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地质力学学报 2021年第2期27卷 254-266页

作者：郭菲任俊杰郭慧苏强任建国闫小兵无应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 中国地震局地壳动力学重点实验室北京100085 四川西昌青藏高原走滑断裂系灾害动力学野外科学观测研究站四川西昌615000 大同市防震减灾中心山西大同037006 山西省地震局山西太原030021

活动断层是城市地震灾害的重要风险源,准确厘定活动断层的空间几何展布是有效降低城市地震灾害和开展活动断层避让的基础。而城市化建设对原始地貌的严重改造使得原先出露地表的活动断层成为“隐形”断层,难以准确确定断层的几何展布。... 详细信息

活动断层是城市地震灾害的重要风险源,准确厘定活动断层的空间几何展布是有效降低城市地震灾害和开展活动断层避让的基础。而城市化建设对原始地貌的严重改造使得原先出露地表的活动断层成为“隐形”断层,难以准确确定断层的几何展布。大同盆地中部的水峪断裂北段位于马铺山东缘,断错地貌明显,但南段进入大同市御东新区被城市建筑物覆盖,成为“隐形”断层。研究基于大同地区1965年历史航片影像资料,结合1∶10000地形图,运用航片像对和航空立体摄影的方法重建了该地区的数字高程模型(DEM)和正射影像(DOM),重点对水峪断裂“隐形”段进行识别和定位,厘定了水峪断裂断层陡坎的几何展布特征。研究结果表明,水峪断裂北段山前陡坎线性特征明显,由影像可以准确解译出断层几何展布位置;水峪断裂南段可基于2000年之前的Keyhole历史遥感影像、DOM与DEM资料,根据断层两侧的颜色差异及陡坎高度差异,精确厘定该段的断层几何展布位置;DEM提取的地形剖面表明“隐形”段陡坎高度在19 m左右。同时,基于野外调查的断层剖面与浅层人工地震剖面证明该陡坎就是水峪断裂的位置,这也表明利用历史航卫片对城市“隐形”活动断层进行精确定位的方法是可行的。该研究不仅为大同地区的地震危险性评估提供了重要依据,而且为城市“隐形”活动断层探测提供了一个新的思路和途径。

关键词： “隐形”活动断层历史航片 DEM 航空立体摄影水峪断裂

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大同盆地水峪断裂晚第四纪活动特征研究

大同盆地水峪断裂晚第四纪活动特征研究

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作者：郭菲应急管理部国家自然灾害防治研究院

学位级别：硕士

直下型地震往往会给城市带来严重的灾害损失,因此开展城市活动断裂探测重要的目标是寻找城市内具有破坏性地震发生能力的活动断裂。在城市地区,一些原本在地表具有清晰地貌表现的活动断裂,地表迹象由于人类活动和城市建设的改造,变得模... 详细信息

直下型地震往往会给城市带来严重的灾害损失,因此开展城市活动断裂探测重要的目标是寻找城市内具有破坏性地震发生能力的活动断裂。在城市地区,一些原本在地表具有清晰地貌表现的活动断裂,地表迹象由于人类活动和城市建设的改造,变得模糊而不易识别,成为“隐形”断裂。常规的用于寻找城市活动断层的浅层地震探测和钻孔勘探等方法往往费时费力,仅能获得工作地点的断点位置,要确定高精度的活动断裂空间展布特征,满足城市建设中活动断裂避让的精度需要,往往需要开展大量的探测工作。本论文以山西地堑系北部的大同盆地中部的水峪断裂为研究对象,基于历史航卫片的立体摄影技术重建沿断裂原始地形和断裂几何展布,利用探槽技术、冲沟裂点序列研究水峪断裂古地震活动特征,综合探槽、河流地貌学和年代学等方法的研究结果,分析水峪断裂带晚第四纪活动特征和地震危险性。该研究为城市地区活动断层的识别、定位与活动性研究积累了经验。论文基于历史航卫片相对,以早期地形图作为基准来提取航片控制点,重建了 2m分辨率的DEM和DOM,获得了水峪断裂城市地区“隐形”段原始地形地貌和断裂精细几何展布。通过探槽和序列年代学研究对其古地震事件进行综合分析,得到了水峪断裂距今2.6万年以来5次古地震事件,分别发生在9930±900cal BP cal BP、14190±320 cal BP、14610±380 cal BP、18250±3160cal BP 和 23550±2520 cal BP。利用差分GPS野外实地测量了 43条采凉山东南缘山前横跨水峪断裂的冲沟纵剖面,获得了不少于7级裂点序列,按照流域面积对冲沟进行分类,在此基础上通过裂点序列获得水峪断裂距今2.6万年以来5次古地震事件,结果与野外地质剖面和探槽揭露古地震事件在发生时段上是一致的,表明利用冲沟裂点序列进行水峪断裂古地震事件期次分析是可行的。最后,通过对比分析,建立了 2.6万年以来比较完整的古地震序列,即水峪断裂距今2.6万年以来至少发生过5次古地震事件,单次事件平均垂直位移为1.3-1.6m,对应的古地震震级Mw约为6.7级。考虑到水峪断裂带最后一次大震约发生在10000年之前,大同盆地水峪断裂地带地震危险性不容忽视,尤其是水峪断裂南段位于大同市新城区御东新区,居民区、工厂和学校等密集分布,地震灾害风险高,未来发生地震很可能会造成极大的人员伤亡和财产损失。因此,对水峪断裂应给予足够的重视,加强必要监测,做好地震灾害预测预警工作。

关键词：大同盆地水峪断裂晚第四纪活动立体摄影古地震

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