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2016年 第38卷 第1期    刊出日期：2016-03-20

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地震地质2016年第38卷第1期目录

2016, 38(1):  0-0. 

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研究论文

青藏块体北部金塔南山断裂晚第四纪走滑活动的地质地貌特征

张波, 何文贵, 庞炜, 吴赵, 邵延秀, 袁道阳

2016, 38(1):  1-21.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.001

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前人对位于青藏块体北部与阿拉善块体接触带的金塔南山断裂是否存在左旋走滑新活动一直存在争议。文中基于航空照片和高分辨率遥感影像解译、地质地貌调查与填图、差分GPS测图、开挖剖面等方法,详细研究了金塔南山断裂的地质、地貌表现,分析是否存在左旋走滑的新活动特征。结果表明:金塔南山断裂晚第四纪以来有左旋走滑活动,地貌上表现为正、反向交替的断层陡坎、冲沟和微地貌的左旋位错、拉分盆地和挤压隆起等现象;地质剖面上表现为高倾角的断层面、倾向和性质不固定的断层面、花状构造。通过对比分析,得到金塔南山断裂晚更新世以来的左旋走滑速率约为(0.19±0.05)mm/a,与倾滑速率以及地表抬升速率相当,但远小于阿尔金断裂的走滑速率。综合分析认为,祁连山逆冲断裂系向NE的挤压扩展与应变分配可能是金塔南山断裂左旋走滑运动的动力学来源。

1556年华县地震地表破裂带同震垂直位移

马冀, 冯希杰, 李高阳, 李晓妮, 张艺

2016, 38(1):  22-30.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.002

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同震位移量作为地震地表破裂带的要素之一,其大小不仅反映了地震的震级,而且也影响到对地震断层滑动速率和大震重现间隔长短的估计。1556年华县8级地震造成了83万多人的死亡和失踪,是鄂尔多斯周缘断陷活动带活跃期造成地震灾害伤亡最严重的1次地震,但长期以来缺少该次地震地表破裂带准确的同震位移量。文中通过对华山山前断裂李家坡剖面和渭南塬前断裂蔡郭村等剖面地貌学、钻探及探槽等古地震研究手段,首次较准确地获得了1556年华县大地震时华山山前断裂带华县李家坡6m同震垂直位移、渭南塬前断裂带赤水蔡郭村7m及瓜底村6m的同震垂直位移。这是由断层两盘同一地层位错量测得到的同震垂直位移量,与以往仅通过地表断层陡坎量测估算的同震位移有一定的差别。

郯庐断裂带宿迁段F₅断裂浅层地震勘探新证据

许汉刚, 范小平, 冉勇康, 顾勤平, 张鹏, 李丽梅, 赵启光, 王金艳

2016, 38(1):  31-43.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.003

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郯庐断裂带沂沭段最新活动的断层一般称之为F₅断层,分布于潍坊至嘉山一带,长约360km。郯庐断裂带宿迁段F₅断裂的准确位置、活动时代一直以来存在较大的不确定性。文中通过浅层地震勘探对F₅断裂进行了系统性勘探,获取了准确的定位及其断裂发育特征。结果表明,F₅断裂并未终止于原来认定的宿迁市环城南路处,而是继续向南延伸; F₅断裂主要由2条相向而倾、近直立发育的主干断裂组成;在三棵树乡附近,F₅断裂由3条断裂组成,且呈右阶排列,阶区长度约6km,宽度约2.5km,形成小的拉分盆地,控制了新近纪以来地层的沉积。结合钻孔联合剖面和槽探结果,判断F₅断裂西边界断裂为全新世活动断裂,东边界断裂为晚更新世活动断裂,总体认为F₅断裂为全新世活动断裂。

东昆仑断裂带东段分支断裂——阿万仓断裂晚第四纪构造活动特征

李陈侠, 袁道阳, 杨虎, 徐锡伟

2016, 38(1):  44-64.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.004

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文中从几何结构特征、断裂长期滑动速率和古地震复发特征3个方面对阿万仓断裂进行了研究。详细的遥感解译和野外调查结果表明:1)阿万仓断裂作为东昆仑断裂带东段(玛沁-玛曲段)的分支断裂,和东昆仑断裂一样也是1条全新世活动断裂,性质为左旋走滑兼逆断,总长约200km。西北段由2条总体走向310°,相距约16km近平行的次级断层组成,向SE方向合为1条断裂。2)在阿万仓断裂上发现大约15km长的古地震地表破裂带,表现为断层陡坎、断塞塘、地裂缝、断层沟槽等典型断错微地貌现象。3)经航、卫片解译,野外现场调查,断错地貌测量和样品测试,得到该断裂晚第四纪以来的平均左旋水平滑动速率为3mm/a,垂直滑动速率约0.07mm/a。4)通过对断错最新地貌面的测年和探槽剖面分析,认为阿万仓断裂带存在4次古地震事件,属原地复发型,最新1次事件是在(850±30)a BP以后发生的。5)阿万仓断裂左旋滑动速率与东昆仑断裂带玛沁-玛曲段递减的滑动速率量值相当,它的存在和发现可以很好地解释东昆仑断裂带东段(玛沁-玛曲段)滑动速率递减的特征。东昆仑活动断裂带中东段滑动速率逐渐递减,与东昆仑活动断裂带中东段帚状散开的几何结构有关,其中的阿万仓断裂是东昆仑断裂带东延过程中的重要分支断裂,吸收了东昆仑断裂带东延的应变分配。

平直断层黏滑过程热场演化及失稳部位识别的实验研究

任雅琼, 马瑾, 刘培洵, 陈顺云

2016, 38(1):  65-76.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.005

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实验室断层黏滑伴随有温度变化,温度不但与摩擦滑动有关,还与样本的应力状态相关。文中利用红外热像仪进行全场观测,研究平直断层黏滑不同阶段的热场演化。实验不仅观测到了峰值前后从应力积累转变为释放导致的温度由升转降的现象,还观测到了失稳后断层升温和块体降温的相反变化。更重要的是通过分析沿断层各个部位的温度随时间的变化,发现了识别失稳部位的温度前兆:失稳部位的温度从强偏离线性阶段开始,一直是相对高值,在亚失稳阶段升温速率突然增大,远高于其他部位。分离摩擦和应力的作用后,发现亚失稳阶段失稳部位的升温发生于围岩上而非断层带上,说明断层处于闭锁状态而相邻的围岩区域处于应力集中状态,推测满足这2个条件的部位可能是未来的失稳部位。此现象或许有助于野外发震位置的判断。

东天山三条地震地表破裂带的展布及其与两次历史地震的关系

吴富峣, 冉勇康, 陈立春, 李安

2016, 38(1):  77-90.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.006

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查明地表破裂带的展布对确定历史地震震中位置和震级大小有着十分重要的意义。东天山地区历史记载有1842年巴里坤附近的7级地震和1914年巴里坤附近的7 1/2级地震,发震构造存在争议。通过野外地质调查,确认东天山存在3条与这2次历史地震相关的地表破裂带,即碱泉子-洛包泉断裂上的鄯善北塔孜布拉克地表破裂带,巴里坤盆地南缘断裂上的雄库尔地表破裂带以及伊吾盆地南缘断裂上的盐池破裂带。综合该地区历史地震文字记录和目前的研究程度分析,认为雄库尔地表破裂带可能与1842年地震相关,而盐池破裂带则与1914年地震相关,塔孜布拉克破裂带可能代表了1次漏记的历史强震。在雄库尔破裂带以东约100km的巴里坤县城南发现巴里坤盆地南缘断裂干扰的堆积地层年龄为(3110±30)a,据此我们不能排除雄库尔地表破裂带延伸至巴里坤县城南一带的可能性。该区域位于文字记载的极震区之内,加之文字记载的1842年地震的影响范围不小于1914年地震,认为1842年地震震级不应小于1914年地震。

滇西北地区云县-宁蒗宽角反射/折射剖面结果

陈思文, 王宝善, 田晓峰, 王夫运, 刘宝峰, 李璐

2016, 38(1):  91-106.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.007

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位于滇西地区的红河断裂是中国最长的走滑断裂之一,具有很高的地震潜势。为了调查红河断裂的复杂结构,在滇西地区穿过红河深大断裂带完成了1条由云县至宁蒗近SN向长300km的宽角地震反射/折射剖面。结合初至波走时成像及正演建模方法,对该测线观测数据进行了一维、二维分析拟合,获得了该地区沿测线的二维地壳速度结构模型。结果显示:地壳P波平均速度为6.2~6.3km/s,基本呈现为1个均匀的正速度梯度结构,但在中地壳和下地壳不同区域有部分低速异常;沿测线Moho界面埋深存在较大的横向变化,自南向北明显变深,南侧Moho埋深约为45km,北侧Moho埋深可达54km,较之典型的大陆地壳,存在明显的增厚现象;而沿测线中上地壳厚度变化不大,地壳增厚主要缘于下地壳厚度的增加;以红河断裂为界,地壳结构存在明显的横向差异,暗示了红河断裂作为扬子准地台和三江地槽系构造边界的作用;测线穿过区域红河断裂两侧没有明显的Moho埋深变化,结合临近区域的其他研究结果,表明红河断裂在不同区段存在较大的差异。

华北克拉通东北边界带深部电性结构特征

董泽义, 汤吉, 陈小斌, 王立凤, 王继军, 孟补在, 白云

2016, 38(1):  107-120.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.008

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在华北克拉通东北边界带,完成了1条NW-SE走向长约900km的大地电磁测深剖面工作;该剖面西北始于中亚造山带内部的贺根山杂岩带,向SE依次穿过宝力道弧、索伦-林西缝合带、温都尔庙杂岩带、白乃庙弧、内蒙地轴、燕山造山带、最后终止于华北克拉通内部的辽河坳陷。采用大地电磁阻抗张量分解技术对所有测点的维性、区域地电走向进行了分析,沿剖面的数据具有较好的二维性。利用NLCG二维反演方法,得到了沿剖面地下二维电阻率结构。从电性结构上看,沿剖面电阻率结构具有横向分块的特征,大致可以分为3个主要的电性区,呈现高阻-低阻-高阻的变化;中亚造山带与华北克拉通显示出不同的电阻率变化特征,前者变化剧烈,后者变化相对平缓;索伦-林西缝合带和内蒙地轴中下地壳分别存在1个大范围的低阻体,可能是由深部流体以及部分熔融所致。基于研究区的深部电性结构及其他地质与地球物理观测资料,我们推测:1)西伯利亚板块与华北板块的最终缝合位置可能在锡林浩特断裂与西拉木伦河断裂之间的区域; 2)燕山造山带下较厚的高阻体可能起到了构造屏障的作用,使克拉通内外的上地幔顶部具有不同的对流模式,从而减弱了中亚造山带构造演化对华北克拉通东部破坏的影响作用。

2014年3月湖北省秭归县M4.2、M4.5地震成因分析

王秋良, 张丽芬, 廖武林, 李井冈

2016, 38(1):  121-130.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.009

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2014年3月27日和3月30日,三峡库首区秭归县分别发生M4.2和M4.5地震,震中相距约1km,地震序列类型为双震型。地震发生在175m试验性蓄水库水位缓慢下降阶段,G-R关系显示地震序列的b值与该地区构造地震的b值较为接近。为了检验库水对地震的影响,利用ETAS模型检验了库水对地震的触发作用。结果表明,三峡库水对秭归地震序列有一定的触发作用,但影响较小。利用双差定位法进行地震精定位,结果显示,2地震序列发生在NNW向仙女山断裂与NE向断裂的交会部位,平面上呈共轭展布。采用矩张量反演和P波初动2种方法研究了2次4.0级以上地震的震源机制解,均显示逆走滑性质。结合余震分布特征可知,2地震序列的发震构造分别为NE向节面和NNW向节面。从震源深度剖面分析,M4.2地震序列的发震构造为走向NE,倾角较陡的断层,余震震源深度剖面呈三角形,分析该地震序列在其右侧受到了走向NW界面的约束; M4.5地震序列是在NE向小断层和NNW向仙女山断裂共轭作用影响下发生的。

太行山南端盘谷寺-新乡断裂的构造特征

秦晶晶, 赵成彬, 刘明军, 谭雅丽, 左莹, 刘英英

2016, 38(1):  131-140.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.010

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盘谷寺-新乡断裂是太行山南缘1条规模较大、切割较深的隐伏活动断裂。为了查明盘谷寺-新乡断裂的位置、性质、断裂构造特征及其活动性,跨推测的隐伏断裂布设了6条浅层地震测线,通过采用高分辨率地震数据采集技术和高精度的数据处理方法,获得了清晰的地下结构和断裂构造图像。结果表明,盘谷寺-新乡断裂是1条走向近EW的第四纪活动断裂,且断裂不同段的构造特征是不同的。断裂中段为S倾的正断层,控制了济源凹陷的北边界;东段向N倾,是武陟隆起和修武凹陷的分界断裂。浅层地震剖面揭示的断裂上断点埋深为60~70m,错断了上更新统下部,推测其活动时代为晚更新世早期。研究结果为确定盘古寺-新乡断裂的位置及其活动性评价提供了可靠的地震学资料。

渭河断裂杨家村-窑店段展布及晚第四纪活动特征

田勤虎, 周本刚, 李晓妮, 石金虎, 魏青珂, 卞菊梅

2016, 38(1):  141-151.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.011

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渭河断裂杨家村-窑店段西起杨家村,经魏家泉、金家庄、东耳村、陈家台,到达窑店,走向NE,倾向S,长约33km,为同生正断层,沿渭河北岸I级、Ⅱ级、Ⅲ级阶地前、后缘展布。遥感解译、浅层地震探测、探槽、钻孔联合剖面结果表明,渭河断裂杨家村-窑店段在咸阳附近的渭河北岸阶地表现为断层陡坎,与NE向阶地坎重合;断裂在晚更新世晚期至全新世可能仍有活动。渭河断裂杨家村-窑店段自(46.0±3.3)ka以来断距较大,在11.0~16.5m之间;垂直滑动速率在0.34~0.45mm/a之间;断裂最新活动时间约为2.0ka BP。金家庄左阶斜裂区将渭河断裂杨家村-窑店段划分为杨家村-金家庄段和东耳村-窑店段。

2014年鲁甸地震(M_S=6.5)静态库仑应力变化及其影响

缪淼, 朱守彪

2016, 38(1):  169-181.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.013

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2014年8月3日在云南省昭通市鲁甸县发生了M_S6.5左旋走滑型地震。为了解本次地震所造成的影响,文中利用前人反演的震源模型计算了主震产生的同震静态库仑应力变化,考察其对1个月内余震的触发效果以及对周围断层的影响。经计算后发现,82.43%的后续余震发生在静态库仑应力增加>0.01MPa的区域;说明大部分余震是由主震触发产生的。然后,使用周围断层作为接收断层,计算了鲁甸地震在周边断层上产生的库仑应力变化:发现昭通-鲁甸断裂(西支)的东北端及该断层东支的东北段库仑应力增大,发生地震的危险性会增大;而该区的大凉山断裂、莲峰断裂、则木河断裂、小江断裂和马边-盐津断裂的库仑应力都减小,即未来发生地震的危险性下降。另外,计算还发现,当选择最优破裂面作为库仑应力变化的投影面时,无论使用不同的震源模型还是改变有效摩擦系数,鲁甸地震对其后续余震始终具有较好的触发作用。

问题讨论

城市地震风险精细化评估——以北京海淀区为例

袁海红, 高晓路, 戚伟

2016, 38(1):  197-210.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.015

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地震风险评估需充分考虑到地震风险的时空差异,选择合理的时空间尺度进行研究,才能给政府防灾减灾规划、政策的落实和应急救援等提供具有可操作性、切实有效的信息。为此,基于辨识城市地震风险时空格局差异以及抗震救灾组织2个方面的综合考虑,本研究选择在500m×500m格网尺度上进行昼夜2个不同时段的地震风险评估研究,建立了昼夜人口分布与土地利用的对应关系,以及建筑物损毁与人员伤亡之间的关系,提出了昼夜地震风险精细化评估的方法。并以北京市海淀区为例,在500m×500m格网尺度上进行了地震风险的模拟评估,估算了海淀区总体及格网在相应的地震烈度下可能的建筑物损毁面积、房屋损失以及人员伤亡数。结果表明,海淀区年期望建筑物损毁总面积为18.5万m²,房屋总损失为3.25亿元(不包括屋内财产),白天死亡总人数3,158人,受伤总人数12,071人,夜晚死亡总人数2,037人,受伤总人数7,790人;空间上,建筑物损毁面积和房屋损失比较大的地区集中在南部城市中心区和东部产业园区,白天和夜晚伤亡人数自东南向西北呈现出显著的"城市核心区-城市边缘区-城市影响区-乡村腹地"的衰减模式,白天伤亡人口有几个显著的高值区,夜晚伤亡人口则分布相对分散。文中的分析结果识别了昼夜精细化尺度地震风险的高值区域,为进一步确定防震减灾、震后应急救援以及各种救灾物资分配的重点地区提供了决策依据。

专题综述

光学遥感技术的发展及其在活动构造研究中的应用

孙鑫喆, 唐声权

2016, 38(1):  211-220.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.016

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遥感技术自诞生以来对于我们从宏观尺度上认识地质体带来了极大的便利,特别是20世纪中叶以来,遥感平台和传感器的制造技术都取得了很大的进步,获取了大量的全球范围的遥感数据,质量也随着传感器的进步有了很大的提高。文中在简要梳理遥感技术发展的过程中,详细阐述了Landsat、SPOT、QuickBird等几个对于活动构造解译有着里程碑意义的卫星和影像的参数,并系统回顾了光学影像解译随着分辨率发展而取得的进步;简单介绍了当前最新的光学影像对比技术;此外还基于高分辨率卫星影像进行的精细地貌填图技术取得的成果,对遥感技术在未来活动构造研究中可能发挥的作用进行了展望。