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逆冲断层地震

逆冲断层地震(thrust fault earthquake),构造地震之一,指发生在逆冲断层上的地震,通常由地壳构造运动挤压地壳岩层,使其薄弱部分发生突然断裂和地壳错动而引起。相较于正断层与普通断层地震而言,逆冲断层地震引发地动的加速度更大。

北京时间2023年12月18日23时59分,甘肃临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震,中国地震台网中心初步判定此次地震为逆冲型破裂。

概念界定

逆断层是根据断层面两盘的相对位移关系划分而来的断层类型,指上盘相对上升、下盘相对下降的断层。逆断层的产状一般较缓,大多在45°以下,断层带内岩石破碎相对强烈,常有强烈挤压而形成的复杂小褶皱现象。大多数逆断层的断面都常呈舒缓波状,断层线弯曲变化较大。

逆冲断层是根据逆断层面转轴倾角的大小划分而得出的逆断层类型,指位移很大的低角度逆断层。逆冲断层倾角一般在30°左右,常常显示出强烈的挤压现象,形成角砾岩碎粒岩和超碎裂岩等断层岩,断层两侧岩层具有强烈的变形特征。

逆冲断层地震属于常见的构造地震之一,通常指发生在逆冲断裂上的地震,主要由逆冲断裂处的地壳构造运动挤压地壳岩层,使其薄弱部分发生突然断裂和地壳错动而引起。相较于正断层与普通断层地震而言,逆冲断层地震引发地动的加速度更大。

代表事件

2004年12月26日8时58分55.2秒(北京时间),印度尼西亚苏门答腊岛西北近海发生8.7级特大地展,震中位置为3.9°N,95.9°E,此次地震引起巨大海啸造成的人员死亡数是有记录以来最大的一次,估计死亡人数在30万左右。海啸不仅在东南亚和南亚造成严重破坏,而且还在非洲、澳大利亚南极洲造成破坏。

2008年5月12日14时28分04秒,中国四川省汶川县发生8.0级地震造成近69227人死亡, 17923人失踪,373643人受伤,地震造成直接经济损失8451亿元。汶川地震是中国30年来遭受的最为严重的地震灾害,中国各地、南亚、东南亚等地均有震感,四川省、甘肃省陕西省重庆市云南省宁夏回族自治区等地不同程度受灾。

日本标准时间(UTC+9)2011年3月11日14时46分,日本仙台(日语仙台市)发生9.0的大型逆冲断层地震,震中位于宫城县首府仙台市东北部的太平洋海域,震源深度测得数据为24千米(14.9英里),并且引发最大高度40.1米的海啸。日本消防厅发布公布此次地震致使19759人死亡、2553人失踪、6242人受伤,1292417栋房屋遭受破坏。

2023年12月18日23时59分,中国甘肃省临夏州积石山县(北纬35.70度,东经102.79度)发生6.2级地震,震源深度10公里,经中国地震台网中心初步判定此次地震为逆冲型破裂。截至2023年12月19日8时,共记录到余震32次,最大余震震级4.0级。截至2023年19日13时,已造成113人死亡,536人受伤,房屋损毁155393间。

相关研究

近场地震的主要特征是断层破裂的方向性效应和逆冲断层地震中的上、下盘效应。

普遍认为断层机制、深度和断层活动频度是影响近场地震动的重要因素。上、下盘效应多见于逆冲断层地震,它主要是由于断层上盘的场地更靠近断裂面引起,上盘效应主要表现为上盘地震动的幅值大于下盘地震动。断层机制的衰减关系研究表明:逆冲断层地震的加速度大于正断层与普通断层地震动。破裂的方向性效应是由断层破裂方向的传播和剪切位错辐射模式引起的,受方向性效应的影响,不同分量地震动(垂直、平行断层方向)之间也存在一定的关系。

中国学者潘岳、赵志刚指出逆冲断层运动中,围岩——潜断层带系统作准静态形变的功能量增量关系可以分解为关于体积应变能的功能增量关系和关于偏应力能的功能增量关系。偏应力控制岩体破裂,采用突变理论方法对围岩——潜断层带系统相应偏应力的功能量增量关系所作的分析表明逆冲断层地震主震的孕育、发震、震后过程可归结为折迭突变模形;折迭突变展示的性状可以对逆冲断层地震主震的发震条件,断层失稳破裂起、终点位置,断层失稳错距,围岩弹性能释放量和围岩位移振幅等效应作适当的描述 ;并指出逆冲断层运动的强度与诸多参数有关:围岩的围压大,主应力的差值大;逆冲断层面转轴倾角小,围岩切向刚度与断层曲线软化段拐点处斜率的比值小,则地震发生时围岩弹性能释放量大;断层最大错距大,断层失稳破裂围岩瞬间应力引起的围岩端面位移振幅大。

参考资料

地震类型.地震基本知识.2023-12-19

方向性效应和上下盘效应.逆冲断层地震.2023-12-19

中国地震局:甘肃临夏州积石山县6.2级地震为逆冲型破裂.人民网.2023-12-19

断层的分类.地质构造学.2023-12-19

2004年印度尼西亚苏门答腊8.7级大地震及其对中国大陆地区的影响.中国地震局监测预报司.2023-12-19

中国地震局发布2008年中国大陆地震灾害损失述评.中国政府网.2023-12-19

Results of Tsunami Surveys †.海啸调查结果.2023-12-19

平成 23 年(2011 年)東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)について .日本消防厅.2023-12-19

预计甘肃临夏州地震次生地质灾害会较严重,余震会持续2至3天.楚天都市报.2023-12-19

甘肃积石山县6.2级地震已造成甘肃113人遇难.界面新闻.2023-12-19

双规准反应谱理论方法及应用.双规准反应谱理论方法及应用.2023-12-19

逆冲断层地震主震的突变理论分析.中国知网.2023-12-19