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地质力学学报 2024年第2期30卷 298-313页

作者：韩帅吴中海王世锋高扬张圣听陆诗铭张铭杲中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国地质大学北京100083

班公-怒江缝合带(班怒带)是青藏高原内部羌塘地块与拉萨地块之间的重要边界,研究该边界带上共轭走滑断裂第四纪晚期的几何结构与变形特性对于理解高原内部在印度-欧亚板块碰撞作用下形成的空间差异响应和构造模型具有重要意义。位于班... 详细信息

班公-怒江缝合带(班怒带)是青藏高原内部羌塘地块与拉萨地块之间的重要边界,研究该边界带上共轭走滑断裂第四纪晚期的几何结构与变形特性对于理解高原内部在印度-欧亚板块碰撞作用下形成的空间差异响应和构造模型具有重要意义。位于班怒带西段的布木错断裂系包括北东向布木错断裂和北西向纳屋错断裂,通过遥感解译和野外地质调查,明确了这两条断裂在第四纪晚期的构造特征和最新的地表变形特征。结果显示,两条断裂自第四纪晚期以来的活动特征明显,并且近期都经历过一次大地震,产生了地表破裂。据此推测班怒带西段北西、北东两组断裂的最新活动强度接近,羌塘地块南部边界现今变形可能受控于两组断裂的共同影响,并已延伸至块体内部。以上发现进一步证明,青藏高原内部物质受中—下地壳流的驱动作用,通过走滑断层和正断层持续向北扩展。

关键词：班公-怒江缝合带布木错断裂纳屋错断裂共轭走滑地表破裂青藏高原

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北京顺义断裂活动对首都机场地裂缝影响定量研究

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地质力学学报 2023年第5期29卷 685-703页

作者：任雅哲丰成君戚帮申葛伟亚谭成轩孟静中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质大学(北京) 北京100083 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段,2010年以来,机场跑道地裂缝逐渐加剧,地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm,已经严重影响机场安全运行。当前,顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描... 详细信息

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段,2010年以来,机场跑道地裂缝逐渐加剧,地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm,已经严重影响机场安全运行。当前,顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描述为主。文章以顺义断裂几何结构、第四纪活动性以及首都机场地裂缝调查研究为基础,依据断层位错理论,定量分析了顺义断裂蠕滑活动对机场地裂缝形成的贡献,研究了1996年12月16日顺义M_(L)4.5级地震对机场地裂缝可能产生的影响,并讨论了顺义断裂未来发生潜在强震时机场地裂缝灾害风险增加的趋势。分析认为,在0.6 mm/a的垂直活动速率下,顺义断裂蠕滑活动46年,在机场地裂缝两侧产生的差异沉降量不超过2.5 cm,对机场地裂缝形成和发展的贡献量约占20%;顺义M_(L)4.5级地震对机场地裂缝的形成影响甚微,顺义断裂若未来发生7.0级地震,估算在断裂两盘产生的差异沉降量最大达104 cm,机场地裂缝灾害风险将增加5倍;顺义断裂上盘中、深层地下水抽采引起的地面差异沉降在机场地裂缝形成和扩展中的贡献量为70%,仍是导致机场地裂缝加剧的主要因素。研究结果可为首都国际机场地裂缝灾害精准防控提供重要科学参考。此外,为深入揭示顺义断裂沿线地裂缝、地面差异沉降等缓变型地质灾害成因机理和灾害效应,建议在其关键部位实施跨断层位移或形变动态监测工作。

关键词：顺义断裂地裂缝地面变形首都国际机场断层位错模型地质灾害

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地震成因软沉积物变形记录的地震强度研究进展

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地质论评 2021年第6期67卷 1785-1802页

作者：钟宁蒋汉朝李海兵苏德辰徐红艳梁莲姬自然资源部活动构造与地质安全重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 地震动力学国家重点实验室中国地震局地质研究所北京100029 深地动力学自然资源部重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 北京工业大学建筑工程学院北京100124

确定地震震级对中长期地震预报、震后应急救援和地震危险性评价具有重要意义。古地震学是研究地质记录中的地震事件,特别是它们的位置、时间和震级大小。然而,传统由地表破裂参数确定的古地震震级仍存在不确定性(大多数地震事件不会导... 详细信息

确定地震震级对中长期地震预报、震后应急救援和地震危险性评价具有重要意义。古地震学是研究地质记录中的地震事件,特别是它们的位置、时间和震级大小。然而,传统由地表破裂参数确定的古地震震级仍存在不确定性(大多数地震事件不会导致地表破裂,或位移小于0.3 m),尤其是由湖泊沉积记录的古地震事件。为了解决未发现明显位错地震震级问题,本文依据软沉积物变形构造的类型和形式,对确定地震震级/强度的方法(经验估算、最大液化距离、扰动层厚度、软沉积物变形类型,经验公式,快速沉积砂层厚度)进行总结和讨论,并分析其理论基础、优缺点、误差大小、适用性、存在问题等。并以中东死海盆地利桑组晚更新世湖相沉积中的震积岩(混杂层)和岷江上游萝卜寨晚第四纪湖相沉积中地震成因的液化底劈为例,利用上述6种方法推断,其代表的震级分别为M5.5~6.5和M6.0~7.0,进一步证实了前人的研究结果。这6种方法的结合,为确定地震震级/强度,特别是湖泊沉积中的地震事件提供了一种新的、相对便捷的方法。该研究可为基于地表破裂参数确定的古地震震级提供可靠的参考,为更好地认识构造活跃地区的地震活动性和危险性提供数据支持。

关键词：软沉积物变形地震相关沉积液化底劈地震强度古地震

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甘肃岷县阳坡村大型古滑坡发育特征与稳定性评价

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地质通报 2024年第10期43卷 1869-1880页

作者：赵文博曹佳文郭长宝刘吉鑫杨志华魏昌利吴瑞安中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质调查局北京100037 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 四川省地质调查研究所四川成都610031

青藏高原东北缘地质环境条件复杂,在内外动力耦合作用下发育一系列大型—特大型古滑坡,滑坡具有规模大、危害大、复活频繁等特点。位于甘肃岷县的阳坡村滑坡为一大型黄土-泥岩滑坡,该滑坡空间结构复杂、变形强烈。通过野外地质调查、遥... 详细信息

青藏高原东北缘地质环境条件复杂,在内外动力耦合作用下发育一系列大型—特大型古滑坡,滑坡具有规模大、危害大、复活频繁等特点。位于甘肃岷县的阳坡村滑坡为一大型黄土-泥岩滑坡,该滑坡空间结构复杂、变形强烈。通过野外地质调查、遥感解译、无人机航测、钻探、数值模拟等研究方法,对阳坡村滑坡空间结构和变形特征进行分析,阐明了滑坡变形机制及影响因素。阳坡村滑坡的拉张裂缝等变形集中分布在3个强变形区(I_(1)、I_(2)、I_(3));钻探揭露阳坡村滑坡体发育两级滑带,其中钻孔ZK1揭露滑带位置为9.7~10.5 m和22.0~25.0 m,ZK3揭露滑带位置为10.0~12.3 m和36.0~37.0 m,滑坡体积约465×10^(4)m^(3);数值模拟结果表明,滑坡在一般工况下滑体位移变形量较小,稳定性较好;在暴雨工况下滑坡前缘强变形区产生局部变形,大范围变形可能牵引后部堆积体发生滑动;在地震工况下滑坡复活变形范围与大小较一般工况有明显增大,同时出现多个潜在滑动面,坡体产生多处变形。研究结果为阳坡村滑坡防治提供有效参考,对大型黄土-泥岩滑坡稳定性评价具有一定理论和实际意义。

关键词：青藏高原黄土-泥岩滑坡复活机理数值模拟

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印度—欧亚板块碰撞变形区的大地震时空分布特征与迁移规律

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地质力学学报 2019年第3期25卷 324-340页

作者：赵根模吴中海刘杰张雷左嘉梦活动构造与地壳稳定性评价重点实验室北京100081 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 天津地震局天津300201 国家测绘地理信息局地图技术审查中心北京100036 防灾科技学院北京101601

印度板块与欧亚板块在新生代期间的持续碰撞和挤压过程导致亚洲大陆发生了强烈的弥散式板内变形,并形成了一个以贝加尔湖为顶点,以喜马拉雅带为底边的近似三角形的变形区与强震活动区,即新-藏三角区。基于固体刚塑性变形平面结构,结合... 详细信息

印度板块与欧亚板块在新生代期间的持续碰撞和挤压过程导致亚洲大陆发生了强烈的弥散式板内变形,并形成了一个以贝加尔湖为顶点,以喜马拉雅带为底边的近似三角形的变形区与强震活动区,即新-藏三角区。基于固体刚塑性变形平面结构,结合滑移线场网络模型,对该区历史强震活动的大范围离散式空间分布特点进行了分析解释。结合1505-1976年以来历史强震空间迁移的实例,归纳了该区历史强震活动与地震应变释放从印度板块边界→新-藏地块→两侧大陆的顺序性及定向性迁移特征,并根据对地震空间迁移规律的认识,进一步探讨了区域未来强震危险性问题。结果显示,从2000-2018年间,印度板块边界和新-藏三角区已多次发生M7.9~9.1大地震,但其东、西两侧的区域大陆地区却异常平静,没发生过7级以上大地震。依照区域强震活动的顺序性迁移特点,推测在未来几到几十年,亚洲大陆东部与中部以及喜马拉雅带东段等区域的大地震危险性较大。

关键词：印度-欧亚板块碰撞断块塑性变形地震时间序列强震迁移地震危险性评价

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河北高阳低凸起深部热储层回灌注水诱发断层失稳危险性探讨

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地质力学学报 2023年第2期29卷 220-235页

作者：朱思雨曹佳文丰成君王继明孟静戚帮申张鹏中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100083 中国地质调查局北京100037 中国联合工程有限公司浙江杭州310051

近年来,注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富,区内分布多条隐伏断层,研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研... 详细信息

近年来,注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富,区内分布多条隐伏断层,研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研究基于华北地区综合地应力场,利用莫尔-库伦准则计算热储区及邻区主要隐伏断层的初始稳定状态;选用Hsieh and Bredehoeft水文模型计算代表性地热井回灌注水10~40年产生的超孔隙水压力值;在初始稳定状态的基础上叠加该孔隙水压扰动,采用断层滑动失稳概率评价方法,分析长期回灌注水对断层稳定性的影响;讨论断层走向与最大水平主应力夹角变化对断层滑动失稳风险的作用规律。结果表明:高阳低凸起及邻区代表性地热井在170 m3/h注水速率条件下,持续注水40年产生的超孔隙水压力值最大不超过11 MPa,该扰动以注水井为中心向四周呈幂函数规律递减,其影响范围不超过8 km;持续回灌注水对高阳低凸起代表性地热井附近2 km范围内隐伏断层的稳定性影响显著,部分断层滑动失稳概率超过85%,具有极高的活化风险;距离注水井2 km范围内不同走向的断层,在单井回灌注水50年的作用下,滑动失稳概率随断层走向与最大水平主应力夹角的减小而迅速增加。文章研究方法及相关成果可为国内外深部地热资源安全开发利用提供地质科学支撑。

关键词：高阳低凸起地热回灌注水断层滑动失稳概率

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青藏高原东北缘武威盆地内部全新世伸展构造特征及其成因机制

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地质力学学报 2022年第3期28卷 353-366页

作者：李艺豪杜星星李天秀中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 新疆油田重油开发公司新疆克拉玛依834000

武威盆地位于青藏高原东北缘北祁连山与龙首山之间的河西走廊东端,全新世期间处于北东向挤压环境中。野外地质调查发现,武威盆地内部发育有两组走向近于垂直的正断层,即北西西走向和北东走向的正断层。光释光测年结果表明,两组正断层在0... 详细信息

武威盆地位于青藏高原东北缘北祁连山与龙首山之间的河西走廊东端,全新世期间处于北东向挤压环境中。野外地质调查发现,武威盆地内部发育有两组走向近于垂直的正断层,即北西西走向和北东走向的正断层。光释光测年结果表明,两组正断层在0.70 ka、0.49~0.18 ka发生了两期构造活动。分析结果认为,北西西走向正断层是由武威盆地内部坟门山隆起持续隆升所产生的垂直于地层层面的差异应力作用所形成;北东走向正断层可能是盆地两侧近东西走向左旋走滑断裂控制下形成的张性破裂(T破裂),也不排除是由在青藏高原北东向挤压作用下,与挤压应力相垂直方向上的伸展作用形成。因此,晚全新世期间武威盆地的构造变形受到青藏高原东北缘构造的控制。

关键词：青藏高原东北缘武威盆地全新世正断层河西走廊

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川西理塘断裂晚第四纪活动性及古地震复发特征

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地质学报 2024年第7期98卷 2084-2100页

作者：张献兵杨镇钟宁于皓郭长宝杨桂芳李海兵自然资源部活动构造与地质安全重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

块体内部活动断裂具备发生7级以上大地震的能力,其空间展布特征、活动性及地震危险性不容忽视。理塘断裂带位于川滇块体内部,是川西高原理塘地区重要的发震构造。关于理塘盆地地表破裂的形成时代、理塘断裂的古地震复发特征及运动性质... 详细信息

块体内部活动断裂具备发生7级以上大地震的能力,其空间展布特征、活动性及地震危险性不容忽视。理塘断裂带位于川滇块体内部,是川西高原理塘地区重要的发震构造。关于理塘盆地地表破裂的形成时代、理塘断裂的古地震复发特征及运动性质仍存在争议。本文基于遥感解译、野外调查、无人机摄影测量、古地震探槽、^(14)C测年等手段,厘定了理塘断裂的空间几何展布、活动性及古地震历史。研究结果表明,理塘盆地地表破裂可能为1948年理塘M71/4级地震和1729年理塘地震叠加形成。理塘断裂古地震复发行为符合丛集地震特征,与毛垭坝断裂强震复发特征较为相似,指示两者可能同时发生破裂。理塘断裂运动性质为左旋走滑兼有正断分量,除受控于青藏高原东南缘侧向挤出运动,可能还受雅江和香格里拉次级块体差异运动的影响。本研究为理解川滇块体内部活动断裂的地震危险性、构造变形机制,以及区域重大工程规划建设与安全运营提供了详实资料。

关键词：晚第四纪古地震复发特征变形机制理塘断裂

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河北宣化赵川地区矿渣碎屑流工程特性及其启动机制

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地质力学学报 2019年第4期25卷 554-562页

作者：李晓乐杨为民程小杰周俊杰张树轩吴玉涛于鸿坤中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中兵勘察设计研究院有限公司北京100053 活动构造与地壳稳定性评价重点实验室北京100081 中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 中国矿业大学(北京) 北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083

张家口宣化地区存在大量具有潜在危险的松散矿渣堆积体,文章以该地区具有代表性的响水沟松散矿渣堆积体为研究对象,对矿渣的颗粒组成、矿物成分、力学性质等进行详细的室内试验研究,结果表明:矿渣堆积体属砾质砂土,粘粒含量少,且级配不... 详细信息

张家口宣化地区存在大量具有潜在危险的松散矿渣堆积体,文章以该地区具有代表性的响水沟松散矿渣堆积体为研究对象,对矿渣的颗粒组成、矿物成分、力学性质等进行详细的室内试验研究,结果表明:矿渣堆积体属砾质砂土,粘粒含量少,且级配不良,松散易流动。同一干密度下,随含水率增加,矿渣抗剪强度先增大后减小,当含水率为15%时,其粘聚力最低,表明响水沟矿渣堆积体失稳启动下滑的界限含水率可能在15%左右。综合以上分析结果,拟合得到粘聚力与含水率关系公式,初步预测矿渣碎屑流启动下滑的临界含水率。这一认识对该区矿渣堆积体的稳定性评价及碎屑流灾害预警有重要意义。

关键词：矿渣堆积体碎屑流含水率抗剪强度工程特性

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甘肃岷县浑水沟泥包砾成因机制及其灾害意义

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地质力学学报 2022年第6期28卷 1046-1058页

作者：渠敬凯杨为民申俊峰万飞鹏邱占林马思琦徐传成中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 龙岩学院福建龙岩364012

2020年8月,甘东南地区持续降雨且伴随多个强降雨过程,岷县梅川镇浑水沟暴发泥石流,左岸方家山滑坡失稳下滑,严重威胁沟口成兰铁路安全。基于野外调查、遥感解译和室内测试结果,分析泥包砾的形态结构、矿物组成以及堆积特征,研究泥包砾... 详细信息

2020年8月,甘东南地区持续降雨且伴随多个强降雨过程,岷县梅川镇浑水沟暴发泥石流,左岸方家山滑坡失稳下滑,严重威胁沟口成兰铁路安全。基于野外调查、遥感解译和室内测试结果,分析泥包砾的形态结构、矿物组成以及堆积特征,研究泥包砾形成的地质环境和机制,探讨泥包砾的灾害意义。研究结果表明:泥包砾分布于浑水沟流通区下游及堆积区,呈球形且具多层结构,由石英、方解石、黏土矿物等组成,其形成主要受控于流域第四系黄土和古近系泥岩中的黏土矿物,而较缓的沟道、岸坡黄土滑坡和崩塌的发育以及适宜的水动力条件,促进了泥包砾的形成和自生加大;泥石流冲击力随着泥包砾粒径的增大而增大,再起动所需临界泥石流流速相较于块石较小;泥包砾是古近系泥岩与泥石流共同作用的结果,具有加剧泥石流危害的作用,因此亟需治理浑水沟泥石流以保证成兰铁路的安全运营。

关键词：泥包砾泥石流黏土矿物形成机制冲击力起动速度

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