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    鲜水河断裂带位于青藏高原东南部,是中国大陆内部地震活动性最强的左行走滑活动断裂带,自1725年以来已发生8次7级以上破坏性强震,并且未来发生强震的概率较高,该断层已引起国内外地质学家和地球物理学家的高度关注。断裂主滑动带(Principal Slip Zone,简称PSZ)是地震作用的直接产物,保留有地震时形成的新鲜物质。研究PSZ的物质组成、结构构造和物理化学性质是认识断裂带地震活动的关键和突破口,是研究地震破裂机制和强震发生规律的重要基础和手段,对断裂带沿线的城镇防震减灾和基础设施规划建设具有重要的意义。

    近日,中国地质调查局地质研究所“巴颜喀拉地块北缘与东缘大型断裂带区域地质调查”项目组在四川道孚县龙灯乡基础地质调查中发现了鲜水河断裂带的主滑动带。该剖面为季节性洪流在河道内冲刷出的新鲜基岩剖面,约20米宽1.5米深,主要岩性为砂岩、粉砂岩,属三叠纪侏倭组地层。断裂的强烈活动使得剖面中的岩石发生强烈破碎。此次发现的鲜水河断裂带主滑动带位于断裂带核部,其两侧发育不同颜色的碎裂岩和断层角砾岩,中部为5-10厘米厚的黑色断层泥。现有研究表明,一次7级以上的大地震形成约1-2毫米的主滑动带,因此,此次在地表发现的主滑动带至少经历了二十多次甚至近百次的大地震活动。该剖面中见到的主滑动带与鲜水河断裂带科学钻探1号钻孔(XSH-1)岩心中见到的主滑动带岩性、结构构造具有很好的一致性,并且主滑动带所在位置与地表的河流阶地位错、断层陡坎(地堑)等构造地貌所反应的断层位置完全一致。

    通过对该剖面开展精细的物质组成、结构构造分析,对断裂带物质进行物理-化学性质、摩擦实验和年代学研究,将有望揭示鲜水河断裂带的大地震孕震环境、破裂机制、活动历史和孕育发生规律。该断裂带主滑动带剖面,不仅是地质调查项目的重要发现,而且将有可能在地震断裂理论方面取得突破性进展,并为该地区防灾减灾工作做出重要贡献。

    鲜水河断裂带主滑动带(红色虚线),道孚县龙灯乡

    (a)断裂带左行走滑伴随正断分量;(b)、(c)断裂带主滑动带由5-10cm厚黑色断层泥组成

    鲜水河断裂带基础地质调查新进展:发现破解地震机制...

    中国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,地震作用十分活跃。2020年9月30日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所根据青少年防震减灾知识学习需求,派出青年科技人员田陟贤博士走进青岛市莱芜一路小学,为师生们作了一场题为“地震:成因与应对”的科普报告。 

    田博士的报告主要分为三个部分,首先他从地球在宇宙的位置和演化讲起,介绍了地球这个人类赖以生存的家园在漫长的地质历史中经历着周而复始的海陆变迁,发生了无数的地质灾害,而地震就是其中最为常见的一种。田博士以20世纪以来全球最为严重的几次地震为例,用一张张触目惊心的图片让学生见识了地震巨大的破坏力和危害,也认识到科学家研究地震,普及抗震防灾知识的重要意义。

    接着,田博士详细讲解了什么是地震、地震的分类以及它是如何发生的。地震是地球上经常发生的自然现象,每6.4秒就发生一次,大多数地震因为震级较小我们感觉不到,只有借助专门的仪器才能监测,而极具有破坏力的7级以上的地震比较少,只发生在少数地区。地震按照成因主要分为诱发地震,构造地震和火山地震三种,其中,构造地震占全部地震数量的90%以上。田博士通过生动形象的启发互动向同学们详细讲解了大陆漂移学说和地球的板块构造,深入浅出地解释了最为普遍也最具破坏性的构造地震的形成机制,让同学们理解了构造地震是一种自然现象,地震带主要分布在板块交界地带,构造地震虽然不可避免,但我们可以通过科学的监测,及时预报和科学应对来预防或减轻地震灾害。

    其后,田博士重点介绍了地震来了人们应该怎么办,讲解了在学校、家中、公众场所等不同处境下经历地震时的应对措施与求生要领。他强调同学们如果遭遇地震,必须要保持镇静,应用避震和自救知识保护自己,还一定要有坚定的信念,耐心等待救援。

    在报告的最后,田博士特别针对2020年9月8日在青岛崂山海域发生的地震做了分析,他告诉同学们青岛在地质构造上并不位于典型地震带上,是一个构造活动较为稳定的地区,发生大地震的概率比较低。

    本次科普进校园活动让同学们了解了基本的地震科学知识,掌握了必要的防震减灾的技能,提高了师生们防震减灾的意识和抵御地震及其次生灾害风险的能力,受到了学校的热烈欢迎。

     

    青岛海洋所专家走进校园作“防震减灾”科普报告

    今年5月12日是我国第12个全国防灾减灾日,主题是“提升基层应急能力,筑牢防灾减灾救灾的人民防线”。自然资源部组织举办了以“Get防治技能,向地质灾害和海洋灾害say no”为主题的“5·12全国防灾减灾日·自然资源云讲堂”。自然资源部中国地质调查局地质环境监测院(自然资源部地质灾害防治技术指导中心)教授陈红旗、国家海洋环境预报中心风暴潮专家董剑希、国家海洋环境预报中心海啸专家原野,就地质灾害和海洋灾害的相关知识与防治方法与观众在线交流互动。

    活动现场

    问:地质灾害和海洋灾害有哪些形式?

    陈红旗:在地球运动过程中,岩石圈、生物圈、水圈和大气圈不停地交换物质与能量,产生各种地质作用,引起地表岩土体发生变形移动,当危害到百姓生命和财产安全时,便造成了地质灾害。

    我国人口众多、山区面积大,是世界上地质灾害最发育的国家之一。尤其是南方地区,山区人口密度相对大,灾害风险高。青藏高原、黄土高原、天山南北也有加剧趋势。

    董剑希:海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸等海洋环境灾害,也包括赤潮、绿潮等海洋生态灾害,还包括海岸侵蚀、海水入侵等海洋地质灾害。其中,风暴潮、海浪和海冰灾害主要是由比较常见的天气系统引起的,比如台风、冷空气或者强烈的温带气旋等;海啸通常由海底地震或者滑坡引起。相比风暴潮灾害,海啸灾害发生频率较低,但是影响范围有时非常广,也容易造成毁灭性损失。此外,人类活动常常会导致海水的富营养化,引起赤潮和绿潮等生态灾害。

    问:地质灾害有哪几种?

    陈红旗:地质灾害主要有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降等6种。其中,滑坡、崩塌、泥石流占90%,突发性强,危害大。

    滑坡是指山坡岩土体顺着某软弱面向前滑动的现象。滑坡的突出特点是分布广、发生频繁、常形成灾害链。

    崩塌是指陡峭山坡岩土体倾倒垮落。崩塌以垂直运动为主,突出特点是陡坡多发,事发偶然、规模不等,猝不及防、速度极快。

    泥石流是指携带大量泥沙或石块的洪流。泥石流的特点是需要水源、流域有长短、历时不同,破坏强烈。

    问:地质灾害到来之前有哪些信号?

    陈红旗:灾害防治两个最难的考题:一是隐患在哪里?二是什么时候发生?

    识别山体隐患有三大标准:一是山高坡陡、土石松动;二是坡脚崖边、沟口谷底;三是切坡堆填、缺乏防护。大量案例表明,人类自身最大的隐患是认识不足、麻痹大意。

    就地质灾害而言,80%以上由降雨引发,汛前排查、汛中巡查和汛后核查十分重要。目前全国大部分地区正值汛期,雨前雨后也要注意风险变化。同时,在冻融季节,黄土高原区可能发生滑坡崩塌,冰雪融水可能引发泥石流。

    具体来说,滑坡的常见前兆包括:地表开裂、错落、鼓胀、树木歪斜、水位异常等。崩塌的常见前兆包括:岩体开裂、掉块、崩落等。泥石流的常见前兆包括:雨情水情异常、流水浑浊或突然断流、沟谷声响等。

    问:风暴潮和海啸有哪些不同?

    董剑希:风暴潮与海啸各有特点。第一,起因不同。风暴潮是风引起的,比如台风、冷空气等;而海啸是海底地震或海底滑坡引起的。第二,表现形式有所不同。海啸像一堵水墙,以排山倒海之势压过来;风暴潮则伴随着风、狂浪,甚至是暴雨席卷而来,风助潮势,潮借风威。

    问:地质灾害与海洋灾害之间有什么联系?

    陈红旗:地球是个大系统,陆海息息相关。比如,气候变暖,水蒸发量增加,带来极端气候变化,生成台风,大海里生成风暴潮,上了岸,暴雨冲刷山体,引发滑坡,堵了河,形成滑坡坝,一旦溃决,形成大洪水,造成灾害链。从青山走向碧海,首先是江河入海口,滨海地区地形较平坦,地下水开采会引起土层压缩,导致地面沉降。10年前,此类问题在长江三角洲比较严重。近年来,国家通过大力推进地下水资源保护工作,情况已经有所缓解。再往里是海岸带,有海崖侵蚀,常见崩塌落石。往深海走,是大陆架斜坡,地震作用可能导致海底滑坡。可以说,防灾减灾,需要陆海统筹。

    原野:其实,海底也会发生很多地质过程,如海底滑坡、海底异重流、沿岸地面沉降,这些都是地质灾害在海底的表现。因地震、火山喷发等引起的海底滑坡的发生频次也很高。实际上,15%~20%的海啸都是由海底滑坡造成的。

    问:我国如何开展风暴潮和海啸的监测预警?

    董剑希:风暴潮观测主要依靠潮位观测网,目前有200多个潮位观测站,都是分钟级的观测数据。此外,卫星遥感、视频摄像头等也可以开展部分观测。预报员依据潮位的变化、天气系统的发展来发布风暴潮警报。

    风暴潮预报的特点之一就是预报时效比较长,在风暴潮发生前的3~5天甚至更长时间,能留出更多的防御时间。还有一个特点是发布渠道广,电视、广播、微博、微信、短视频、新闻客户端等平台都可以发布。

    原野:由于引发海啸灾害的海底地震可能发生在大洋俯冲带的任何区域,因此海啸的监测和预警主要通过“全球三张网”来开展。第一张网是全球地震监测网,第二张网是全球水位监测网,第三张网是全球海啸浮标监测网。

    通过上述观测和预警手段,目前可以在地震发生后6~10分钟制作发布海啸预警信息。我国的海啸预警产品分为海啸警报和海啸信息两大类。前者表明预警区域正在或未来一定时间内将面临海啸威胁。后者分为无影响海啸通报和无海啸通报两种。无影响海啸通报表明确有海啸发生,但是对预警区域影响很小或者无影响;无海啸通报表明并未发生海啸事件或者未观测到海啸波动,其意义在于避免恐慌和谣言。

    问:沿海城市和居民如何防范风暴潮灾害?

    董剑希:无法阻止风暴潮发生,提前做好预防工作就尤为重要。沿海城市防范风暴潮灾害主要可以采取以下几种措施:

    一是加强海岸带生态保护修复。通过修复红树林、盐沼湿地、珊瑚礁、牡蛎礁、海草床等生态系统,充分发挥生态系统防潮御浪、固堤护岸等减灾功能。

    二是开展海堤工程和海堤生态化建设。例如,在堤前重构湿地带、种植红树林,利用生态系统消浪弱流、固堤护岸的作用,一方面保护了堤防,一方面提高了减灾能力。再比如,在不降低海堤防潮标准的情况下,对堤身开展生态化改造。有条件的地区在新建海堤时,堤型可优先采用斜坡式或多级斜坡混合式结构,以促进海陆生态系统的有效连通。

    三是提高风暴潮观测、预报和风险评估能力,为风暴潮灾害风险防范做充分准备。沿海地区政府及相关部门按照职责做好风暴潮灾害应急和抢险工作,及时疏导群众,减少风暴潮期间外出活动,停止海上生产作业活动,加固渔业捕捞设施、养殖设施以及海上生产设施,加强巡查维护,做好防御抢险工作。

    随着全球气候变化,沿海城市面临的挑战也在加剧。一是风暴潮强度在加强;二是沿海聚集了密集的人口和各类产业,面临的各类风险增大。海洋领域法律法规、沿海城市用海规范、观测预警能力提升、防灾减灾宣传教育强化等诸多工作需要进一步完善。

    沿海居民要服从当地政府应急部门的安排,在发生海洋灾害时有序转移或撤离危险地带。沿海城市要加强对游客海边观潮或观浪的管理,防范危险发生。

    问:如何防范海啸灾害?

    原野:防灾减灾还有工作需要加强,比如兴建“端对端”(End to End)的地震海啸监测预警系统,在海水浴场等人流密集区域建设应急避灾点和高音喇叭等应急疏散设施;开展高风险区海啸灾害风险区划,编制应急疏散图,定期开展应急疏散演练,加强公众宣传教育等。

    游客到海岛或者沿海地区旅游时,要牢记以下三点:第一,要关注海边和居住宾馆的海啸疏散路径指示牌和避灾点位置,观察地形,尤其是高地和稳固的建筑物或者平台。第二,要注意听沿岸高音喇叭发出的警报,感觉到地面震动或者海面上出现异常海浪时,要有序开展逃生避险,往高处或者沿着避险路线移动。第三,不能有“逐浪心理”,在收到预警或者看到远处的“水墙”或“浪墙”时不能靠近观看。

    问:遇到地质灾害应怎么应对?

    陈红旗:一旦遭遇灾害,尽快奔向两侧、高处和开阔地避险;到安全地方后,尽快上报(拨打当地电话或119、110);避免二次灾害造成人员伤亡。

    防治地质灾害有三招。一是搬迁。面临已知的危险,能搬尽搬。建议受威胁群众积极响应国家政策,自己出资一部分,政府补助一部分,彻底避开危险隐患。二是工程治理。如果不具备搬迁条件,需要采取综合治理措施,开展排危除险、工程加固、植树造林等。三是规划管控。遵守国土空间规划和用途管制,从源头上控制新增风险。

    防灾减灾 陆海统筹

    近日,由中国地质调查局发展研究中心组织,地调局地质力学所承担的“西秦岭北缘断裂带天水段地震地质灾害调查评价”项目成果通过评审验收,获评优秀。该项目在活动断裂的地质灾害效应、历史地震滑坡识别、地震滑坡形成机理和成灾模式等方面取得了创新性成果,有力地支撑了中国地质调查局下一阶段的地调项目和科技创新,为我国黄土地区历史滑坡的研究提供了理论依据。

    项目组在深入研究历史地震滑坡特征的基础上,首次提出了历史地震黄土滑坡的识别标志,认为天水地区历史地震滑坡具有规模大,形态多变,斜坡坡度缓,滑坡体切割深度大等特点。地震滑坡多位于黄土梁近梁顶处,滑距远,属高位远程滑坡。地震滑坡的平面形态多变、高位、滑距远,且具优势滑动方向等是确定天水地区历史地震滑坡的可靠标志。

    同时,项目组还通过典型地震滑坡形成机理的研究,创新性地提出了天水地区历史地震滑坡的成灾模式。认为地震滑坡的形成机制主要与坡体结构、地震作用的强弱有关,天水地区广泛发育的黄土/泥岩二元结构是坡体变形破坏乃至下滑的前提条件,地震作用导致坡体整体下滑的主要因素,而后期降雨、人类工程活动等是滑坡体现今变形破坏的诱发因素。地震滑坡的成灾模式表现为铲刮滑移式、裂解流滑式、整体下挫式、高位远程滑移式。

    与会专家一致认为,该项目在活动断裂与地质灾害的关系研究方面取得了显著进展,活动断裂的地质灾害效应是项目成果的亮点之一。西秦岭北缘断裂带天水段地震滑坡常成群成带发育,集中分布于田家下-白草洼地震滑坡发育带、红旗山-水眼寨地震滑坡发育带、崔山村-柿园地地震滑坡发育带三个带。其发育分布受西秦岭北缘断裂及分支断裂活动的控制影响。地震黄土滑坡多发育在断裂带及影响带范围内,存在距离效应和上下盘效应。受区域构造和天水历史地震影响,天水麦积区地震黄土滑坡的主滑方向具有明显的优势方位,多集中在南北向和北西向、南东向,滑坡多发育于地震波传播方向的背面斜坡上,具“背面坡效应”。

    此外,项目组在开展期间,与甘肃环境监测院和天水市国土局等部门,一起对天水地区地震地质灾害进行了考察、汇报和交流,了解当地防灾减灾的需求,向当地国土部门提供了《天水市北坡地质灾害危险性评价和防治对策》报告,为当地政府和国土部门防灾减灾及国土空间规划开发提供了技术支撑。

    参加成果评审的专家有中国地质环境监测院地质灾害专家殷跃平研究员和张永双研究员,中国地质学会工程地质学会主任委员长安大学彭建兵教授,中国地调局水环中心李铁锋教授级高工,地质力学研究所马寅生研究员、吴树仁研究员和谭成轩研究员。

     

    西秦岭北缘断裂带天水段地震黄土滑坡分布图 

     

    天水地区地震黄土滑坡成灾模式 

    西秦岭北缘断裂带天水段地震地质灾害调查评价项目取...