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地球趣味百科知识:地壳深处的隐形裂痕—盲冲断层(Blind Thrust Fault)

已有 592 次阅读 2024-4-10 16:36 |个人分类:自然科学|系统分类:科普集锦

盲冲断层(Blind Thrust Fault)是一种特殊类型的地质构造,它属于逆冲断层的一种变体,但在地表并无明显标志,即断层线没有直接延伸到地面之上,因此很难通过地表地貌特征直接识别出来。此类断层通常在地壳较浅层部位终止,其断层面保持较平缓的角度,斜向地下延伸。盲冲断层的活动方式类似于其他逆冲断层,即地壳中的一个岩块相对另一个岩块沿着近乎水平的方向向上推移,但由于其隐蔽性,它们的断裂带通常位于地表之下数百米至数千米处。由于积累的地壳应力能够在盲冲断层上得到存储,一旦断裂带发生突然滑动,可能导致地震发生,而且由于其难以预知性,其所引发的地震往往会给受影响地区的居民带来意想不到的危害。

成因与特点盲冲断层主要由板块间的相互挤压或地壳内部应力积累导致。在长期的地壳运动过程中,当岩石受到的压力超过其强度极限时,会发生断裂错动,形成盲冲断层。其特点是:隐蔽性:盲冲断层通常需要借助地球物理勘探技术如地震波反射与折射研究、地质雷达、电磁测深、重力和磁力测量等方法来发现和描绘其形态及空间分布;能量储存与释放:尽管位于地表之下,盲冲断层仍能积累和存储巨大的能量,一旦达到临界点,可能会突然发生大规模滑动,释放的能量可引发强烈地震;地震活动关联:许多突如其来的大地震,尤其发生在非传统地震带的地区,多与盲冲断层的突然活动有关,这给地震预测和防范带来了极大的挑战。image.png

盲冲断层构造示意:两个岩石块之间的位移或运动发生在地球表面之下,其在地表本身并无明显的展现。这种断层也被被称为“盲”断层,是因为它的走向(与地面相交的部分)被隐藏起来,通常是由沉积层或其他地质材料覆盖。在冲断层中,一块岩石以水平和垂直方向移动到另一块岩石上方,通常上部的岩石块朝着观察者方向移动。image.png

美国洛杉矶地区普恩特山盲冲断层(Puente Hills Thrust Fault)Puente Hills Thrust Fault是位于美国加利福尼亚州洛杉矶地区的一个重要且知名的盲冲断层。这个断层系统从波莫纳山谷北部延伸至洛杉矶市中心地带,长约30公里,深度大约为5至15公里。由于其位置靠近人口稠密的城市区域,Puente Hills Thrust Fault对于洛杉矶地区的地震风险评估具有重大意义。研究表明,如果Puente Hills Thrust Fault发生大地震,可能会导致非常严重的地面震动和损失,因为它直接位于许多重要基础设施下方,包括建筑物、道路、桥梁以及管线等。科学家们一直在密切关注此断层,并通过多种地质和地球物理研究方法来评估其潜在的地震活动性及可能带来的灾害风险。历史上,该断层并未直接引发过大规模的地震事件,但其存在提醒了城市规划者和地震安全专家需要为此做好充分的预防和应对准备。image.png

The Santa Monica Thrust Fault (圣塔莫尼卡逆冲断层) 是位于美国加利福尼亚州洛杉矶地区的一条重要的地质构造线,属于太平洋板块和北美洲板块交界处的一部分。image.png

1994年1月17日,美国加利福尼亚州洛杉矶市西北部的圣费尔南多谷(San Fernando Valley)发生了6.7级大地震,这次地震被命名为北岭(Northridge)地震。这次地震是一次典型的由盲冲断层活动引起的自然灾害。北岭地震的发生并非因为已知的大型地表断层直接破裂,而是源自一个之前并未被科学家充分认识的地下盲冲断层的突然错动。这个被称为北岭盲断层(Northridge Blind Thrust Fault)的构造在地震前并未在地表显示出明显的迹象,这就增加了地震预测和防范的难度。这场地震发生于凌晨,造成了严重的人命伤亡和财产损失,大约58至62人遇难(不同来源的数据略有差异),近9000人受伤,并且造成了高达200亿美元以上的经济损失。大量的建筑物受损,其中包括住宅、桥梁、高速公路和其他关键基础设施。北岭地震事件凸显了盲冲断层所带来的潜在威胁,它提醒地质学家和城市规划者在地震风险管理中必须考虑那些可能隐藏在地壳深处且尚未被探测到的断层。自此以后,研究人员更加重视对未知断层的探测与评估,以期减少未来类似地震带来的意外冲击。2013年4月20日,四川省芦山县发生的7.0级地震便是一次典型的盲冲断层型地震。经过实地考察和研究,确认此次地震发震断层为龙门山推覆构造带南段的一条未出露地表的盲逆冲断层,走向约为N208.5°E,倾角约42.1°。该断层的突发活动造成了强烈的地震波传播,对周边地区带来了严重损害,凸显了盲断层地震难以预见的特性。image.png

普恩特山盲冲断层(Puente Hills Blind Thrust Fault)进行地震反射剖面研究的相关工作。地震反射剖面是一种地球物理探测技术,利用人工激发地震波并记录其在地下不同岩层界面反射回来的数据,以此来揭示地壳内部结构和地质构造特征。盲冲断层是指那些延伸至地表以下而未直接暴露于地表的断层,它们可能会引发地震,但由于不明显可见,在地面难以直接识别。普恩特山盲推力断层位于美国加利福尼亚州洛杉矶市区下方,是一个具有潜在地震危险的断层系统。总结:研究盲冲断层对我国乃至全球地震灾害防范具有深远意义。一方面,通过先进的地球物理探测技术,如卫星定位系统(GPS)连续观测、地震波层析成像、地壳形变监测等手段,科学家能够逐步揭示盲断层的位置、形态和活动状态。另一方面,对已识别出的盲断层进行详细的地质构造分析和地震危险性评价,有助于政府部门提前规划城市建设,强化地震安全标准,减少潜在的地震灾害损失。盲冲断层作为诱发地震的重要地质构造,其隐匿性和突发性特点要求我们在地震科学研究与防灾工作中,必须加大对其探索力度,不断完善早期预警系统,提升对潜在盲断层地震风险的防控能力。

参考资料:

1.Dolan, J. F., Christofferson, S. A., & Shaw, J. H. (2003). Recognition of paleoearthquakes on the Puente Hills Blind Thrust Fault, California. Science, 300(5616), 115-118. https://doi.org/10.1126/science.1080593

2. Shaw, J. H., & Suppe, J. (1996). Earthquake hazards of active blind‐ hrust faults under the central Los Angeles basin, California. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 101(B4), 8623-8642.

2. https://wikimili.com/en/Blind_thrust_earthquake



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