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地质所姚文倩博士生赴泰国-缅甸参加古地震探槽研讨会

2017-08-28

姚文倩博士生于2017年2月前往泰国-缅甸参加古地震探槽研讨会,一方面与瑞·威尔登(Ray Weldon)教授(构造地貌领域的杰出专家),就阿尔金断裂第四纪活动性、古地震事件识别、探槽位置选址、地震复发间隔等问题进行积极讨论,另一方面借鉴众多学者在圣安德列斯断裂、天山断裂等相关断裂上的研究经验,拓宽后续研究的科学视角、工作思路和研究方法,积极撰写科学论文并制定后续研究方案。

在泰国-缅甸访问交流期间,按照既定出访目标,姚文倩博士生与俄勒冈大学瑞·威尔登(Ray Weldon)教授、新加坡南洋理工大学石许华博士后等人就大型走滑断裂上的古地震研究工作的研究理论与技术方法开展研讨交流,另一方面,就刘静研究员课题组在阿尔金断裂索尔库里段开挖的大探槽的初步研究成果进行深入交流。此外,姚文倩博士生还应南洋理工大学及泰国矿产资源部安排,前往缅甸国塔莱进行古地震探槽野外考察。根据研究工作需要,姚文倩博士生集中学习了如何基于Photoscan拼接技术。

一、古地震研究工作的研究理论与技术方法研讨交流

古地震研究是活动断裂研究的有机组成部分之一,而探槽开挖则是古地震研究的最直接有效手段,通过探槽开挖可以揭示第四纪以来大地震发生的时间、频率、强度等重要参数,同时还可以获取断层上的位移累积过程。探槽开挖地点能否完整记录晚第四纪发生的古地震事件、能否获取大量的测年样品以控制事件发生的年代、能否正确地识别这些事件等是关键,这也直接关系到未来大地震危险性评价的可靠性。因此,探槽布设位置直接决定了事件识别标志的优劣。其中,走滑断裂具有走向上延伸稳定、地貌特征显著和多次地震事件易于保存等优点,是古地震学研究的重要断裂类型之一。研讨会期间针对刘静课题组所研究的青藏高原东北缘阿尔金大型走滑断裂带的古地震研究,通过对国内外大量古地震研究论文中所展示探槽的对比分析,与Ray Weldon教授、石许华博士后探讨了探槽位置的微地貌特征和优秀探槽布设位置的共性,为将来古地震探槽选址提供指导和参考。

首先对阿尔金断裂索尔库里探槽中遇到的14C测年问题,详细请教了Ray Weldon教授。Ray Weldon教授详细介绍了如何利用Oxcal软件对探槽中的14C结果进行处理,解决了在前期工作中遇到的如何舍弃异常年龄,如何插入OSL年龄,以及如何把沉积速率考虑进来等问题。在阿尔金探槽解译中,也碰到了断层迹线如何描画,比如在大型张裂缝受到后期冲沟改造后,断裂上端点的位置如何确定。其次,与Ray Weldon教授探讨论了探槽初步结果,对方给出了建设性意见,比如文章如何布局,可能性亮点等。他指出阿尔金断裂索尔库里段构造非常特殊,断裂如此平直、迹线如此清楚,并且两侧还存在大型阶区,认为该段是探讨断裂地震破裂模式和复发特征的天然实验场。此外,Weldon教授对我们初步获得的古地震复发周期变异系数非常感感兴趣,认为可以进一步统计世界其他断裂上的变异系数大小,进行类比分析。Weldon教授也向我们提供了计算变异系数的Matlab程序,并指导了如何使用。同时,姚文倩也对运行该程序出现的问题和其进行了讨论。Ray Weldon教授是国际知名的古地震学家,也一直在关注古地震探槽技术的传播和继承。他对我们在阿尔金所开挖探槽有极大的兴趣,认为探槽现象非常丰富,是学生实习和培训的绝佳首选之地,并提议将来中美以及东南亚国家联合组织一次古地震培训班,提高各个国家古地震研究水平。他的提议得到了参会各个国家的积极响应。

利用matlab程序运行结果

Ray Weldon教授介绍古地震探槽技术

二、Photoscan技术

     Photoscan技术的数据支撑是源自于SfM多视角移动摄影测量(Structure from Motion),通过运动的相机获取多视角立体图像集来确定相机的空间位置和姿态,进而重建三维地形。传统摄影技术相比,SfM技术具有算法更加优化,无需规律性获取照片,并且可以不同视角重叠序列图像之间的对应关系求解相机参数进而获得的点云数据的三维空间坐标的优势。此次研讨会期间,就前期已经获取的海原断裂上的研究点的航拍照片利用PhotoScan拼接过程中遇到的问题进行了咨询,最终获取了较为完整的操作流程和理想的成果图件(见下图)。

Photoscan操作流程

Photoscan导出效果图

除上述室内工作外,应南洋理工大学及泰国矿产资源部安排,姚文倩博士生还前往泰国湄沾和缅甸国塔莱进行古地震探槽野外考察,共同参观和考察了湄沾断层的断裂地貌及活动特征等。

古地震探槽野外考察

三、心得体会

两周的时间转瞬即逝,非常感谢中国地震局给了这样一个难得的机会前往国外与古地震专家学习研讨,虽然时间很短暂,但是每天都很充实,一趟行程下来收获颇丰。通过本次研讨会学习,加深了对古地震学研究理论和技术的认识和理解,进一步理解了阿尔金断裂带古地震序列的研究方法,学习了如何将现今构造地貌、沉积环境和古地理环境识别有机结合起来开展古地震研究,并总结了Photoscan软件使用技术流程等等。同时通过参与野外古地震探槽考察学习,与兴趣组其他成员的合作配合,进一步认识到团队协作的重要性。本次出访进一步提升了自身对古地震、构造地貌方面以及无人机摄影技术的兴趣,为今后开展地震地质研究工作提供了更为广阔的思路,受益匪浅。