汶川大地震震中喷发气、石的“爆烈式泥火山”场景——兼讨论地震的超临界水流体退相爆发成因

经多次现场核实,5．12汶川地震震中实为：有巨量喷发气、石的“爆烈式泥火山”伴大地震一巨量黑烟喷发和成千万m^3灰砂夹巨石千米抛射,同时引发烈度Ⅺ级的Ms8．0大地震。震中的此场景显然不能用传统构造运动成因自圆其说。汶川大地震只能是地内超临界水流体（简称SCW）退相爆发成因：地震带地下（10-20）km深处,汇聚了巨量SCW（H2O-CO2-空气-CH体系）流体,当其首先上窜到震中莲花心沟下方,减压至临界点（Pc=22．1Mpa）时,瞬间爆发退相,放出能量巨大和体积膨胀千倍的气体,爆发炸碎孕震库上方围岩,造成龙门山断裂带瞬间释放能量,形成大地震。     

贵州省地矿局退休专家曾明果提出汶川地震成因新认识

贵州省地矿局地质矿产中心实验室、地质科学研究所退休地质专家曾明果等提出2008年5月12日四川汶川大地震成因新观点,所撰论文《汶川大地震震中喷发气石的“爆烈式泥火山”场景——兼讨论地震的超临界水流体退相爆发成因》,2009年6月在《地质学报》第29卷第2期上发表。他们数次去了映秀（旋口）镇蔡家杠村牛眠-莲花心沟,5．12地震爆发时在现场的所有村民均众口一词,     

玉树MS7.1地震成因及背景的分析与思考

对青海省玉树结古镇Ms 7.1级强震的成因及背景进行了分析,并提出灾后重建应该注意的问题.从大地构造背景看,玉树和汶川地震均由印度板块向青藏高原嵌入、引起高原壳-幔物质向东蠕散诱发.正是巴颜喀拉(昆仑)地块向东蠕散,其南侧边界玉树-鲜水河断裂的左行走滑引起了玉树Ms7.1级地震.巴颜喀拉(昆仑)地块在向东蠕散的过程中已...     

超临界地质流体的物性

超临界态流体具有接近液体的密度、高于液体的扩散系数和低于液体的粘度等不寻常特性。在地球内部,伴随板块俯冲带入的水等流体进入超临界态,并与壳幔物质混合及相互作用会形成对地球内部结构演化、元素和能量运移有重要影响的流体,即超临界地质流体。然而,目前对于超临界地质流体的性质、作用的认识还极其有限,准确测定超临界流体的物理性质更是严峻挑战。金刚石对顶砧装置(DAC)的优势就是适合极端条件下原位物性探测,这对于超临界地质流体研究是不可或缺的。本文基于金刚石对顶砧装置原位加温的技术特点,对超临界地质流体物性测量的有关问题进行了讨论,并扼要回顾了超临界流体物性研究的进展。     

俯冲带流体——来自（超）高压变质岩石的证据

俯冲带是地球上岩浆活动、高压—超高压变质作用、中深源地震、壳幔物质交换、元素循环和铜金大规模成矿的集中发生场所。富水流体不仅调控了这些地质作用,而且也深刻影响了全球C、S等挥发分的循环。当蚀变大洋岩石圈及上覆沉积物进入俯冲带中深部（15~300 km）,伴随由葡萄石- 绿纤石相至超高压榴辉岩相的递进变质作用,含水矿物在不同深度的分解造成流体释放为一连续过程。除极端高地温梯度环境之外,大多数俯冲带洋壳释放的流体为富水流体。但,俯冲带不同深度所产生的流体特征有明显差异。出露于全球造山带的高压—超高压变质地体保存了分凝体、脉体、水压致裂角砾岩等流体作用的有力证据,绿辉石、石榴子石、绿帘石等矿物中原生流体包裹体为流体的直接记录。在俯冲带中等深度（＜65 km）,流体是溶质含量很低的含卤化物水溶液,可含CO2-3、SO2-4、HS-等组分,其所含Si、Al、Ca、Mg、Fe、Na主量元素溶质相当于海水中固化物量的2~3倍,并具大离子亲石元素（LILE）、轻元素（B、Li）富集和高场强元素（HFSE）亏损的特点。当深度≥65 km时,流体转化为类似于超临界性质的溶液,含CH4、C2H6、H2S等挥发分,其所含主量元素溶质显著增加,微量元素除LILE等外,还负载相当量的HFSE和过渡族成矿元素。俯冲带65~100 km深度,为富水流体向超临界流体转变的区间。这种流体具有“亚超临界”性质,发生了氧化还原性质和元素溶解能力的渐变,并伴随硬柱石和角闪石的最终耗尽。高压变质岩石及相关脉体的O、Sr、Nd和金属同位素示踪研究表明俯冲带流体的源区多样,有蚀变基性洋壳、地幔橄榄岩和沉积物,并保存了海底热液蚀变作用的印迹。流体以脉冲方式沿网络状裂隙呈隧道式运移和传输,规模可达千米级,时间尺度在数月至数百年。目前通过高压—超高压变质岩的研究对俯冲带流体已经有了深入的了解,但展望未来,该领域依然有诸多争议和科学问题值得探索。     

卫星热红外异常——四川汶川Ms8.0级大地震的短临震兆

利用我国FY-2C红外一波段（10.3~11.3 μm）的卫星遥感图像,通过解译和研究,发现在5.12汶川大地震之前,就出现了明显、孤立的卫星热红外异常现象。其异常现象的特征具体表现为：①、震兆出现早：即在2008年3月18日（震前55天）,就开始出现了热红外异常;②、异常阶段多且复杂：汶川地震前的卫星热红外异常,可分5个阶段,而且热红外异常的展演各有不同。这在众多的卫星热红外地震研究案例中,可能是迄今为止异常阶段最多的一次;③、单个阶段的持续时间长：最长达13天;④、如此沿龙门山地震断裂带分布的明显的地热增温异常现象,可能在卫星热红外地震研究案例中是首次发现。这对研究发震特点、余震走向具有重要指示和启示意义。 本项研究的结果再一次证明：作为地震短临震兆,在地震（特别是≥Ms5.0）前必然出现热红外异常现象的实践性和规律性。利用卫星热红外异常现象进行地震短临预测研究是最有效和最有可能突破地震预测科学问题的途径和方法之一。     

汶川M_s 8.0级地震强震记录所揭示的地震断层特征分析

基于2008年5月12日汶川Ms8.0级地震的强震台站记录,对比发震断层两侧的峰值加速度与地表破裂带上同震位移的分布特点,探讨了地震动强度分布特征与地表破裂位移分布之间的相关关系。分析近断层典型台站的强震动记录时程特征,获得了强地震动记录中所包含的断层破裂过程和破裂习性信息,从强震观测记录的角度进一步证实了汶川地震主震的多次破裂特征。结果表明,汶川地震主震至少包含了4次地震破裂事件,最主要的前两次破裂事件分别对应映秀—北川断裂段和北川—南坝断裂段的破裂过程,后两次破裂事件释放的能量相对较小,应该是第二次破裂过程触发局部次级破裂所引起的。此外,垂直于断层的峰值加速度剖面揭示的发震断层的高倾角逆冲特性,与地震地质调查和小震精定位等确定的相应结果是一致的。     

托云深源岩石包体计算波速与地震波速共同约束西南天山壳-幔过渡带

对我国西部新疆托云地区中新生代火山岩中的深源岩石包体进行了波速计算, 并与地球物理深部探测技术相结合, 共同限定了西南天山深部壳-幔过渡带的组成和性质.托云地区麻粒岩、橄榄岩的计算波速分别是6.98~7.36 km/s、7.96~8.47 km/s.这些结果与地震反射探测地震波速的对比, 说明在西南天山岩石圈剖面中的40~48km处存在较明显的壳-幔过渡带.过渡带自上而下主要由石英麻粒岩、辉石麻粒岩和橄榄石/石榴石麻粒岩组成, 然后进入尖晶石相二辉橄榄岩组成的上地幔.这样的岩石圈壳-幔结构可以用岩浆底侵-变质作用来解释.      

芦山地震（MS 7.0）前甲烷释放与大气增温异常

汶川地震(MS 8.0)后甲烷等流体在地震中所起的作用引起国内外学者广泛关注,但是目前的观测研究中所用的数据多来源于地面或地下基站,站点分布零散,维护困难,难以开展大范围的实时监测。文中利用美国Aqua卫星红外探测器（AIRS）反演出的甲烷浓度数据,研究了芦山MS 7.0级地震前龙门山地区甲烷浓度的变化与震前大气增温异常的关系。研究表明,该探测器可以观测到震前地下甲烷的释放,为地震前兆监测提供新途径;芦山地震前甲烷释放受断裂带控制明显,主要集中于龙门山断裂、荥经-马边断裂和金坪断裂及其周边;震前大气增温异常与甲烷释放关系密切。最后探讨了地下甲烷等流体的释放机理,认为甲烷等流体的释放与地震前上地壳岩石中裂隙的发育和扩展有直接关系。     

胶东金矿集中区岩石圈结构与深部成矿作用

利用胶东及其邻区1∶2 0万重力异常和1∶10万航磁异常探测资料, 结合地震各向异性研究成果, 解析其三维岩石圈结构.在此基础上, 综合深部结构和矿床地质特征, 探讨深部作用与成矿动力学, 深化矿床成因认识, 为科学找矿提供决策依据.研究表明, 壳幔结构的不均一性制约着成矿系统物质和能量的交换, 反映在其结构、构造和演化等多个方面.矿集区为地幔隆起带的坳陷区, 幔坳与幔隆接触部位成矿强度大, 幔隆区的局部隆起部位成矿强度小; 金矿床主要分布于花岗岩变薄部位与变质岩的接触带上; 印支中晚期郯庐断裂带深切上地幔, 通过壳-幔相互作用, 将含矿流体系统输运到更高的层位, 发生蚀变、矿化作用.艾山岩体所处构造部位的特殊性, 反映了它可能是壳幔岩浆对流侵位中心.      

汶川震区北川县城泥石流源地特征的遥感动态分析

汶川地震导致山地斜坡积累了大量碎屑物质,在降雨作用下极易成为泥石流源地。震后的2008年9月24日一场暴雨导致北川县境内72条沟同时暴发泥石流。本文选择了汶川地震高烈度区的北川县城8条泥石流沟流域为研究区,基于遥感手段开展了震后和相继暴雨后的泥石流源地变化特征。强震后泥石流流域的重要变化是在沟谷内诱发了大量滑坡。通过开展遥感解译和野外调查,重点分析了研究区泥石流源地的滑坡活动。将512汶川地震后的2008年5月18日获取的航空图像与924暴雨后获取的2008年10月14日SPOT图像相比较,发现泥石流源地的地震滑坡面积由1537104m2增加到暴雨后的1912104m2,即汶川高烈度区一场暴雨过程新增滑坡面积达244%。根据SPOT图像解译,暴雨后泥石流沟床中的松散堆积物增大到97104m2。上述研究结果表明汶川震区在强降雨条件下发生泥石流的敏感性特别高。     

汶川地震滑坡与地震参数及地质地貌因素之间的相关关系

在对汶川地震诱发的典型滑坡进行野外调查和相关资料收集、分析和整理的基础上,对汶川地震滑坡与地震参数及坡度、岩土体特性等地质地貌因素之间的相关关系进行了统计分析。结果表明: (1)汶川地震滑坡主要发生在Ⅶ～Ⅺ烈度区, Ⅵ度及以下烈度区中发生的滑坡较少; (2)汶川地震滑坡主要发生在距震中300km的范围内,且距震中200km的范围内滑坡分布最为集中; (3)汶川地震滑坡的易发斜坡坡度为30～50,其中30～40是汶川地震滑坡发育最为敏感的坡度; (4)汶川地震滑坡主要发生在600～1500m的高程范围内,在600～1000m高程范围内的中低山和丘陵区滑坡分布最为集中; (5)砂泥岩、板岩、片岩、千枚岩等软岩类和土质类岩性是汶川地震滑坡的易发岩性,其次是软硬岩组合类,在统计的47个典型滑坡中,花岗岩、碳酸盐岩等硬岩类中发生的滑坡最少,而且由汶川地震直接导致复活的老滑坡也比较少。     

汶川地震地形形变监测与分析

地形形变监测与分析对于研究汶川地震对震区及青藏板块地形变化的影响有重要意义。通过收集相关监测点的汶川地震前后地形形变数据,采用统一模式进行数据处理,将震前与震后的形变监测成果归算到ITRF2005参考框架和2008.363（2008年5月12日）历元,计算得到震中区域的大地基准造成严重破坏,监测点形变位错,水平位移量达243 cm,沉降量达68 cm,隆起量达36 cm。并对汶川地震地形形变监测进行分析,认为位于“映秀镇—北川—青川”断裂带西侧块体呈现向东南方向移动并呈现隆起趋势;东侧块体向西北方向移动并呈现下沉趋势;北侧块体向东北方向移动,南侧块体向西南北方向移动,块体两侧形成了明显挤压形态。上述研究为进一步揭示汶川地震产生的机理和龙门山断裂带的活动提供了良好基础。     

汶川震区暴雨泥石流危险范围预测研究

汶川地震发生后,灾区暴雨泥石流活动进入一个新的活跃期。根据对北川震区2008年9月24日暴雨泥石流调查,泥石流流域中地震诱发大量滑坡导致松散物源巨大,泥石流过程的洪峰流量比通常的要大数倍,应用以往泥石流危险范围预测模型进行计算的结果与实际的误差较大。因此,需要建立适用于强震区的泥石流危险范围预测方法。本文以9.24北川暴雨泥石流为典型实例,结合野外调查,利用震后高分辨航空图像和9.24暴雨后SPOT5图像分别提取泥石流发生前流域中滑坡物源储量及发生后形成的堆积扇特征数据,应用多元回归方法建立了汶川震区泥石流危险范围预测模型,该方法可用于估算泥石流最大堆积距离和堆积宽度。验证和应用结果表明:该模型适用于强震区泥石流危险范围的预测,模型方法可为震区重建中安全地段选择和未来地震区风险管理提供重要依据。     

汶川八级地震滑坡特征分析

汶川地震诱发的15000多处滑坡明显受地震断裂控制,主要沿龙门山主中央断裂带和后山断裂带展布,沿龙门山主中央断裂带汶川映秀安县高川北川陈家坝平武南坝一线,滑坡面密度大于50%以上,最大可达70%。沿断裂带形成了大量的松动山体,在暴雨期间极易发生滑坡、泥石流灾害,对灾后重建构成严重威胁。据初步调查,汶川地震触发的体积最大的滑坡是位于主中央断裂带上的安县高川大光包滑坡,滑动距离长4500m,滑坡堆积体长2800m,宽1700~2200m,最大厚度达580m,若以平均厚度200m计,体积达11亿m3为我国已发生的单体滑坡之最。与常见滑坡明显不同的是,汶川地震极震区滑坡的滑床往往不具连续完整的滑面,剪出口滑坡特征不明显,呈现明显的尖点突起或边缘突出特征,反映出上部滑体被地震力振动解体,甚至抛掷后与下部滑床边缘发生撞击。以阶型滑坡、凸型滑坡、勺型崩滑、座落型（振胀型）滑坡和巨大滚石5种类型最为典型。根据强震地面运动纪录和大量实例调查表明,在汶川地震极震区,触发滑坡的地震竖向力作用是非常明显的,大量滑坡经历了初始斜坡（风化碎裂岩体）地震抛掷撞击崩裂高速滑流的作用过程。     

Satellite monitoring of anomalous effects in the ionosphere related to the great Wenchuan earthquake of May 12, 2008

In this paper, we present an investigation into plasma density disturbances and electric field perturbations associated with China, Sichuan, Wenchuan earthquake of magnitude M = 7.9 that occurred on May 12, 2008, at 06:28:01 UTC. The DEMETER (Detection of Electromagnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions) satellite was launched on June 29, 2004. The orbit of DEMETER is polar, circular with an altitude of 710 km and its main scientific objective is the study of ionospheric perturbations linked to seismic activity. For satellite orbits near the epicenter region, some ionospheric effects are investigated, which can be considered as possible earthquake precursors. The paper discusses anomalous effects in the ionosphere associated with the Wenchuan earthquake, which cannot be explained by factors of solar-magnetospheric origin. For satellite orbits eight to four days before the main shock, fluctuations in ion density and increase in horizontal and vertical components of electric field are observed near the epicenter. Post-effect is observed too. The observations suggest a coupling between the lithosphere-atmosphere-ionosphere and can be associated with the earthquake growing processes in the lithosphere and troposphere zones above the source. The results of ionospheric anomalous effects are presented and discussed. The results obtained are important because they are observed very near to epicenter.     

汶川大地震山地灾害发育的控制因素分析

汶川大地震震后地质灾害调查结果表明,龙门山山地灾害无论是空间分布还是在剖面分布上均具有明显的不均一性:平面上集中在发震断裂及非发震断裂及其附近,剖面上集中在坡顶、坡折及孤立的突出地形上;运动形式具有加速起飞-滑翔-俯冲着陆三阶段。主要受控因素有发震断裂、高烈度、地震持续时间、斜坡地形效应、岩性及结构等。     

汶川地震震后大成都地区断裂带活动性氡气测量分析评价

本文运用活动断裂剖面上的土壤氡气浓度测量,对大成都地区断裂的位置、范围和活动性进行监测,监测结果表明汶川地震对大成都地区断裂带有较大的影响。通过对北川断裂虹口剖面、彭灌断裂小渔洞剖面、彭灌断裂中坝剖面、彭灌断裂白鹿剖面以及新津-蒲江断裂剖面进行监测,从测量结果分析可知:断裂剖面土壤氡浓度背景高于无断裂带地区,且受地震影响较大,距汶川地震震中越近,断裂剖面土壤氡浓度值越高;断裂剖面氡浓度异常阈值与背景值之比均不大于3,最大值与背景值之比均小于5。结合测量地点的地形、表层土壤结构等地质条件,对大成都地区震后活动断裂的相对活动性的强弱进行科学评价,认为目前大成都地区并无活动性极强的断裂,且北川断裂与新津-蒲江断裂的活动性高于彭灌断裂。     

汶川“5•12”地震前后十年生态环境变化分析

“5?12”汶川大地震使震中汶川的生态环境发生了巨大变化，基于地震前后多年的遥感影像数据和气象站点数据，将生态环境影响因子分为地形因素（高程、坡度、坡向）、自然因素（植被覆盖度、土壤湿度指数）和气象因素（年降水量、年平均气温）3大类。采用综合评价指数法，即加权综合评分法中的层次分析法（AHP）计算出评价因子的影响权重。利用评价因子分级和权重计算生态环境综合指数，对生态环境综合指数进行分级，综合比较研究区生态环境变化，总结汶川地震前后10年的生态环境变化情况。结果表明，研究区的生态环境受地震影响，经历了破坏、修复和超过震前水平的过程，人类活动对生态环境变化有着重要影响