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    2017年 第39卷 第1期    刊出日期:2017-02-20
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    地震地质2017年第39卷第1期目录
    2017, 39(1):  0-0. 
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    研究论文
    小江断裂带南段全新世活动的地质地貌证据与滑动速率
    韩竹军, 董绍鹏, 毛泽斌, 呼楠, 谭锡斌, 袁仁茂, 郭鹏
    2017, 39(1):  1-19.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.001
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    小江断裂带南段位于近SN向的鲜水河-小江断裂系与NW向的红河-哀牢山断裂系的交会地带。在遥感影像上,小江断裂带南段线状特征清楚,且连续分布,表现为1条贯通的、单一的断裂构造,全长约70km,总体走向N20°E左右,中间呈略向E凸出的弧形。在龙潭村两岔河一带,沿着该断裂段存在比较典型的山脊、冲沟同步左旋位错现象。在跨断塞塘开挖的探槽剖面上,断裂分布状况、断错地层的沉积学特征、产状变化以及初步年代测试结果揭示了3次明显断错地表的古地震事件,显示了小江断裂带南段具有重复孕育和发生强震的能力。利用Trimble 5800GPS实时差分测量系统,对两岔河地区存在典型同步位错特征的2条冲沟及其它们中间的台地进行了精细测量,位错量为(18.3±0.5)m;T2阶地面是断裂西盘2条冲沟之间及其邻近地带的最高层状地貌面,通过不同深度年代数据的线性回归分析,该地貌面停止接受沉积的时代约为2606aBP。根据地质方法获得了小江断裂带南段全新世左旋走滑速率为(7.02±0.20)mm/a,与利用GPS数据获得的结果有着较好的一致性。对小江断裂带南段活动性和滑动速率的初步研究结果表明,在滇东南地区不存在川滇块体向S或SSE方向滑移被曲江断裂和石屏-建水断裂挤压变形吸收、而使得小江断裂带南段左旋走滑速率大幅度减小的现象,该断裂段是1条活动性明显的全新世断裂。这些初步认识为小江断裂带南段的未来地震危险性评价以及川滇地区的地震构造模型建立和检验提供了可以借鉴的基础地质资料。

    祁连山北缘断裂带中段晚第四纪活动速率初步研究
    杨海波, 杨晓平, 黄雄南
    2017, 39(1):  20-42.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.002
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    佛洞庙-红崖子断裂属于祁连山北缘断裂带中段逆冲推覆的前锋断裂,也是酒东盆地与祁连山之间的边界逆断裂。断裂运动学速率的准确限定对于理解青藏高原现今构造变形机制及其区域地震危险性至关重要。文中选取该断裂中、西段丰乐河口、石羊圈2个地点,通过地质地貌填图,综合应用地形剖面测量、光释光定年、宇宙成因核素定年和14C定年等手段,获得了约40ka以来的断裂平均垂直滑动速率约为1.1mm/a;考虑到断裂倾角为40°~50°,平均缩短速率为0.9~1.3mm/a。跨酒东盆地的GPS速度剖面给出的酒东盆地10a尺度缩短速率约为1.4mm/a,与地质缩短速率1.0~1.5mm/a几乎一致;酒东盆地内部的隐伏断裂或褶皱变形也可能吸收部分地壳缩短。酒东盆地总体地壳缩短速率约占整个祁连山造山带缩短速率的1/5,高原向NE方向扩展的前锋带现今仍具有强烈的地震活动性。

    营口-潍坊断裂带新构造和新构造活动的再认识
    高战武, 徐杰, 赵铁虎, 张进, 计凤桔, 周本刚
    2017, 39(1):  43-53.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.003
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    营潍断裂带是郯庐断裂带通过渤海的部分,亦为渤海湾盆地东部构造的重要组成部分,近年来一些研究者从不同角度对断裂带的新构造和新构造活动等进行了不同程度的研究。文中基于以往的工作并结合其他研究者的成果,对该断裂带的新构造和新构造活动及有关问题再次作了分析。渤海地区新构造运动开始于中新世晚期(12~10Ma BP),它源自区域地壳水平运动,新构造应力场以NEE-SWW至近EW向水平挤压为特征。营潍断裂带的新构造,主要表现为先存古近纪断裂复活和新构造应力场初始应力作用在其上覆新近系-第四系中形成的构造变形,它以断裂极其发育为特征。NE向斜切营潍断裂带中段的庙西北-黄河口新生断裂带的产生,不仅使营潍断裂带的新构造和新构造活动具分段性,而且使该断裂带的新构造活动显著减弱。渤海东部地震基本沿庙西北-黄河口断裂带分布,营潍断裂带辽东湾段和莱州湾段地震较少且震级小。为究其原因,最后还作了初步的力学分析。

    水对Carrara大理岩强度和变形机制影响的实验研究
    张豫宏, 周永胜, 姚文明, 何昌荣, 党嘉祥
    2017, 39(1):  54-66.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.004
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    采用干燥和含水Carrara大理岩样品,在温度400~700℃、围压300MPa、应变速率10-4/s和10-5/s条件下开展了轴向压缩实验。利用傅里叶变换红外光谱仪,测试了实验样品中的水含量,通过偏光显微镜、扫描电镜与能谱分析了实验变形样品的微观结构。实验力学数据表明,在400℃时,样品表现为应变强化特征;在500~700℃条件下,样品转变为稳态流变。样品强度随温度增加而降低,随应变速率降低而降低;而水对大理岩强度的影响不显著。微观结构分析表明,在400℃时,大理岩以脆性破裂为主,含水样品局部出现压溶。在500℃时干样品和含水大理岩处于脆塑性转化变形域。干样品在600℃时变形以位错滑移为主,而干样品在700℃时和含水样品在600~700℃时,以位错攀移和动态重结晶为主要变形机制。较低的应变速率和较高的水含量促进了压溶作用和动态重结晶。

    中国东南部地区背景地震重新定位及隐伏活动构造初步研究
    朱艾斓, 徐锡伟, 任烨, 孙冬军, 王鹏, 于海英, 宋秀青, 刘芳
    2017, 39(1):  67-80.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.005
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    中国东南部地区或分布崇山峻岭,或为新生代盆地覆盖,因而活动断裂的发现与定位极为困难。沿断裂的地震活动可以成为断裂现今活动的直接证据,但需要地震的精确定位。文中通过精定位背景地震活动性,初步分析了区域构造活动与背景地震活动的关系,解译了研究区存在的隐伏活动断裂。利用双差地震定位法对中国东南部地区大致22°~35°N,106°~122°E范围内1990-2014年发生的背景地震开展了重新定位工作,重新定位了51000多个小震的震源参数。重新定位的背景地震活动表现出与区域构造活动相一致的分布特征,具有分区活动性,不同构造区出现不同的分布样式。现今活动较弱的构造区,地震活动分布离散或稀疏,没有指示出隐伏活动断裂的存在。在现今活动较强的构造区,地震活动明显集中成线性条带状,线性条带的展布样式和方向与区域构造格局和主要断裂走向一致。以线性条带分布的背景地震活动性揭示出的隐伏活动断裂主要分布在东南沿海一带、桂西北地区、四川盆地东南缘以及霍山一带,多数为以往研究所未发现的断裂。重新定位地震在不同构造区的震源深度分布差异明显,在块体中部区域震源深度最浅,主要分布在0~15km,表明脆性变形主要发生在上地壳,中下地壳为半塑性、塑性变形状态;在东南沿海一带,有下地壳地震发生。震源深度最深的区域为四川盆地的东南缘一带,有地震震源深度分布在40~44km,反映了地壳厚度大且下地壳为脆性变形特征,与较低的大地热流值和较硬的流变强度相一致。

    2015年12月25日山东平邑塌陷事件产生的位移场与应力场
    万永革, 靳志同, 崔华伟, 黄骥超, 盛书中, 张珊珊, 李翠芹
    2017, 39(1):  81-91.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.006
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    2015年12月25日山东平邑县发生石膏矿塌陷事件。采用各向同性塌缩点源模型计算了该塌陷事件在周围地表产生的位移场、水平应力场及在其附近的蒙山山前断裂上的库伦破裂应力变化。结果表明:1)塌陷中心的水平位移达18mm,在距离塌陷位置约5km范围内的水平位移>1mm,方向指向塌陷中心;塌陷中心的垂直沉降达4mm,在塌陷中心约3km以内沉降>1mm,水平位移和垂直位移在远处快速衰减到可以忽略不计,这是由于该塌陷源较浅,位移变化局限在地表局部所致。2)由于自由表面的影响,该塌陷造成地下2km深度的约5km范围内呈现面收缩应力状态,面收缩应力达1000Pa;而在远处均处于面膨胀应力状态,膨胀应力最大约达1000Pa,面膨胀应力在距塌陷中心约10km处迅速衰减到100Pa以下。在2km深度的平面上造成的最大主张应力和主压应力达10000Pa,在主压应力大于主张应力的塌陷中心约5km范围内,主压应力呈现以塌陷为中心的径向分布,在距塌陷中心约5km以外,主张应力呈现以塌陷为中心的径向分布,随着距离的增大,主压应力和主张应力快速衰减到100Pa量级。3)该塌陷造成了其西北部的蒙山山前断裂(被认为不活动的断层段)上的库伦破裂应力降低,最大值达2500Pa,造成了东南部的蒙山山前断裂(被认为第四纪左旋正断活动的断层段)上的库伦破裂应力增加,最大值达2400Pa,在分析该断裂的危险性时要予以注意。

    由强震动数据分析芦山地震地面运动持时及周期特征
    白玉柱, 徐锡伟
    2017, 39(1):  92-103.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.007
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    以芦山地震震中距100km内的20个台站60条原始强震记录为依据,研究芦山地震动卓越周期、反应谱峰值周期、地震动持续时间和震源持续时间。研究发现:EW、SN和UD3个方向卓越周期的变化范围为0.013~0.275s;5%阻尼比反应谱峰值周期变化范围为0.03~0.65s;芦山地震动90%持续时间变化范围为5.1~35.9s,震源持续时间在EW、SN和UD 3个方向的均值分别约为6.41s、6.05s和5.47s。以台站地震动持时为依据,回归地震动持续时间的空间变化曲线,并与Bommer(2009)地震动持时预测曲线进行比较,发现芦山地震动持续时间高于Bommer(2009)预测曲线,表明芦山地震中的震源作用时间大于目前的预测平均值。芦山地震动持时和震源持续时间在NE向有较明显的方向性,尤其是震源持续时间;而该方向上的余震分布弱于震中SW方向,表明发震构造在主震发生过程中NE方向能量释放较多,所以余震分布较弱。地震动持时和震源持时无上盘效应可能与隐伏发震构造相关。

    2015年尼泊尔GorkhaMW7.9地震与KodariMW7.3地震InSAR数据反演及其应力触发分析
    张迎峰, 张国宏, 单新建, 温少妍
    2017, 39(1):  104-116.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.008
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    根据喜马拉雅断裂系的构造形态,采用缓倾角反铲型断层模型模拟MHT上地震破裂部分的坡坪式发震构造。利用Alos-2及Sentinel-1获取的InSAR数据,反演获得了2015年尼泊尔Gorkha地震及其最大余震Kodari地震的同震滑动分布模型。与单独利用Alos-2或Sentinel-1 InSAR数据的反演结果相比,利用Alos-2和Sentinel-1 InSAR数据联合反演能够提供Gorkha地震破裂的更多细节信息,尤其对深部信息的约束更加明显。联合反演得到的破裂深度最大可达24km,穿过了该区域的闭锁线,到达了闭锁和蠕滑的转换区域。反演的断层模型倾角在3°~10°之间,最大滑动量出现在地下17km处,约4.5m。Gorkha地震和Kodari地震发震性质相似,都是发生在MHT断层上的低角度逆冲型地震,其中Gorkha地震略带右旋分量。反演结果还显示,Gorkha地震与Kodari地震的破裂滑动在空间上存在互补性,Kodari地震就发生在Gorkha地震的破裂空区内。通过计算Gorkha地震对Kodari地震发震断层的库仑破裂应力加载,发现Kodari地震震中恰位于库伦破裂应力正负交界区域,库仑破裂应力加载达0.4MPa,表明Kodari地震可能受到了Gorkha地震的触发。

    太康隆起南缘新郑-太康断裂的新生代活动形迹与地震活动
    王志铄, 王明亮, 赵显刚, 万娜, 马兴全, 于浩雨
    2017, 39(1):  117-129.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.009
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    在对比分析太康地区7个钻孔的新近纪地层及其底界基础上,对101条共4991km长的浅层地震剖面进行了追踪解释,结果显示:沿太康隆起南缘新郑市-太康县一带发育1条新生代活动的区域性隐伏断裂,控制着太康隆起与周口凹陷的分界,可称为新郑-太康断裂。该断裂由东、西2支组成。西支断裂总体走向NW,断面NE倾,长度超过140km;东支断裂走向NW-NEE,断面倾向SW-SSE,长约50km。2条支断裂均断错了新近系的底界,局部向上延伸至第四系。断裂东、西2支的叠合地带可能为应力累积区,现代地震主要发生在这一部位。

    华北东部基于背景噪声的壳幔三维S波速度结构
    宫猛, 徐锡伟, 张新东, 欧阳龙斌, 江国焰, 董博
    2017, 39(1):  130-146.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.010
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    收集了华北东部地区的190个宽频地震仪记录的自2010年1月至2011年12月共24个月的垂直分量(Z分量)连续噪声数据,采用FTAN(Frequency-Time Analysis)方法从15700多条台站对路径中提取可用的面波群速度和相速度频散曲线,将研究区域划分为0.2°×0.2°的网格,利用O'ccam方法反演得到研究区内7~40s周期内的面波群速度和相速度分布。然后,使用面波在各个网格节点下方的纯路径频散反演研究区一维S波速度结构,再通过线性插值获取了华北东部地区的三维S波速度结构。结果显示S波速度分布特征与地表地质和构造特征表现出较好的相关性,能清晰地揭示出地壳内部的横向速度变化;在中上地壳(深度<25km),拥有较厚沉积层的华北盆地和分布在山间的第四纪沉积盆地表现为低速特征,而基岩广泛出露的太行山和燕山隆起区呈现出大面积的高速异常;随着深度的增加(>30km),下地壳-上地幔顶部的S波分布特征呈现出与浅部相反的特性,拥有较薄地壳的华北盆地表现为高速,而拥有较厚地壳的太行山及燕山隆起区S波速度相对较低。三维S波速度剖面结果显示:华北平原带的唐山-河间-邢台-磁县一线和渤海湾地下10~20km存在低速异常区。大同地区地下20~30km的S波速度出现低微的速度逆转可能与该区壳-幔的热物质分布相联系。S波速度分布显示,太行山不仅是华北平原与太行山的地形和构造分界带,同时也是1个明显的速度转换带。

    基于长周期视电阻率时间序列的深部构造应力变化——以沂沭断裂带北段为例
    王庆林, 孙怀凤, 朱成林, 张继红, 唐廷梅
    2017, 39(1):  147-157.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.011
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    几乎所有的破坏性地震都是由于板块构造运动产生的构造地震。板块构造运动会引起大地电性结构的改变,研究两者之间的联系有助于强震预测。借鉴大地电磁测深法,提出采用Robust估计技术计算地震台站长周期视电阻率的方法,并采用数值试验模型对方法的灵敏度进行了验证。用文中提出的方法对安丘地震台站多年连续观测的长周期大地电磁数据进行了处理,获得了视电阻率曲线,同时提取了多个频点的视电阻率时间序列,发现沂沭断裂带北段深部电阻率随时间变化逐渐升高。台站附近的GPS基线资料也揭示了断裂带两侧位移变小,视电阻率时间序列结果与GPS观测地表形变具有很好的一致性。这与岩石力学实验中高温高压下,深部岩石(上地幔)受压会造成电阻率升高的结论是一致的。文中所述的方法对研究强震电磁前兆和强震预测具有参考价值。

    云南宁洱地震灾区农村家庭生计脆弱性分析
    魏本勇, 苏桂武, 齐文华, 孙磊, 武洋, 靳一凡
    2017, 39(1):  158-171.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.012
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    地震灾害是影响家庭生计的重要外界因素之一。从生计资本的角度出发,利用问卷调查和现场访谈方法,对2007年云南宁洱6.4级地震灾区农村家庭的生计脆弱性进行了调查分析。结果表明,云南宁洱地震灾区农村家庭的生计脆弱性总体较高,灾害脆弱性家庭约占被调查家庭总数的16.24%。家庭生计资本的单一缺乏或者多元缺乏是导致当地家庭生计脆弱性较高的直接原因。其中,人力资本缺乏型和多资本缺乏型家庭的生计脆弱性最高,面临的生计风险最大。针对当地农村家庭的生计脆弱性特点,给出了降低家庭生计风险,应对地震灾害冲击的对策建议。

    新技术应用
    三维图像建模在古地震探槽研究中的应用
    高伟, 何宏林, 邹俊杰, 石峰
    2017, 39(1):  172-182.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.013
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    探槽揭露的地质构造信息十分珍贵,是正确认识断层活动性和古地震信息的关键资料,但是探槽本身无法长久妥善保存,因此完整精确地记录探槽揭露的地质构造信息一直受到人们的重视。传统的探槽记录方法主要有素描和照片拼接2种,但前者缺乏色彩信息且包含过多主观解释内容;后者在照片几何拼接过程中会出现接边、畸变等问题。文中以甘肃省天桥沟-黄羊川断裂的柳条河探槽为例,介绍1种完整记录探槽高精度的三维地质构造信息的技术方法和工作流程。该方法基于三维图像建模和正射镶嵌技术,首先在野外对清理好的探槽建立控制点或比例尺,用数码相机采集探槽所有剖面及周边微地貌照片,然后在室内用图像建模软件进行探槽的三维图像建模,最后生成探槽的三维图像模型及其剖面的正射镶嵌图。结果表明:探槽的三维图像建模既可以实现高分辨率正射照片镶嵌的自动化,又可以高效、低成本地获得高精度的探槽三维图像模型,不仅有利于探槽信息的存储,更可以直观地获取更多地质构造三维信息。

    岩石暴露与埋藏面释光测年进展及其应用
    罗明, 陈杰, 刘进峰
    2017, 39(1):  183-192.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.014
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    岩石暴露与埋藏面光释光测年是最近提出的一种新测年方法,其测年基本原理是当岩石暴露于太阳光下时,岩石表层的释光信号会被晒退,被晒退的深度随着岩石暴露时间的延长而增加,当岩石暴露面被沉积埋藏后其光释光信号又开始积累。利用岩石暴露(或埋藏)面残留释光信号与暴露(或埋藏)时间和深度的定量关系,就可以估算该岩石的暴露和埋藏年龄及历史。文中简要介绍了不同释光信号测定岩石暴露与埋藏面年龄的方法、进展、应用实例及存在的问题。这些研究实例表明,岩石暴露与埋藏面光释光测年方法在第四纪地质、地貌演化、考古和活动构造研究上可能具有广泛的应用前景。

    问题讨论
    永宁2次MS4.5地震震源机制及深度
    金春华, 何秋菊, 田小慧
    2017, 39(1):  193-205.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.015
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    2010年6月22日和2012年11月20日在宁夏回族自治区银川市永宁县发生了2次MS4.5地震,在银川市及周边地区引起了强烈震感。为了更好地认识这2次地震的发震构造,利用宁夏及邻近几个省份区域台网的近震波形资料,首先通过Hyp2000绝对定位得到震中位置及余震震中分布;然后使用TDMT矩张量方法反演了震源机制解与震源深度。结果显示:2010年6月22日地震节面I走向208°,倾角89°,滑动角-164°,节面Ⅱ走向117°,倾角74°,滑动角-2°;2012年11月20日地震节面I走向284°,倾角79°,滑动角12°,节面Ⅱ走向192°,倾角78°,滑动角169°。综合Snoke法,得出这2次地震主控断层均为走向NNE、倾向NWW的右旋走滑断层;前者带有少量的拉张分量,后者带有少量逆冲分量,矩震级分别为MW4.5和MW4.3。根据Hyp2000精定位、TDMT矩张量拟合误差和sPn深度震相等3种方法确定最佳震源深度分别为22km和8km,均属浅源地震。从定位震中和震源机制解来看,虽然2次地震震中仅差13km,但前者震源比后者深,分析其原因,可能为2012年11月20日地震由银川断裂的主断裂控制,而2010年6月22日地震由银川断裂的南支分断裂控制。

    韩城断裂晚第四纪活动性研究
    扈桂让, 李自红, 闫小兵, 赵晋泉, 曾金艳, 郭瑾
    2017, 39(1):  206-217.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.01.016
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    在1︰5万活断层地质地貌填图的基础上,对韩城断裂的构造地貌特征及晚第四纪活动性进行了详细研究。依据断裂的构造地貌、活动性及几何展布特征等将断裂自北向南分为3段:西硙口至盘河段、盘河至行家堡段和行家堡至义井段。断裂的活动性自NE向SW是逐渐变弱的。西硙口至盘河段为典型的盆山地貌,全新世活动,全新世中期以来的垂直滑动速率估算>0.8mm/a;盘河至行家堡段,断裂沿黄土台地前缘展布,晚更新世晚期活动,晚更新世晚期以来的垂直滑动速率约为0.49mm/a;行家堡至义井段,断裂伸入渭河盆地北部黄土塬中,晚更新世早期黄土中发育裂隙及砂土液化现象。