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董顺利 李勇 陈龙生 王刚 张毅 陈浩 闫亮 马博琳 乔宝成 周荣军 A.L.Densmore N.Richardson M.A.Ellis 沈军辉 《第四纪研究》2009,29(3):439-448
汶川MS8.0地震在龙门山断裂带造成了严重的地表破裂,但能反映地震地表破裂过程的现象却很少,四川省都江堰市虹口乡八角庙村有一处保存基本完好的断层擦痕剖面,是惟一能反映地震地表破裂过程的露头。剖面上可见两种侧伏产状相差很大的擦痕,我们利用全站仪和GPS对擦痕进行总体和细部的测量,结果表明,一种擦痕接近垂直,侧伏角在 76°～87°之间,另一种擦痕侧伏角相对较小,介于 32°～33°之间。利用擦痕侧伏角、断层面倾角、岩石内摩擦角进行求解断层主应力方位的赤平投影,结果表明发震断层的运动方式为逆冲兼右行走滑。通过分析对比,我们认为断层面上近水平方向的擦痕切割了近垂直方向的擦痕,据此将地震的地表破裂过程分为两个阶段。阶段Ⅰ断层运动以逆冲向上为主,阶段Ⅱ以右旋走滑为主,这个结论与地震波数据反演结果是一致的。其中,阶段Ⅰ由两个子事件组成; 第一个子事件断层以接近垂直的角度逆冲向上运动,运动方向为SW85°～87°; 第二个子事件断层的运动方向发生朝向NE方向的倾斜,运动方向为SW76°～80°,表明断层运动性质为逆冲兼少量的右旋走滑。阶段Ⅱ断层的运动方向为SW32°～33°,表明这一阶段断层运动以右行走滑为主,走滑分量大于逆冲分量。 相似文献
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同震地表破裂带是地震破裂最直观的表现。地表破裂带的精细填图对理解地震破裂过程及发震机理有着重要意义。我们对5.12汶川地震映秀-北川同震破裂带南部的虹口乡区段开展了较为精细的填图工作,该区段地表破裂带的平面几何和同震位移特征沿走向均显示出公里尺度的横向变化和复杂性。根据同震破裂不连续性特征可把地表破裂分为4段,自南向北依次为深溪沟段、庙坝段、高原新村段和八角庙段。其中,深溪沟段和八角庙段同震垂直位错较大,达.5～6m;庙坝段同震垂直位移量普遍较低,1～2m或更低; 在高原新村附近,地表破裂带分为近平行的南北两支,北支以右旋走滑为主,南支以南东盘逆冲抬升为主,这与与映秀-北川同震破裂总体北西盘抬升的性质相反。本文对高原新村附近的反向陡坎进行了深入的探讨,并综合前人的研究结果,认为是破裂在从深部往上扩展的过程中,在浅表部位顺着发育在虹口东南部的大鱼洞-龙溪飞来峰后缘的具南东倾向的断面继承而成。与北川沙坝附近的反向陡坎一样,说明老断裂带构造几何特征对单次地震破裂的扩展有牵引作用。最后,讨论了八角庙有切割关系的两组断层擦痕的地震学和地质学意义,指出可能指示了映秀-北川断裂面上局部区段震前的初始应力水平较低。 相似文献
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汶川地震基岩同震断层泥结构特征 总被引：5，自引：0，他引：5
汶川Ms8.0地震形成的地表破裂带主要沿松散沉积层分布,但在北川-映秀地表破裂带中,发现5处同震地表破裂带穿过基岩.通过详细介绍其中的4处基岩同震断层剖面,给出基岩同震断层泥的特点和识别标志.断层剖面位置从北向南:平武平溪、北川擂鼓、安县肖家桥和虹口八角庙.同震断层主要出露在相对较软的基岩中,断层长期活动形成了分带性特征显著的断层变形带,主要包括构造角砾岩、断层角砾、老断层泥和最新断层泥.其中,同震滑动产生的最新断层泥最为松软,厚度最薄,颜色最深,内部几乎不含角砾并与其他部分接触边界清晰平直.基岩同震断层泥的结构特征与断层围岩性质密切相关,当同震断层上下盘围岩由多种岩石组成,而且上下盘围岩强度差别较大时,断层变形带结构相对复杂,发育有厚层断层泥,局部存在多个滑动面;当上下盘围岩岩石组成相对单一时,断层变形带结构相对简单,断层泥厚度较薄.在野外断层变形带结构划分基础上,对部分断层剖面中的同震断层泥和断层岩进行了初步的显微结构分析,给出断层蠕滑和粘滑的显微结构特征,对同震断层泥中的流体活动方式进行了讨论. 相似文献
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内蒙古包头市区大青山山前断裂地震活动断层初步研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过多年来野外考察及断层活动事件年代测定,现已初步查明,包头市区座落在大青山山前断裂西段全新世地震活动断层上。该地震活动断层展布于山前Ⅱ级或Ⅰ级台地前缘,由一系列地震断层、地震陡坎、地震崩积楔、地震充填楔、地裂缝及沙土液化等地震形变遗迹组成,构成规模较大、连续性好的地震地表破裂带。地震断层呈直线型或宽缓弧形斜列延伸,错断全新统及最新地貌面,为一系列断面向南倾斜的正断层及阶状正断层,断层面平整,具垂直擦痕,断层带往往为砂砾、角砾或沙土充填,显示为主要在张应力作用下断层经历5次活动、正倾滑运动而形成。最新一次活动事件为公元849年地震。根据对全新世地震活动断层的活动特征、活动期次的划分及强震复发间隔的初步研究,以及历史和现今地震活动规律的研究,包头市区地震危险性应该引起相当的关注。 相似文献
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1995年日本兵库县南部地震时在淡路岛上出现的地表地震断层主要由三条地表破裂带组成、野岛地震断层、松帆地震层和楠本地震断层。野岛地震断层从淡路岛北端的淡路町住西南延伸到一宫町的尾崎,长达18km,其北段沿着早期存在的野岛断层分布,而南段则作为新断层出现,野岛地震断层的断层的北段主要由一些相互平行或次平行的右列剪切断层和许多左列和性裂隙组成,其南段则是由集中在十多米宽的大量不连续的地表破裂带所组成。野岛地震断层一般走向N30°～60°E倾向SE,地貌错位和断层擦痕均显示出此断层为一具有逆断层性质的右旋走滑断层,沿一些主要露头测定的北段水平位移量一般为100～200cm,垂直位移量为5O～100cm;而南段的水平、垂直位移量均只有几厘米至20cm。最大位移量在平林断层崖测得;水平180cm、垂直l30cm、实际位移量2l5cm。松帆地震断层走向N40°～60°W,沿着淡路岛北端部的海岸线分布,长达约1km。楠本地震断层沿早期存在的楠本断层出现,分布于淡路岛东北部的海岸边上,走向N35°～6O°W倾向NW 。根据地表地震断层的形态及地貌错位特征,野岛地震断层可被分为四条断层段,并在形态上呈现右列。地质和地貌证据以及余震分布的特征清楚地表明这4条断层段的几何形态和分布特征是受早期存在的地质构造所控制的,同时也说明了地震断层的破裂过程具有拉分(pulling-apart)和推隆(pushing－up)的过程,这两个过程分别产生了张性裂隙、拉分盆地、逆断层和挤压隆起等构造。 相似文献
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随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、物理和化学指标测定等一系列先进技术的发展,已有大量的研究案例成功地从基岩断层面上提取了古地震信息,基岩断层面在古地震研究方面的优势被不断发掘。然而,沟谷等地表过程的侵蚀作用,也会使得基岩断层面出露。这种非构造成因的断层面,很容易与构造成因的断层面混淆,却不记录古地震信息。已有的研究工作,缺乏对这两种断层面出露方式的系统研究,更缺少对适合于古地震研究的基岩断层面特征的归纳总结,这将不利于在基岩区开展古地震研究工作。为了解决这一问题,选取了山西地堑系的马家窑和南马庄两处基岩断层面,采用小型无人机航测(s-UAV)结合陆基三维激光扫描(t-lidar)技术,获取了基岩断层面高精度形貌及周围的三维地形数据,将断层面形貌特征的定量分析结果与断层坎精细的地貌解译结合,研究基岩断层面的不同暴露方式下的形貌特征。结果显示,马家窑基岩断层面受沟谷侵蚀而逐渐暴露,表面形貌呈现出连续平滑的特征,不具有地震活动信息。南马庄基岩断层面的形貌显示出明显的阶跃式分带特征,具有分段出露的特点。结合精细地貌解译的结果,这种出露特征可能与周期性的地震活动有关,并识别了两次同震倾滑位移... 相似文献
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龙门山活动断裂带运动学特征及其构造意义 总被引：2，自引：0，他引：2
2008年青藏高原东缘龙门山地区发生的MS8.0级地震,致使龙门山断裂带的后山断裂、中央断裂和前山断裂也发生了构造活动,产生了不同规模的同震地表破裂带,同时在活动断裂面上保留了最新擦痕和正反阶步。根据断裂面阶步及最新擦痕测量分析,后山断裂的耿达—草坡段为逆冲断层,汶川—茂县段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的NW—NWW向;平武—青川段为走滑-逆断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的SWW—W向。中央断裂的映秀—小鱼洞段为逆冲断层,小鱼洞北—北川段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的NW—NWW向;北川县北—南坝段为走滑-逆断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的SWW—W向。前山断裂的都江堰—蓥华段为逆冲断裂,蓥华—西坪段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力均为近水平的NW—NWW向。对比分析表明,擦痕反演最大主压应力方向变化过程与地震资料反演最大主压应力方向变化过程相吻合。 相似文献
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大震地表破裂带滑动矢量及其分布特征,是震后调查需要获得的最重要的资料之一。由于逆断层型地震地表破裂带运动性质(正向逆冲或斜向逆冲)、破裂带走向的变化以及断错标志线、断层运动方向与断层走向间夹角的变化等等,均会导致视位移的产生,使得野外位移测量数据复杂化。滑动矢量作为一个三维空间的量,代表了各破裂点或破裂面在地表或近地表的运动轨迹,较之其各分量,能够更准确更直观地反应出破裂带的性质和运动学特征。文章讨论了滑动矢量的计算方法,重点讨论了利用两条不平行断错标志线计算滑动矢量的方法。利用这些方法,我们对汶川地震映秀－北川地表破裂带北段北川县城附近若干点的滑动矢量进行了计算,对地表破裂带的性质和运动学特征进行了讨论。 相似文献
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汶川地震(Ms8.0)形成了具逆冲兼右旋走滑性质的映秀-北川破裂带、纯逆冲性质的灌县-安县破裂带以及它们之间具左旋走滑-逆冲性质的小鱼洞破裂带,成为世界上迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型地震地表破裂带.其地表破裂过程对理解发震机理具有重要的科学意义.文章根据地表破裂带的不同运动特性以及分段性,并结合不同地段同震断层擦痕行迹,探讨汶川地震地表破裂过程.通过详细分析,认为沿地表破裂带出现南北两个大的滑移量峰值,以及南北两段破裂带的几何分布和运动特性均不同,表明汶川地震是由南北两个次级破裂事件组成,这个结论与地震波数据反演结果一致,并根据八角庙和北川地区同震断层擦痕的运动学对比研究,推测汶川地震初期破裂以逆冲运动为主,沿映秀断裂和灌县-安县断裂,同时形成约100-80kin长近纯逆冲性质的映秀-清平段地表破裂带和灌县-安县地表破裂带,并且在这两条破裂带向NE方向扩展过程中形成了小鱼洞地表破裂带.由于南部初期破裂事件触发了北川断裂的活动,造成后期破裂事件的发生.后期破裂事件以右旋走滑(或右旋斜冲)运动为主,沿映秀-北川断裂形成龙池-深溪沟-八角庙-清平-擂鼓-北川-南坝-石坎等一线破裂带,该破裂带在映秀断裂带上叠加了第一次破裂事件形成的部分破裂带,整体地表破裂带南段(映秀-清平段)叠加了两次不同性质的破裂过程,北段(擂鼓-北川-南坝-石坎段)只反映了第一二次破裂事件的过程.所以,汶川地震地表破裂带中约270km长的映秀-北川破裂带具有逆冲兼右旋走滑性质,而约80km长的灌县-安县破裂带为纯逆冲性质.地震破裂过程是一动态复杂的物理过程,上述地表破裂模型可以解释两条不同性质破裂带的形成.但是否符合实际的地震破裂过程,还需要通过近台网地震波数据精细反演地震震源破裂过程的验证. 相似文献
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地表探槽断裂岩岩石磁学揭示汶川地震断裂带不同滑移机制 总被引：3，自引：0，他引：3
岩石磁学能揭示岩石的磁性矿物组合,通过断裂岩不同的磁性矿物组合可揭示地震过程中磁性矿物变化、地震摩擦温度及地震滑移机制等基础地震地质问题。2008年Mw 7.9级汶川地震使两条断裂带同时发生地表破裂,包括映秀-北川和灌县-安县断裂地表破裂带,破裂带上地震断裂岩为岩石磁学提供了大量的研究对象。本研究主要以汶川地震地表破裂带上两个探槽内断裂岩为对象,包括映秀-北川地表破裂带上的八角庙探槽和灌县-安县地表破裂带上的九龙探槽,结合目前已发表的地表及WFSD-1孔的研究成果,从岩石磁学角度探讨汶川地震断裂带经历的地震滑移机制:1综合映秀-北川地震断裂带上八角庙探槽和其它位置的断裂岩岩石磁学研究,结果显示该地震断裂带附近断层泥的高磁化率源于新生的亚铁磁性矿物,如磁铁矿和磁赤铁矿等,故映秀-北川地震断裂曾经历高温快速热增压地震滑移机制;2灌县-安县地震断裂带上九龙探槽内断层泥略低的平均磁化率源于其铁的硫化物含量比断层角砾及侏罗纪砂岩多,铁的硫化物可能源于地震过程或断裂岩抬升到地表后的地表作用,如果断层泥中铁的硫化物多含量源于地震过程,则灌县-安县地震断裂带曾经历低温慢速机械润滑地震滑移机制;3两条断裂经历的不同地震滑移机制可能受控于断裂深部结构,如断层产状,映秀-北川地震断裂带的陡倾角易产生高温快速地震滑移,而灌县-安县地震断裂带的缓倾角更易产生低温慢速地震滑移。 相似文献
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The NW–SE-trending Dinar fault is an active normal fault upon which the 1 October 1995 earthquake ( M = 6.1) occurred. The 1995 earthquake resulted in a c. 10-km-long surface rupture with the south side down-thrown by 50 cm. Investigations of two trench sites perpendicular to the 1995 rupture suggest at least two prior large earthquakes in historical times. Radiocarbon dates and historical records constrain the age of events between 1500 bc and ad 53, event 2 possibly coinciding with the earthquake that damaged Dinar (the ancient city of Apamea Kibotos) in c. 80 bc and event 1 around 1500 bc. Surface displacements determined for events 1 and 2, compared to the 1995 surface faulting, indicate that M > 6.8 earthquakes were associated with each rupture. Using the total displacement in trenches, a slip rate of about 1 mm yr−1 can be estimated for the Dinar fault. Observations suggest that the return period for large earthquakes in the Dinar area is about 1500–2000 years. 相似文献
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2008年汶川地震（Ms8.0）形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。沿约275km 长的地表破裂带的同震滑移及其最大滑移量的确定,对认识和理解汶川地震地表破裂过程及其变形机制具有重要意义。我们沿地表破裂带进行了详细的滑移特征考察及其同震位移测量,发现沿映秀-北川破裂带分布南北两个滑移峰值区段,南段以深溪沟-虹口破裂段为中心,以逆冲为主伴随右旋走滑运动为特征,最大垂直位移量为6.0～6.7m ,北段以北川破裂段为中心,以右旋走滑为主伴随逆冲运动为特征,最大垂直位移量为11～12m ,南北两滑移峰值区段所代表的两次地表破裂事件与地震波数据反演结果一致。通过对北川段破裂带的精细地形剖面测量,以及地震前后对比,在北川县曲山镇沙坝村一组获得该破裂段的最大右旋水平位移为12～15m ,最大垂直位移为11～12m ,这是目前世界上一次地震产生的最大同震垂直位移,最大斜向滑移量为14～17m ,为整个汶川地震地表破裂最大滑移量,是汶川地震的宏观震中。北川破裂段高角度的地震断裂、逆冲断裂面的倒转作用以及具最大滑移量的强烈变形作用是北川县城遭受到最强的地表破坏和地质灾害的主要原因。具有走滑量和逆冲量近一致（走滑水平位移/逆冲垂直位移比值为1）的斜向逆冲作用可能是山脉快速隆升的重要机制。 相似文献
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Morphologic features of bedrock fault scarps are underutilized in studying faulting and weathering history, partly because of a lack of accurate quantitative parameters for topography. The study employs ground-based LiDAR to measure five patches at different levels on the same fault surface and then calculates roughness in the form of power spectral density in directions parallel and perpendicular to the slip. The power spectral density and spatial frequency typically follow a power law for each fault patch, showing approximately linear relationships in a log–log plot. However, due to additional power introduced by weathering, all spectral curves, especially those parallel to the slip, can be divided into two segments, lower-frequency (wavelengths of several centimeters – several meters) and higher-frequency (wavelengths of several centimeters and below) domains. This shows that the topographic features at different spatial scales are dominated by different mechanical processes: faulting abrasion in the lower-frequency domain and the weathering process in the higher-frequency domain. Moreover, we develop two parameters to quantify the degree of weathering of a fault outcrop, which is significant to describe the evolution of the fault-scarp and infer the date of faulting under calibration. 相似文献
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The geometry of a fault zone exerts a major control on earthquake rupture processes and source parameters. Observations previously compiled from multiple faults suggest that fault surface shape evolves with displacement, but the specific processes driving the evolution of fault geometry within a single fault zone are not well understood. Here, we characterize the deformation history and geometry of an extraordinarily well-exposed fault using maps of cross-sectional exposures constructed with the Structure from Motion photogrammetric method. The La Quinta Fault, located in southern California, experienced at least three phases of deformation. Multiple layers of ultracataclasite formed during the most recent phase. Crosscutting relations between the layers define the evolution of the structures and demonstrate that new layers formed successively during the deformation history. Wear processes such as grain plucking from one layer into a younger layer and truncation of asperities at layer edges indicate that the layers were slip zones and the contacts between them slip surfaces. Slip surfaces that were not reactivated or modified after they were abandoned exhibit self-affine geometry, preserving the fault roughness from different stages of faulting. Roughness varies little between surfaces, except the last slip zone to form in the fault, which is the smoothest. This layer contains a distinct mineral assemblage, indicating that the composition of the fault rock exerts a control on roughness. In contrast, the similar roughness of the older slip zones, which have comparable mineralogy but clearly crosscut one another, suggests that as the fault matured the roughness of the active slip surface stayed approximately constant. Wear processes affected these layers, so for roughness to stay constant the roughening and smoothing effects of fault slip must have been approximately balanced. These observations suggest fault surface evolution occurs by nucleation of new surfaces and wear by competing smoothing and re-roughening processes. 相似文献
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估计同震滑移向量对于认识和理解破裂方式和破裂过程具有重要意义。2008年汶川大地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带的中央断裂和前山断裂上各形成了一条长250 km和72 km的地表破裂带。地震发生后至今,已经发表了大量有关同震位错沿破裂带分布的论文和报告,但绝大部分都仅仅是破裂的走向位错和垂直位错,极少有同震滑移向量的报道。这不仅是因为野外难以直接测量到水平缩短量(或拉张量),而且还因为这些走滑位错实际上是视走滑位错,部分或全部来自水平缩短或拉张。因此,仅仅根据视走滑同震位错和垂直同震位错估计的同震总滑移量肯定包含了相当大的误差。尝试利用据不同走向参考线测量到的一组(两个以上)视走滑位错来计算水平滑移向量的这一新方法,获得了中央破裂带上的7个水平同震滑移向量,并结合垂直位错量进一步计算了走滑、倾滑和水平缩短三个同震滑移分量以及断层倾角和破裂面上的同震滑移向量,综合出露破裂面的擦痕所指示的滑移向量,并对比根据矩张量解获得的震源深度的滑移向量,得出以下认识:(1)破裂南段的地表滑移向量的方位角明显小于震源深度滑移向量的方位角,表明在破裂从震源向地表传播过程中破裂面上的滑移向量发生了逆时针旋转;(2)滑移方位角向北东方向逐渐增大,表明地平面上水平滑移向量表现出顺时针旋转的趋势,而且在破裂向北东方向传播过程中近地表的走滑分量逐渐减小而倾滑分量逐渐增大;(3)几乎在每一个观测点倾滑分量都大于走滑分量,表明汶川地震的破裂方式在任何地点都是以逆冲运动为主;(4)破裂面倾角在10.4°～64.7°,平均值为41°,与天然破裂露头和探槽揭示的结果基本一致;(5)滑移向量沿破裂带的分布显示,走滑分量中段大而两端小,倾滑分量则相反,中段小两端大。 相似文献
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1997年1月2日~1998年12月31日新疆伽师地震群的发生,使柯坪断裂的滑动速率和运动方向发生了改变。利用MD系列断层仪对柯坪断裂东段的运动特征进行了观测与研究。结果表明,柯坪断裂带东段在伽师地震群前后,垂直滑动速率由0.037 mm/a提高到0.069 mm/a,水平错动速度由左旋0.033 mm/a改变为右旋0.016 mm/a;水平运动方向发生了改变,垂直运动强度提高了近一倍;伽师震群发生前后,柯坪断裂东段附近的应力场发生了改变,最大和最小水平应变率的大小虽未变化,但主应变率轴绕顺时针方向旋转了16.7°。 相似文献
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同震位移向量由垂直、走滑和水平缩短(或拉张)三分量构成,合理估计各分量是全面认识地震地表变形特征的基础。汶川地震后的现场调查,获得了大量的同震位移数据,但是绝大部分是垂直和走滑两个分量,水平缩短(或拉张)分量十分缺乏,这必然导致我们对汶川地震破裂特征认识的偏差。本文通过对变形的天然地貌面和人工建筑的测量和复原,获得了白沙河破裂段8个观察点水平缩短量数据。同震水平缩短量在白沙河段的分布显示出了其由南西向北东逐渐减小的趋势,它与其他研究获得的垂直和走滑同震位移的分布基本一致。此外,同震水平缩短与同震垂直位移量在该破裂段上的分布,表现为峰、谷互补,可能暗示了地震破裂面倾角沿该破裂段的变化过程： 南段为高角度,中段逐渐转变为低角度,最后在北段再次转为高角度。 相似文献
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Evidence of right‐lateral offsets associated with the 1912 earthquake (Mw 7.4) along the North Anatolian Fault (Gaziköy–Saros segment) allow us to survey (using DGPS) the co‐seismic and cumulative slip distribution. The damage distribution and surface breaks related with the earthquake show an elongated zone of maximum intensity (X MSK) parallel to the fault rupture on land but this may extend offshore to the north‐east and south‐west. Detailed mapping of the fault using topographic maps and aerial photographs indicates the existence of pull‐apart basins and pressure ridges. At several localities, the average 1912 offset along strike is 3.5–4 m and cumulative slip is 2–6 times that of individual movement. The fault rupture geometry and slip distribution suggest the existence of three subsegments with a combined total length of 110–120 km, a fault length and maximum slip similar to those of the 1999 Izmit earthquake. The amount of slip at the north‐easternmost section and in the coastal region of the Sea of Marmara reaches an average 4 m, thereby implying the offshore extension of the 1912 rupture. The results suggest that the 1912 event generated up to 150 km of surface faulting, which would imply a Mw 7.2–7.4 earthquake and which, added with rupture lengths of the 1999 earthquakes, help to constrain the remaining seismic gap in the Sea of Marmara. 相似文献