中国大陆古地震研究的关键技术与案例解析(3)——正断层破裂特征、环境影响与古地震识别

正断层在中国大陆地区广泛存在。由于地表破裂个性的存在和堆积环境的不同,要揭露真实、完整的古地震活动历史,一些问题需要认真关注和讨论。从正断层大地震地表破裂特征、一般识别标志,结合中国正断层古地震研究的案例和地质地貌、气候环境可能造成的影响,提出在中国开展正断层古地震研究,需注意的技术要点：1）因地制宜地选择探槽开挖位置。宜选择断层错动面简单、单次位移量不太大、外力的侵蚀与堆积作用相对平衡、堆积物粒度中细、能取到测年样品的地段开挖探槽;应尽量避免在断错地层以黄土、次生黄土或块状亚砂土等为主的地区,若避不开这类地点,可考虑小冲沟附近,有少量上游不同成分堆积物的地点开挖探槽。2）精细的探槽记录与分析。对于黄土等块状堆积,要特别注意颜色、粒度、排列方向的细微变化可能暗示着接触界线;识别崩积楔等的要素是崩塌相中杂乱结构和团块状物质,冲刷相上部发育的土壤层;对于坎前堆积物主要为黄土或次生黄土等不易分辨的物质时,细致辨别堆积单元的颜色、粒度、非黄土类物质和钙富集程度等。3）综合的识别技术与检验方法。“逐次限定”方法、“位移量限定法”和 “多探槽校验法”,断错事件的重建等,有助于判断所确定的古地震是否真实和完整。     

汶川M_S8.0地震地表破裂带及其发震构造

震后应急野外考察表明,2008年5月12日汶川MS8.0地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带上同时使北川-映秀断裂和灌县-江油断裂两条倾向NW的叠瓦状逆断层发生地表破裂。其中,沿北川-映秀断裂展布的地表破裂带长约240km,以兼有右旋走滑分量的逆断层型破裂为主,最大垂直位移6.2m,最大右旋走滑位移4.9m;沿灌县-江油断裂连续展布的地表破裂带长约72km,最长可达90km,为典型的纯逆断层型地表破裂,最大垂直位移3.5m;另外,在上述两条地表破裂带西部还发育着1条NW向带有逆冲垂直分量、左旋走滑性质的小鱼洞地表破裂带,长约6km。这一地表破裂样式是近期发生的特大地震中结构最复杂的一次逆断层型地表破裂,地表破裂的长度也最长。利用已有的石油地震剖面,结合余震分布和地表破裂带特征等资料构建的三维发震构造模型表明,龙门山推覆构造带现今和第四纪时期以地壳缩短为主,斜滑逆冲型地震表明青藏高原中东部的水平运动在华南地块与巴颜喀拉地块之间的龙门山推覆构造带上转化为地壳的缩短和隆升     

汶川M_S8.0地震发震断裂大地震原地重复现象初析

在历史记录中,成都和龙门山地区没有发生过类似汶川MS8.0地震强度的地震。那么,在地质记录中是否会存在类似震级的古地震遗迹?作者分别在中央和前山断裂中段的地表破裂带上4个地点开挖了探槽4个和剖面1个,并进行了断错地貌面的实测。文中从几个地点新老地貌面累计变形量、探槽揭露的古地震遗迹等方面讨论汶川地震发震断裂大地震原地重复现象存在的基本事实。结果表明:无论在中央断裂的小鱼洞、擂鼓镇还是前山断裂的白鹿镇、汉旺等地,汶川5.12地震之后Ⅱ级阶地断层陡坎与Ⅰ级阶地陡坎高度基本呈倍数关系,探槽揭露Ⅱ级阶地标志地层(黄砂土层)在断裂两盘的位差也是5.12地震的约2倍,显示在龙门山地区区域Ⅱ级阶地形成之后,汶川5.12地震发生之前,存在一次与汶川MS8.0地震地表变形规模相当的地震事件     

河套断陷带主要活动断裂最新地表破裂事件与历史大地震

对于历史记录的公元849年大地震的发震构造尚存在一定争议,公元前7年大地震是否发生在河套断陷带,也没有得到确认。通过影像解译、野外地质地貌调查和探槽开挖,结合14C和单颗粒OSL测年,利用构造地貌分析及古地震手段,对大青山山前断裂、乌拉山山前断裂及狼山山前断裂的最新破裂事件进行了对比研究。为了尽可能降低古地震定年的不确定性,采取了序列采样、重点层位多采样等措施。结合以往研究成果认为,大青山山前断裂应为公元849年大地震的发震构造,而狼山山前断裂最近1次地震破裂事件可能与公元前7年大地震有关。     

青藏高原南缘2015年尼泊尔MW7.8地震发震构造

2015年4 月25 日尼泊尔M_W7.8特大地震发生在喜马拉雅山南麓, 震源机制解表明该地震为低角度逆冲型地震.通过收集地震区的活动构造研究资料、卫星影像解释和野外实地考察,认为尼泊尔M_W7.8地震区地表分布三条主要的逆冲断裂,由北向南分别为喜马拉雅主中央断裂(MCT)、喜马拉雅主边界断裂(MBT)和喜马拉雅主前缘断裂(MFT).主边界断裂和主前缘断裂为晚更新世以来的活动断裂,但至今为止也没有发现喜马拉雅主中央断裂晚第四纪活动的依据.野外调查未发现尼泊尔M_W7.8地震在喜马拉雅山南麓的主要断裂上形成地震地表破裂带.喜马拉雅山南麓的构造特征为薄皮构造,表现为浅部陡倾断坡-深部缓倾断坪(7°左右)-深部断坡(11°左右)的构造样式.深部断坡-断坪又称为主喜马拉雅断裂(MHT),其中的深部断坡是尼泊尔地震主震(M_W7.8)和最大余震(M_W7.3)的发震构造.余震大致沿北西向的高喜马拉雅山前缘呈条带状分布,主要分布在低喜马拉雅山区内.剖面上,余震大致分布在主喜马拉雅断裂的上盘推覆体内,推测尼泊尔M_W7.8地震时深部断坡发生错动,其地震位移沿深部断坡-断坪向南传播引起上盘的褶皱带缩短变形,进而触发低喜马拉雅和次喜马拉雅褶皱带内产生次级破裂从而产生余震.     

中国大陆古地震研究的关键技术与案例解析(2)——汶川地震地表变形特征与褶皱逆断层古地震识别

汶川MS8.0地震是近代少有的大陆褶皱逆断层型巨大地震,其地表破裂带是研究和解剖褶皱逆断层地表同震变形样式,并以此探讨古地震遗迹的不可多得的现实案例。在整理和分析汶川地震地表破裂带地质地貌调查资料的基础上,选择可能仅记录1次事件的平通、邓家(北川-映秀断裂)和九龙(江油-灌县断裂)等地为例,分析同震变形的特点和类型,并结合映秀、桂溪等地的古地震研究成果,讨论褶皱逆断层型古地震识别的技术要点。结果显示:地表变形主要包括逆断层直接位错、折曲位错变形和弯曲褶皱变形等类型;崩积楔、断层与地层切盖关系是分析断错地表型古地震事件的可行依据,而折曲位错变形型和弯曲褶皱变形型古地震识别则强调在上盘是否存在侵蚀不整合面,下盘是否存在生长地层,以及标志地层在断层两盘位差的突然增减;断层陡坎高度的倍数关系在一定程度上与古地震次数相关,但不能简单地用同震位移量除以陡坎高度的方法确定古地震期次;对于低角度逆断层的古地震识别,薄长状崩积楔、断层与堆积地层的切错关系和不同标志地层在断层两侧的累积位差的突变是重要的标志。识别古地震应因地制宜、思考多种因素的影响、用多种证据相互印证。     

乌鲁木齐活动构造系的构造过程及其地震危险性评价意义

北天山山前构造和地震活动非常强烈.呼图壁以西,山前变形以薄皮构造为特征,形成几排典型的逆断层扩展褶皱和冲断带;阜康以东,变形则以厚皮构造为特征,博格达山体沿高角度断裂直接逆冲到山前戈壁砾石层之上;之间的乌鲁木齐一带,则以北倾的单斜构造为特征,既有褶皱-逆断又有正断和走滑变形,且晚更新世以来部分断裂的活动性质可能已负反转.     

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.     

DZN1型自动土壤水分观测数据质量控制方法研究

分析自动土壤水分观测仪产生测量误差的原因,主要有两类,一是田间与传感器处因植被差异,造成土壤水分含量不同引起的;二是传感器不稳定造成的,目前发现主要有以下几种异常情况,分别是所测数据偏大、偏小,数据持续或突然升、降（非土壤水分变化引起）,跳变（某时次数据大于或小于前、后两个时次的数据）,全水（传感器所测容积内,测得全都是水）,传感器低湿度时水分变化反映不灵敏等。探索降低测量误差的一些办法,解决方法主要是：传感器标定要达标,传感器安装前应检验合格,播种布局符合要求,应加强传感器的监测、异常数据的查找、异常数据的更正、异常设备的更换。