逆冲型断裂同震地表变形定量分析的几个问题——以汶川ms8.0地震为例

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1、维普资讯http://www.cqvip.com地震地质Vo1．30．NO．3第3O卷第3期2008年9月Sept．，2008SEISMOLOGYANDGEOLOGY逆冲型断裂同震地表变形定量分析的几个问题以汶川Ms8．0地震为例陈桂华李峰郑荣章’徐锡伟于贵华¨闻学泽安艳芬李陈侠1)中国地震局地质研究所，国家地震活动断层研究中心，北京1000292)中国地震灾害防御中心，北京1000293)四川省地震局，成都610041摘要2008年5月12日四川汶川发生8．0地震，发震断裂在地表形成以逆断为主的破裂变形带。同震地表变形带的定量分析对理解地震的构造行为具有重要意义。文中以汶川地震典型

2、调查点为例探讨了逆断型同震地表破裂变形带测量分析中值得重视并容易误解的几个问题，分析了地貌面标志和线性标志等测量数据与构造变形参数的几何关系，给出了变形参数的求解方法和相互关系。同时，就多观测点的定量数据在区域断裂几何结构变化和运动学分析中的运用进行了讨论。关键词汶川肘8．0地震同震地表破裂逆断层变形测量地貌标志中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2008)03—0674一O9O引言2008年5月12日四川西部龙门山地区发生强烈地震，中国地震台网测定震级为8．0，震中103．4E，31．ON，震源深度14km(中国地震信息网，2008)。地震地表变形和

3、地面振动造成了建筑物的倒塌并引发大量的崩塌、滑坡、泥石流、河流堰塞等次生地质灾害。地震发生后，地球物理学者们迅速对主震进行了矩张量反演，对地震破裂过程进行了模拟研究，反演了震源参数(陈运泰等，2008；王卫民等，2008；Jieta1．，2008；Sladen，2008；USGS，2008)。这些结果对同震变形大小和空问分布进行了反演与分析，不同的模型结果有一定的差异。那么，地表地震地质的调查结果如何?已获得的调查结果显示，本次地震在龙门山地区沿北川一映秀断裂和灌县一江油断裂形成2条同震地表破裂变形带，前者长度约240kin，后者长72km(徐锡伟等，2008)。断裂地表变形带具有非

4、常复杂的几何结构特点，变形量的空间变化大，详尽的测量数据和定量分析对于同震地表变形带的几何学、发震断裂区域构造运动学等具有重要的意义。作为陆内巨大的逆冲型地震，逆冲性质的断裂构造变形具有与其它走滑型大地震同震构造(收稿日期]2008—07—17收稿，2008—07—24改回。[基金项目]中国地震局地质研究所基本科研业务专项(DFIGCEA060712)、国家重点基础研究发展计划项目(2004CB418401)和中国地震局汶川8．0级地震应急科学考察项目共同资助。维普资讯http://www.cqvip.com——83期陈桂华等以汶川M。．0地震为例675：逆冲型断裂同震地表变形定量分

5、析的几个问题变形完全不同的特点(Xueta1．，2006)。1999年台湾集集肘。7．6地震在车笼埔断层上形成逆一系列的研究、破断型地表破裂变形带，众多学者以此为契机开展了，促进了对逆断层发震过程裂行为、构造地貌等的认识(Maeta1．，1999；Kelsoneta1．，2001；Cheneta1．，2001，2002；LeeetnZ．．200l，2002，2004；Angeliereta1．，2003a，b；Leeeta1．，2007；Changeta1．，2007)。这些研究一一一一些方法及其应用意义方面揭露出定量化研究中还存在成果方面展示了定量研究的，另一I地震的断裂地表变形带

6、些认识上的问题需要进步探讨。本文结合汶川，对逆断型地表变形定量分析中应该重视的几个问题进行了讨论。，以使研究者能更准确地定量描述地震地表变形1汶川地震发震断裂的地表同震变形样式逆断层活动在浅表松散堆积物上的变形与地壳浅部刚性变形及深部韧性变形具有不同的样式，既可能出现地壳浅部刚性变形下的断坪和断坡组合，在地表地貌上表现为冲断坎；也可能出现与深部韧性变形相似的断弯褶皱，在地表地貌上成为挠曲坎；少数地方可以发现断层面直接出露地表。一处逆断层挠曲坎上(图1a)在汉旺镇泉新村的，可以看到地表面的挠曲变形，没有出现地面覆盖和缺失。在坎侧的剖面中，堆积在河床砾石层之上的河漫滩耕作土层在挠曲坎上下

7、保持连续，整个土层弯曲而没有明显的断错。图1汶Jll地震形成的地表挠曲坎和冲断坎Fig．．1Faultscarpofflexurestyleandoffsetstylea汉旺镇泉新村庄稼地挠曲坎(镜向：NE)；b擂鼓镇石岩村庄稼地冲断坎(镜向：sⅥ在擂鼓镇石岩村，断层在老断坎的基础上逆冲，在开挖的探槽中可以看到断层上盘上冲到下盘的原表面上，并沿原地表面位移形成断坪样式的结构。在地表则表现为上盘堆积物覆盖到下盘之上，下盘表面明显存在缺失。一般比较容易识别一般