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2022年 第44卷 第6期    刊出日期：2022-12-20

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研究论文

龙门山前陆冲断带南段三苏场背斜晚第四纪变形速率

张伟恒, 陈杰, 李涛, 邸宁, 姚远

2022, 44(6):  1351-1364.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.001

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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。

郯庐断裂带中段F₅断裂淮河-女山湖段的古地震与垂直滑动速率

杨源源, 李鹏飞, 路硕, 疏鹏, 潘浩波, 方良好, 郑海刚, 赵朋, 郑颖平, 姚大全

2022, 44(6):  1365-1383.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.002

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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。

秦岭北缘古地震基岩崩塌和滑坡施密特锤暴露年龄

石文芳, 徐伟, 尹金辉, 郑勇刚

2022, 44(6):  1384-1402.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.003

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地震崩塌、 滑坡是较为严重的地震次生灾害, 研究地震崩塌、 滑坡发生的时代及其活动规律, 从而恢复断裂带古地震活动历史、 地震复发周期, 有助于地震危险性评价及地震灾害防御工作。文中选择秦岭北缘断裂带和华山山前断裂中段被历史文献记录的地震基岩崩塌、 滑坡为研究对象, 使用施密特锤测量416个岩块的反弹值, 并对其进行统计分析, 计算了崩塌、 滑坡体暴露岩石的风化因子, 讨论了施密特锤暴露测年法的分辨率, 评估了施密特锤测年的可靠性, 同时建立了古地震基岩崩塌、 滑坡历史记录年代与反弹值参数之间的关系曲线。结果表明: 施密特锤暴露测年方法提供了一种简单、 快速、 廉价、 无破坏的原位相对测年方法, 初步建立的岩石风化因子-年龄校正曲线为T=(19 723±888)×f_w-(2 145±166), 基于该校正曲线, 可以对形成年龄>500a的基岩崩塌和滑坡进行分期, 为确定秦岭北缘古地震基岩崩塌、 滑坡形成时代提供一种新的相对测年手段。施密特锤岩石反弹值还可用来评估宇宙成因核素暴露测年样品是否存在先期暴露、 翻滚、 二次埋藏等复杂暴露历史带来的核素继承浓度问题, 帮助选择合格的宇宙成因核素测年样品的采集地点, 保证测年数据的可靠性, 提高测年效率。在秦岭北缘的气候和岩性条件下, 岩石经历2ka风化后, 表面强度减小约(25%±1%), 约1ka后减小(16%±1%), 约0.5ka后减小(15%±1%)。

中更新世晚期以来中条山北麓断层滑动速率研究

张秀丽, 熊建国, 张培震, 刘晴日, 姚勇, 钟岳志, 张会平, 李有利

2022, 44(6):  1403-1420.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.004

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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。

东昆仑断裂带玛沁-玛曲段晚第四纪构造活动特征的地貌响应定量研究

李昭, 付碧宏

2022, 44(6):  1421-1447.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.005

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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。

安丘-莒县断裂新沂段的几何结构特征

张浩, 王金艳, 许汉刚, 李丽梅, 蒋新, 赵启光, 顾勤平

2022, 44(6):  1448-1468.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.006

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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。

吐鲁番盆地西南缘博-阿断裂晚第四纪活动特征

马建, 吴国栋, 李军, 黄帅堂

2022, 44(6):  1469-1483.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.007

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博-阿断裂是一条斜切天山的大型右旋走滑活动断裂, 通过影像解译和现场调查, 发现断裂在吐鲁番盆地西南山前一带形成断层陡坎、 冲沟位错等与断层活动有关的地貌。其中主断裂展布于盆山交会部位, 并断错了山前冲洪积扇。无人机和差分GPS测量结果表明, 第1期冲洪积扇表面冲沟的右旋位移量达22~70m, 陡坎高达3.9~4.2m, 活动性质以右旋走滑为主, 兼具逆冲分量。位于主断裂北侧的第2期冲洪积扇表面发育2条右阶斜列的次级断裂, 在地表形成高达1.6~3.9m的陡坎。探槽揭露的剖面显示, 这2条次级断裂均倾向SW, 并表现出由南向北逆冲的趋势, 与研究区博-阿断裂的产状较为类似, 认为这2条次级逆断裂仍归属于博-阿断裂, 可能是断裂由山前向盆地内扩展而形成的。博-阿断裂主要通过NWW向右旋走滑运动的方式调节东天山内部的挤压应变, 且断裂的最新活动有自山前向盆地迁移的趋势。

基于高分辨率无人机影像的地震地表破裂半自动提取方法--以2021年M_S7.4青海玛多地震为例

李东臣, 任俊杰, 张志文, 刘亮

2022, 44(6):  1484-1502.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.008

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精细刻画大地震形成的地表破裂的几何学特征对于深入理解发震断裂的运动学机制和变形规律具有重要意义。野外地质调查和影像目视解译等传统获取地震地表破裂的方法往往费时费力, 且难以获得其精细特征。文中依据面向对象、 颜色空间色彩分割等理论, 基于高分辨率无人机影像, 提出了一种面向对象的“粗分割-精提取”方法, 以实现半自动提取地震地表破裂的矢量面。对2021年青海玛多 M_S7.4 地震的实验结果表明, 该方法能够有效去除与地表破裂光谱相似的河道等噪声, 快速准确地提取地表破裂带的精细结构。文中建立的地震地表破裂半自动化提取方法可为大地震发生后快速提取地表破裂精细结构和分析地表变形特征提供一个可行方案。

大地震震前热异常提取方法的对比研究--以2014年 M_W6.9 于田地震为例

吴玮莹, 单新建, 屈春燕, 李新艳

2022, 44(6):  1503-1520.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.009

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地震震前热参数异常提取方法的可靠性对于地震震前热参数异常变化研究至关重要。文中以2014年2月12日于田 M_W6.9 地震为典型震例, 以2008年汶川 M_W7.9 地震为验证震例, 对目前研究中广泛使用的2种异常提取方法: ZS(Z-score)法和RST(Robust satellite technology)法在实际震例中的提取效果、 对异常变化的敏感程度、 对背景信息的抑制能力和对地震信息的指示性4个方面进行了详细的定性和定量化评估。于田地震震前, 地表温度和长波辐射出现了多次间歇性突发异常, 随着地震的邻近, 异常出现的频次增加, 异常空间分布逐渐向断裂带周围集中, 最大异常变化出现在地震前一个月。2种方法提取结果的差异主要表现在异常变化出现的频率和幅度上, RST法得到的异常频次和幅度都高于ZS法。为探究造成差异的原因, 我们进一步结合地震前后2个地震平静年的数据, 对2种方法进行了定量化评估, 结果表明: 1)ZS法和RST法对于微弱异常变化都具有一定的敏感性; 2)ZS法相较于RST法对于其他因素引起的热参数异常变化的抑制作用更强; 3)针对地表温度数据, ZS法的提取结果对地震震中的指示性略优于RST法, 而RST法对于长波辐射数据的效果则更好; ZS法的归一化距离指数最大值出现的时段距离发震时段更近; 4)汶川地震的定量化对比结果与于田地震略有不同, 这可能是受到研究区地物类型分布的影响。综合上述研究成果, 我们认为ZS法是更为简便有效的地震热参数异常提取方法。针对震前热参数异常提取方法的对比研究有助于我们了解不同方法的优缺点和适用性, 提高地震热参数异常提取的可靠性。

河南省及邻区主要活动断裂的深部构造特征

徐志萍, 张扬, 杨利普, 徐顺强, 姜磊, 唐淋, 林吉焱

2022, 44(6):  1521-1538.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.010

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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。

基于最大切应变的震前GRACE重力异常信息提取方法

宋冬梅, 王慧, 单新建, 王斌, 崔建勇

2022, 44(6):  1539-1556.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.011

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地震的发生与地壳构造运动密切相关, 而地壳构造运动会造成地下介质密度的改变, 从而导致地球重力场发生变化。GRACE重力卫星所提供的全球时变重力场数据可用于发现大地震的震前重力异常。然而, GRACE数据中存在的南北条带噪声严重干扰震前异常信息的提取。目前常用的高斯滤波等处理方法在抑制噪声的同时, 也削弱了有价值的重力异常信号。为此, 文中提出了一种基于最大切应变的震前重力异常信息提取方法。该方法通过计算扰动引力位的2阶梯度对南北条带噪声进行压制, 并基于地壳形变理论得到最大切应变以获取重力的变化信息。最后, 利用最大切应变的偏移指数K进一步探究震前重力异常的时空演变规律。文中以汶川地震和尼泊尔地震为例, 采用上述方法完成震前重力异常信息提取, 并进行了断裂带的震前构造活动分析。结果显示, 在震前半年内, 发震断裂带上出现了与断裂带空间展布一致的大面积重力异常区, 且最大异常值出现在震中距50km范围内, 而在非震期并未出现异常现象。此外, 经分析发现, 与传统方法相比, 本文方法对重力场的异常信息提取能力更强, 这为利用GRACE数据认识大地震的动力机制提供了新思路。

漾濞M_S6.4地震前后的重力变化特征及其孕震含义分析

黄江培, 曹颖, 刘东, 郑秋月, 陈政宇, 王青华

2022, 44(6):  1557-1573.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.012

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2021年5月21日云南省漾濞县发生 M_S6.4 地震, 该地震打破了云南区域自2014年以来近7a的M_S>6.0地震平静。文中采用基于贝叶斯原理的平差方法解算了2015-2021年的相对重力流动观测数据, 获取了研究区内多年的时变重力值, 分析了漾濞 M_S6.4 地震前后的重力变化特征。研究结果显示, 本次地震地质活动的活跃期为2017-2018年, 2018-2020年地质活动相对稳定, 2020-2021年出现地下物质“逃逸”现象, 地震发生于“逃逸”期; 以震中为中心的200km、 100km、 50km、 25km半径范围内, 重力异常值呈四象限分布特征; 震前3a重力正、 负变化更加显著, 达80×10^-8m/s², 震前2a重力变化较小, 但依然维持四象限分布特征; 震后研究区内的重力场均发生反向变化, 变化量级达震前3a的累计变化量; 本次地震发生于重力异常四象限中心附近, 且与红河断裂带北段重合, 故推断红河断裂为漾濞地震的孕震构造。文中的研究方法和成果可为时变重力场变化特征研究和震前重力信号分析与解释提供震例参考; 同时, 可为孕震区地质构造运动的孕震含义提供有效解释, 并对下一步可能发生中强震区域的探讨及预判提供参考。

坚固体孕震模式的地磁日变化感应电流异常证据与完善——以2016年杂多6.2级、 2017年九寨沟7.0级和2017年米林6.9级地震为例

戴勇, 吴迎燕, 冯志生, 姚丽, 姜楚峰, 孙君嵩, 章鑫, 冯丽丽, 李军辉

2022, 44(6):  1574-1596.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.013

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文中研究了2016年杂多6.2级、 2017年九寨沟7.0级和2017年米林6.9级地震前1~3a内地磁日变化感应电流的线状集中分布和短期原地重现异常的空间分布特征, 发现线状感应电流的重叠段有围空现象, 并依据重叠段异常产生的机理丰富和完善了坚固体孕震模式, 获得的主要结论包括: 1)重叠段空区是坚固体在中-下地壳和上地幔分布范围的反映, 这与地震空区是坚固体在中-上地壳分布范围的反映相类似, 重叠段空区是发生在震前1~3a、 坚固体孕震模式第3阶段的异常; 2)重叠段异常是中-下地壳和上地幔高阻体之间出现带有上拱性质的相互拆离滑动事件导致的高阻体之间高导层出现的短时间高导电流通道, 其中上述拆离滑动事件是由深部热流体上涌引起的, 它是坚固体孕震模式中发生在中-下地壳和上地幔的能量向坚固体运移的事件; 3)临震阶段震源体孕震断层内的各个密封高压流体不会同时破裂, 早期破裂的密封高压流体与深部上涌进入断层内的高压热流体及断层内原有的自由水可能使得断层内遍布自由水, 并在震源体孕震断层内形成有临震意义的高导电流通道, 发现临震阶段震源体孕震断层内的高导电流通道对地震短临预报具有现实意义; 4)重叠段异常探测发现的中-下地壳和上地幔拆离滑动事件可能是大陆下方有热流体上涌运移参与的慢地震, 但这一推测还需要基于测震学原理的研究结果加以论证。

新疆北天山地区断裂带断层土壤气的地球化学特征

蒋雨函, 高小其, 杨朋涛, 刘冬英, 孙小龙, 向阳, 朱成英, 汪成国

2022, 44(6):  1597-1614.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.014

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断层土壤气测量是揭示断层性质与断裂活动的重要地球化学方法。文中在新疆北天山2个地震危险区中的博罗科努-阿其克库都克断裂、 库松木契克山前断裂、 独山子-安集海断裂、 霍尔果斯-吐谷鲁断裂、 喀什河断裂、 那拉提断裂等6条断裂带上布设了8条断层土壤气测线, 共进行了6、 7期测量。文中依据多期断层土壤气流动测量结果, 分析了断层土壤气的空间分布特征, 并分别讨论了断裂带活动性及区域地震危险性。结果表明: 1)土壤气组分Rn是研究断裂带分布、 指示断裂破碎位置及判断断层活动性的有效气体, 在库松木契克山前断裂和霍尔果斯-吐谷鲁断裂的测线上, 除断层出露处的测点外, 还存在其他测点出现Rn浓度峰值的现象, 因此这2条断裂带除了断层出露处还存在其他断裂破碎位置。2)在库松木契克山前断裂、 那拉提断裂以及霍尔果斯-吐谷鲁断裂所布设的测线上, Rn浓度的最高值分别为99 802Bq/m³、 80 549Bq/m³、 78 834Bq/m³, 不仅高于其他断裂带测线的Rn浓度值, 还高于新疆呼图壁北断裂的Rn浓度值, 说明上述3条断裂的断层活动性较强。3)北天山温泉-精河地震危险区内小地震频率相对较低, 区域应力积累程度相对较高, 断层活动性强, 更易发生中强震, 存在一定的地震危险性。未来对北天山温泉-精河地震危险区内的断层土壤气体地球化学开展监测与深入研究, 对判断北天山地区的地震危险性具有重要意义。文中的结果可为分析新疆北天山地区断裂带释放气体特征及指导地震台站勘选、 布设和震情跟踪等提供地球化学资料与技术支撑。

基于改进的DBSCAN算法自动识别断层方法研究及其在唐山地区的应用

张苏祥, 盛书中, 席彪, 房立华, 吕坚, 王甘娇, 张潇

2022, 44(6):  1615-1633.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.015

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为实现根据地震空间分布自动识别断层和获取断层参数, 文中提出基于改进的DBSCAN算法自动识别断层的方法。该方法首先根据数据集的特性对无监督聚类技术(DBSCAN)进行改进, 实现自动选择聚类最优参数和断层段识别; 其次, 对识别出的断层段采用模拟退火全局搜索-高斯牛顿局部搜索结合法计算其断层参数, 再对邻近的相似断层段进行合并, 最终给出基于地震空间分布识别出的断层及其参数。文中采用人工合成数据验证了上述方法的可靠性, 并将其应用于唐山地区, 获得以下结果: 1)人工合成数据和唐山地区双差定位数据验证了本研究改进的DBSCAN算法可以自动识别断层。2)基于唐山地区双差精定位地震数据, 本研究自动识别出8个断裂段: 陡河断裂段、 巍山-丰南断裂段、 滦县-乐亭断裂段、 卢龙断裂段、 徐家楼-王喜庄断裂段、 滦县断裂北段、 雷庄断裂段和陈官屯断裂段。其中, 前5个断裂段的识别结果与前人研究结果基本一致; 后3条断裂段为文中基于地震目录新识别出的断层。可见, 文中给出的方法可自动化识别断层并获取断层参数, 这为断裂构造的识别提供了新的思路和方法。

采用模糊聚类算法确定2021年漾濞地震序列的断层结构

张丽娟, 万永革, 王福昌, 靳志同, 崔华伟

2022, 44(6):  1634-1647.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.016

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地震的破裂过程一般涉及多个断层面, 发震断层面一般并非单一断层, 而是由多个断层面相互组合形成。文中基于成丛小地震在断层面附近发生的原则, 假定所有震源点以断层面为中心, 服从三维正态分布, 利用模糊聚类算法给出了2021年云南漾濞地震断层的三维空间结构。首先, 采用GK(Gustafson, Kessel)模糊聚类算法对全部震源点目录进行处理, 得到矩阵的划分结果; 之后, 利用矩阵划分结果及给定的阈值剔除离群震源点, 提取含有断层面的子类; 最后, 在95%置信水平下确定断层面分布的矩形断层区域的精确空间位置、 倾向角及走向角等参数。由所得结果推测, 震源点沿与维西-乔后断裂带近平行的断裂带分布, 且向SE逐渐分为3个断裂分支。东侧分支大体倾向SWW, 为主断裂, 对应2个子断层平面, 走向分别为134.22°、 132.65°, 倾角分别为87.14°、 81.96°; 西侧分支与东侧分支大体平行, 走向为129.45°, 倾角为74.77°。除3条主断裂外, 还识别出一条走向为235.66°、 倾角为66.30°的隐伏断层, 位于维西-乔后断裂带附近区域。文中基于模糊聚类算法确定云南漾濞地震的断裂带形状分布, 对地震构造和地震动力学研究具有重要意义。

四川泸定地震专题

四川泸定6.8级地震--鲜水河断裂带磨西段局部发起、 全段参与的一次复杂事件

李传友, 孙凯, 马骏, 李俊杰, 梁明剑, 房立华

2022, 44(6):  1648-1666.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.06.017

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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。

《地震地质》2022年第44卷总目次

2022, 44(6):  1667-1676. 

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