海原活动断裂带的古地震与强震复发规律

海原断裂是中国西部的一条重要活动走滑断裂带, 1920年沿该带发生的8.5级强震形成了230 km长的地表破裂带和10 m的左旋走滑位移. 为了揭示这条重要发震断裂的强震活动规律, 沿断裂带的3个段落开挖了17个探槽, 揭示了大量的古地震事件, 并结合前人的研究结果, 利用古地震分析的逐次限定方法研究了海原断裂带的强震复发规律. 研究发现, 海原断裂带的3个段落具有分段差异的古地震活动历史; 古地震破裂有3种尺度, 即单段破裂、双段破裂和全段破裂. 另外, 整个海原断裂带的古地震丛集现象也十分明显, 第1丛集期在距今4600~6300 a期间, 第2丛集期发生在距今1000~2800 a期间. 海原断裂带的古地震活动习性对于认识大陆走滑断裂的破裂特征和强震复发规律具有十分重要的意义.     

海原断裂干盐池拉分盆地中央断层的形成机制探讨

拉分盆地内部的"对角线式中央断层",不仅在拉分盆地的消亡过程中发挥着重要作用,还对大地震的发生具有重要控制作用,研究其形成演化具有重要的意义。然而,与拉分盆地相比,专门针对中央断层的研究较少,制约了人们对拉分盆地乃至走滑断裂带构造演化过程的理解。文中以海原断裂带中段的干盐池拉分盆地为例,对盆地内的中央断层开展了地质地貌调查、浅层人工地震勘探和钻孔联合探测等工作,着重对该断层的性质和形成机制进行了探讨,获得的主要认识有:1)与前人的认识不同,干盐池盆地中央断层为一条倾向SW的逆走滑断层;2)干盐池盆地为一不对称拉分盆地,其形成演化主要受盆地北缘的南-西华山北麓断层控制,盆地内堆积了厚度> 680m的生长地层且构成了翻转背斜;3)干盐池拉分盆地的实例表明,逆走滑中央断层的形成机制可能是"截弯取直"作用,即初期发育的反向正断层在截弯取直后吸收了边界断层的逆走滑位移而形成,而翻转背斜可能对中央断层的倾向发生旋转有一定影响。     

青藏高原北部大型走滑断裂带近地表地质变形带特征分析

阿尔金断裂带、东昆仑断裂带和海原断裂带是青藏高原北部的大型左旋走滑断裂带,具有相对高的地质和GPS滑动速率,地表破裂型地震频发。在阿尔金断裂带阿克塞老城西和半果巴、东昆仑断裂带西大滩和玛沁、海原断裂带松山等地点的探槽地质剖面揭露了这些走滑断裂带累积地质变形带的基本特征。阿尔金断裂带半果巴探槽和阿克塞老城西探槽、东昆仑断裂带西大滩探槽和玛沁探槽揭露出的地质变形带宽度约12m左右;海原断裂带松山拉分盆地边界单条走滑断层地质变形带宽度不足10m,考虑到地震期间拉分盆地可能会出现较严重的变形,则拉分盆地本身也应作为强变形带处理。由此可见,经历过多个地震地表破裂循环的东昆仑断裂带、海原断裂带和阿尔金断裂带其地质变形带的宽度是有限的,具有变形局部化特征。单条走滑断层的地质变形带宽度一般为10余米,比较保守地估计应<30m,走滑断层斜列阶区的地质变形带宽度取决于阶区本身的宽度     

海原断裂带M6.7地震概率及其震级分布

海原断裂是中国西部的一条重要活动走滑断裂带，1920年沿该带发生的8.5级大震形成了长达230 km的地表破裂带和10 m的左旋走滑位移. 近10余年来，国内外学者对海原断裂开展了古地震研究，揭示出大量的古地震事件，为研究该断裂带上强震复发规律提供了重要的基础资料.本文利用这些古地震资料，采用泊松模型和布朗过程时间模型（Brownian passage time model），并考虑海原断裂带3个段落组合的不同尺度的破裂（单段破裂、双段破裂和全带破裂），经加权分析计算得到了海原断裂带未来百年强震（M6.7）复发的可能性及其震级分布. 计算结果表明，海原断裂带未来百年M6.7地震发生的可能性为0.035.      

月亮山东麓断裂古地震活动的初步研究

月亮山东麓断裂位于海原断裂带的东段。1920年海原大地震时该断裂也发生了破裂。对该段断裂的古地震活动特征的初步研究表明，全新世以来，月亮山东断裂可能发生过5次破裂事件，主要分布在全新世的早期和末期。海原断裂带具有分段破裂的特征，因此需要对照整个断裂带的古地震活动特征，才能确定月亮山东断裂是一个独立的破裂单元还是其他段落破裂的影响段。     

西南天山柯坪推覆系晚更新世古地震及其分段性地貌响应

正以往的古地震研究主要以单条断层或者某一断层段落为研究对象,研究它的复发和破裂规律。其中蕴含一个潜在假设:各个断层或断层段落之间相对独立。但是近年来越来越多的大地震研究结果表明,相邻的断层,各个断层段落以及同一块体的边界断层之间有着一定的相关性。一些学者研究单条走滑断层的破裂行为,如在海原断裂带上,多个地点探槽开挖以及历史地震资料通过逐次限定方法,揭示出海原断裂带3个段落地震破裂行为具有一定的响     

华北盆地可能存在的一个地震空区及其高地震危险性

通过综合华北盆地历史地震记载和古地震研究成果,本研究认为沿着"唐山—河间—磁县"这条北东向的右旋走滑断裂带可能存在一个平静期超过8 400年、长约160km的地震空区。该地震空区中心位于拥有1 100万人口的天津市,距拥有2 200万人口的北京市约100km。最新的研究数据表明,沿着"唐山—河间—磁县"断裂带的大地震复发周期约为6 700~10 800年。如果假定是一次地震事件触发破裂,则意味着该地震空区应有一次约M7.5的大地震却发生了延迟,可能会在未来2 000~3 000年中发生,也可能是非地震蠕滑致使应变转换到相邻断层中,或者还有可能比目前所认识的地震复发周期更长。     

阿尔金断裂中段乌尊硝尔段古地震记录与级联破裂行为

阿尔金断裂是世界上少有的几条巨型活动走滑断裂带之一,对其古地震复发特征至今认识不足,与缺少高分辨率地层控制下的古地震记录有关.在阿尔金断裂中段乌尊硝尔附近发育的小型拉分盆地内,开展了精细的古地震探槽工作.高分辨率沉积地层记录了丰富的古地震变形及其沉积响应.基于裂缝充填、地层增厚、角度不整合、褶皱等古地震判别标志,共识别了4次古地震事件.结合~(14)C测年技术,约束了4次事件的发生时间,其中事件W1发生在AD1220～1773,事件W2和W3发生在407～215BC,事件W4略早于1608～1462BC,显示出丛集性复发特征.通过与相邻的、平顶山阶区以东的探槽中古地震数据对比,发现平顶山阶区两侧在最新一次事件中发生了级联破裂.     

川西理塘活动断裂最新同震地表破裂形成时代与震级的重新厘定

在开展理塘左旋走滑活动断裂带的同震地表破裂实测填图基础上,结合历史地震资料及地震事件测年,对该断裂带的最新同震地表破裂形成年代和震级进行了重新厘定。结果表明:理塘活动断裂带的最新同震地表破裂可分为南、北2段,其中北段最长约25km,最大左旋错动量1.8m;南段最长约41km,最大左旋错动量3.2m。综合探槽揭露的地震事件及AMS-14C测年结果和历史地震资料的分析结果,北段和南段同震地表破裂应为2次地震沿理塘断裂带不同段先、后破裂的结果,属典型的分段破裂现象。其中北段破裂极可能是历史记载的1729年地震活动的产物,而南段由1948年大地震所产生。根据震级和地表破裂长度的经验关系计算结果,前者的矩震级(MW)约为6.7,后者约为7.0。2次大地震沿同一断裂分段破裂的现象表明,该断层带尚未破裂的段可能是未来强震活动的危险地段。     

海原大地震对古浪大地震的静应力触发研究

根据1920年12月26日宁夏海原大地震(Ms=8.5)地震地表破裂带几何学和位移、震源机制和近代地震活动资料,提出海原大地震震源分段走滑破裂的初步位错模型,计算了在1927年5月23日甘肃古浪大地震(Ms=8.0)逆冲发震断层(NW44°,倾向S,倾角50°和滑动角60°)的滑动方向上,加载的Coulomb静应力变化△CFS为0.009 MPa.古浪大地震可能是被海原大地震触发,提前14a发生的事件.     

1920年海原8(1/2)级大地震的多重破裂特征

根据作者等人野外实地考察,1920年海原8(1/2)级大地震的地层断层全长225km,共由6条几何参数不同的次级断层呈有规律的斜列状组合而成.每一条次级断层都可分为形变性质不同的三段,其中中段以水平走滑性质为主;两端以垂直形变为主,表现为逆断层和正断层性质.垂直和水平位移的测量数据也表明,每一条次级断层的中段水平位移最大,向两端逐渐减小,以至消失,而垂直位移正好相反,中段小,两端大.整个断层的地震位移显示出多个峰值的形变特征.这种形变特征表明,海原大地震的6条次级断层都是各个相对独立的水平位移间断面(即位错面),每个位错面,都可以代表一次独立的次级地震破裂事件.作者等据此认为,巨大的8(1/2)级海原大地震可能是由6次相对独立的次级地震事件接续发生的结果.     

1920年海原8(1/2)级大地震的多重破裂特征

根据作者等人野外实地考察,1920年海原8(1/2)级大地震的地层断层全长225km,共由6条几何参数不同的次级断层呈有规律的斜列状组合而成.每一条次级断层都可分为形变性质不同的三段,其中中段以水平走滑性质为主;两端以垂直形变为主,表现为逆断层和正断层性质.垂直和水平位移的测量数据也表明,每一条次级断层的中段水平位移最大,向两端逐渐减小,以至消失,而垂直位移正好相反,中段小,两端大.整个断层的地震位移显示出多个峰值的形变特征.这种形变特征表明,海原大地震的6条次级断层都是各个相对独立的水平位移间断面(即位错面),每个位错面,都可以代表一次独立的次级地震破裂事件.作者等据此认为,巨大的8(1/2)级海原大地震可能是由6次相对独立的次级地震事件接续发生的结果.      

焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带古地震破裂方式和时间序列

古地震研究是构造地质基础研究工作之一,获得较为精细的古地震结果有利于提高对断层构造变形的样式、强度以及时间的认识。焉耆盆地是南天山东段的山间盆地,现今的构造应力场特征以挤压兼有走滑为主。盆地南北缘断裂均为全新世活动断裂,南缘开都河断裂以走滑运动为主。盆地北缘断裂向盆内扩展的新生和静逆断裂-褶皱带以逆冲运动为主,且具备发生7级以上大地震的能力。因此,对于焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带的古地震破裂方式和发生时间的研究具有重要意义。调查发现,其中的哈尔莫敦背斜南翼主逆断裂以30°左右向盆内逆冲,在河漫滩和T1阶地上形成了3排断层陡坎。在3条断层陡坎上开挖的5个探槽中,通过标志地层建立的时间序列可以确定6次古地震事件的先后关系。利用14C和光释光(OSL)测年手段获得了探槽中相关地层和坎前堆积物的沉积时代,利用逐次限定法得到了各次古地震事件的发生时间和全新世以来2ka左右的古地震复发间隔。结果显示F1断层在所有的古地震事件中都发生了破裂,F2断层只在事件E时产生了破裂,F3断层只在事件D和事件E中发生过破裂。从古地震事件上分析,事件D是一次3条断层同时破裂的事件,事件E是一次F1和F32条断层同时破裂的事件,其他事件都只在F1断层上破裂。和静逆断裂的古地震破裂同时存在必然性和不确定性。     

安宁河断裂带小相岭段古地震的新证据及最晚事件的年代

沿安宁河断裂带小相岭段发现了古地震的地表破裂遗迹。在两个场地开挖了横跨主断裂的探槽 ,以研究这里的晚全新世古地震。结果表明 ,在最近的大约 2 30 0a中 ,该断裂段至少发生过 4次伴有地表破裂的古地震事件 ,平均复发间隔为 6 0 0～ 70 0a。这里的最晚事件很可能发生在公元 15世纪 ,并且有可能发生在公元 14 80年。最晚事件沿地表断层产生了 3m的平均左旋位错 ,这相当于一次矩震级为 7 5± 0 3的走滑型大地震的同震平均位错量     

1920年海原8 (1/2)级地震的地震断层带及孕震构造考察研究的初步结果

1920年海原8(1/2)级地震是近代在中国大陆内部发生的一次最大地震。本文概述了作者等人于1982—1984年对这次地震形成的地震断层带进行考察的初步结果。1.海原地震断层全长237公里。共由6段地震断层组成,各段呈有规律的斜列状组合而成,其中右行斜列部位为张性的下陷区,左行斜列部位为挤压性隆起区。显示左旋走滑活动性质。2.地震断层上左旋水平位移分布是不均匀的,其中以中部第3段位移量最大,最大水平错距14米,向两端逐渐变小。在同一段地震断层内水平位移也分布不均,中部较高,两端渐小,以致消失。显示出多个峰值的位错特征,这可能与海原地震复杂的破裂过程有关。垂直位移的分布与水平位移相反,较大的垂直位移分布在各段地震断层端部的斜列部位,中部垂直位移量较小。由此表明,海原地震断层是一条以左旋走滑性质为主的地震断层带。3.海原地震的发震断层是在老构造基础上发展起来的一条新的左旋走滑断层,其左旋走滑活动的起始时间大致是晚更新世中期。     

鲜水河全新世断裂带的分段性、几何特征及其地震构造意义.

由五条左旋走滑的主要分支断层组成的鲜水河全新世断裂带,以惠远寺拉分区为界,可分为结构特征不同的两段:北西段结构较为简单;南东段则表现了由若干分支断层组成的复杂结构.这种断裂结构的分段性,造成了历史强震活动性的分段差异,同时也可能是断层近代滑动速率空间变化的主要原因. 该断裂带主要的几何特征之一是具有多重羽列性质.本文按阶区尺度的相对大小,作了羽列级别划分.其中,A级羽列不连续区伴有明显的地貌效应,是该断裂带分段的界限,其对历史上7级左右地震的破裂具有较明显的终止作用;B,C两级羽列不连续区也有一定程度的地貌显示,但对历史上大地震的破裂不具有明显的终止作用;更低级别的羽列几何则是在第四纪盖层中发育的地震地裂缝的主要组合型式. 另一种重要的几何特征是断层弯曲.无论沿整个断裂带还是在一些断层段上,均存在着不同程度的走向弯曲.局部弯曲的结果,可能是造成一些大地震时不对称破裂扩展和烈度衰减的重要几何影响因素,同时也可能是大地震或强震原地重复的构造条件之一.文中最后分析和讨论了两次历史大地震发震断层的立体模型.      

甘孜-玉树断裂东南段晚第四纪活动特征及古地震破裂行为

甘孜-玉树断裂是1条全新世强烈活动的左旋走滑断裂带,与鲜水河断裂共同构成了巴颜喀拉地块和羌塘地块、川滇菱形地块的边界断裂,研究其晚第四纪活动特征及大地震复发行为是认识甘孜-玉树断裂未来7级以上大地震危险性的重要基础工作。文中通过野外地质调查、微地貌测量等方法揭示出甘孜段和邓柯段除左旋运动性质外,还具有明显的拉张作用,而马尼干戈段运动性质则以左旋走滑兼逆冲性质为主,全新世地层最大垂直位移量2m。结合断裂的几何展布特征、古地震破裂行为和历史地震地表破裂分布范围等方面的研究结果,可以将垭口和邓柯盆地2个阶区作为甘孜-玉树断裂东南段的分段边界。由于垭口附近的山脊及邓科盆地的障碍体规模均较小,阶区宽度仅1~2km左右,为非持久性障碍体,在未来大地震的破裂中可能会被突破。文中在马尼干戈段上的竹庆乡进行了探槽开挖,通过样品年代学测试共识别出3次古地震事件,分别为3875~3455BC之间、晚于775BC和最新1次断错地表事件。通过与前人在甘孜段和邓柯段的古地震研究结果进行对比,揭示出马尼干戈段与甘孜段、邓柯段的古地震破裂事件具有明显的不同,但限于甘孜-玉树断裂东南段的古地震研究仍缺乏足够的数据支撑,各几何分段之间是否存在级联破裂仍需要进一步的探讨。     

热水——日月山断裂带遥感特征初步探讨

热水—日月山断裂带在遥感影像上具有明显的线性构造特征,通过解译认为该断裂带由6条不连续的断裂段右阶羽列组成,活动特征很明显,造成一系列水系断错,最大水平位错940 m,并沿断裂带形成一系列小拉分盆地,认为该断裂带具有较强的右旋走滑特征。其中牧场部—大崖根段北西西向沿湟水河河谷发育,除其本身具有发生强震的构造能力外,其延伸是否与西宁市区中的沿湟水河谷地附近的地表断层相连,对西宁盆地的构造活动形式及地震构造特征有十分重要的意义。历史地震表明曾在热水煤矿与大通山构造复合部位于1927年连续发生多次M4.5～5.5级中强地震。     

海原断裂带内第三纪老龙湾拉分盆地的地质特征

在海原断裂带内部发现一个第三纪拉分盆地 ,命名为老龙湾拉分盆地。根据卫片解译结果和野外地质调查 ,对该盆地内的地层沉积序列、地层分布、相关断裂等特征进行了研究。结果表明 ,老龙湾拉分盆地发育于海原断裂内的最大斜列部位 ,盆地沉积受边界断裂控制 ;盆地内部沉积了巨砾岩、杂砾岩及紫红色 -灰绿色泥岩、桔红色角砾岩等地层 ,最大沉积厚度约 4 6 0 0m。老龙湾盆地内部地层不整合于不同的外围地层之上 ,根据对盆地内部沉积序列及外围第三系的区域对比 ,认为盆地沉积开始于中新世中期。由以上特征确定老龙湾盆地为海原断裂带内的第三纪拉分盆地。它为青藏高原东北缘第三纪的走滑断层活动的研究提供了地质证据     

龙门山断裂带晚第四纪的大地震活动——来自古地震研究的资料

2018年5·12汶川地震后,龙门山断裂带的大地震活动特征一直是倍受关注的科学问题.而探槽古地震研究是最直接揭示活断层带晚第四纪大地震活动规律的重要途径.本文通过系统总结龙门山断裂带近十年来探槽古地震研究成果,全面分析了龙门山断裂带不同段落的晚第四纪大地震活动与复发特征.结果显示：龙门山断裂带的大地震活动具有明显的分段性,北川—映秀断裂和江油—灌县断裂中段（包括小鱼洞断裂）是全新世以来,最为活跃的段落,约距今6000年以来,发生过3次位移量近似相等的事件,分别发生在5920—5730 cal BP和3300—2300 cal BP,大地震活动具有3000年左右的准周期复发特征;北川—映秀断裂的北段具有独立破裂的能力,该段汶川地震前一次事件发生在大约665—1030 AD,可能是历史上记载的942 AD地震事件,另一次事件发生在8240—7785 BC;江油—灌县断裂的南段（大川—双石断裂）发震能力明显弱于断裂带中段和北段.现有古地震数据表明,沿北川—映秀断裂,除汶川地震以外,并未显示出不同段落间在全新世期间存在级联破裂的证据,这可能意味着2008年汶川M8地震是龙门山断裂带上罕见的巨大地震事件.另外,青川断裂上探槽揭露的古地震变形事件不像是断裂直接位错的结果,更可能是被动响应北川—映秀断裂右旋位错的现象.