舊金山地震課件

1906年舊金山大地震，發(fā)生于1906年4月18日清晨5點(diǎn)12分左右，芮氏規(guī)模為7.8，震中位于接近舊金山的圣安地列斯斷層上。自奧勒岡州到加州洛杉磯，甚至是位于內(nèi)陸的內(nèi)華達(dá)州都能感受到地震的威力。這場地震及隨之而來的大火，對舊金山造成了嚴(yán)重的破壞，可以說是美國歷史上主要城市所遭受最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。舊金山地震目錄地震概況地震地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)震構(gòu)造地震地質(zhì)特征相關(guān)技術(shù)區(qū)域地震概況歷史地震：1906年4月18日舊金山大地震。主震余震型。時(shí)間：1906年4月18日當(dāng)?shù)貢r(shí)間早上5時(shí)12分。震級：里氏震級7.8持續(xù)時(shí)間：45—60秒。震中：圣安德列斯，476公里長。災(zāi)情：天氣干燥導(dǎo)致大火連燒3天，全市5.3萬座房屋中2.8萬座被摧毀，全市近40萬居民中22.5萬失家園，估計(jì)損失約4億美元。1989年10月17日舊金山大地震，時(shí)間：1989年10月17日當(dāng)?shù)貢r(shí)間下午5點(diǎn)零4分。震級：里氏6.9級。震中：舊金山東南80km處勞瑪普瑞塔圣安德列斯斷層帶上。2004年8月24日，當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨3點(diǎn)20左右，美國加州舊金山北部地區(qū)(北緯38.21°西經(jīng)122.32°)，發(fā)生6.0級地震，震源深度11千米。舊金山大地震（1906）被1906年舊金山地震弄翻的生物學(xué)家路易斯·阿加西斯的雕像，美國加利福尼亞州斯坦福大學(xué)舊金山大地震（1906）舊金山大地震（1906）PicturedisalumpofsilverslagremovedfromacharredcashboxinSanFranciscoaftertheGreatEarthquakeandFireof1906.Thesilvercoinagemelted,butduetotheirhighermelting-pointthenickelsretainedtheirdetailsandwereembeddedinmoltenmetal.Astrayscrewwasapparentlyalsointheboxandwasentombedaswell.Thisinterestingartifactillustratestheenormousheatgeneratedbythefiresthatsweptthroughthecityafterthequake舊金山大地震（1906）舊金山大地震（1906）1906SanFranciscoearthquake'sseismogramrecordedinGottingen,Germany.舊金山大地震（1906）FusakichiOmori微地貌圣安德烈斯斷層系是美國研究最詳細(xì)的一個(gè)斷裂系。從板塊構(gòu)造觀點(diǎn)出發(fā),圣安德烈斯主斷層被認(rèn)為是轉(zhuǎn)換斷層,具有明顯的右旋走向滑動(dòng)性質(zhì),全長超過1000公里。沿該斷層,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震活動(dòng)的地質(zhì)標(biāo)志至今保留甚好,或?yàn)楦鞣N儀器記錄的資料所證實(shí)。圣安德列斯斷層（系）圣安德列斯斷層系的主要構(gòu)造特征圣安德列斯斷層幾乎縱貫加利福尼亞西部大致與西海岸平行，走向近西北，中部略向西南突出。斷裂北端在阿雷納角的北邊伸入太平洋，在岸外與近東西向的門多西諾斷層相接，南端出國境至加利福尼亞灣。成為太平洋和北美兩大板塊的活動(dòng)邊界,具有明顯的右旋走向滑動(dòng)性質(zhì),斷面一般陡直,局部地段由于斷面傾斜而具有沖斷層的特點(diǎn)。表現(xiàn)為一條比單一的轉(zhuǎn)換斷層要復(fù)雜得多的邊界轉(zhuǎn)換斷層圣安德列斯斷層系的主要構(gòu)造特征

兩側(cè)地質(zhì)和地貌的差異：南北兩段出露的巖性亦有很大不同。在南段沿?cái)嗔逊植记昂浼o(jì)火山巖和變質(zhì)巖,以及古生代、中生代片巖和花崗巖。北部大部分初露中生界和新生界地層。圣安德列斯斷層系的構(gòu)造特征安德烈斯斷層作為一條活動(dòng)的走滑斷層，有關(guān)他的水平錯(cuò)動(dòng)位移量可以追溯到前白堊紀(jì)時(shí)期。據(jù)研究結(jié)果，中、新生代以來的錯(cuò)動(dòng)位移量如右：①在塔夫特附近，圣華金谷地的白奎紀(jì)前的巖石與其相對應(yīng)的西側(cè)靠近海邊的阿雷納角相同巖石對比表明，他們在一億五千萬年來錯(cuò)動(dòng)350英里。②在坦布洛山脈所見白要紀(jì)巖石，現(xiàn)在在羅斯堡附近的斷層西側(cè)同樣可以找到。它們在一億年間錯(cuò)動(dòng)了320英里。③在坦布洛一圣埃米迪奧和圣克魯茲山出露的始新世地層很相似，可能在始新世以來(5800萬年)移動(dòng)225英里。

圣安德列斯斷層系的構(gòu)造特征④圣埃米迪奧和加比蘭兩地巖石類型和順序是極為相似，表明早中新世以來(2500萬年)移動(dòng)175英里。⑤坦布洛山脈東南端的頁巖與斷層西部卡連特山脈的頁巖相近介’，因此估計(jì)在約2000萬年內(nèi)移動(dòng)65英里。⑥在圣埃米迪奧和坦布洛山出露的礫石的相互關(guān)系，說明在不到100萬年間錯(cuò)開10英里。⑦此外，在過去20萬年前與圣安德烈斯斷層相交切的加洛克斷層和大松斷層可能是連在一起的，現(xiàn)在所見的大松斷層已沿圣安德烈斯斷層向北西推移6英里。圣安德烈斯斷層長期以來處于明顯的右旋水平運(yùn)動(dòng)中。圣安德列斯斷層上的地震活動(dòng)特征

(一)兩次大地震

1906年舊金山大地震(M=8.3)和1957年南加州大地震(M=8)是這里有文字記載以來發(fā)生的兩次最大地震。這兩次地震深刻揭露了它們與斷裂運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。

1.1906年舊金山大地震(A.s.Lawson等，1908)。圖3就是當(dāng)時(shí)利用修訂的RFM烈度表勾繪的等震線圖。這張圖表明釋放地震能量的震源并非是點(diǎn)源，而是地質(zhì)上的一條大斷層，地震能量釋放的性質(zhì)寫聲波傳播相類似，具有明顯的定向性，介質(zhì)對地震波傳播有明顯的影響。圣安德列斯斷層上的地震活動(dòng)特征

2.1857年2月9日的加州大震，以前常稱為蒂洪堡大地震。這個(gè)地震，當(dāng)時(shí)并沒有專門的考察研究。D.C.Agnew和K.E.Sieh(1978)勾繪出這個(gè)地震粗略的等震線圖(圖4)，震中烈度為Ⅳ。從它的影響場范圍來看，這個(gè)地震規(guī)模接近于1906年大震。圣安德列斯斷層系的在活動(dòng)斷裂上方，開展氣體地球化學(xué)研究已廣泛引起國內(nèi)外科學(xué)界的重視，賦存于巖石中的氣體，可以通過斷層的破碎帶從地下深處向地表遷移.因此，研究斷裂帶上方土壤氣體的變化，可以了解地下氣體的運(yùn)移狀況及斷層的活動(dòng)性斷裂帶氡氣測量沿圣安德列斯斷裂帶選擇了斷層的開啟段、斷層閉鎖段、斷層蠕滑段進(jìn)行跨斷層的土壤氣氡測量，觀測結(jié)果分述如下:斷裂帶氡氣測量斷層開啟段土壤氣氡測量結(jié)果：垂直斷層測線.沿裂縫測線.圖2a給出了該線土壤氣氡的觀測結(jié)果.由圖可以看出，該地區(qū)氧值低，在0-4個(gè)脈沖范圍內(nèi)波動(dòng)，但在地震新形成的二條斷裂上方，氧值可達(dá)25和27個(gè)脈沖，異常十分突出.斷裂帶氡氣測量圖3給出了另一條測線上土壤氣氡主測線和復(fù)測線測量結(jié)果.由圖可以看出，在無裂縫穿過的地區(qū)，氧值在0-2個(gè)脈沖范圍內(nèi)波動(dòng).在穿過地震裂縫的上方，氧值明顯增大，高值可達(dá)11和17個(gè)脈沖成幾倍和十幾倍增長.二條測線的測量結(jié)果具有很好的一致性，異常形態(tài)相似，氧的高值全部出現(xiàn)在地震裂縫的上方.斷裂帶氡氣測量圖6a給出了該地段土壤氣氧的觀測結(jié)果.由圖可看出，該地區(qū)土壤氣氡背景值在0-30個(gè)脈沖范圍內(nèi)變化，總體上看氧的高值出現(xiàn)在斷裂帶的上方，但高值點(diǎn)不像以往文獻(xiàn)中所指出的出現(xiàn)在斷層的正上方，而是在其兩側(cè).在斷層的東盤距斷層中線(圖中0點(diǎn)處)39m觀測到氧的最高值，其測值可達(dá)158個(gè)脈沖，而在斷層中線((0線部位)氧值僅為58個(gè)脈沖。斷層蠕滑段土壤氣氡測量跨圣安德列斯斷層測線圖6b給出了該測線土壤氣氧的觀測結(jié)果.由圖可以看出，在該測線所獲取的觀測結(jié)果與上段測線蠕滑段所取得的結(jié)果一致，土壤氣氧的高值出現(xiàn)在斷層中線兩側(cè)。上一段測線氧的高值點(diǎn)的間距小于這一段，在該斷層的西盤27m處觀測到氧的高值為90個(gè)脈沖，斷層?xùn)|盤9m氧的高值也達(dá)90個(gè)脈沖，而正常背景值在該地區(qū)一般在0-30個(gè)脈沖范圍內(nèi)波動(dòng).斷層蠕滑段土壤氣氡測量關(guān)于異常氡在蠕滑斷層上的分布形態(tài)是由以下原因造成的:其一，由于斷層已出露于地表，斷層蠕滑造成的地表破壞非常明顯，斷層的走向十分清楚，因而本次測量與國內(nèi)開展的類似測量相比，容易布設(shè)測線，加之測點(diǎn)間距較密，最小間距可達(dá)1.5-3.0m，因而可以探測到土壤氣氧隨空間變化的細(xì)節(jié);其二，由于斷層長期蠕動(dòng)，使斷層泥部分的土質(zhì)變得致密而堅(jiān)硬.在測量過程中，我們對測線上的土質(zhì)條件、環(huán)境條件進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在相同的土質(zhì)條件和環(huán)境條件下，蠕滑部分的土質(zhì)致密，因而透氣性要比相鄰兩側(cè)差，所以出現(xiàn)了逸出氧低于兩側(cè)的結(jié)果.結(jié)語淺源構(gòu)造地震，總是伴隨著構(gòu)造活動(dòng)發(fā)生的，地震又大多發(fā)生在原已存在的活動(dòng)斷裂帶上，因此本項(xiàng)研究選擇在大型的圣安德列斯活動(dòng)斷裂帶上，在不同的構(gòu)造活動(dòng)類型的地段，開展了斷層氣上方氣體地球化學(xué)研究