加强地震科学研究 有效促进抗震救灾

 2013年4月20日8:02,四川省雅安市芦山县发生7.0级地震,震源深度约13.0km。芦山地震可能发生在龙门山断裂带或在构造上与其相关的断层,是南北走向断裂带由西向东逆冲的结果。     

汶川地震与芦山地震次生地质灾害特征对比

"5·12"汶川特大地震和"4·20"芦山地震在造成重大人员伤亡和财产损失的同时,还诱发了大量的崩塌、滑坡和泥石流等次生地质灾害。基于龙门山地震地质背景,根据已公开发表的成果,结合野外资料,对比分析了汶川地震与芦山地震次生地质灾害的差异,并探讨影响二者差异的因素,得到以下3点认识:(1)芦山地震与汶川地震发震机理不同,但汶川地震对芦山地震具有诱发作用;(2)汶川地震和芦山地震均触发了一系列次生地质灾害,但汶川地震触发的震后次生地质灾害在规模和持续时间上更广泛和持久;(3)水系对地表物质的侵蚀过程因地震驱动的崩滑而被加速。此外,汶川地震的震滑坡量远大于同震岩石隆升增加的山脉体积,未来几十年里,滑坡泥石流等地质灾害将会持续进行。     

用非均匀速度模型对汶川8.0级地震余震重新定位

为了进一步探讨龙门山断裂带深部结构,根据四川省地震局提供的地震原始资料,采用Hypo 2000对汶川大地震以及震后M≥2.0级余震进行重新定位。从2008年5月12日汶川发生8.0级大地震后,截止到2011年4月15日,获得了26 278个地震记录。重新定位后对结果的总结为:(1)主震发生在龙门山推覆构造带中央断裂中段的北川-映秀断裂上,余震主要沿龙门山断裂带方向延伸,呈南北分段分布。重新定位后的到时残差为±0.35s,水平误差为±1.32km,深度误差为±5km。(2)在主震附近的映秀、理县和黑水有一条北西向的余震带与龙门山断裂带的捩断层一致。(3)在青川附近(龙门山断裂带的北端),此段成为余震密集地区,这与历史上此地很少有地震发生不吻合。     

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。     

“4·20”芦山地震地质灾害特征分析

2013年4月20日四川省芦山7级地震是"5.12"汶川地震后龙门山断裂带又一次强烈地震,初步统计地震触发了1800余处具有危害性的地质灾害点,比地震前增加了14%。地质灾害高发区位于Ⅷ、Ⅸ烈度区的龙门-宝盛-太平-双石、大溪-灵关-中坝-穆坪等区域。地质灾害主要类型为浅层滑坡与崩塌、落石,以崩塌体最为显著,失稳模式为震动-拉裂-滑移、震动-拉裂-错落、震动-偏心滚落3种。地震地质灾害除受控于强震触发作用,陡峻的地形地貌、地形与高程放大效应特征突出,同时软弱的岩性、强风化卸荷作用也是地质灾害产生的物质基础。地震崩塌、滚石的危险区范围Dmax=(0.7～1.3)Hmax,滚石的运动距离dmax≈1.1404 Hmax+6.42,与汶川地震崩塌的研究成果是吻合的。     

四川芦山Ms 7.0级地震前卫星线性云异常现象

 对四川芦山地震前1个月内的FY-2卫星云图与红外亮温数据分析发现,震前3d即4月17日的06:30—09:30,在青藏高原东部出现延展达数百千米的两条线性云,两者延伸交叉处正是芦山地震的震中位置。通过与汶川Ms 8.0级地震前数小时出现的线性云异常进行比较,认为龙门山断裂带强震前屡次出现的“无中生有”线性云异常现象,可能与青藏高原东部地下未知的隐伏构造及油气赋存有关,具有一定的临震指示性,应该作为该地区地震遥感监测的重点。今后,在全球综合地球观测系统(GEOSS)大数据的支持下,考虑孕震过程中的地球系统多圈层作用与耦合效应,将开展遥感多参数异常时空特征及其关联性分析,为解开该地区的线性云异常之谜提供科学依据。     

芦山地震与汶川地震有何异同

4月20日,多名地震专家认为,芦山地震和汶川地震的机制一致。中国地震局地质研究所研究员周本刚认为,芦山地震、汶川地震都是逆冲型地震。周本刚解释,地层断裂处分成相对上下两盘,根据上下盘的不同运动分成3种:第1种是断层两盘水平交错,称为"走滑型";第2种是断层上盘往下运动,称为"正断型";第3     

从汶川地震分析龙门山与四川盆地的动力耦合机制及其对川西深层油气运移聚散的影响

2008年的汶川地震为分析龙门山与四川盆地形成演化过程中的山-盆相互作用及其动力耦合机制提供了新的视角与依据.在总结分析龙门山与川西前陆盆地地层构造特点的基础上,从汶川地震的基本特征分析入手,探讨了龙门山与四川盆地的现代动力耦合作用机制及其对川西深层油气二次运移聚散的影响.龙门山的形成演化与地震孕育主要受其西侧松潘-甘孜地块的逆冲和其东侧四川盆地的俯冲的非对称相向挤压控制.龙门山南北两段的地质构造与构造动力环境有较大差异.龙门山晚三叠世开始隆升,其形成早于青藏高原的隆升,与印-亚板块的碰撞无关;但喜马拉雅期以来的演化受印-亚板块碰撞和太平洋板块俯冲的影响.龙门山的冲断褶皱变形垂直于山脉走向从西北向东南,即从松潘-甘孜地块向四川盆地逐渐扩展;平行于龙门山走向发育的断裂带控制川西油气聚散带的分布,前山断裂带上盘及以西地层中的油气基本散失,山前隐伏断裂带有利于深生浅储气藏的形成.     

我对芦山地震的一些认识

 认识2013年4月20日芦山发生的大地震,不妨先从汉川地震谈起。汉川地震为什么会发生,常见的解释是:印度洋板块与欧亚板块碰撞,造成青藏高原快速隆升和地下物质向东缓慢流动;流动物质在龙门山向东挤压,遇到四川盆地刚性地块阻挡,从而造成构造应力能量长期积累、这些能量的释放.最终导致了汉川地震的发生.     

汶川地震驱动的剥蚀作用及对龙门山地貌演化的影响

探讨汶川地震驱动的剥蚀作用及其在龙门山地貌演化过程中的作用。根据卫星影像处理和实地观测,对同震滑坡的空间分布特征进行了精确刻画,结合对该地区地貌高度、地形起伏度、降水特征等数据,进行地貌演化的综合分析。结果表明汶川地震发震断裂控制了剥蚀作用的空间分布,地形起伏度也是控制汶川地震剥蚀作用的因素之一。汶川地震驱动的剥蚀作用不会造成龙门山宏观地貌高度的降低,受上冲断裂带的影响,龙门山可以维持现今的高度或者继续隆升。     

汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景

中国西部地区由于受到印度板块向北推移挤压,青藏高原强烈变形,高原内部及其边缘的活断层上经常发生强烈地震,是大陆内部最活跃的地震区.汶川8级地震就发生在青藏高原东缘的松潘一甘孜地块与扬子地块交界的龙门山主中央断裂带上.作者利用面波层析成像、跨龙门山的被动源地震观测、爆破地震剖面的结果对震源附近的岩石圈结构和动力学特征进行研究,发现松潘一甘孜地块与扬子地块的岩石圈结构与性质有重大差异.扬子地块岩石圈显示为高速、坚固和稳定特性,而松潘-甘孜地块为低速、软弱及易于破碎.在松潘-甘孜地块中,中地壳内普遍存在一个低速层,它是引起中上地亮推覆运动的滑脱层,龙门山的推覆构造就是上部地壳仰冲的结果.汶川地震震源深度为14 km,正好位于龙门山推覆体的映秀-北川主中央断裂带上.     

“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。     

雅安地震灾区宝兴县聚落空间特征分析

宝兴县地处龙门山断裂带上,在汶川和芦山两次强地震的作用下,聚落及其山区生态环境损毁严重.利用遥感数据和GIS技术,选取海拔、坡度、坡向3个聚落生境因子,揭示山区聚落生境特征;在此基础上,利用CV值、NNI指数、VCM曲线和分形模型,阐明聚落的空间分布规律.研究表明,海拔1 900m以下、坡度小于35°且阳坡地带是宝兴县聚落的主要分布区,是山区居民长期适应山地环境的反映.山区聚落主要沿河流集聚性分布,且集聚特征显著.可为灾后恢复重建、新型城镇化建设提供参考.     

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。     

“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。     

汶川地震断裂带数字地震台网建设与应用

为了提高对“5.12”大地震灾害监视和预警的能力,了解地震孕育、发生及发展,研究汶川.地震发震机理、地震复发周期和余震的迁移规律,“龙门山断裂带地震台网”建设,在震后迅速展开.该台网于2008 - 06 - 02开始正式传输地震数据,为灾后重建选址、地震科学钻探选址提供了可靠数据,同时也为研究龙门山断裂带余震分布情况、余震的迁移方向以及判断断层活动状况提供了科学依据.本文从台网选址、台网设计与建设、台网运行与管理、监测效能等方面介绍了台网的建设与应用.     

汶川地震的地表破裂与逆冲-走滑作用

2008年5月12日在龙门山映秀-北川断裂带发生的8.0级特大地震,属于逆冲-走滑型地震.作者以地表破裂为切入点,在映秀-北川断裂和彭灌断裂的关键部位,对断错山脊、洪积扇、河流阶地、边坡脊、断层陡坎、河道锴断、冲沟侧缘壁位错、小路位错、公路位错、公路拱曲、构造裂缝、断层偏转、擦痕、挤压脊、坡中槽等汶川地震所导致的地表破裂和断裂带开展了详细的野外地貌测量,标定了映秀-北川断裂带和彭灌断裂的垂向断距和水平断距,结果表明汶川地震的地表破裂带沿北东东向延伸,走向介于NE30°～50°之间,倾向北西,倾角介于30°～40°之间.其中北川-映秀断裂带的破裂带从映秀向北东延伸达180～190 km,属于单侧多点破裂型,以逆冲-右行走滑为特点,垂直位错为1.60～6.00 m,水平位错为0.20～6.50 m;彭灌断裂的地表破裂出露于彭州磁蜂场-绵竹汉旺之间,长度为30～40 km,以逆冲-右行走滑为特点,垂直位错为0.39～2.00 m之间,水平位错为0.20～0.70 m.表明该地震地表破裂带存在逆冲运动分量和右行走滑运动分量,逆冲运动分量略大于或等于右行走滑运动分量.根据历史地震和活动构造地貌的年龄测定资料,作者认为该区单条断裂的强震复发间隔在1～3ka.在此基础上,初步编制了龙门山地区的地质动力模型图,并认为下地壳物质在龙门山的近垂向挤出和垂向运动,导致了龙门山断裂带的向东逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震.     

汶川地震触发崩滑与Arias强度关系研究

利用汶川地震获得的强震记录及诱发的大量崩滑数据,对地震触发滑坡和Arias强度的关系进行了研究,得到汶川地震在龙门山震区Arias强度可以触发崩滑的水平向下限值约为0.4m/s,上限值可以定为4m/s,研究区不同出露地层可以触发崩滑的Arias强度变化范围不同,平均下限不超过1.0m/s.对部署于龙门山断裂带的强震数据拟合,得到汶川地震龙门山震区Arias强度的衰减关系.利用衰减关系对地震触发崩滑影响区域的估计与实际情况比较吻合,表明综合了地震动记录的振幅、持时和频率信息的Arias强度参数与地震地表破坏程度关系更为密切.可以将Arias强度参数应用于震后地震触发崩滑等地质灾害影响区域的评估工作,评估结果较以烈度作为评估因子的结果更为集中,比较适合于震后应急期间灾害快速评估,可为应急救援决策和方案的制定提供参考信息.     

应用地震地球化学方法对汶川8.0级地震中期预报成功的依据分析

本文对地震地球化学的基础原理作了一些简要的叙述,同时应用该方法对四川省汶川8.0级地震作了中期预报。预报的依据主要是从四川省鲜水河、安宁河及龙门山等几条地质构造带进行了地震水文地球化学观测研究,发现在龙门山地质构造带上及其邻近地区有高地热流值;并伴随着高氡值前兆变化、高氦值、高汞值及高锂值等深部逸出的化学元素指标,这些高值区恰好出现在以汶川为中心的地带,同时在这个地区经常有小地震发生,并具有垂直地形变的升降。因此,根据以上因素,我们曾预报在汶川地区存在着5级以上的强烈地震背景。在2008年5月12日汶川发生了8.0级强烈地震,验证了我们的中期预报是正确的、成功的,是有科学依据的。     

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。