2021年青海玛多MW7.4地震分布式同震地表裂缝特征

2022-06-10 01:56刘小利姚文倩邓德贝尔韩龙飞贾治革邵延秀乐子扬高天琪
地震地质 2022年2期
关键词:玛多列式块体

刘小利 夏 涛 刘 静 姚文倩 徐 晶 邓德贝尔 韩龙飞 贾治革 邵延秀 王 焱 乐子扬 高天琪

1)中国地震局地震研究所,武汉 430071

2)天津大学,地球系统科学学院,表层地球系统科学研究院,天津 300072

3)中国地震局第二监测中心,西安 710054

4)中国地震局地质研究所,地震动力学国家重点实验室,北京 100029

5)防灾科技学院,廊坊 065201

0 引言

地震地表破裂的几何形态、同震变形及其在空间上的分布特征,是理解地壳弹性应变转换为不可逆的永久性构造变形和地震破裂行为的关键(Scholz,1982; Zachariasenetal.,1995; Sibsonetal.,1998; Wesnousky,2008; Oskinetal.,2012; Klingeretal.,2018),也是构造活动区各种重要基础设施抗震设防的关键依据(Youngsetal.,2003; Petersenetal.,2011; Ferrarioetal.,2021)。确定活动断层的位置,设置一定宽度的避让带,使重要设施避开灾害源,可有效降低断层位错带来的损失。Youngs等(2003)首次提出基于同震地表位错的断层位错灾害风险概率模型,以辅助内华达尤卡山(Yucca)核废料储存库的选址。但在一些情况下,如交通线路、油气管道等分布式基础设施无法规避断层时,不仅需要限定断层位置,还需要明确断层带的变形宽度及变形的空间变化(Youngsetal.,2003; Petersenetal.,2011),美国阿拉斯加输油管线采取滑轨支架架空敷设就是抗震减灾韧性设计的一个典型案例。

近年来越来越多的特大震例研究,如汶川地震(徐锡伟等,2008a; Liu-Zengetal.,2009)、昆仑山地震(徐锡伟等,2008b)、Landers地震(Micheletal.,2006)、Ridgecrest地震(Pontietal.,2020; Thompson Jobeetal.,2020; Goldetal.,2021)等证实,破裂的几何结构在平行断裂和垂直方向上的分布均具有显著的非均一性(Scholz,1982),在地表产生复杂的破裂模式,包括各种大小规模的阶区、离散和分布式变形(Goldetal.,2019)。也就是说,大地震不仅能在发震断层上产生地表破裂,还可能在远离发震断层的区域触发先存断层或新生断层产生地表破裂或微弱变形(Petersenetal.,2011; Livioetal.,2016)。但强震发生后,人们往往聚焦于沿主断层地表破裂的测量与填图(Wellsetal.,1994),缺乏对分布式同震地表变形的足够关注(Livioetal.,2016; Ferrarioetal.,2018),从而影响对同震地表破裂带的完整观测和全面分析,也制约了活动断层工程避让带宽度及其边界的准确限定(徐锡伟等,2008b)。

2021年5月22日,在青藏高原北部巴颜喀拉块体北边界南侧约70km的昆仑山口-江错断裂的东延段发生了一次块体内部的强烈地震(据中国地震台网测定,震级为MW7.4 ),被称为玛多地震。此次地震造成了长达158km的地表破裂(姚文倩等,2022)和西丽高速玛多县境内的野马滩大桥、昌马河大桥坍塌,引起了众多学者的广泛关注(盖海龙等,2021; 潘家伟等,2021; 徐志国等,2021; 詹艳等,2021; Zhaoetal.,2021)。目前,多个研究团队给出了玛多地震同震地表破裂的长度和最大位移的初步结论(盖海龙等,2021; 李智敏等,2021; 潘家伟等,2021),但关于同震地表变形的分布特征还未进行专门讨论。

玛多地震发生当天,为响应中国地震局科技司的应急指令,湖北省地震局联合天津大学地球系统科学学院立即启动了玛多地震的应急工作,对同震地表破裂进行了为期4周的详细现场调查和低空无人机摄影测量,并于2021年9月28日—10月8日对地震应急期的数据分析结果和典型部位进行复核校验。基于2次大范围、详实的现场调查资料和震区3~7cm分辨率的无人机航片,获得了精细的同震地表破裂空间展布和几何形态数据,明确了玛多地震同震地表破裂带的长度、宽度、分段性等重要参数。对跨断层长10km、宽1km、分辨率为5~7cm的廊带航片进行了精细解译,发现在远离主破裂断层数千米范围内仍有一定数量的地表裂缝、砂土液化带、带状地表垮塌等现象。为了更好地理解青藏高原走滑型强震的地表破裂样式,本文将基于野外现场调查资料和无人机航片,详细展示了2021年玛多MW7.4地震地表变形的分布式特征,探讨影响玛多地震地表变形分布形态的控制因素。

1 构造和地质背景

巴颜喀拉块体是晚新生代以来青藏高原发生向E和SE“逃逸”的活动地块之一(Tapponnieretal.,1982)(图 1),其南、北边界分别被甘孜-玉树-鲜水河断裂带和东昆仑断裂带所围控,东部边界由龙门山断裂带的中—南段和岷江断裂组成,西边界为阿尔金断裂带。其北边界东昆仑断裂带和南边界甘孜-玉树-鲜水河断裂带均为左旋走滑性质,晚第四纪的平均左旋滑动速率均为10~12mm/a(杜方等,2009)。整体上,NWW向的东昆仑断裂带向E滑动的速率呈梯度下降,而NW向的甘孜-玉树-鲜水河断裂带的滑动速率沿走向从北至南由大变小再变大(闻学泽,2018)。但其东边界龙门山断裂带由一系列逆冲或逆冲兼右旋走滑断裂组成,调节了巴颜喀拉块体SE向的“逃逸”运动与大部分变形,使得其NW-SE向的水平缩短速率仅为2~4mm/a,右旋剪切变形速率约为6mm/a(杜方等,2009),直接分隔了巴颜喀拉块体与相对稳定的华南地块。

基于这种区域构造动力学背景,巴颜喀拉块体边界带及其邻区地震活动频繁,成为近年来青藏高原内部板内强震高发的地带(闻学泽,2018)。自1976年唐山地震以来,中国大陆所有7级以上地震都发生在该块体周边或其内部(图 1),显示其构造运动正处于活跃期(徐锡伟等,2017)。其西边界阿尔金断裂带上分别于2008年和2014年发生了2次于田M7.3地震; 北边界东昆仑断裂带上有2001年昆仑山口西M8.1地震; 南边界甘孜-玉树-鲜水河断裂带上有1997年玛尼M>7.0和2010年玉树M7.1地震; 东边界龙门山断裂带上有2017年九寨沟M7.0、2008年汶川M8.0和2013年芦山M7.0地震。

相对巴颜喀拉块体边界断裂带的研究热度,其内部活动断裂获得的关注度较低。巴颜喀拉块体内部也广泛发育着一系列NW-SE向的活动断裂,如龙日坝断裂、五道梁-长沙贡玛断裂、昆仑山口西-达日断裂、玛多-甘德断裂、江错断裂等,晚第四纪活动性特征明显(戴华光,1983; 熊仁伟等,2010)。NE向的龙日坝断裂将巴颜喀拉块体分隔为西北侧的阿坝和南东部的龙门山2个次级块体。相对于南北两侧走滑速率更高的东昆仑断裂带和甘孜-玉树-鲜水河断裂带,阿坝次级块体内部次级断裂的走滑速率相对较低,熊仁伟等(2010)根据阶地年龄估算玛多-甘德断裂第四纪以来的左旋走滑速率约为4.68mm/a。这些不同级别的断裂系统共同调节着来自青藏高原块体间及块体内部的形变,也控制着块体边界及其内部的一系列中强地震(詹艳等,2021)。因此,巴颜喀拉块体现今的构造变形更为弥散、连续,明显有别于中国大陆内部如塔里木、柴达木、鄂尔多斯、扬子等更为刚性的块体(张培震等,2003)。

2 方法和数据

目前,同震地表破裂数据的获取主要通过现场调查和高分辨率卫星影像、低空无人机摄影测量、高精度激光雷达等各种对地观测遥感技术实现。由于地理、交通、天气、费用及各种不可到达等因素的影响,现场调查具有较多的局限性(Livioetal.,2016),且往往集中在主断层或已知断层附近,其观测结果代表的是同震地表变形的有限样本,可能会严重低估分布于远场的地表破裂(Livioetal.,2016; Ferrarioetal.,2018)。近年来,GaoFen、Sentinel-1/2、TerraSAR-X等卫星的发射显著提高了获取影像的时空分辨率,极大地提高了对地表断层的探测能力,为同震变形和震后余滑研究提供了有力工具。相对卫星影像和SAR数据周期固定、LiDAR成本高的不足,低空无人机摄影测量具有成本低、灵活便捷、分辨率高等优势,目前已在地震灾害调查中得到广泛而深入的应用(Benjellounetal.,2020; Parkeretal.,2021)。遥感技术在历史震例中的成功应用表明,所有大地震都会在一个广泛范围内产生可监测的地表变形,引起大范围区域的应力变化(Barnhartetal.,2020),进而潜在地触发广泛范围内次级断层的破裂,可能是先存断层,也可能是新生断层(Livioetal.,2016)。为了全面、细致地获取玛多地震的同震地表破裂,我们采取现场调查和多源遥感技术相结合的策略。具体的数据获取与处理流程如图 2 所示。

图 2 同震地表变形数据的采集与处理Fig. 2 Data collection and processing process for seismic surface deformation.

基于开源雷达数据处理平台GMTSAR和差分干涉技术,利用覆盖震区的震前、震后升、降轨4景Sentinel-1A SAR-C数据和粗精度轨道文件,获取了干涉影像(图 1)和同震形变场(图 2),并以此为参考确定总长约180km的飞行航线和野外作业范围。于2021年6月15日完成了航片采集和应急调查,尽可能地保留了地表破裂的原始面貌,并于9月28日—10月8日进行了复核和补充。

现场调查采取分区等间隔(1km×1km)抽样调查法,根据InSAR同震形变的迹线划分了180×2个调查区,每区至少包括1个采样点,呈“Z”字形追踪地表破裂。利用奥维APP定位、高清数码相机拍照,并依次丈量跨断层的所有裂缝的走向、拉张量、剪切量、倾滑量,并估计长度。对于地形陡峭和交通不便的区域适当抽稀测量,而在破裂相对密集的区域加密测量。经过地震应急期的现场调查和二次复查,最终获得了370余处现场调查资料。

利用纵横大鹏CW-15混合固定翼无人机采集了沿江错断裂长180km、宽1.5km、分辨率为3~5cm的航片,以及5条跨断层长10km、宽1km、分辨率为5~7cm的条带航片; 利用Phantom 4 Pro V2.0无人机搭载2000万像素的FC6310S型号相机采集了多处典型部位约80km2、分辨率为3~5cm的航片,数据总量达2T。

3 玛多地震地表破裂带的基本特征

图 3 无人机摄影测量作业区的示意图Fig. 3 Sketch map of Madoi UAV photogrammetric area.一般断层修改自1︰25万地质图,活动断层修改自全国活动断层数据库(2006版),背景为30m DEM叠加降轨InSAR同震形变场

玛多地震的地表破裂充分展示了沿江错断裂几何不连续的多样性和不同程度的几何复杂度,主要表现在方向旋转、尾端分叉、断层阶区和宽度变化4个方面。破裂带总体上呈微弧形伸展,从西向东,主破裂带呈弱倒置的反“S”形展布,走向分别在震中以西50km、20km和震中以东15km、30km和60km处发生较大变化,地表破裂表现为多支近平行或斜交的复杂几何形态,部分段落还呈弧形、团状等形态,多段破裂宽度接近甚至超过3km。主破裂带的走向在西侧尾端(震中以西约50km处)和东侧尾端(震中以东约60km处)均产生约20°的偏转和破裂分叉,分别形成2组分支破裂,西端分支的走向近99°,东端分支的走向约为100°。在野马滩东侧,地表破裂结构简单,集中分布于宽度不足400m的范围内,表现出典型的剪切走滑破裂特征。潘家伟等(2021)认为冬草阿隆湖—杂得贡玛为“空区”,在该区未见地表破裂,但现场调查中我们在其内发现零星出露且局部较为连续的地表破裂,在主破裂延展方向两侧还存在分支破裂,在无人机航片上也依稀可见。

4 玛多地震分布式地表裂缝的发育特征

历史震例研究表明,强震可以在地表产生复杂的破裂模式,不仅能在发震断层上产生地表破裂,还可能在远离发震断层的区域触发先存断层或新生断层产生地表破裂或微弱变形(Petersenetal.,2011; Livioetal.,2016),形成分布式同震地表裂缝(Petersenetal.,2011; Goldetal.,2019)。基于震后快速大范围、详实的现场调查及沿发震断层、跨发震断层的厘米级航片的解译结果,玛多地震的地表裂缝得以高精度的再现复刻,其不仅密集分布在主断层两侧500m的范围,还出现在距离主断层数千米的范围内(>500m),表现出复杂的分布式特征。

为便于讨论,我们将沿发震断层上的地表破裂称为主破裂,而将发震断层之外所有的地表破裂都称为分支破裂,不论其与发震断层的交会关系如何(Youngsetal.,2003)。主破裂一般具有更好的连续性、更大的位错量,并与深部震源破裂面在地表上的投影相对应。此外,强震时发震断层的突发性滑动会引发围岩介质或先存断裂薄弱带的应变响应,产生“触发性”地表破裂或裂缝(Sylvester,1988; Nurminenetal.,2020)。玛多震区除了构造成因明确的地表破裂或强震动作用造成的线性地面变形(如地裂缝、重力垮塌)外,还有一部分延伸长、方向稳定、具有雁列特征的地表裂缝带。因此,为避免低估或误判,根据地表裂缝的走向、构造关系、延续性及是否存在明确的位错标志,将解译结果分为4个类别: 1级,构造意义明确的主破裂; 2级,分支破裂; 3级,成因不明的地表裂缝; 4级,震动作用造成的震动变形。

图 4 鄂陵湖湖滨区的同震地表变形Fig. 4 Coseismic surface deformation near the lakesides of the Eling Lake.a 近EW向右阶羽状裂缝; b 串珠状砂土液化伴随的条带状塌陷坑,显示北侧被垂向抬升10~20cm; c 图b中相机拍摄的塌陷坑的局部放大图; d 近EW向裂缝及右阶斜列串珠状砂土液化; e 围墙倒塌

图 5 优云乡一带的同震地表破裂Fig. 5 Coseismic surface ruptures near the Youyun Township.a、b 近EW向右阶斜列破裂; c 图a、b的局部放大,显示车辙发生左旋位错,北侧的位错量为19~55cm,南侧的位错量为10cm; d、e NW向破裂,显示微弱的左旋位错和南盘抬升

图 6 震中以东3~5km处的同震地表裂缝Fig. 6 Coseismic surface fractures about 3~5km east of the epicenter.a 地表破裂与裂缝总体分布图; b NNW向张剪性破裂; c NNW向张性破裂,显示北盘垂向抬升约16cm; d 张剪切破裂,显示左旋位错量为28cm; e 近EW向左阶斜列式张裂缝; f NEE向左阶斜列张裂缝; g 地表裂隙; h 近河岸喷砂冒水

图 7 震中以西12km处的同震地表裂缝Fig. 7 Coseismic surface fractures about 12km west of the epicenter.a 总体分布图; b 地表裂缝及串珠状砂土液化; c EW向近平行的地表裂缝及砂土液化点; d NNW向右阶斜列式地表裂缝; f 近EW向左阶斜列地表裂缝

图 8 震中以西20km处的同震地表裂缝Fig. 8 Coseismic surface fractures about 20km west of the epicenter.a 总体分布图; b 微弧状地表裂缝及串珠状砂土液化; c NNE向右阶斜列式平直地表裂缝及串珠状砂土液化; d 近NNE向的左阶地表裂缝

在震中以东 28km处,主破裂带由1组右阶斜列式张剪破裂组成,密集分布于约200m的范围内,表现为典型的剪切走滑破裂特征(图9d)。d点南侧约200m有一支近EW向右阶斜列式地表破裂(图9c)。继续向S 300m有大量微弱的左阶斜列式地表破裂,连续性较好,呈NNE向或近EW向延展(图9b)。d点北侧约500m处有大量EW向张剪性地表破裂,显示微弱的左旋位错(图9e)。此外,b、d点附近沿河道有少量重力垮塌(图9a)。

图 9 震中以东28km处的分布式地表破裂Fig. 9 Coseismic surface ruptures about 28km east of the epicenter.a 总体分布图; b 左阶斜列式地表破裂; c 右阶斜列式地表破裂; d EW向右阶斜列式地表破裂; e EW向张剪性地表破裂

主破裂在震中以东 50km处沿近EW向断续出露,逐渐尖灭于河岸以西400m处(图10a); 河谷内出现多支近EW向的平直裂缝,伴随串珠状砂土液化,长约数十米至上百米,而后尖灭(图10c)。c点以南约500m范围内强震动引起河床失稳,分布大量平行于河岸的NE向重力垮塌和地裂缝(图10a)。继续向S 500m至b点,在河岸两侧出现宽约数厘米至十几厘米的地表裂缝,呈EW向和NNE向棋盘状分布,显示不超过10cm的微弱左旋位错(航片像素大小为7cm,在误差范围内),与震中附近黄河沿岸棋盘状地表裂缝(有明显左旋位错量)的形态相似(韩龙飞等,2022)。由于接近航空影像覆盖区的边缘,无法进一步追踪。c点以北约400m处局部密集分布近EW向的破裂,方向稳定,断续出露,长约十余米,伴随砂土液化,摩托车车辙印可见微弱的左旋分量(图10d)。

图 10 震中以东50km处的分布式地表裂缝Fig. 10 Coseismic surface fractures about 50km east of the epicenter.a 总体分布图; b 棋盘状的地表裂缝; c 近河岸平直的地表裂缝及串珠状砂土液化; d 近EW向的地表破裂及砂土液化

综上,2021年玛多MW7.4 地震的同震地表变形分布较为广泛,主破裂多为密集的斜列式张剪性破裂; 震中附近的地表破裂呈复杂的弧状、团状展布(图 6); 在东、西尾端破裂产生分支或拐折,此外在鄂陵湖湖滨和优云乡一带还有成组分布的右阶或左阶斜列式地表裂缝,或串珠状砂土液化带(图 4,5); 在震中以东28km附近的东哦一带出现与主破裂斜交或近平行的分支破裂(图 9)。总之,在破裂带东、西尾端和东哦一带破裂分叉,使得同震变形较为宽缓。在震中以西12km、20km处的远场存在稀疏弥散的斜列式地表裂缝,远场分布大量连续性较好的串珠状砂土液化带或带状塌陷等(图 7,8)。特别是震中以西12km处,地表变形主要集中于主破裂南侧,这2处同震变形十分微弱,没有显示明确的位错标志。

5 讨论

5.1 历史震例的同震地表变形

近年来,高精度野外填图和高分辨率遥感技术可应用于同震地表变形研究已不断得到证实。无论是走滑型还是倾滑型地震,其地表破裂通常不仅会沿着一个断层体系中的一条断层段发生,还会在发震断层周围数百米至数千米范围内触发次级断层、相邻断层或新生断层活动,从而产生不同规模的地表破裂(Petersenetal.,2011; Livioetal.,2016),甚至造成肉眼很难察觉的地表变形(Goldetal.,2021),导致在地震应急调查现场出现“只缘身在此山中”而“不识庐山真面目”的情形。

已知的分布式地表破裂震例并不鲜见。1872年美国MW≥7.5欧文谷(Owens Valley)地震形成长达136km的地表破裂,平直段仅宽0.2km,此外还触发多条分支断层产生地表破裂,破裂带的总体宽度达3.7km(Bryantetal.,2002)。1987年加州爱尔摩牧场-迷信山(Elmore Ranch-Superstition Hills)间隔半天发生了MS6.2 和MS6.6 地震,2条近正交的NE向左旋走滑和SE向右旋走滑断层发生破裂,触发附近至少6条近平行的次级断层破裂,形成了宽约10km的地表破裂带(Hudnutetal.,1989)。2019年加州里奇克莱斯特(Ridgecrest)MW6.4 和MW7.1 地震触发NE向卡洛克(Garlock)左旋走滑和NW向航空湖(Airport Lake)右旋走滑共轭断层破裂,在近平行、斜交的分支断层或相邻断层上也发现大量破裂,破裂最宽处超过10km(DuRossetal.,2020; Pontietal.,2020); 分布在已知先存断层上的破裂仅占约35%(Thompson Jobeetal.,2020),还有相当一部分破裂分布在未知的先存断层或新生断层上。次级小断层承载的局部变形在同震地表位移总量中占比达31%,在部分破裂段甚至高达50%(Antoineetal.,2021)。也就是说,有相当一部分同震地表位移是通过非“近场”的同震地表变形承载的(Goldetal.,2021)。2020年内华达MW6.5 基督山(Monte Cristo Range)地震活动使浅地表产生复杂的网络状破裂,广泛分布于2.5~5km范围内(Koehleretal.,2021)。

与上述强震类似,2021年玛多地震的地表裂缝分布广泛而复杂。一是多个段落分支破裂与主破裂斜交或近平行,使得同震地表破裂带较为宽缓。二是除了有明确位错标志的地表破裂和震动变形(非构造成因的砂土液化、重力垮塌或地裂缝),远离主破裂区域还存在右阶或左阶斜列式地表裂缝,断续或局部连续出露(图4a,4d,6c,6e,6f,7b—d,8b—d,10b—c); 有时地表裂缝伴随串珠状砂土液化叠置出现,且多与河谷方向正交(图7b—d,8b—d),与局部近河岸强震动引起的重力垮塌或地裂缝(平行于河谷伸展)的分布形态有所不同,难以简单归类为因地震晃动造成的土层松动或垮塌。虽然多数情况下因缺少明确的位错标志而难以准确判定其成因,但不能完全排除这些走向稳定、斜列式分布的地表裂缝(包括伴随串珠状砂土液化且走向与河道正交的情况)可能为同震过程中远场先存断层薄弱带“触发性活动”的结果(Petersenetal.,2011; Livioetal.,2016)。总之,玛多地震分布式同震地表裂缝无论是否为构造成因,显然都对重要工程设施具有同样的破坏效应,不可忽视。

5.2 玛多地震分布式地表破裂的意义

玛多地震分布式同震地表裂缝特征的揭示,很大程度得益于高精度航空相片的解析能力。数据分辨率和填图比例尺是影响数据质量和填图精细程度的基本因素。与主破裂、分支破裂相比,地表裂缝多呈变形量小、连续性差、弥散分布等特征,很难对其进行精确测定,高分辨遥感技术为该项工作提供了强有力的支持。除开展的2次大范围拉网式现场调查外,沿主破裂带和跨主破裂带的3~7cm分辨率无人机航片有效地捕捉了玛多地震近场和远场的分布式地表裂缝。在地表破裂延展方向上随着变形衰减,其尾端往往显示为断续分布的微弱裂缝,很容易被“忽略”或不可避免地被“视而不见”。有效灵活的解译策略极为重要,借助解译标志“寻踪觅迹”将会事半功倍。此外,震后立即启动调查并在短时间内完成数据采集,极大程度降低了雨期冲刷和动物踩踏造成的破坏,位移量较小的破裂或微弱地表变形得以被较好地保留,这些变形在过去或在低分辨率相片上是很容易被忽略或难以察觉到的(Livioetal.,2016)。

同震地表变形在量级上由近场向远场的变化一般呈反幂递减特征(Petersenetal.,2011)。随着与主破裂的垂向距离由近及远,破裂尾端变形逐渐衰减,多数情况下远场裂缝缺少明确的位错标志。因此,分布式同震地表裂缝的成因甄别往往是较为困难的。另外,不同震例对应着不同的区域构造背景(图 2)、深部环境和场地条件(如地层岩性、第四纪覆盖层厚度)等,其同震变形的分布特征及成因各有差异。中强地震的余震序列为揭示断层破裂过程提供了有效信息(Liuetal.,2003),我们从余震分布中可窥一斑。截至2021年12月31日,中国地震台网中心发布的玛多MW7.4 地震序列共记录到2600余次ML>0.1余震,最大余震是2021年5月22日5.1级地震。余震序列的震源机制以走滑型为主,兼有少量逆冲型,其中有2次MS≥4.0逆冲型余震发生在玛多-甘德断裂和西藏大沟-昌马河断裂附近,可能意味着先存断层在本次地震中发生了继承性活动(徐志国等,2021)。在余震区两端的余震分布出现分叉特征,与地表破裂东、西尾端分叉相吻合,暗示东、西两端有分支断层的参与作用。1︰25万地质图显示,江错断裂在破裂带西端和震中附近与多条分支断层呈小角度斜交,在东端与玛多-甘德断裂、西藏大沟-昌马河断裂呈大角度斜交。本次地震的地表破裂主体上沿江错断裂展布,但当主断层与分支断层交会时破裂大多会发生分叉,部分沿分支断层分布以响应分支断层的动态应力触发作用(Sylvester,1988),如东、西两端的次级破裂基本沿分支断层分布; 在东哦一带破裂分叉为多支或斜交或近平行的多组破裂,主要分布于宽1~2km的范围内。震中附近的地表破裂则主要分布于主断层与至少2条分支断层所围限的区域内,且形态复杂,可能为构造长期弱化和应力局部化的结果(Handyetal.,2007)。震中以西的2条跨断层剖面显示的方向稳定、斜列式展布的地表裂缝(有时伴随串珠状砂土液化,且走向与河道方向正交),其分布形态既有别于因强震动作用形成的重力垮塌,又缺少明确的位错标志难以甄别。综上,我们认为区域内先存构造薄弱带的触发活动可能对玛多地震分布式地表破裂有促进作用。

6 结论

本文根据现场调查和低空无人机摄影测量,获取了2021年玛多MW7.4 地震精细的分布式地表破裂和裂缝,得出以下结论和认识。

(1)震后迅速开展的大范围密集现场调查和高分辨率无人机航测,可最大程度地保留同震地表破裂的原始面貌,为精细刻画分布式同震地表破裂和裂缝提供必要数据。借助解译标志“寻踪觅迹”识别分布式破裂可达到事半功倍的效果。

(2)玛多地震在主破裂带东、西尾端及沿线多个段落跨断层数千米范围内存在一定数量的分支破裂、微弱地表裂缝(有时伴随串珠状砂土液化)、重力变形(串珠状砂土液化带、重力垮塌和地裂缝)等多种与同震地表变形对应的裂缝,显示出广泛而复杂的分布式特征。与主破裂相比,分布式同震地表裂缝较为微弱、连续性差、弥散分布,其成因限定较为困难。

(3)根据玛多地震同震地表变形的分布形态、余震分布及其震源机制、区域构造背景,不排除区域先存构造薄弱带的触发活动可能对玛多地震分布式地表裂缝有促进作用。

致谢审稿专家为本文提出了宝贵意见和建议,在此表示衷心感谢!

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一种新型单层人工块体Crablock 的工程应用
隧洞块体破坏过程及稳定评价的数值方法研究
用高品质冷链物流服务客户
——专访雅玛多(中国)运输有限公司总经理王杰
准确审题正确列式精确验证
每筐多装多少
块体非晶合金及其应用
让课堂焕发创造活力
二年级万以内数的加法和减法单元自测题