汶川ms8.0級(jí)地震斷層同震位移特征對(duì)斷裂構(gòu)造分析的啟示

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1、第33卷第3期地質(zhì)調(diào)查與研究汶川Ms8．0級(jí)地震斷層同震位移特征對(duì)斷裂構(gòu)造分析的啟示郭進(jìn)京，韓文峰(天津城市建設(shè)學(xué)院土木工程系，天津300384)摘要：斷裂構(gòu)造是地殼淺層次最重要的構(gòu)造現(xiàn)象，也是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的主要領(lǐng)域之一。以穩(wěn)態(tài)區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下的巖石變形破壞過(guò)程為基礎(chǔ)的斷裂構(gòu)造分析理論和方法，受到強(qiáng)地震過(guò)程中斷裂構(gòu)造復(fù)雜同震變形的挑戰(zhàn)。汶川Ms8．0級(jí)地震過(guò)程中斷層同震變形的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及其空間變化，為檢驗(yàn)斷裂構(gòu)造的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的相關(guān)理論和方法提供一個(gè)現(xiàn)實(shí)的范例。本文通過(guò)對(duì)汶川Ms8．0級(jí)地震斷層同震位移的方式、規(guī)模和空間變化特征分析，提出沿?cái)鄬幼呦虻奈灰?/p>

2、方式和位移規(guī)模的空間變化是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力和地震動(dòng)力復(fù)合作用的結(jié)果。汶川地震過(guò)程中地震斷層的位移方式和位移規(guī)模的空間變化以及同一構(gòu)造部位的斷層摩擦鏡面中卻出現(xiàn)了不同運(yùn)動(dòng)學(xué)指向的擦痕線理等特殊的構(gòu)造現(xiàn)象，對(duì)歷史斷裂構(gòu)造變形分析中所遵循的某些原則提出了挑戰(zhàn)，需要重新審視和研究。關(guān)鍵詞：汶川地震；地震斷層；同震位移；斷層構(gòu)造分析；地震動(dòng)力作用中圖分類(lèi)號(hào)：P542+．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—4135(2010)02一O161—062008年5月12日汶川Ms8．0級(jí)特大地震震驚世斷層的構(gòu)造分析的原則和方法的啟示。界。震后大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與研究已經(jīng)揭示了這次地1汶川地震斷層同

3、震位移方式、震的一些基本特征：構(gòu)造逆沖型地震，震級(jí)高(Ms8．0級(jí))，震源淺(14～19km)，持續(xù)時(shí)問(wèn)長(zhǎng)，余震多；地表大小及空間變化特征破裂帶長(zhǎng)(近300km)，沿?cái)鄬油鹞灰拼笄铱臻g變化5．12汶川大地震發(fā)生在青藏高原東緣松潘一甘復(fù)雜；地震動(dòng)力作用強(qiáng)，巖體破壞強(qiáng)烈，災(zāi)害類(lèi)型多，孜地體與四川地塊之間的北東向龍門(mén)山逆沖推覆構(gòu)機(jī)理復(fù)雜等，特別是其發(fā)生在被認(rèn)為并非最危險(xiǎn)的造帶上。龍門(mén)山逆沖推覆構(gòu)造帶自西向東有汶川一區(qū)域。這次地震對(duì)地震研究、構(gòu)造地質(zhì)研究和地震茂汶斷層(后山斷層)、北川一映秀斷層(中央斷層)、灌工程研究等領(lǐng)域的科學(xué)家提出了許多挑戰(zhàn)性問(wèn)題，縣一江油斷層(前山斷層)

4、和山前隱伏斷層組成(圖1)。如這次特大地震的地震機(jī)理是什么?發(fā)震斷層的地這些斷層呈北東走向，向北西傾，地表呈高角度，向深表破裂和同震位移的構(gòu)造力學(xué)機(jī)制是什么?深部構(gòu)部逐漸變緩，最后交匯于20km左右深度的殼內(nèi)高導(dǎo)造的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與地表構(gòu)造的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的低速層。這些斷層白北西向南東依次逆沖推覆疊內(nèi)在聯(lián)系是什么?目前哪些地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與地震置構(gòu)成了龍門(mén)山逆沖推覆構(gòu)造帶。其中映秀一北川區(qū)劃、工程抗震等理論和原則需要重新審視?地震斷層和灌縣一江油斷層是5．12汶川地震的發(fā)震斷過(guò)程作為地殼構(gòu)造變形的最重要的過(guò)程之一，這次層。5．12汶川地震引發(fā)了巨大地震災(zāi)害和人民生地震產(chǎn)生的

5、斷層幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等構(gòu)造紀(jì)錄對(duì)上地命財(cái)產(chǎn)損失”，但作為最重要的地殼構(gòu)造變形方式殼中廣泛發(fā)育的脆性斷層的歷史活動(dòng)的幾何學(xué)、運(yùn)之一的地震作用及其形成斷裂構(gòu)造變形的幾何學(xué)和動(dòng)學(xué)分析會(huì)產(chǎn)生哪些沖擊?本文在對(duì)汶川地震斷層運(yùn)動(dòng)學(xué)地質(zhì)現(xiàn)象，”刪和地震物理過(guò)程所揭示的地同震位移的幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析的基礎(chǔ)上，探討殼深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造信息。。。卻為深化對(duì)龍門(mén)山構(gòu)造了斷層同震位移方式、規(guī)模及空間變化的動(dòng)力學(xué)原帶形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制和過(guò)程的認(rèn)識(shí)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)幾何因，并討論了汶川地震過(guò)程中斷層運(yùn)動(dòng)學(xué)特征對(duì)歷史學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析理論檢驗(yàn)提供了范例和機(jī)遇。收稿日期：2010—06—22基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科

6、學(xué)基金資助(編號(hào)：40642011)作者簡(jiǎn)介：郭進(jìn)京(1962一)，男，博士，教授，主要從事構(gòu)造地質(zhì)、工程地質(zhì)教學(xué)與研究工作，Email：gjj@tjuci．edu．cn。162地質(zhì)調(diào)查與研究第33卷圖1龍門(mén)山區(qū)域斷裂構(gòu)造格架圖(據(jù)Wueta1．，2009；Xueta1．，2009簡(jiǎn)化修改)Fig．1FaultsketchmapofLongmenshanregion(simplifiedandrevisedafterWuela1．，2009；Xueta1．，2009)DAF．灌縣一江油斷層；CLF．映秀一_ILJlI斷層；MWF．汶JiI一茂汶斷層5．12汶川地震造成了映

7、秀一北川I斷層和彭灌一m(虹口)、6．6m(北川I)、4．4m(平通)、2．5m(南壩)、江油斷層30～50Il寬的地表破裂帶，其中沿映秀一1．1Ill(青川)'。震源機(jī)制地震反演又揭示了映．1l~JlI斷層的同震破裂帶北東向延伸長(zhǎng)達(dá)240km或秀．．tLJiI斷層總位移是由初期為逆沖，后期為右旋的250km，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的破裂最長(zhǎng)的逆斷層地震事兩個(gè)地震事件累積之結(jié)果，最大垂直位移11In，最大件；映秀一北川斷層?xùn)|側(cè)7km的灌縣一江油斷層也出右旋走滑位移12m或四個(gè)地震事件(表一1)不同方現(xiàn)了72km長(zhǎng)的地表破裂帶“。這兩條