛沁-玛曲段主断裂带及分支断裂(阿万仓断裂和尕海断裂)的晚第四纪构造活动性具有西段最强, 中段、 东段逐渐减弱的显著分段特征。结合野外构造地貌调查和验证认为, 玛沁-玛曲段主断裂带的晚第四纪活动性从玛沁-欧拉秀玛一带的断裂交会区开始向E逐渐减弱。因此, 推断东昆仑断裂带玛沁-玛曲段晚第四纪左旋走滑速率向E降低的现象与其主断裂带及阿万仓断裂、 尕海断裂等分支断裂构成的马尾状断裂系统密切相关, 分支断裂通过左旋走滑与逆冲变形共同吸收和调节了东昆仑断裂带东段向E扩展过程中的部分运动分量, 对东昆仑断裂带东段的构造转换与变形分解起到了关键作用。
郯庐断裂带是中国东部活动性最强的断裂带, 郯庐断裂带江苏段主要由5条分支断层组成, 并于更新世强烈活动, 其中安丘-莒县断裂持续活动至全新世, 是1668年郯城8½级特大地震的发震断裂。文中采用古地震探槽方法研究安丘-莒县断裂江苏段全新世以来的古地震事件, 并采用14C测年方法确定古地震的时间。结合前人通过探槽揭露的古地震时间进行综合分析, 认为安丘-莒县断裂江苏段全新世以来共有3次古地震事件, 时间分别为距今3 00a以来、距今约6 000a和1 1000a, 垂直同震位移均约1m。1668年郯城8.5级地震在安丘-莒县断裂新沂段山前出露区存在地表破裂的迹象, 在隐伏区表现为大量喷砂冒水现象, 在探槽揭露的晚全新世地层中有密集的裂缝和砂脉。
阿拉善地块南缘地处青藏高原东北缘地壳扩展前锋带的北侧, 对该地区活动断裂晚第四纪的运动性质、滑动速率等开展研究, 有助于理解阿拉善地块的晚第四纪构造变形特征及其对青藏高原向N扩展的响应。文中结合遥感影像解译与野外地质地貌考察, 对阿拉善地块南缘的北大山断裂进行了分段和活动性研究。结果表明, 北大山断裂左旋走滑断错晚第四纪洪积扇和阶地等地貌, 形成显著的位错阶地坎、冲沟以及断层陡坎。通过对断错地貌线等标志的测量、复原、统计分析等, 发现断裂的地貌位移值分布于3~20m, 发育新鲜断层自由面的断层陡坎和左旋错动的纹沟指示了断层的最新一次活动。基于同期洪积扇年龄估算得到北大山断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0.3~0.6mm/a。北大山断裂的运动学特征与区域NE向应力场一致, 可能受到了青藏高原NE向扩展的影响。
青藏高原东南部的河谷中广泛分布堰塞湖、溃决洪水和风成沙等不同类型的沉积物, 利用粒度和形貌指标识别沉积物类型的相关研究还处于探索阶段。为了解洪水沉积物的粒度特征、空间分异规律及颗粒表面的微形貌特征, 我们在雅鲁藏布江中游加查峡谷出口-派镇长约350km范围内的全新世早期溃决洪水滞留沉积物中采集了33个样品, 利用Malvern 3000型激光衍射粒度仪、Zeiss Signma扫描电子显微镜进行测试, 结合数字地貌(DEM)数据提取的河道宽度、陡峭系数, 对粒度特征的空间分布规律进行分析, 取得以下认识: 溃决洪水滞留沉积粒度的总体特征为细-粉砂(2.57~5.18Φ), 分选较差, 呈正偏、窄峰态; 通过端元建模得出2个端元模型: EM1端元可能代表高山峡谷区溃决洪水能量较高的冲积特征, EM2端元可用来指示溃决洪水滞留沉积的堆积过程。溃决洪水滞留沉积的石英颗粒表面的微观结构特征以机械成因的擦痕、贝壳状断口、上翻解理及解理台阶为主, 化学成因的溶蚀孔洞较为少见。作为半湿润季风区河谷地带爬坡沙丘的典型代表, 位于下游河段的丹娘佛掌沙丘与已知溃决洪水滞留沉积的粒度特征及石英颗粒表面的微形貌特征相似, 我们认为佛掌沙丘的沙源主要来自溃决洪水沉积。
褶皱陡坎是发育在褶皱活动轴面变形应变集中区的地貌陡坎。通过褶皱陡坎的几何形态及下伏基岩地层的产状可以约束活动褶皱的变形历史。文中在龙门山前陆冲断带南段三苏场背斜北段东翼向斜轴面附近的中更新世丹思冲积扇面上发现了与褶皱轴线平行、 坡向E的线性地貌陡坎。通过对该陡坎的详细野外调查, 结合利用地震反射剖面建立的几何学模型, 确定该陡坎是由于断展褶皱前翼向斜枢纽的迁移而形成的褶皱陡坎。利用横跨陡坎的条带地形剖面获取该段陡坎的最大高度为28~35m。根据褶皱陡坎的高度与下伏活动枢纽两侧地层的倾角(分别为10°~17°、 43°~57°)及深部隐伏三苏场逆断层缩短量间的定量几何关系, 估算丹思冲积扇形成以来背斜东翼的水平缩短速率约为0.1mm/a, 三苏场断层的扩展速率为(0.5+0.3/-0.1)mm/a, 背斜的总缩短速率为(0.3+0.2/-0.1)mm/a。利用褶皱陡坎获取活动褶皱晚第四纪变形量的方法, 为研究高剥蚀速率、 变形地貌面不连续的龙门山前陆冲断带的活动性提供了一种新的思路。
受新生代印度-欧亚板块碰撞的远程效应影响, 西准噶尔地区平行斜列的走滑断裂系统被重新激活。托里断裂作为其中重要的组成部分, 获取其晚第四纪构造变形特征对于认识和理解天山以北区域的构造变形和地壳缩短吸收方式都具有重要意义。文中基于野外调查结果和无人机三维重建技术分析了托里断裂晚第四纪的构造变形特征, 并利用光释光测年方法对托里断裂的地貌面期次进行定年, 进而通过冲沟和阶地陡坎等标志性地貌的位错量和地貌年龄计算托里断裂的晚第四纪活动速率。研究结果表明: 托里断裂由东、 西2支分支断裂构成, 均以左旋水平走滑为主。东支断裂使喀普舍克河T3和T2阶地分别产生了(89±31)m和(39±13)m的水平位错量, 结合T3阶地(52.9±5.1)ka和T2阶地(23.4±1.5)ka的形成年龄, 计算得到其活动速率约为(1.7±0.8)mm/a; 西支断裂使铁斯巴汗河T2阶地产生了(34.0±6.8)m的水平位错量以及喀普舍克河T3阶地上最大为(37.5-4.1/+2.7)m的冲沟水平位错量, 结合T2阶地(18.8±1.3)ka的形成年龄, 计算得到其活动速率为(1.8+0.5/-1.3)mm/a。结合前人对塔城东断裂的研究结果分析认为, 西准噶尔地区的平行左旋走滑断裂系统具有书斜构造模型的特点, 并通过断裂系的平行走滑运动吸收了西准噶尔地区大部分挤压缩短量, 在控制该区域SN向地壳缩短过程中发挥了重要作用。
大陆断层脆塑性转化带的强度和滑动稳定性一直是断层力学中研究的重点。从20世纪末起, 前人针对脆塑性转化带的摩擦和流变特性开展了大量实验和理论研究, 探究脆塑性转化带的强度和变形机制随温度、 压力、 滑动速率等因素的变化规律。文中总结了描述断层脆塑性转化带强度和稳定性的半定量经验方程和定量本构方程, 对比了各种模型的优缺点, 发现通过数值拟合方法得到的经验模型高估了断层脆塑性转化带的强度, 而基于微观物理机制的脆塑性转化带强度模型更符合自然条件下的断层摩擦行为。但现有的微观物理模型还需进一步考虑剪切带中纳米颗粒的动力学影响及不同类型的微观变形机制约束。
郯庐断裂带中段安丘-莒县断裂(F5)为中国东部重要的地震活动断裂, 其最南段展布于淮河-女山湖之间, 长约20km, 最新活动时代为全新世早期。针对F5断裂淮河-女山湖段的前期工作侧重于在不同地段开挖探槽以揭示断裂的最新活动时代、 结构特征及运动性质, 并报道了零星的古地震事件。本次在该段选取关键地段开挖探槽并结合前期探槽资料, 开展了古地震事件的综合对比研究; 通过测量探槽附近断层陡坎的高度, 并结合相关地层测年数据, 计算了断裂的垂直滑动速率; 基于该段古地震研究成果, 结合其他学科资料, 分析了苏皖交界地区的地震危险性。研究表明: 1)F5断裂淮河-女山湖段中更新世晚期以来至少发生过5次古地震事件, 厘定的最近2次事件的年代为20.36~(18.7±0.3)ka BP和10.92~7.83ka BP; 2)F5断裂淮河-女山湖段紫阳山一带的垂直滑动速率约为0.05mm/a, 陡山一带的垂直滑动速率约为0.07mm/a, 该段整体属于弱活动断层; 3)F5断裂泗洪-明光段为历史地震地表破裂空段, 最近1次古地震的离逝时间较长, 现今小地震不活跃, 闭锁程度较高, 易于应力积累, 存在发生7级及以上强震的危险性。
2022年四川马尔康强震群是中国有地震台网记录以来, 巴颜喀拉块体东部马尔康地区首次出现的地震频度高、 时空分布集中、 爆发性较强且震级强度大的罕见强震群活动。文中通过双差定位方法对该震群序列进行了重定位, 利用gCAP方法测定了MS≥3.6地震的震源机制及矩心深度, 然后根据震源机制结果分析了马尔康地区应力体系与这些地震震源机制的关系, 最后根据重定位结果进行了断层面拟合。结果显示, 马尔康震群序列震中区域主要沿NW向优势分布, 整个震群序列的平均初始破裂深度为9.8km, 深度剖面反映地震相对密集的区域主要介于0~15km深度之间, 震群中震级最大的 MS6.0 地震的初始破裂深度为12.5km, 几乎位于震群序列密集区的底端。其震源机制节面I的走向为150°, 倾角为79°, 滑动角为7°; 节面Ⅱ的走向为59°, 倾角为83°, 滑动角为169°; 矩心深度为9km。其余MS≥3.6地震的震源机制均为走滑型, 震源机制节面的倾角为71°~86°, 且相同走向的各个节面的倾向也有所不同, 其矩心深度为5~9km, P轴方位为NWW向, 且倾伏角近水平。MS≥3.6地震震源机制NW向节面的相对剪应力均显著大于NE向节面, 且NW向节面的正应力均小于NE向节面, 表明这些地震更容易在NW向的节面上产生走滑错动。拟合后的断层面参数揭示震群中大部分地震活动可能受到马尔康断裂附近至少2条近NW走向的平行伴生断层控制, 倾角约为88°, 且具有左旋运动性质。结合已有的区域地质构造推测, 马尔康震群可能为NW向和NE向共轭断层发震, 其中NW向断层控制了大多数地震活动。
作为中国大陆最为活跃的断裂带之一, 鲜水河断裂现今的滑动模式, 尤其是北西段的浅部蠕滑特征长期以来备受关注。文中首先利用Sentinel-1卫星降轨数据, 基于小基线集时序分析(SBAS)方法获取鲜水河断裂带北西段2014—2021年的地表视线向(LOS向)平均速度场; 再采用弹性螺旋位错模型拟合InSAR跨断层剖面速度, 估计断层的长期滑动速率和浅部蠕滑速率; 最后结合黏弹性地震周期模型分析炉霍段地震的复发周期、 下地壳和上地幔流变对滑动速率估计的影响。InSAR处理结果显示, 断层两侧LOS向速度场呈现出明显的速度差异。使用弹性螺旋位错模型估计得到的鲜水河断裂北西段的断层滑动速率为7.2~11.0mm/a, 自西向东逐渐减小。断裂带浅部蠕滑速率为0.3~3.1mm/a, 蠕滑主要集中在虾拉沱和道孚—松林口之间。基于历史地震的复发周期及青藏高原东缘下地壳和上地幔黏滞系数的研究, 文中采用黏弹性地震周期模型反演得到炉霍段的滑动速率为(7.91±0.3)~(9.85±0.4)mm/a, 略低于纯弹性螺旋位错模型的结果((10.14±0.5)mm/a)。
为研究隐伏断裂的近地表特征和第四纪活动性, 在新乡-商丘断裂封丘段完成了2条高分辨率浅层地震反射剖面和1条钻孔联合地质剖面。通过地震反射剖面获得了新乡-商丘断裂封丘段深约1km以浅的地层及构造分布图像, 其结果表明, 新乡-商丘断裂封丘段浅部表现为由多条视倾向N的正断层组成的断裂体系, 总体走向NWW, 断层错断第四纪内部地层。钻孔联合地质剖面显示, 该断裂向上错断的最新地层为浅棕红色-褐黄色黏土层, 上断点埋深在57.00~61.50m之间。结合采集样品的测年结果判断, 封丘段的最新活动时代为晚更新世中期。文中的研究结果可为重大工程选址、 城镇规划与建设、 震害预测与评估提供基础资料, 对于探讨新乡-商丘断裂深浅构造关系、 区域构造演化等地球动力学问题具有参考价值。
长白山天池火山是一座大型的复合式活火山, 公元946-947年发生的大喷发和2002-2005年的岩浆扰动事件, 使其受到社会和学者的高度关注。然而, 目前对天池火山的岩浆演化过程, 尤其是玄武岩-粗安岩-粗面岩-碱流岩的演化过程还未能获得良好的认识, 存在诸多争议。文中通过大量野外工作, 获得了天池火山各阶段的岩石样品, 对其进行了全岩地球化学测试与分析。结果显示, 不同喷发阶段的火山岩主量元素随着岩浆硅含量的上升有着连续渐变的趋势, 稀土及微量元素的分布也具有一致性, 反映了一个连续的演化过程。同时, 文中基于MELTS模型对天池火山的岩浆演化进行了模拟, 模拟结果与天池火山的演化过程具有良好的吻合性, 并发现粗面岩向碱流岩的演化过程中除经历分离结晶作用外, 还遭到了浅部地壳花岗岩的同化混染。这些对天池火山岩浆演化过程的新认识, 加深了对天池火山发展演化过程的理解, 也为未来火山喷发的灾害预警和监测数据解释提供了理论支撑。
河流地貌发育特征对构造活动异常敏感, 因此能够有效揭示活动断裂的分段性差异。通过提取地形信息, 综合分析河流地貌参数的空间分布, 筛分构造、 气候、 岩性特征等影响因素, 量化构造活动强度, 是活动断裂分段性的重要研究切入点之一。中条山北麓断裂是控制中条山与运城盆地差异升降的活动断裂, 由南向北可划分为韩阳段、 永济段、 盐湖段和夏县段, 断裂各段的活动性与现今中条山地形地貌的塑造密切相关, 是应用河流地貌研究断裂分段性的理想地区。文中通过提取中条山北坡基岩山区流域水系的河道地形信息, 获取了河道标准化陡峭指数ksn、 坡度S、 水系高程剖面的几何特征、 河流裂点位置及裂点上、 下游下切量等参数。结果显示, 纵向上中条山北坡基岩河道记录了1期加速下切事件, 在横向上, 河道标准化陡峭指数ksn、 坡度与河道下切量等地貌参数存在明显的空间变化, 高值区位于韩阳段-永济段, 向W分段性递减, 与中条山西高东低的地形起伏相符, 但与活动速率高值区及盆地新生界沉积中心(盐湖段)的位置不一致。不一致的主因可能与华山山前断裂部分活动性沿中条山北麓断裂韩阳段西延隐伏断裂的迁移有关, 二者活动性在韩阳段-永济段叠加, 并被河流地貌敏感记录, 形成地貌参数的高值异常区, 暗示中条山北麓断裂的构造活动中心已经向W迁移。
约束断层在不同时间尺度上的滑动速率, 有利于认识其活动性和区域构造特征。文中以山西地堑系南部中条山北麓断层为研究对象, 利用无人机摄影测量技术获取小李村河断错地貌的高精度DEM, 通过光释光和AMS 14C年代学约束河流阶地序列的废弃年代和地层的沉积时代, 建立中更新世晚期以来小李村河地貌演化与中条山北麓断层活动的关系。结合断层上盘钻孔所揭露的沉积地层和光释光年龄, 约束中条山北麓断层在中更新世晚期以来2个不同时段的垂直断距, 获得的相应滑动速率为0.3~0.4mm/a, 并简要讨论了晚新生代以来该断层滑动速率的变化。
藏北高原非常薄弱的活断层调查程度和不完整的历史地震资料等, 限制了对青藏高原内部活动构造的变形机制及强震活动特征等问题的深入认识。文中通过综合地质、 遥感和地震等资料对阿里北部进行详细的活断层解译, 重点对阿鲁错地堑系南段昆楚克错地堑西侧边界正断层的第四纪活动性、 新发现的最新同震地表破裂及其震级与形成时间等进行了深入分析。研究结果表明, 阿里北部第四纪期间以近EW向伸展变形为主, 发育了以近SN向正断层和由NW向与NE向走滑断层构成的共轭走滑断层为主的高密度活断层系统。沿昆楚克错地堑西缘主边界正断层新发现的最新同震地表破裂整体沿NNW向雁列展布, 总长约400m, 最大垂直位移约0.8m, 平均垂直位移为0.3~0.4m。结合历史地震记录和经典的“地表破裂位移与震级”统计关系式推断, 该破裂应是震源深度为35km的1955年革吉县纳屋错东 MW6.5 强震事件的结果。综合该地表破裂的发育特点推断, 震源深度对地表破裂参数存在显著影响, 震源偏深时的地表破裂长度可远小于震源破裂的最大长度, 表明在活断层的地震复发模式研究中应注意随机性较强的断层局部破裂行为或小位移破裂事件。
第四纪碎屑沉积物是新构造运动和第四纪地质环境变化的重要信息载体。对第四纪碎屑沉积物, 尤其是对距今200ka以上不含火山灰的粗颗粒样品(如砾石堆积)进行测年, 一直是第四纪年代学研究中的重点和难点问题, 石英ESR测年法是能够直接测定这类样品的测年方法之一。但是, 将石英ESR法测年应用于早更新世沉积物(特别是粗颗粒沉积)结果的可靠性国内外至今鲜有报道, 是目前亟待解决的年代学问题之一。文中基于石英ESR法测年原理和前人的研究成果, 以已知年龄的下更新统靖远砾石层为研究对象, 探讨了早更新世砾石堆积石英ESR法测年的可靠性。结果显示: 1)靖远砾石层石英Ti-Li心在11 000Gy附加剂量范围内ESR信号未饱和, Al心在13 000Gy附加剂量范围内ESR信号未饱和; 2)单饱和指数函数和“指数+线性”函数可分别为Ti-Li心和Al心提供更优的等效剂量拟合结果, 且拟合效果均优于0.98; 3)靖远砾石层石英Ti-Li心和Al心的平均ESR测年结果分别为(1.67±0.15)Ma和(1.65±0.69)Ma, 与已知的宇生核素测年结果(约为(1.73±0.13)Ma)和岩石地层结果在误差范围内是一致的。综上所述, 石英Ti-Li心和Al心ESR法测年均可为早更新世含砂质透镜体的砾石层堆积提供可靠的年代学数据。
2022年1月8日, 青海省门源县发生了 MS6.9 地震。为及时全面了解地震同震地表破裂带的空间分布并准确判定发震构造, 文中通过对震后高分七号遥感影像进行解译判读, 综合野外考察核实, 获得了门源 MS6.9 地震同震地表破裂带的展布情况, 并识别出多种典型的同震破裂地貌, 总结了多种同震地貌的影像特征。结果表明, 此次地震产生了2条主要的地表破裂带, 呈左阶斜列展布。北支主破裂带分布于冷龙岭断裂西段, 长约22km, 走向 100°N~120°E; 南支次级破裂带分布在托莱山断裂东段的局部段上, 长约4km, 走向为N90°E, 2条破裂带总长约26km; 沿破裂带形成了一系列典型左旋走滑同震地貌, 如张裂隙、张剪裂隙、挤压脊、挤压鼓包、左旋纹沟、左旋断错路基等; 在此基础上, 文中还对冷龙岭地区典型左旋地貌的累积位错进行了测量, 并与前人的测量结果作对比研究, 得到了较为准确的测量结果。文中基于高分影像对断裂沿线典型的断错地貌开展研究, 不仅可为高分七号卫星数据的地质应用积累实例, 所得结果也可为未来构造地貌研究提供强有力的数据支撑。
陡坎是一种自然界常见的台阶状地貌, 但其形成年龄通常很难直接测定。发育在松散堆积物中的陡坎经过初期短暂的重力垮塌之后, 将经历漫长的低能退化过程。如果陡坎剖面形态的演化可基于扩散方程来模拟, 且扩散系数可独立标定, 即可利用陡坎地形剖面估算其年龄, 这种方法被称为形貌测年。文中简要回顾了陡坎形貌测年的研究历史, 介绍并讨论了陡坎退化的概念模型与扩散模型, 特别是非线性扩散模型的建立及求解、 参数在扩散模型中所起的作用、 最佳陡坎形貌年龄的确定流程等, 分析了陡坎上、 下地貌面坡度对陡坎退化的影响, 编制了非线性扩散模型的年龄图版, 给出了图版的应用实例, 验证了形貌测年方法的有效性。线性扩散模型和非线性扩散模型均可用于单次事件陡坎的退化分析, 但对于年轻的单次事件陡坎推荐使用非线性扩散模型。断层重复活动形成的陡坎的退化分析则需要谨慎对待, 恒定滑动速率陡坎的非线性扩散模型适用于模拟年龄<10ka、 活动速率高的断层陡坎的演化; 多次事件陡坎模型(包括线性扩散和非线性扩散)需要仔细评估每次事件在陡坎剖面上的断错位置及其位移量。尽管陡坎形貌测年方法存在很多假设条件, 但目前快速获取一定范围内的高分辨率地形数据已成为现实, 从这些数据中可以沿着同一陡坎提取大量剖面进行分析, 继而得到具有统计意义的结果, 这为陡坎退化分析和形貌测年方法提供了广阔的应用前景。
中国地震断裂带氢气观测的分析手段主要有气相色谱仪和数字化高精度测氢仪2种。文中基于这2种不同分析手段及大量震例, 整理了地震断裂带氢气观测的研究进展。断裂带地壳逸出氢气的浓度在地震前几个月或几天内呈几倍、 几十倍甚至百倍的异常升高, 与地震有良好的对应关系, 是重要的地震短临预报指标。文中总结了地壳逸出氢气形成的3种机理: 地下应力改变导致地下裂隙连通使氢气逸出、 岩石发生水岩反应生成氢气及温度梯度致使氢气逸出; 进而对比分析了不同观测点氢气浓度的其他影响因素, 对于不同的地质和气候条件, 影响因素所起作用大小也不同。断裂带地壳中逸出氢气的地球化学特征是很好的地震短临预报参考指标。
文中在野外开挖探槽及年龄样品测试的基础上, 对郯庐断裂带赤山段全新世的新活动特征进行了详细讨论。在泗县赤山镇徐井村附近开挖了2个地质探槽(XJ1、 XJ2), 其中XJ1探槽揭露了10个地层单元, 从老到新依次为U1U10; 发现3条断层, 由东向西依次为F1、 F2和F3; 识别出3次古地震事件, 由老到新依次为E1、 E2和E3。事件E1和E2分别为F1和F2的逆冲活动, 事件E3为F2逆走滑和F3正走滑共同活动的结果。前2次古地震事件E1、 E2发生于中更新世晚更新世晚期之间, 后一次事件E3代表最新一次古地震活动, 发生于地层U9沉积以后, 在该层上部采集的泥炭样品的测定年代为11.10~10.75k a BP, 说明郯庐断裂带赤山段在全新世早期以后仍有活动。
