浅层地震在复杂断裂带探测中的应用研究

拟建中的潍河特大桥地处沂沭大断裂边缘。区内断裂发育,构造复杂,直接会影响大桥基础的稳定性,因而查清区内断裂带的准确位置与分布是大桥工程的关键,探测应用浅层地震折射波和选用追逐与相遇观测系统和大小排列相结合的工作方法,准确地查明了区内断裂的准确位置和特征,与钻井资料对比,十分吻合。     

龙门山中段构造特征与汶川地震

通过地表地质调查、钻井资料和各种地球物理资料分析,剖析了龙门山中段的构造特征和岩石圈结构特征的特殊性:(1)10 Ma以来龙门山中段隆升幅度和速率最大,(2)龙门山中北段喜马拉雅期构造活动较南段弱;(3)龙门山中段主构造带之下存在有大干10 000 Ω·m的高阻异常体;(4)龙门山中段具有 0.015 cm/s2的剩余(60 km×60 km～120 km×120 km)布格重力异常,(5)龙门山中段为正的均衡重力异常区.在此基础上,结合汶川地震主震和余震的分布特征,得出:(1)四川汶川地震主震和绝大多数余震震源多位于映秀-北川主断层下盘(扬子地块上),断层活动的主动盘是下盘,映秀-北川主断层的活动为俯冲兼左旋走滑;(2)此次地震是扬子板块向西俯冲(L型俯冲)、四川盆地顺时针旋转和青藏高原隆升逆冲相互作用的产物;(3)四川汶川地震有可能是构造地震的一种新类型,其孕育巨大能量的最重要条件为地块坚硬(能量不易释放)和位于地块边缘(构造作用强烈,有能量来源).最后,建议有关部门和地学界重视中国主要地块边缘的重力场,尤其是剩余布格异常和均衡重力异常的研究.这也许对地震的长期预测有所帮助.     

浅层地震反射波法在探测水电站进水口淤泥厚度的应用

结合漫湾电站二期进水口淤泥厚度测量,分析了利用浅层地震反射波法探测水电站进水口淤泥厚度的过程,以及测量系统设计中需考虑的震源及拾震问题和图像分辨率问题.     

浅层地震反射波法在探测水电站进水口淤泥厚度中的应用

结合漫湾电站二期进水口淤泥厚度测量,分析了利用浅层地震反射波法探测水电站进水口淤泥厚度的过程,以及测量系统设计中需考虑的震源及拾震问题和图像分辨率问题.     

“4·20”芦山地震与“5·12”汶川地震发震断裂初析

2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县发生的7.0级地震,是继"5.12"汶川地震之后相隔约5年发生的又一次强震。作者在收集了遥感、DEM、地面地质及芦山震区人工地震剖面基础上,对网上公布的芦山地震震中数据、地震机制解、余震分布数据和地震的地表破裂情况进行了分析,初步推断引发芦山地震的断裂是盆地内西南侧地腹隐伏断裂或新生断裂。将芦山地震与汶川地震进行了综合对比,认为2次地震均属构造地震,从构造动力学角度分析均与印度板块向北挤压碰撞有关;但2次地震发震断裂和发震构造单元特征是不同的,应属2次独立地震。     

龙门山前缘的芦山地震与逆冲-滑脱褶皱作用

龙门山式构造以推覆作用和滑脱作用为主要特征,近5年来地震活动性显著,在2008年和2013年分别发生了汶川(Ms 8.0)地震和芦山(Ms 7.0)地震。根据已公开发布的芦山地震的震源机制解、破裂过程、地震烈度、地表变形特征、余震分布规律等方面的研究成果,结合本次对龙门山南段活动断裂和芦山地震构造变形与地表响应的野外实地调查等方面的科研成果,作者将龙门山南段和前缘地区划分为龙门山冲断带和前缘扩展变形带2个构造变形带,对比了它们在构造变形样式、活动断裂、历史地震的差异性,提出了以推覆-滑脱岩片为特点的龙门山冲断带地震构造模式和以逆冲断层-滑脱褶皱为特点的龙门山前缘扩展变形带地震构造模式。在此基础上,分析了龙门山前缘扩展变形带的逆冲-滑脱作用与芦山地震的发震断层模式与成因机制,认为芦山地震形成于龙门山前缘扩展变形带的逆断层-滑脱褶皱带,其发震断裂为大邑断层,该断层倾向北西,呈铲状向下并汇交于滑脱面。该滑脱面就是芦山地震的震源层。     

双差定位法在龙门山断裂带震源重定位中的应用

为研究龙门山断裂带附近地区的地震波衰减特征,通过双差定位法对龙门山断裂带653个地震重新进行了精确定位。结果表明:重新定位后震中经纬度和震源深度的精度均得到改善,没有了震源深度为0的地震,最小震源深度为0.8 km,10~20 km深度存在明显的发震层;重新定位后震源的测定误差在E-W方向平均为1.49 km,在N-S方向平均为1.41 km,在垂直方向平均为1.91 km。可见双差定位法的定位精度较高,研究成果可用于计算龙门山断裂带附近地区地震记录的震源距离和获取SH分量。     

复杂目标浅层地震反射法观测技术

系统地研究了复杂介质条件下浅层地震反射法探测中,多次覆盖、最佳时窗、最佳偏移距及极小偏移距等观测技术在探测复杂目标特别是小目标时存在的局限性;研究了如何获取和识别浅层特别是超浅层介质中复杂目标的有效反射波、提高分辨率的问题．此外,针对水平层状介质模型的理论时距曲线,分析了最佳时窗技术应用中最佳偏移距选择的问题,对水平薄层模型的3种等偏移观测曲线进行了比较分析．针对浅层反射法探测的特点,提出了一种新的反射波观测技术--多偏移距等偏移观测方法。以提高浅层反射波法分辨复杂目标的能力,这对于增强浅层地震反射法解决浅层特别是超浅层介质探测的适应性有重要的理论意义和实际意义．实践结果表明,这种方法是行之有效的．     

浅层地震反射波法在某重大工程预选厂址中的应用

结合某重大工程预选厂址项目的工程实例,利用浅层地震反射波法的原理和方法,根据现场的场地条件、物性差异和干扰情况等,结合典型地段的试验,合理布置测线,选择恰当的激发和接收方式,进行初步和精细的计算机资料处理,可以得到清晰的浅层反射剖面,准确地查明了预选厂址的地层结构和纵波速度分布,为工程建设的可行性研究和规划提供了基础资料.结果表明,该方法是科学可行的,取得了良好的应用效果.     

龙门山汶川地震特征及构造运动学初析

2008年5月12日发生的龙门山汶川地震具有震级巨大、波及面宽、震中成线性展布的特点.根据震后构造地质调查,引发本次地震的断层活动主要表现为幕式斜冲与逆冲,其运动学特征是:断裂具有先走滑后逆冲,总体表现以逆冲运动为主.根据断裂面多期擦痕特征确定,断层活动主要为三期幕式活动,第一期为逆冲走滑,第二期为逆冲冲断,第三期为走滑逆冲.由地震破裂构造确定的主压应力方向为北西一南东方向.     

利用接收函数反演龙门山断裂带及邻区深部结构

利用接收函数的方法通过接收震中距30°～90°、震级在5.5以上的远震事件反演龙门山断裂带及其邻区的深部结构,探索汶川地震形成原因。结果表明,扬子地台西缘的莫霍面向西侧倾斜缓降;处在龙门山推覆体范围之内的都江堰、汶川一带莫霍面起伏变化不大,在跨过龙门山中央断裂带后开始下降,向北降至黑水县附近后平缓上升。结合2005年10月至2007年4月远震P波波形资料接收函数反演结果:①2条被动源剖面均显示莫霍面在龙门山推覆体中央位置深度约43km的地方出现不同程度的陡降,说明该断裂带是地壳厚度的陡变带,为扬子地台和松潘甘孜地台的构造边界。②莫霍面深度向南陡降至最深约68km处后平缓上升,向北陡降至最深约58km处后平缓上升。表明松潘-甘孜地块东缘地壳厚度呈南深北浅、东深西浅分布。     

四川芦山Mw 6.6级地震发震构造

2013年4月20日四川芦山Mw 6.6级地震发生在龙门山构造带南段,未见典型的同震地表破裂。作者在对震后400余个地震破坏宏观调查点重新厘定的基础上,参考四川数字强震台网的近场峰值加速度(PGA)记录,绘制的本次地震等震线图的极震区地震烈度为Ⅸ度,略呈长轴为NE向的扁椭圆状,不具明显的方向性。进一步综合3 323个早期余震重新定位结果、石油地震勘探剖面和震源机制解等,判定本次地震的主要发震构造为控制蒙山东麓的大邑断裂,系龙门山构造带南段NW-SE向缩短所导致的大邑断裂上冲作用的结果;新开店断裂亦在深部产生了同震破裂,造成了断裂上盘震害明显高于下盘的断层上盘效应现象。     

“4·20”芦山地震的构造破裂与发震断层

通过对"4.20"芦山地震构造破裂及变形特征的分析研究,阐明触发M=7.0级强烈地震的构造因素是NE向大川-双石断裂的逆断兼右旋走滑错动,断层面最大逆断-右旋滑动量达到1.51m。震中位置应在地震断裂通过的双石-太平区段而非震害严重的龙门乡。造成龙门乡震害异常的主要因素是该盆地较厚的第四系强烈的场地效应及建筑物结构强度不足。此次地震是龙门山断裂带地壳构造应力调整、地壳岩体应力-形变过程进入累进性发展阶段的必然结果。地壳破裂扩展方向具有向龙门山中央断裂发展的趋势。     

Slip rate along the Lijiang-Ninglang fault zone estimated from repeating microearthquakes

Seismicity and slip rates along the Lijiang-Ninglang fault zone between 1999 and 2006 were investigated with the waveform data recorded by the Yunnan digital Seismic Network. The relocated seismicity by the double difference method clearly exhibits different features between the northern and southern segments. More than 76% earthquakes occurred in the southern segment of the fault near the Lijiang area. The relocated seismicity appears to reflect the crustal velocity structure of the study area. Using cross-correlation analysis, we identified a total of 92 doublets and 70 multiplets that show high waveform similarity. Most of these sequences are aperiodic with recurrence intervals varying from a few minutes to hundreds of days. Using two sequences that occurred regularly over the study period, we obtained a fault slip rate of approximately 5 mm/a at ∼23 km, in good agreement with geologic and surface GPS measurement. Supported by National Basic Research Program of China (Grant No. 2004CB418405) and National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40174014)     

The Lushan M S7.0 earthquake and activity of the southern segment of the Longmenshan fault zone

Following the Lushan M _S7.0 earthquake on 20 April 2013, a topic of much concern is whether events of M _S7 or greater could occur again on the southern segment of the Longmenshan fault zone. In providing evidence to answer this question, this work analyzes the tectonic relationship between the Lushan event and the 2008 Wenchuan earthquake and the rupture history of the southern segment of the Longmenshan fault zone, through field investigations of active tectonics and paleoearthquake research, and our preliminary conclusions are as follows. The activity of the southern segment of the Longmenshan fault zone is much different to that of its central section, and the late Quaternary activity has propagated forward to the basin in the east. The seismogenic structure of the 2008 Wenchuan earthquake is the central-fore-range fault system, whereas that of the 2013 Lushan event is attributed to the fore-range-range-front fault system, rather than the central fault. The southern segment of the Longmenshan fault zone becomes wider towards the south with an increasing number of secondary faults, of which the individual faults exhibit much weaker surface activity. Therefore, this section is not as capable of generating a major earthquake as is the central segment. It is most likely that the 2013 earthquake fills the seismic gap around Lushan on the southern segment of the Longmenshan fault zone.     

Interseismic and coseismic displacements of the Lushan Ms 7.0 earthquake inferred from leveling measurements

By using precise leveling data observed between 1985 and 2010 across the south section of the Longmenshan fault zone, and eliminating the coseismic displacements caused by the Wenchuan Ms 8.0 earthquake, the interseismic vertical deformation field was obtained. The result shows that the Lushan region, located between the Shuangshi-Dachuan fault （front range of the Long- menshan fault） and the Xinkaidian fault （south section of the Dayi fault）, is situated in the intersection zone of positive and negative vertical deformation gradient zones, indicating that this zone was locked within 25 years before the Lushan earthquake. Based on leveling data across the rupture zone surveyed between 2010 and 2013, and by eliminating the vertical deformation within 3 years before the earthquake, the coseismic vertical displacement was derived. The coseismic vertical displacement for the benchmark DD35, which is closest to the epicenter, is up to 198.4 mm （with respect to MY165A）. The coseismic dis- placement field revealed that the northwest region （hanging wall） moved upwards in comparison with the southeastern region （foot wall）, suggesting that the seismogenic fault mainly underwent thrust faulting. By comparing the coseismic and interseismic vertical deformation fields, it was found that the mechanisms of this earthquake are consistent with the elastic rebound theory; the elastic strain energy （displacement deficit） accumulated before the Lu- shan earthquake was released during this quake.     

汶川地震震害考察与震害研究体系化思考

实地考察和分析了汶川地震灾害现象,将震害按照建筑的类型、结构形式等进行了归类,指出建筑的不同结构形式、跨度以及粗糙的构造搭接方式等由于受力不均匀严重地影响了整体的刚性和抗震性能.不仅底框架结构以及简易的预制混凝土构件导致整体垮塌的现象严重,非承重体构件的震害也会造成较大的生命财产损失.通过调研日本震灾调查的体系和经验,认为建筑震害的研究应以系统全面的全数调查为依据,建立一定区域的建筑受灾程度的数据库,通过分门别类(结构类别、结构形式、层数等)的统计分析,导出针对性强的抗震性能与建筑类型、结构形式等的关系.