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解读古地震
qsqhopeiggcas 2019-5-22 09:10
古地震的定义还未完全统一,目前有三种常见的说法:( 1 )人类 历史 记载以前所发生的 地震 ;( 2 )整个地质历史时期中所发生的地震;( 3 )第四纪以来发生的史前地震。上述定义仅在古地震的年代跨度方面有所不同,不影响本文的观点,不如先搁置争议,在诠释古地震现象的基础上,通过分析提出新定义。 古地震研究是通过保存在第四纪沉积物中的位错及其他与地震有关的地质和地貌证据,识别古地震的年代、频率与强度 , 被认为是活动构造研究和地震危险性评估中最有前景的领域。前人通过现场调查研究,发现了大量距今数千年、数万年甚至更早的古地震事件。那么,为何会有如此多的古地震事件呢?能不能合理解释其成因机制呢?要合理回答这些问题,得从地震周期入手。 关于地震周期,前人有五花八门的认识。然而,从我们研究构造地震的情况来看,前人的认识有误。基于对全球 62 个地震区的震例分析与逻辑推理,我们认为:每个地震区的地震周期由锁固段按照承载力从低到高的次序依次断裂定义(图 1 )。当最后一个锁固段断裂时主震发生,此时有最大应力降产生,这标志着地震区开始发生宏观卸载和最后一个承载力最高的锁固段进入应变软化阶段;显然,与主震有关的后续地震为余震;余震活动结束后,新一轮地震周期将启动。 图 1 地震区地震周期旋回 我们对地震周期旋回的认识靠谱吗?以下将给出进一步的说明。 从哲学观点看,包括从微观世界的各种粒子到星系星球的世界万物,其运动与变化是绝对的,静止与不变是相对的。既然如此,那另一个结论就必须成立 ----- 世界万物 运动变化的法则必须是终而复始、循环往复的,即必然是轮回的。否则,永远的单方向发展将无法呈现可持续性。鉴于此,地震演化也不应例外,应存在地震周期旋回。 从力学观点看,地幔对流影响和驱动着板块运动、断层运动和地球表层的地质构造活动,包括大陆漂移、地震、火山活动和造山运动等。在这样持久且缓慢的“梯级”加载作用下,若锁固段的裂纹扩展(地震)只有局部应力降产生而地震区不发生宏观卸载,那么断层中任何承载力有限的岩石——锁固段和非锁固段,其最终必然进入峰后的应变软化阶段。在此阶段,地震的频率和强度必将呈逐渐减弱趋势。这意味着若每个地震区只承受加载而不经历宏观卸载,全球的地震活动将趋于平静。然而,事实并非如此,从全球有史以来的地震目录看, 地震呈越来越猛且越来越强烈之势 。为解决假设推理与事实之间的矛盾,正确的理解只能是:在某一轮地震周期,主震与余震表示地震区的能量释放阶段或宏观卸载阶段,卸载到一定程度余震活动结束;由于缓慢的构造运动作用,地震区恢复至加载状态——标志着新一轮地震周期启动,在压密以及温压作用下,已断裂的锁固段开始逐渐愈合,其承载力得以逐渐恢复,在恢复期间不会发生较大地震;当锁固段具有一定的承载力且加载至某锁固段的裂纹起裂点时,较大地震又将开始闹腾,且一开张就停不下来。由此推断,某轮地震周期主震后的余震活动结束后,应存在一个长期的地震活动平静期( 图 2 ),平静期的长短主要取决于主震震级和加载速率,这为确定相邻两轮地震周期的界限提供了依据。上述力学分析说明,地震区地震周期应存在旋回现象。 图 2 相邻两轮地震周期的地震序列(较大地震)示意图 上述长期的地震平静期是否存在呢?以澜沧地震区(图 3 )为例,该区上一轮地震周期曾发生 460 年 7 月 22 日泰国湄占 M K 8.5 地震,这是一次主震(缺失余震记录),然后直至 1922 年 5 月 2 日才开始有地震(缅甸 M K 5.0 )记载,中间约有 1462 年无地震记载。当然,无记载的情况无非有两种:一种是确实无较大地震发生;另一种是有较大地震发生但无记载,这在无人类居住的情况下常有。我们查阅了该地震区涉及的云南、缅甸和泰国人类居住和文明情况,可认为起码约从 1044 年起至 1922 年 5 月 2 日缅甸 M K 5.0 地震 前,该地震区无较大地震发生,这样平静期起码约有 878 年。每个地震区开始有地震记载的年代早晚不一,也意味着上述地震平静期确实存在。如唐山地震区当前地震周期自公元前 1767 年起有地震记载,汶川地震区当前地震周期自 638 年起有地震记载。 上述分析表明,地震周期旋回确实客观存在。明确了地震周期旋回的概念,就容易解释古地震啦。 图 3 西南地区 12 个地震区地震构造图 在漫长的地质历史时期,每个地震区可能已经历了多轮地震周期。我们的研究表明,只有少数地震区经历了上一轮地震周期,在其当前地震周期主震尚未发生;其他地震区均处于当前地震周期。换句话说,有史以来记录的地震,其所属地震周期的轮次均能确定。基于此,可给出古地震的一个新定义:把不能确定地震周期轮次的、通过勘察发现的地震通称为古地震。若某一地震区经历的地震周期轮次越多,则可能会发现越多的不同年代古地震;若古地震发生在较早的轮次,其年代必然也较早。苏德辰老师曾发现 北京西山约 15 亿年前有古地震事件 ,这实属正常,不必感到惊讶。鉴于锁固段支配构造地震演化过程,所以不管是古地震还是非古地震,其成因机制均可归因于构造运动加载下锁固段的脆性破裂。 预测地震区未来标志性地震,仅采用当前地震周期的地震数据进行分析即可,无需考虑古地震事件。 那么,研究古地震对地震危险性评估有多大指导意义呢?目前看来,意义并不大,其一是对古地震年代和强度的测定存在着强非确定性,难以确定其对应的地震周期轮次和地震类型(如标志性地震和预震);其二是每个地震区某一地震周期的古地震序列难以完整构建,缺失大量古地震记录在所难免;其三是某一轮地震周期的地震时空强要素,不可能完全复制前轮地震周期的地震时空强要素,其由锁固段的几何与力学性质以及加载环境条件决定。尽管如此,研究古地震对理解 活动构造的演化特征还是有帮助的,应予肯定和支持。 参考(略)
个人分类: 科研随想|3250 次阅读|0 个评论
《软沉积物变形构造 - 地震与古地震记录》书评—万天丰
热度 3 dkysdc 2018-3-21 16:13
2013年8月,由石油大学冯增昭教授主编的《中国沉积学》第二版正式出版,这是我国沉积学研究中的一篇巨著,系统汇集了数十位沉积学家的最新成果,其中的第10章“震积岩”由中国地质科学院地质研究所研究员乔秀夫先生和李海兵研究员负责主要的撰写工作。由于多种原因,《中国沉积学》第二版的出版周期比较长,从2009年交稿到2013年正式出版的数年间,古地震研究领域又有了许多新的成果。因此,2013年底,乔秀夫先生决定重新撰写一本古地震记录方面的专著,并于2016年末完成了本书的初稿。之后一年,在乔秀夫先生的带领下,又经过了几次大的修订和野外实地考察,这本专著终于在2017年11月份正式与读者见面了。作为本书的参与者,见证了乔秀夫先生几年来呕心沥血、执着认真的科学精神。 以下为中国地质大学(北京)万天丰教授为本书撰写的书评。 书评:软沉积物变形构造 - 地震与古地震记录 万天丰 中国地质大学地球科学与资源学院,北京,100083 乔秀夫,李海兵,苏德辰研究员等所著的新书: “软沉积物变形构造 - 地震与古地震记录”已经由地质出版社正式出版。他们这个科研集体经过20多年的不懈努力, 将软沉积物变形构造研究从单一的沉积学课题,变成了沉积学、构造地质学、实验地质学、区域大地构造学与古地震学的综合性研究课题,使之成为地质学的一门新颖的分支学科。 此专著文字简明扼要,文图并茂。书中列出了80组精美的图件(包含了570多张照片与插图)。全书共264页,使用了高级铜版纸印刷,装帧考究,图件或照片内软沉积物构造的细节清晰可辨。很多软沉积物变形构造的照片还可帮助读者到野外去对比、识别类似的软沉积物变形构造。可以说,这既是一本关于软沉积物变形构造的经典著作,也是一本很实用的野外工作手册。 实际上,在漫长的地质演化历史过程中,在水体中形成的沉积物不可能一直都处在绝对稳定的地质构造环境中堆积的,从而都固结成具有水平层理的沉积岩。从地质演化历史来看,造成地壳构造变形和变位的地质事件以及由断裂活动诱发的古地震事件总是在频繁地发生着的。大致每隔三千多万年就会在地球的某些部位由于巨大陨击的撞击事件而诱发一次海平面的大幅度升降、气候突变、部分生物灭绝、诱发地震和构造变形等事件(Rampino and Stothers, 1984a,b)。它们也必然会在这些软沉积物中不同程度地留下许多很特殊的构造变形。它们的形成条件跟固体地壳表层岩石的脆性变形,或者是在地下深处温度和压力都较高的环境下、岩石的韧性变形是完全不同的。系统地观测各地区整套地层内一系列软沉积物变形构造事件,并同时进行同位素测年、生物演化与绝灭事件的研究,这对于精细地研究与解释地质演化历史的周期性、构造变形史、古地震史和生物演化史都是十分必要的。通过一系列软沉积物变形构造事件所反映的许多灾变事件,尤其对于研究海相油气田烃源岩的形成过程更是很有益处。因而,系统地进行软沉积物变形构造研究,不仅具有理论意义,而且还有其重要的实用价值。 软沉积物变形构造是沉积物在一种富水条件下的构造变形。遗憾的是,过去在沉积学和构造地质学的教学与研究中,有的是忽略了这些奇特而珍贵的现象,有的是避而不谈,有的则是进行了一些自以为是的解释。三十多年前有些学者曾经一度将某些软沉积物变形构造误认为是某种古生物的遗迹化石。以乔秀夫、李海兵和苏德辰研究员为首的科研集体,通过大量的、长时间细致而扎实的野外观察分析,结合室内的模拟实验,正确地认识、并解释了这些在沉积岩系内经常可以观察到的软沉积物变形构造,论证了它们与古地震的关系,提出了他们自己的、创新性的理论,从而完成了现在正式出版的新专著:“软沉积物变形构造 - 地震与古地震记录”。对于他们新成果的正式出版,这是很值得祝贺的!这也给我们广大读者一个很好的学习机会。 在此,笔者建议我国各地质类高等院校应该尽快将软沉积物变形构造与古地震事件纳入沉积学和构造地质学相关的教学内容,普及相关的知识;也建议著者应尽快将此专著改写成英文出版,以帮助和提高各国学者和同行对于软沉积物变形构造和古地震事件的认识,加强国际地学界的学术交流。 万天丰教授书评链接 (PDF) 本书的素材来自多位作者,在成书过程中,对个别地质记录的成因解释 定稿人与 发现人之间有所不同。这是地质学本身的特点,与目前某些地质现象的研究程度普遍较低有关。作为本书作者之一,在此特别要指出的是关于山东灵山岛白垩系莱阳群中的变形构造成因:吕洪波教授在 灵山岛白垩系莱阳群中 发现了许多特征明显的软沉积物变形构造, 并对此进行了开创性的研究。对吕洪波教授对绝大多数地质现象的解释, 全体作者 是赞同的,但对 其中极个别地质现象,书中现有的解释与吕洪波教授原来的解释不一致,请有关方面的研究人员注意参照原文。 科学在争论中才能进步。 ——苏德辰
个人分类: 地学科普|11121 次阅读|7 个评论
2017科普流水账
热度 16 dkysdc 2017-12-6 11:21
一不留神,2017年就要过完了。这是近些年中最忙碌的一年,特别是与地学科普有关的活动明显增加,大致以流水账的形式记述如下。 1.2017年1月 :《地质之美——经典地貌》纸质版由石油工业出版社出版 全书以大量精美的地学—风景照片为主,向广大读者普及地球科学知识。目的很简单,让读者在欣赏自然之美的同时,认识经典地貌的定义和成因,使其知其美,更知其所以美。进一步激发读者热爱地球、保护地球、保护环境的意识。 表面上,这是一本简单的科普图册,实际上,在编写过程中,一直力求以最新的地球科学理论为指导,对书中所涉及的地貌定义和进展都进行了较系统的梳理,在广泛参考了最新的学术成果的基础上,用通俗易懂的语言对地貌的定义和成因进行了解释。特别是对于易于混淆或误解的地貌特征进行特别解释。本书虽为科普图书,但是书中许多图片都是非常珍贵的首发图片,例如,非洲加纳共和国的陨石撞击坑构造、与冰川相关的挪威峡湾和北极地区的照片,台湾集集大地震之后形成的现代峡谷照片等。因此,这本书获得国土资源部优秀科普图书奖、入选中石油总公司 “送书计划“也就是顺理成章的事儿了。 2.2017年全年 :通过微信平台《科学队长》栏目,为全国的中小学生进行了52期矿物岩石学科普讲座——《地下寻宝》。 《科学队长》是由北大教授饶毅、清华教授鲁白、普林斯顿大学教授谢宇三位世界级科学家创办的科学传播教育平台——“知识分子”,打造的儿童科普音频节目,是国内首个面向亲子科学教育的音频节目。本人主持并播讲《52次地下寻宝》栏目,这是一个跨越全年的节目,每周一次,讲述了52种矿物或岩石的主要特征和重要用途,以及与相关的科学故事,至2017年12月,全部52期节目录制并播出完毕,通过网络平台收听《52次地下寻宝》的家庭有2100多。 3.2017年3月 :与地质出版社罗军燕、靳野去兴隆,为兴隆县六道河中学的师生选了一条地质现象不错的剖面,向学生们介绍地质队员的野外工作方法。 六道河中学是温家保总理特别关注的学校之一,这里距离北京并不远,但以前是一个非常破旧的学校,这几年学校的面貌发生了天翻地覆的变化,已经成为一所全国闻名的优秀中学。孩子们在读《温家保地质笔记》时,对书中描写的地质队员的生活和工作难以理解,因此我们从学校的学生中挑选出20余名学生代表,共同到野外去“实习”,效果好不好,看看孩子们野外回来的感想就知道了: http://www.ldhzx.com/ldhzx.com/p2946.html 4.2017年4月 :4月22日是地球日,北京房山世界地质公园计划进行“研学旅行”启动仪式,200余名学生和家长将要参加由“大地呢喃”组织的研学旅行,参观十渡景区特别孤山寨园区的地质现象,邀我来当导游。为此,4月13日提前一周多先到沿途“踩点”。地球日当天,先在地质公园的博物馆进行了一场讲座,然后带领学生和家长们到野外进行了实地考察和讲解,同时也发现了公园讲解牌中的一些错误。 5.2017年5月 :为北京市地质研究所青年研究人员进行野外地质方法科普 2017年5月5日,带领北京市地质研究所40余位年青的科研人员和部分管理人员进行野外科普考察及地质基本工作方法培训。重点考察了元古界和下古生界地层及15亿年前的古地震遗址。 6.2017年5月至9月 :结合在北京永定河发现的15亿年前古地震遗迹,举办了多期地震和古地震知识讲座 1)2017年5月20日 ,为TedKids@Xueyuanlu做了《15亿年前的古地震》演讲 视频地址: http://v.youku.com/v_show/id_XMjk1NTA5MTcwNA==.html?spm=a2h0k.8191407.0.0from=s1.8-1-1.2 2)2017年7月10日 ,为“第4届北京城市科学节”做了《揭秘诀亿万年前的古地震》主题演讲 该讲座通过腾讯视频进行了网上直播,直播收看人数2.4万人,目前网上视频的收看率已经突破1.6万人次,视频网址: https://v.qq.com/x/page/b052155n2ma.html 。 3)2017年7月24日 ,在国土资源部地质信息技术重点实验室做了“古地震科普”讲座 4)2017年9月17日 ,为“首都科学讲堂”系列栏目做了题为《哪里来的山崩地裂》科普讲座 人类自诞生起,就饱受地震灾害之苦。有效进行地震的预测和预警,是人类数千年来的梦想。2017年8月8号和9号,发生在四川九寨沟县及新疆精河县的两场地震牵动了每个中国人的心。2017年的9月7号,北美的墨西哥附近海域又发生了8.1级大地震。应北京市科协的邀请,结合最新发生的地震情况,较系统地进行了地震相关的科普介绍,并做了视频直播,受到了现场观众和主办方的好评。 7.2017年9月 :代表丹霞山世界地质公园参加了在济州岛世界遗产10周年庆祝活动,并在9月12日向与会者系统介绍了中国广东的丹霞山和丹霞地貌。 8.2017年10月 :应邀参加了中国地质学会地质科普未来发展方向研讨会,并做”地质科普与地质科研“主题报告(10.11)。 9.2017年11月 : 4日-5日和11日-12日,分别带领中国地质科学院2017级博士生、硕士生对北京西山进行为期两天的地质考察。 不要以为地学专业的博士或硕士就不需要科普了,现在的环境下,任何人都不可能是全才,凡是专业以外的知识都需要科普。 10.2017年 还 为北京东四九条小学、清华附中、育英中学、门头沟教师进修学校、海淀实验三小、北京四中等多所中小学的师生和多个社会团体进行了地质科普讲座或进行野外考察活动,不再具体列出。 这是丹霞山的两位小朋友,问了我一个十分专业的问题:为什么丹霞山不是红的,而是绿的? 上边两张照片是在东四九条小学,现在的小学生思维十分活跃。 《少年时》组织的京西科考 几个花絮: 11月10日,京西考察——走在最前的是86岁(!)的邓乃恭先生 11月10日,京西考察——86岁(!)的邓乃恭先生在认真做笔记 11月10日,京西考察——86岁的邓乃恭先生躺在地上在拍摄地质现象,这敬业的精神和姿势,哪位年青人可比?(此照片为杨艳拍摄) 在为我科普汉字演变规律的小学生
个人分类: 地学科普|10112 次阅读|34 个评论
15亿年前的北京西山到底在哪里?
热度 18 dongping2009 2013-5-24 19:57
15亿年前的北京西山到底在哪里? 魏东平 关于古地震的研究,确如网友苏德辰所说,可以很好地为某一个地区的地震烈度区划提供科学依据。科学网上即有一位很杰出的研究“ 古地震的专家 ”,据我所知,一般意义上的古地震研究,涉及到的古地震发生之年代,很少有超过百万年尺度的。 今天看到苏网友的博文,涉及到“ 15亿年前的古地震记录 ”,并给出了他们相关研究论文的链接。下载阅读之后,发现苏老师文中定义的古地震研究,与我们一般意义上所定义的古地震研究,概念上还是很有区别的,这里存疑不表。 需要指出的是,从板块运动的角度来看,15亿年前的北京西山与现在我们生活的北京西山,位置上完全不是一个“等价”的概念;换句话说,如果用15亿年前古地震的证据,即使假定苏网友的古地震研究结论靠谱,用其作为现在地震烈度区划中的依据之一,仍然可以肯定是一件相当不靠谱的事情。 下面的一系列图件(Scotese-97模型)便演示了持续近9亿年前后,地球表面古板块的位置变迁,亦即其沧海桑田的经历。更为详细的Scotese-97地表演化示意图,请点击下面的附件下载得到: CES-612002y-080-platetectonics.ppt 1、看一看:6亿5千万年前地球表面的样子,海洋归海洋,陆地归陆地,真是泾渭分明。再仔细一看,发现华南地区那时候实际上位于华北地区的西北面。 2、到了5亿1千4百万年前地球表面的形态,“陆地”的天下开始了合久必分的过程。 3、3亿9千万年前,那时的中国好像襁褓中的婴儿,正在发育中,不过一些基本的元素已经可见。 4、大约3亿年前,那时候的印度在哪里?日本在哪里?美国又在哪里? 5、今天我们看到的大西洋,即使到了大约2亿3千万年前,好像还是很难窥见到它的踪影。 6、1亿5千2百万年前的地球表面,那时候的中国,几乎是海洋四面环抱,气候景观等啥五的,应该也是相当地迷人。 7、我们现在生活的地球表面的样子,感觉很漂亮、也很熟悉。 8、5千万年之后,现在的菲律宾在哪里啊,中国南海的九段线又要如何划分啊? 9、2亿5千万年之后的地球,天下大势:合久必分,分久必合。
个人分类: 地球物理|12576 次阅读|81 个评论
北京西山15亿年前古地震记录发现记
热度 41 dkysdc 2013-5-24 16:30
地震是地球内部结构失衡、应力突然释放并产生巨大能量的灾变事件。现代地震及其触发的滑坡、泥石流和海啸等通常会给人类带来巨大灾害,例如2008年5月12日的汶川大地震和1976年7月28日的唐山大地震,给中国造成的巨大损失至今怵目惊心。 地球形成于46亿年前,刚刚形成的地球是没有地震的。至少在30亿年前,地球的岩石圈开始形成,有了岩石圈,就有了岩石圈板块之间的相互碰撞挤压,也就有了地震。 为什么要研究古地震 人类有文字的历史不过数千年,人类历史中有关的地震记录不过几千年而已。世界上公认的用仪器记录地震的历史则更短,不到200年。( 国际公认的 第一台真正意义上的地震仪是1855年由意大利科学家卢伊吉·帕尔米里发明的,不是我国的张衡发明的地动仪。 此句文字正确与否?求地震界的朋友解答 )。因此,人类历史记录之前的地震发生规律只能通过古地震的方法进行恢复。 对某一地区进行地震预测(或进行地震区划)必须清楚这一地区的地震发生规律。大地震的复发周期通常上千年或更长,凭人类的历史记录或仪器记录研究某一地区的地震发生规律是根本不可能的。因而对一个地区地质记录(岩石)中的古地震的研究可以弥补历史记录的不足,为研究某一地区的地震活动规律提供背景资料。例如,从古地震的强度、发震时间间隔可以初步判断这一地区的地震活动趋势(增加还是减弱、复发周期多长等等),为这一地区的地震区划提供科学依据( 李 坪等,1982 )。对于美国等文字历史极短的国家或地区,地震区划只能根据古地震的研究结果。地震区划是一项长期和循序渐进、不断完美中的工作,区划图总会有这样或那样的问题,并不奇怪。 沙土液化——地震的重要标志 强地震发生时,地壳的震动可使地下深处含水的沙层强烈液化,强液化的沙层沿一定的通道向地表垂直流动,并在地表堆积,在相当多的情况下,地下深处沙层液化喷射至地表面后呈圆丘状,称之为“液化溢出丘”。图1为汶川地震后形成的4个代表性液化溢出丘( 李海兵提供 )。 图1 汶川地震形成的不同阶段的液化溢出丘(李海兵提供) 这些丘“长”在农民的田地中,不久之后即被农民铲平了。 如果液化的沙土喷出地表形成锥状体,一般称为“沙火山”或“泥火山”(Sand/Mud Volcano)。 注意,这种沙火山与岩浆形成的火山只是形态上相似,成因上与“火”没有半毛钱关系。 有些形态不规则的液化产物,英文称为Sand-Boil( 就是地震时的“ 翻沙冒水 ”现象及产物,有人翻译成“ 沙涌 ”、“ 沙沸 ” ),例如,2011年2月,新西兰Christchurch地区发生了一次6.3级地震,形成了大量的液化奇观,请参见 维基百科中的有关描述 。 图2即是这次地震形成的Sand Boil。 图2 新西兰Christchurch地震后形成的沙土液化现象 一场暴雨,这些现象就会荡然无存! 如果液化后的沙土没有喷出地表,则会形成具有向上流动痕迹的液化脉。在剖面上类似针状体(图3)。 图3.中元古代雾迷山组(15亿年前)中发现的古地震遗迹——液化脉 仔细看看: 它是否在用力向上顶 ?周围的岩石都有向上被拖动的痕迹。 地震时,还会形成其他特殊的现象,例如,在已经弱固结的岩层中形成微型的断裂或褶皱。地质学家将地震成因的具有特殊构造的岩石称为震积岩或地震岩(Seismite)。 震积岩(地震岩)的保存 图1中的液化溢出丘和图2中的Sand-Boil在自然状态下极难保存,原因有二:①地震时,地下沙层液化流动溢出至地表,地震之后,液化作用停止,地下沙层体积收缩,在地表整个溢出沙丘的重压下,诱发溢出至地面的物质沿原有喷射溢出通道向地下贯入,地表沙丘地形消失而代之呈线状排列的坑状地形及填充的混杂堆积,称之为draw-in现象。②呈正地形的溢出沙丘很容易被外力作用剥蚀而被削平。在现代地震形成的溢出沙丘尚难以长时间保存,在古老地层中这种溢出沙丘更难以保存。迄今为止,溢出丘只发现于第四纪的地层中。300万年前的地层中从没有发现这种记录! 目前,年代最老的沙火山只发现于爱尔兰西部的晚石炭世地层中(3.2亿–3亿年间, Gilland Kuenen, 1958 )和东印度的早二叠世地层中(3亿年–2.7亿年间, VanLoon Maulik, 2011 ),再没有更古老和更多的记录。 北京西山雾迷山组中的古地震记录 从门头沟雁翅镇政府(付家台村)至珍珠湖景区的Y606公路沿线,是永定河中游深切作用最为强烈的地段之一,山高谷深,景色秀美。在Y606公路5公里处(现在的门头沟区九合山庄附近)有一段沿河床分布的雾迷山组地层被冲洗得异常干净. 2011年6月,苏德辰等人在这里发现了多种经典的地质现象,特别是在多层岩石中发现了可能为地震成因的岩石,在一段17米的地层剖面中,一共发现了30余个古地震事件,进一步说明当时存在不只一次古地震。有关这些发现的中文文章刊登在 2011年古地理学报第6期上 ,修正更新之后的英文文章刊登于2012年第1期 古地理学报英文版 上(现在又发现这两篇文章中有些现象解释有误,有些没有解释透彻,适时我们会做一个修订)。 之后,又在相邻的九合山庄内惊奇地发现与识别出保存完好的8个液化溢出丘和1个沙火山(图4)。 图4 产在中元古界雾迷山组(距今约14.5亿–15.5亿年)白云岩中的液化溢出丘和沙火山全景照片(其中,编号①–⑧为液化溢出丘;编号⑨为沙火山) 这些溢出丘多呈圆形或不规则椭圆形,直径一般在3米左右,均产于同一层位,沿线状分布,在100m的范围内形态较完整的丘共识别出8个。其中1号丘形态最规则,也最具代表性(图5)。这个丘直径为2.8米,高0.3米,整体由白云岩构成。自中心向外,有6个同心环状和13条放射状裂纹,裂纹中充填了黑色的硅化成份。丘的中心有1–2厘米的下凹,且被黑色的硅质物质充填。 图5 北京西山门头沟发现的液化 溢出丘 黑色箭头指示放射状裂纹 沙火山位于图4中编号9的地方。这是一个直径1.1米的类似火山锥形的构造,从火山锥的顶部到中心最低点的高差约0.3米,火山锥的主体成分为白云岩,锥中心点低凹处被暗色硅质层覆盖。锥体有3–5条放射状裂纹,并被黑色硅质物充填(图6)。 图6 北京西山门头沟发现的沙火山 经过仔细研究与比对,我们认为这些丘和沙火山与图1所示的汶川地震形成的丘在成因上是类似的,是在14.5亿年–15.5亿年间一次特大的地震所形成。毫不夸张地说,这些发现,填补了国际古地震学领域的一项空白。 亲自到过现场考察的外国专家有加拿大著名科学家PaulRobinson、俄罗斯科学院柯拉科学中心(KOLA SCIENCE CENTRE)地质研究所所长Yuriy教授、荷兰其名沉积学家VanLoon教授纷纷表示没有见过类似的现象,有关英文论文的写作与投稿过程中,几经周折,但所有审稿人无一例外,均未见过此类现象。最后,爱尔兰的Ian Somerville教授主动邀请在他主编的Geological Journal(地质学杂志) 发表 。在报道这一成果的过程中,还有许多有趣的故事,以后有机会再详述。 以下为PDF全文 Large earthquake-triggered liquefaction mounds and a carbonate sand volcano in t.pdf 中国科学报 魏刚 的报道: 15亿年前古地震遗迹寻踪 京西门头沟沙火山调查 ========================================================== 相关知识:地层和古地震的发生时间是如何确定的 (本段以后内容有些深奥,没有地学基础的读者可以只记结论) 越古老的岩石,其形成年龄越不易精确确定。1995年以前,王松山等人采用同位素方法获得了雾迷山组的年龄为12.07亿–13.10亿年。2007年以来,高林志、苏文伯等人利用离子探针定年方法(SHRIMP)在雾迷山组的相邻层位获得了更精确的年龄数据,据此推算,雾迷山组的形成年龄介于14.50亿年–15.50亿年之间(图7)。本文中的古地震记录发现于雾迷山组的上部,因此推算古地震的年龄在14.5亿年前。 图7 雾迷山组产出位置及相邻层位的年龄 图中黑色箭头处的数据为实测年龄,绿色箭头处的数据为推测年龄,单位:百万年(Ma)。 图8 北京西山15亿年前古地震遗迹位置图(比例尺为近似值) 【特别申明: 不能因为我们这个发现而得出北京或门头沟地区多地震的结论,与现今人类社会相比,中元古代的地震遗迹实在太遥远太遥远了,15亿年前的古岩石圈板块“驮”载着后来沉积其上(或侵入其中)的岩石在地球上“旅行”了不知多少路程,经历了太多的地质事件 。 】
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第一篇SCI,和大家交流
热度 1 baul 2010-11-13 09:46
Surface Rupture of the 2008 Wenchuan, China, Earthquake in the Qingping Stepover Determined from Geomorphologic Surveying and Excavation, and Its Tectonic Implications Junjie Ren, Guihua Chen, and Xiwei Xu Institute of Geology, China Earthquake Administration, Qijiahuozi, Deshengmenwai, P. O. Box 9803, Beijing 100029, People’s Republic of China Shimin Zhang and Changwei Mao Institute of Crustal Dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, People’s Republic of China The Wenchuan M w 7.9 earthquake of 12 May 2008 caused the rupture of the Longmen Shan thrust belt, which bounds the eastern margin of the Tibetan plateau, and generated a very complex surface rupture. The Beichuan–Yingxiu fault (BYF) was the main seismogenic fault and formed two distinctively different surface rupture zones separated by the Qingping and Gaochuan stepovers. Real-time kinematic (RTK) surveying of alluvial terrace sequences indicates that terraces T1-T3 and river floodplain T0 have the same vertical displacement associated with the Wenchuan earthquake. Trench excavation and optical stimulated luminescence (OSL) dating of alluvial deposits indicate that only the deformation of the Wenchuan earthquake was recorded in the Qingping stepover since at least 20 ka. Other deformations since 20 ka probably occurred in other places or did not reach the surface. This can be meaningful to analyze the completeness of paleoearthquakes in trench excavation on thrust faults. The width of the Qingping stepover is 1 km and it is not strong enough to form a barrier to arrest the propagation of rupture in the 2008 Wenchuan earthquake. The Gaochuan stepover is 7 km wide and it is a barrier to separate the two surface rupture zones associated with the Wenchuan earthquake along the BYF. The empirical relationship of rupture displacement and stepover dimensions on strike-slip faults is probably suitable for the large thrust fault zone with a strike-slip component. This may be beneficial to the study of cascade rupture sections and seismic hazard assessment on large thrust faults. 只是一个小想法,没想到reviewer竟然看中了。就发了。 心得:不怕想法小,敢写敢投,就算一次经历对于新手也是非常好的。 BSSA paper
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