龙门山断裂带_龙门山断裂带上的城市

龙门山断裂带_龙门山断裂带上的城市

       大家好，我是小编，今天我来给大家讲解一下关于龙门山断裂带的问题。为了让大家更容易理解，我将这个问题进行了归纳整理，现在就一起来看看吧。

1.汶川地震为什么会在龙门山断裂带发生

2.龙门山地震断裂带的形成原因

3.龙门山断裂构造带与地震活动

4.龙门山断裂带的介绍

5.龙门山地震断裂带地应力分析

汶川地震为什么会在龙门山断裂带发生

       龙门山断裂带，确切的说是四川龙门山断裂带。

       四川龙门山断裂自东北向西南沿着四川盆地的边缘分布，沿断裂带青藏高原推覆在四川盆地之上。这是一条特别要命的裂缝。它绵延长约500公里，宽达70公里，规模巨大，沿着四川盆地西北缘底部切过，位置十分特殊，地壳厚度在此陡然变化，在其以西为60-70km，以东则在50km以下。它的东部仅100公里外就是人口密集、工业发达的成都平原地区和大城市群。

       在一亿年前开始的喜马拉雅造山运动过程中，印度洋板块向北运动，挤压欧亚板块、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时，也同时向东运动，挤压四川盆地。四川盆地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动性不强，但是可能是处在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，地壳就会破裂，从而发生地震。

       龙门山断裂带是由3条大断裂构成，自西向东分别是：

       龙门山后山大断裂

       汶川--茂县--平武--青川；

       龙门山主中央大断裂

       映秀--北川--关庄，属于逆—走滑断裂。

       龙门山主山前边界大断裂

       都江堰--汉旺--安县，属于逆冲断裂。

       公元2008年5月12日的汶川大地震，受灾严重的绵阳市北川县坐落在龙门山主中央断裂上，它就属于逆—走滑断裂。同样受灾的都江堰市落在龙门山主边界断裂上，属于逆冲断裂。

       2013年4月20日8时02分，四川省雅安市发生7.0级地震，震源深度13公里。此次的地震同样是位于龙门山断裂带上。

龙门山地震断裂带的形成原因

       根据遥感影像解译和现场调查，地震诱发的滑坡、崩塌和泥石流等灾害达15000多处，其中，发生密度最大的地区主要在汶川、什邡、绵竹、安县、北川和青川等地。并且，主要沿主中央断裂带和后山断裂带展布，从面密度上统计，沿龙门山主中央断裂带汶川映秀—安县高川—北川陈家坝—平武南坝一线，滑坡面密度大于50%以上，最大可达70%（图4-5）。龙门山构造带是由一系列北东向展布的、左行雁列的紧密褶皱和3条主干大断裂及次级断裂系组成，自东向西是龙门山前主边界断裂带、主中央断裂带和后龙门山大断裂构成的复杂褶皱冲断带，发育典型的推覆构造系统。

       一、龙门山前主边界断裂

       龙门山前主边界大断裂总长约400km，四川盆地和青藏高原东部边缘山地的大地形单元的分划性界线，其西侧峰峦叠嶂，东侧地形平缓开阔，在地貌景观上或在卫星影像上第四纪冲积层上的前缘逆冲断裂表现得特别清晰。前山断裂带地势相对较缓，特别是断层下盘（东侧），滑坡规模及滑动距离相对轻小，但由于地处人口相对密集且经济较为发达的四川盆地边缘，造成严重灾害，特别是，由于山体被地震强烈震动，不稳定斜坡较为发育，对灾后原地重建构成了极大威胁。例如，发生在绵竹汉旺东方汽轮机厂的滑坡，总体积达470×104m3，地震造成后山滑坡变形强烈，滑坡体上的水泥路面断裂破坏严重，其滑坡前缘不仅直接威胁着整个厂区，而且对承担全厂重要任务的四分厂造成了极大威胁，致使重要厂房易地重建；江油含增镇也多处发生小型滑坡、崩塌，对道路及民舍造成了严重危害。在2008年9月24日，特大暴雨造成含增镇震后的山体多处出现滑坡，通往青合村、金光村的10km的村社道路几乎全部损毁，泥石流和巨石堵住了交通要道，青合村、金光村成了孤岛，灾后重建建材无法运输，直接影响了灾区农房重建的进度。

       图4-5 汶川地震极重灾县地质灾害分布密度图Fig.4-5 Density map showing the landslide distribution

       二、龙门山主中央大断裂

       龙门山主中央大断裂是扬子地台和西部高原多岛弧盆系构造区的分界线，断裂带斜贯整个龙门山。在龙门山中段称映秀-白水河-北川断裂，南西段包括了盐井、石龙冲断裂，北东段称南坝-广元水磨断裂，切入陕西境内与勉县-阳平关断裂相交，总体呈北东向延展达400km以上。由于断裂带长期以来强烈挤压破碎，挤压扁豆体、断裂泥、糜棱岩化现象发育，宽达数十米，形成一系列近于平行的断裂组成冲断带，伴生分支断裂，其中某些分支断裂又与主中央大断裂重接，造就了断裂带内众多的透镜状断片、断块体，沿此断裂带构成冲撞型“混杂岩”，“飞来峰”成群、成带的出现，断续延长达100km以上。在地形上，形成高山峡谷区，发育了多条与断裂带平行和直交的河系，从气候上看，该断裂带控制的龙门山系也是明显分界线，岩体强风化层厚度可达数十米，为滑坡的形成提供了良好的地形和气候条件。龙门山主中央大断裂带是汶川8.0级地震的主震断裂，从汶川映秀初震中起向北东延伸约300km，地表破裂非常发育，断裂带及两侧山体被强烈松动，控制了震区约2/3以上的堰塞湖和特大型、巨型滑坡的发生。

       三、后龙门山大断裂

       后龙门山大断裂在龙门山中段是汶川-茂县断裂，向南西延展经耿达与赶羊沟冲断裂相通，直达二郎山附近，向北东方向延伸，进入秦岭地区的勉县附近。断裂带主要发育于志留系茂汶群泥质浅变质岩和“彭灌杂岩”之间，不同时代、不同成因的岩石类型沿不到2km宽，有的只有几百米的断裂带发育，均呈透镜体断块产出，断块体相互叠覆，表现为叠瓦式构造。后山断裂亦是滑坡强烈发育区，特别是从茂县县城至汶川绵褫，岷江顺断裂走向发育分布，河流深切，千枚岩和花岗闪长岩强烈揉皱，页状劈理的密集剪切带发育，自晚更新世以来，多次发生堵江滑坡。特别是，由汶川映秀至绵褫镇，岷江转向为北西—南东，横穿后龙门山大断裂与主中央大断裂间夹的“彭灌杂岩”，汶川地震造成了数百处大型滑坡、崩塌，摧毁映秀—汶川县城公路，数月后道路才能通行，成为世界地震-地质灾害救灾史上的悲剧奇迹。

龙门山断裂构造带与地震活动

       两亿年前，随着印度板块不断向北推进，并向欧亚板块下插入，青藏高原开始上升。随后，喜马拉雅山脉诞生了。而与此同时出现的还有位于青藏高原边缘的那些地质断裂带。 首先要了解山是怎么形成的。山就是由于地块受到挤压，而隆起生成的。那么一方面，挤压使得隆起成山，另外挤压的后果使地下产生断裂，这是孪生的关系。像这样的地质断裂带，在我国有大约20多条，并且大部分以青藏高原为核心。在青藏高原的内部，以及青藏高原相互作用的周边块体的边界上，都有地质断裂带。而其中最具代表性的就是位于青藏高原与四川盆地之间的这条南北断裂带。这个带在宁夏、甘肃、四川一直到云南这个地方，恰好形成了一个南北走向的一个很宽的，它不是一个单一的断裂带，是若干个断裂带都在这个地方有一个共同的特点：有的是拐弯，有的是属于相互作用的，正好是南北这一个带。这条地质断裂带又叫做南北地震带。地震学家们之所以这么称呼它，是因为这里是我国地震的多发区。南北地震带主要是指地震活动有一个特点，地震频度比较高，在一些局部的地方强度比较大。据地质学家们调查，在南北地震带上最活跃的要数四川省境内的龙门山地震带。龙门山延绵数百公里，它南起理县、汶川，北至平武、青川。从历史记录来看，近二、三百年里，这里已发生过大大小小的许多次的地震，其中六级以上的就有十几次。

       龙门山地震带为什么会如些频繁地发生地震呢？从成都平原到了都江堰以后，很快就进入了高山区，地形的变化相当剧烈。龙门山现还仍然是代表着青藏高原和东部地块的相互作用。每年龙门山相对于四川盆地都有一到三毫米的相对运动。龙门山的运动表明了青藏高原正在向东移动。一旦遇到了坚硬的四川盆地的阻拦，它们之间就会发生较为强烈的碰撞。两个物体相对运动，西部相对较软的物体就推覆到东部比较坚硬的物体上面，所以我们管它叫逆冲。倒滑是两侧平的错动，正断层是断层上的上盘往下落，掉，是属于一种松弛的状态，然后往下落。逆冲是很紧挤压的情况往上挤压。这就是说，板块间的移动形式绝不是单一的。逆冲运动时，地球所释放的能量是最大的，而这个结果直接导致了地震的发生。

       事实上地震就像和刮风、下雨、闪电一样，是地球上经常发生的一种自然现象。看似平静的大地之下时刻隐藏着危机。地球分地壳、地幔、地核。地核、地幔和地壳的物质都在运动。特别是地幔，在很多地方形成对流，地幔对流运动的结果带动地壳在运动。20世纪科学家用地震波发现了地球的内部结构，这就是人们众所周知的蛋状结构。其中地壳相当于蛋壳，地幔有如蛋白，地核则像蛋黄。地球上部主要由岩石构成，把地球的躯体严密覆盖。但岩石层并非铁板一块，而是由太平洋、欧亚、美洲、印度洋、非洲、南极洲六大板块和若干小板块构成。板块内部相对稳定，但板块边缘地带和接触地带则是不稳定的，这里是产生地震火山活动等剧烈地壳运动的主要场所。板块漂浮在地幔顶部的软流层上，由于地幔上部温度较低，下部温度较高，所以会产生热对流现象。虽然这种流动非常缓慢，一年大概还不到5厘米，但它产生的力量却是惊天动地的。地幔物质流当它受到了岩层的阻碍的时候，就会产生一个强大的力量。让地表都出现这种断裂的情况。当两股相向的地幔物质流相遇之后，在强大挤压作用之下，也可以形成海沟或形成山脉的隆起。地幔物质流它接近岩石层这部分被人们称之为是软流层。软流层本身看起来就好像是我们在这个炼钢炉里见到的铁水之前的那个部分。就是已经熔融状态的铁块，这种铁块它本身就是可以具有一定的流动性。因此说软流层是承载着所有的板块漂来荡去的。板块间可以渐行渐远，但是也可以想到在一起。渐行渐远就会形成大洋地壳的这种海底扩张，当它们遇到一块的时候，也会产生一种强烈的造山运动。就比如喜马拉雅山的隆起　一样。它就是在七千万年之前由这种作用下产生的一个结果。

龙门山断裂带的介绍

       龙门山断裂构造带区域附近是我国地震密集多发地区,许多区域性、主干性断裂沿走向经常密集分布不同震级的地震,各种断层位移测量结果均表明多以扭性为主,龙门山断裂构造带挤压特征更为突出,扭动也很明显,也有历史地震、近代地震沿走向分布。历史地震最大震级为6级,从未发生过8级特大地震。

       据殷跃平等[93]归纳整理的龙门山及邻区活动断裂运动速率,表明第四纪晚期以来,龙门山断裂活动速率长期保持在较低水平(表6-6)。而邻近青藏系的鲜水河断裂、安宁河断裂现今活动均处于十分强烈的状态,而且7级左右的大震也频繁发生,由此可以看出龙门山断裂可能被天全-茂汶北北东向新华夏系断裂(控震构造)“锁住”,降低了活动速率,经过长期构造应力和能量集累,为汶川8级地震的发生创造了条件。

       汶川8级地震在地表形成了许多地震变形、错断、鼓包、陡坎、地裂缝、喷沙、冒水等现象,在地表形成超过300km长度的地震变形带(图6-21)。其中发震构造为华夏系,即发震主干断裂为龙门山中央北川-映秀断裂,地震变形带延长达270km以上;龙门山东缘彭灌断裂的地震变形带长达70km以上,后龙门山断裂也可分为南、北两段地震变形带均以斜冲为主。上述诸地震变形带中以极震区映秀镇及北川地震变形量最大,地震变形带宽约10～30m,少数宽达30～50m;它们的位移量也有较大变化,但均表明极震区位移量值最大,且水平位移(右旋走滑量)大于垂位移量(表6-7)。

       表6-6 龙门山及邻区活动断裂运动速率一览表[93]

       图6-21 龙门山地区活动断层与地震分布图[93]

       表6-7 四川汶川8.0级地震的同震位移一览表[93]

       综上所述,在极震区映秀镇附近,龙门山断裂带三条断裂面向西倾斜,可能往深处汇合成铲形断裂系,映秀镇深19km左右应为震源深度,汶川8级主震后,已发生6级以上强余震8次以上,4.0～5.9级中余震更多,它们沿龙门山断裂带分布,部分少数已经超出南北向地震带的范围,深入到了中国大陆东部的境内[92-97]。

龙门山地震断裂带地应力分析

       断裂带（fault zone）亦称“断层带”。地壳运动产生压力和张力，压力常见于汇聚型板块，如：印度洋板块（前端带着印度大陆）与欧亚板块间的碰撞。张力常见于分离型板块，如海底扩张、红海裂谷、东非大裂谷等。 在地壳运动中压力和张力是相辅相成的。例如：内陆很多断裂带的产生并不是分离型板块的张力所致，而恰恰是汇聚型板块，如大洋板块俯冲到大陆板块之下产生的压力使陆块隆起，而隆起必然使薄弱环节产生张裂。如成都平原向青藏高原过度带，地壳从平均35千米向65千米过度（在材料力学上叫应力集中点）的龙门山断裂带。

       地震是地层受力破裂而滑动的过程，震前必然有应力的积累。龙门山断裂带属多条挤压逆冲断裂和多个推覆体组成，许多专家对地震前后原地应力水平和应力波动变化进行了测量和反演。通过对这些数据统计分析，得出龙门山地震断裂带最大水平应力σH和最小水平应力σh随深度H变化的回归曲线，其表达式为：

       科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（下册）

       由式（7.1）和式（7.2）和垂直应力σv（上覆岩层压力）对比得出，龙门山地震断裂带3个主应力的关系为：σH＞σh≥σv，说明龙门山地震断裂带以水平应力为主，有利于逆断层和走滑断层，与汶川大地震的震源机制一致。另外，应力梯度较大，最大水平应力梯度为4.52MPa/100m，最小水平应力梯度为2.51MPa/100m，最大水平应力σH和最小水平应力σh之比约达到1.7～1.8，地应力非均匀性较大，井壁极易产生坍塌和破裂。

       对于低渗透泥页岩地层，如炭质泥岩，取地层孔隙压力系数Pp=1.20，有效应力系数α=0.4，地层强度参数C=11.08MPa，内摩擦角φ=14.5，地层抗拉强度St=2MPa。将上述参数和计算点的应力分别代入式（4.23）和式（4.24），得到WFSD-2井地层坍塌压力当量密度ρc（即地层不坍塌的最小钻井液密度）和破裂压力当量密度ρf（即地层不压裂的最大钻井液密度）分别为1338kg/m3和2550kg/m3。即钻井过程中，如果钻井液密度在1338kg/m3和2550kg/m3之间，理论上WFSD-2井不会发生井壁坍塌和破裂。

       好了，关于“龙门山断裂带”的讨论到此结束。希望大家能够更深入地了解“龙门山断裂带”，并从我的解答中获得一些启示。