鲜水河断裂带乾宁段古地震、滑动速率与强震危险性

发布时间：2017-10-08 09:02

  本文关键词：鲜水河断裂带乾宁段古地震、滑动速率与强震危险性

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【摘要】：鲜水河断裂带位于青藏高原东南缘,为高原内部巴颜喀拉和川滇两个强烈活动次级块体的边界带,是全球近代最活跃的断裂带之一。沿断裂带,自1725年康定7级地震以来,历史上就记载有9次6.9级以上大震,平均复发间隔约31年其未来大震危险性一直为国内外学者所关注。尤其是2008年以来,巴颜喀拉块体的东、南边界带上相继发生了2008年汶川8级、2010年玉树7.1级和2013年芦山7级等灾难性乃至毁灭性大地震,鲜水河断裂带康定-色拉哈段上也发生了2014年康6.3级地震,2015年,青藏高原南缘喜马拉雅板块边界带上又发生了尼泊尔8.1级巨震,鲜水河断裂带会不会受其影响而发生更大地震再次成为社会关注的焦点,获得断裂带大震复发行为翔实、可靠的基础资料和认识是当前地震地质工作的迫切任务之一。乾宁段是鲜水河断裂带北西单一结构段的最南段,沿乾宁段的研究工作主要完成于八十年代至九十年代初,探槽基本为单一的、沿断层槽谷谷坡或陡坎开挖的小型探槽,一般仅揭露出主断层附近的构造充填楔,测年样品则为含碳的沉积物,存在碳库效应、混合年龄以及采样困难等问题。近年来,古地震研究,尤其是探槽地点选择和测年技术等,都有了长足的发展,为获得断裂带更为翔实、可靠的地表破裂型大地震基础资料和认识提供了技术支撑。正在蓬勃发展的基于小型无人飞行器(s UAV)的超低空数字摄影技术,以及近年发展起来的AMS测年技术,则为获取活动断裂精确的位错量和可靠的断裂活动速率提供了新的技术手段。野外调查发现,沿鲜水河断裂带乾宁段,在龙灯一带断裂晚第四纪活动断错地貌极为发育,局部残留的断层槽谷洼地可能保存有较完整的全新世断塞塘沉积记录,是研究断裂大地震地表破裂历史与活动速率的理想场所。综上所述,一方面,获得鲜水河断裂带更为翔实、可靠的基础资料和认识是亟需开展的一项工作;另一方面,鲜水河断裂带乾宁段龙灯一带残存有研究断裂大地震地表破裂历史与活动速率的理想场所,在前人工作基础上,基于近年来已有长足发展或正在发展的活动构造与古地震研究技术,应该可以获得一些更为翔实、可靠的基础资料和认识,为未来大震危险性评估提供科学依据。因此,论文选题为“鲜水河断裂带乾宁段古地震、滑动速率与强震危险性”。论文的主要研究内容为:(1)鲜水河断裂带乾宁段龙灯地点古地震精细研究——沿鲜水河断裂带乾宁段,精心选择一个发育沉积序列地层、事件保存相对完整的地点,开挖三维组合探槽,开展古地震精细研究,以获取相对更为可信的古地震序列。(2)乾宁段晚第四纪活动速率估算——高精度获取乾宁段晚第四纪活动的位错量以及位错发生时段,以估算断裂晚第四纪以来不同时段的平均活动速率。(3)乾宁段未来强震危险性评估——基于古地震研究与活动速率估算结果,对乾宁段未来强震危险性进行评估。论文采取的技术方案为:(1)资料处理和分析——搜集和整理鲜水河断裂带的前人研究资料与认识、历史地震与现代地震资料、高分辨率数字影像数据,并在GIS平台上结合遥感影像处理技术将鲜水河断裂带乾宁段的地形、地理、地质和地震目录等资料进行融合处理和分析。(2)龙灯地点探槽开挖与古地震精细研究——通过高分辨率遥感影像解译与野外调查相结合的办法,沿乾宁段精心选择龙灯乡南侧一个沉积序列地层发育、事件保存相对完整且有利于采集14C样品的地点,开挖三维组合探槽。以1/20比例尺精度详细记录探槽剖面的信息:断裂与堆积地层的关系、事件层(含崩积楔)、埋藏土壤、构造楔、充填楔等,确定古地震发生的期次和序列。以多个探槽记录的地层信息进行研究点周边局部环境地层序列分析,进一步限定古地震事件的年代。(3)龙灯一带断错地貌无人机实测与活动速率估算——选择断错地貌发育的龙灯一带,采用无人机进行航拍和数字图像采集,经差分GPS控制与几何校正和后期数字图象处理,解译和分析冲沟不同级次的水平位错量,结合野外实测,以获取乾宁段晚第四纪以来不同时段的累积位错量和最新一次事件的同震位错量。综合分析探槽开挖获得的阶地年龄和事件年代与冲沟(水系)累积位错量之间的关系,结合前人研究资料,估算乾宁段晚第四纪以来不同时段的活动速率。(4)乾宁段强震危险性初步分析——在乾宁段(古)地震复发行为分析基础上,从古地震学角度、历史地震活动性分角度以及活动速率角度对乾宁段的强震危险性进行综合分析。论文的主要认识和结论为:(1)鲜水河断裂带乾宁段距今约9000年以来发生过5次(古)地震事件,事件年代依次为(8070-6395)BC、(5445-5125)BC、(4355-4180)BC、(625-1240)AD和1893年乾宁地震。(2)乾宁段的大震复发行为并不遵循准周期地震复发模式,早期复发间隔约1000~2700年,至(4355-4180)BC事件后,有过5000年左右时长的平静期,之后又进入活跃期,1000yr B.P.左右以来发生了两次地表破裂型大震。(3)基于无人机航拍与野外实测所获取的位错量,结合探槽的地层年代,估算得到乾宁段距今约1000年以来的平均活动速率约2.8mm/a、距今约11000年以来的平均活动速率约1.6mm/a、距今约3万年以来的活动速率约1.7mm/a。(4)单从古地震重复间隔(约1000年)和离逝时间(123年)来看,乾宁段近期发生7级以上地震的可能性不大。但若考虑整个鲜水河断裂带近200年以来的大震密集发生情况,乾宁段近期发生7级以上地震的可能性较大。论文的主要进展为:在前人工作基础上,获得了鲜水河断裂带乾宁段更为完整的古地震事件序列和基于古地震研究结果的晚第四纪活动速率,为分析乾宁段的大震复发行为以及近期大震危险性积累了基础资料和认识。论文存在的主要问题:(1)古地震事件序列的完整性和活动速率估算结果的可靠性一直是困扰活动构造与古地震研究的难题。尽管,论文研究从探槽研究的各个环节、位错量的获取等方面进行了尽可能的控制和分析,但依然存在一定的不确定性。(2)本次工作获得乾宁段距今约1000年以来的活动速率约2.8mm/a、距今约11000年以来的活动速率为1.6mm/a、距今约3万年以来的活动速率约1.7mm/a,远小于前人研究结果。个中原因,尚有待更多的工作进行检验和探讨。下一步工作方向:沿乾宁段乃至整个鲜水河断裂带继续精心选择探槽地点,翔实开展古地震精细研究和活动速率估算,与龙灯地点相互对比、补充,最大限度降低研究过程中的不确定性,为认识断裂带的地表破裂行为、评估断裂近期大震危险性提供更为可靠的基础资料,是下一步工作的主要方向。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国地震局地质研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.2
【目录】：

• 摘要3-6
• Abstract6-13
• 1 前言13-17
• 1.1 论文的选题依据13-15
• 1.2 论文研究内容与技术15-17
• 2 区域地震地质环境17-26
• 2.1 活动构造背景17-20
• 2.2 鲜水河断裂带晚第四纪活动特征20-22
• 2.3 鲜水河断裂带地震活动特征22-26
• 3 鲜水河断裂带乾宁段的古地震研究26-48
• 3.1 走滑断裂古地震研究技术与方法26-29
• 3.2 乾宁段龙灯地点古地震研究29-47
• 3.2.1 探槽布设30-31
• 3.2.2 探槽揭露的地层序列31-39
• 3.2.3 探槽揭露的古地震事件39-41
• 3.2.4 古地震事件年代限定41-46
• 3.2.5 同震位错量46-47
• 3.3 小结47-48
• 4 鲜水河断裂带乾宁段晚第四纪活动速率估算48-62
• 4.1 走滑断裂活动速率估算方法与发展趋势48-51
• 4.2 龙灯一带断错地貌定量分析51-59
• 4.3 晚第四纪活动速率估算59-61
• 4.4 小结61-62
• 5 鲜水河断裂带乾宁段未来强震危险性分析62-68
• 5.1 乾宁段强震复发行为讨论62-65
• 5.2 乾宁段未来强震危险性分析65-67
• 5.3 小结67-68
• 6 结语68-70
• 6.1 主要认识与结论68
• 6.2 主要进展68-69
• 6.3 存在的主要问题与下一步工作方向69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-78
• 作者简介78
• 发表文章情况78

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