基于高分辨率地形数据的断层陡坎形态演化与强震活动关系研究

断层陡坎的形态可以保存有关断层带上地震活动等重要信息,陡坎上的坡折就是多次地震发生后陡坎演化留下的微地貌信息。以往研究选取的断层陡坎多为位于标准阶地面上的断层陡坎,而断层沿线地貌现象复杂,因此需要探索一种具有普适性的断层陡坎形态研究方法。本研究将常见的断层陡坎剖面按照形态划分为三种类型,以LiDAR技术获取的0.2m分辨率DEM数据为基础,选择了8个属于不同断层陡坎剖面类型的实验区,每个实验区采集不少于20条剖面,通过窗口检验确定研究区最佳数据获取移动窗口为7个像元并计算每条剖面的坡度值,通过坡度约束限定陡坎范围,进而识别坡折并获取坡折信息。对坡折信息进行概率密度统计,根据概率密度统计图中的峰值个数确定强震事件的次数。结果显示,陡坎形态研究结果与古地震探槽结果表现出较好的一致性,表明本文提出的陡坎形态研究方法可以适用于不同类型断层陡坎来确定强震事件次数。     

用地震断层陡坎的形态方程确定古地震事件的年代

通过对地震断层陡坎演为过程的分析，应用均匀物质扩散理论建立地震断层陡坎的形态方程，推断古地震断层陡坎的年龄，从而确定古地震事件的期次及年代。用该方法对二台活断层古地震断层陡坎进行计算，所得结果与用其它方法确定的古地震事件的期次及年代对应较好。     

临泽断裂新活动特征初步研究

临泽断裂在地貌上可见3条断层陡坎,总体走向NNW,最长约8 km,东侧和中间陡坎主体倾向E,西侧陡坎倾向W。①利用差分GPS对3条断层陡坎进行了详细的测量,发现临泽断层陡坎较低,局部发育多级断层陡坎,坡角较缓,高度几十厘米至1米多;②在临泽断裂上选取4个探槽剖面进行古地震分析、样品采集和年代测试,发现东侧和中间的断层陡坎为正断层所控制,西侧的断层陡坎为逆断层所控制;③探槽开挖揭露出晚更新世晚期以来,临泽断裂上发生过4次古地震事件,时间分别为(8 895±125)a B.P.之前、(7 245±75)a B.P.～(6 190±20)a B.P.、(5120±20)a B.P.～(4.8±0.5)ka和(2 550±50)a B.P.～(2 326±64)a;④全新世以来可以确定3次事件,较早一次事件与榆木山北缘断裂上较早一次古地震事件时间比较吻合,说明临泽断裂可能是榆木山断裂向河西走廊内部继续活动的延伸;最后一次古地震事件的离逝时间约为2 500 a,表明临泽断裂全新世活动一直比较强烈。     

基于扩散方程的陡坎形貌测年方法进展

陡坎是一种自然界常见的台阶状地貌,但其形成年龄通常很难直接测定。发育在松散堆积物中的陡坎经过初期短暂的重力垮塌之后,将经历漫长的低能退化过程。如果陡坎剖面形态的演化可基于扩散方程来模拟,且扩散系数可独立标定,即可利用陡坎地形剖面估算其年龄,这种方法被称为形貌测年。文中简要回顾了陡坎形貌测年的研究历史,介绍并讨论了陡坎退化的概念模型与扩散模型,特别是非线性扩散模型的建立及求解、参数在扩散模型中所起的作用、最佳陡坎形貌年龄的确定流程等,分析了陡坎上、下地貌面坡度对陡坎退化的影响,编制了非线性扩散模型的年龄图版,给出了图版的应用实例,验证了形貌测年方法的有效性。线性扩散模型和非线性扩散模型均可用于单次事件陡坎的退化分析,但对于年轻的单次事件陡坎推荐使用非线性扩散模型。断层重复活动形成的陡坎的退化分析则需要谨慎对待,恒定滑动速率陡坎的非线性扩散模型适用于模拟年龄<10ka、活动速率高的断层陡坎的演化;多次事件陡坎模型(包括线性扩散和非线性扩散)需要仔细评估每次事件在陡坎剖面上的断错位置及其位移量。尽管陡坎形貌测年方法存在很多假设条件,但目前快速获取一定范围内的高分辨率地形数据已成为现实,...     

可可托海—二台断层陡坎的坡角变化、年龄和大地震重复时间间隔

本文通过研究沿新疆可可托海—二台断层1931年发生地震时所形成的断层陡坎和以前古地震形成的基岩断层坡角的陡坡变化,探讨了位于山坡上的地震断层陡坎与形成年代之间的关系,并进一步讨论了该断层上大震重复发生的时间间隔。 断层陡坎按其构成物质可分为松散碎屑的和基岩的两类。松散碎屑陡坎的平均剥蚀速率为0.19°/年;基岩陡坎的平均剥蚀速率为0.036°/年。对于松散碎屑陡坎来说,逆向陡坎(其倾向与山坡倾向相反)比顺向陡坎(其倾向同山坡倾向)较易保存,前者为 200多年,后者为60—70年。 根据基岩陡坎脊部受剥蚀的两种坡度,求得1931年以前两次古地震的年代分别为公元1264年和公元681年。最后求得该断层大震重复发生的平均时间间隔为625年。     

美国爱达荷州中部洛斯特河断层麦凯段晚第四纪断层陡坎与地震

根据断层位错和地貌位置,麦凯段断层陡坎分为三组,它们是三次史前地震的产物。根据位错量和陡坎长度对比,史前地震的震级大约为7级。利用扩散方程模拟史前7级地震发生的重复时间间隔是5—11千年     

甘肃酒西盆地发现地震地表破裂带

根据航、卫片解译和野外实地考察,在位于祁连山—河西走廊西段的酒西盆地白杨河背斜北发现1条较新的地震破裂带遗迹,破裂带长度约5km,呈弧形展布,保存较为完整,在最新的洪积扇面上陡坎高度约0.5~0.7m,在冲沟T1阶地上陡坎高度约1.5m,分析认为其为较新的1次地震活动所致。沿断层陡坎探槽开挖表明,此次破裂带形成于约1500aBP,此前断裂还有过活动。根据该地区历史地震资料考证和研究程度,认为该地震地表破裂带可能与365年玉门地震、1785年玉门惠回堡地震或1次漏记的历史强地震有关。     

青海热水-日月山断裂带古地震的初步研究

热水—日月山断裂带是青藏高原东北缘柴达木—祁连山活动地块内部一条重要的NNW向的右旋走滑活动断裂带.断裂活动形成了一系列山脊、冲沟和阶地等右旋断错微地貌及断层崖、断层陡坎等垂直断错微地貌.本文对发生在该断裂带上的古地震事件开展了研究,综合探槽剖面和断层陡坎年代,大致可以确定两次古地震事件,其年代分别为距今6280±120a,2220±360a,复发间隔约4000a左右.     

邙山东侧地貌陡坎与老鸦陈断层活动性关系讨论

地貌陡坎的成因有许多种, 其中之一是由断层在新构造时期的活动造成。 因此, 地貌陡坎的存在可能指示了断层在新生代的活动性, 然而在运用地貌线性方法判定新生代以来断层活动的时候还需要有其他资料的相互验证, 否则可能得到相反的结论。 该文以邙山东侧陡坎与老鸦陈断层为例, 通过遥感影像解释、 中浅层地震探测、 联合钻孔对比、 地貌测量等方法, 得到了老鸦陈断层是一条倾向NE向的前第四纪正断层, 同时将陡坎分为三段, 陡坎总体走向NW—NWW向, 由北而南, 高差逐渐降低, 出郑州东南后消失。 分析两者之间的关系, 认为古黄河改道或其支流侵蚀切割形成邙山东侧陡坎, 与老鸦陈断层没有直接关系, 陡坎的形成时间不应早于晚更新世。     

北京平谷地区地表陡坎的成因识别

根据对北京平谷三河地区地表陡坎的观察比较,研究了河流侵蚀陡坎与断层陡坎的微地貌形态差异。河流侵蚀形成陡坎的方向追随河流的冲沟方向,具不稳定性,并且陡坎的倾向沿河对称。断层陡坎的展布不受河流方向的影响,断层以倾向活动为主时,陡坎两盘的运动方向稳定。研究结果表明,平谷地区的地表陡坎是河流侵蚀陡坎。同时,还从构造地貌学与地层沉积学的角度,分析了平原区河流侵蚀沉积与断层断错沉积的特征,指出平谷地区的浅层人工地震探测及浅钻资料存在两种解释的可能性     

拉脊山断裂古地震与喇家遗址灾变事件关系研究

利用高分辨率的遥感资料,获得了拉脊山断裂带的几何学特征,通过野外调查和开挖探槽,对拉脊山断裂带上古地震进行了研究。认为拉脊山断裂在大河家地区逆冲活动造成黄河阶地上形成断层陡坎,在陡坎位置开挖探槽,揭露出了3 700 a.BP以来至少发生过2次中强以上古地震事件,并造成了黄河阶地变形,最晚一次古地震事件发生在(3 136±51)a.BP左右,估算断层全新世中晚期以来的滑动速率为0.51 mm/a。形成于3 650~2750 a.BP前后的喇家遗址位于该探槽剖面6.4 km处,因此得出拉脊山断裂带上强烈的古地震事件与喇家文化的毁灭存在密切的联系。该研究对认识拉脊山断裂带的地震危险性和确定形成喇家遗址的古地震证据具有重要的科学价值。     

长岭山北麓断裂上新发现的地震地表破裂带

通过野外地震地质调查,在甘肃省古浪县、景泰县交界处的长岭山地区新发现了丰富的线状分布的地震地表破裂现象,表现为基岩崩塌、黄土滑坡、地震裂缝、地震土林、地震沟槽、陷落坑以及断层陡坎等,局部可见残留的破裂滑动自由面。其分布严格受长岭山北麓活动断裂控制。通过地震地表破裂带本身的特征分析、年代学分析、地表破裂带长度与震级的拟合关系以及结合区域活动断裂资料研究,认为该地震地表破裂带可能为1927年古浪8.0级地震的产物。     

滑脱褶皱陡坎的变形特征和运动学模型:以帕米尔-南天山前陆地区明尧勒背斜为例

褶皱陡坎是褶皱变形过程中形成的地貌陡坎,是近期发现的一种不同于断层陡坎的构造作用形成的陡坎状地貌。在缺少地震反射剖面等深部资料时,利用褶皱陡坎可对活动褶皱的变形特征和生长演化历史进行限定,但迄今为止有关研究较少。位于帕米尔-南天山前陆地区的明尧勒背斜为第四纪活动的滑脱褶皱。在背斜南翼的河流阶地上发育了一系列褶皱陡坎:在T2和T3b阶地上,褶皱陡坎的高度/宽度/坡度分别为16m/40m/25°和20m/50m/26°,陡坎位置与下伏基岩中向斜枢纽位置对应。通过对这些褶皱陡坎的分析,得出:1)这些褶皱陡坎是滑脱褶皱通过膝折带迁移机制形成的。2)褶皱陡坎形成初期,陡坎高度、宽度和坡度逐渐增大;当陡坎宽度达到枢纽带宽度2倍时,陡坎坡度将达到最大值;之后尽管陡坎高度和宽度逐渐增大,其坡度将保持恒定。3)褶皱陡坎吸收的缩短增量与陡坎高度和下伏地层倾角间存在定量几何关系。根据T2阶地上褶皱陡坎的高度约16m和暴露年龄约8ka,估算T2阶地面暴露以来明尧勒背斜南翼的缩短速率为~1.3mm/a。在上述分析基础上,还对比总结了滑脱褶皱陡坎和断弯褶皱陡坎的异同点。     

1992年吉尔吉斯苏撒孟尔7.3级地震的地震构造与地震破裂

１９９２年８月１９日吉尔吉斯斯坦共和国苏撒孟尔盆地发生７．３级地震，主余震为６．７级。地震发生于北天山褶皱带内。震中烈度Ⅸ度。极震区内地震滑坡、崩塌呈ＥＷ向带状分布，并有地裂、泥砂喷发现象发生。主震和主余震的宏观震中区均产生地震断层陡坎。主震断层陡坎最高３．３５ｍ，陡坎总长度为１ｋｍ，陡坎走向为Ｎ６５°Ｅ～Ｎ８０°Ｅ，主震断层以逆推为主，并兼有右旋扭动。地震断层自南向北逆冲的水平距离是２ｍ左右。主余震断层陡坎长３ｋｍ，走向Ｎ６５°Ｗ，高７５ｃｍ左右。探槽开挖证实，主余震断层产状为Ｎ７２°Ｗ／１９２°∠１０°，地震时由南向北逆冲的水平距离是１ｍ。Ⅶ度以上等烈度线特征、地震地表破裂和震源机制解结果三者有关地震断错的结论一致     

蔚广盆地南缘断裂带唐山口段山前断层活动性研究

蔚广盆地是山西地堑系北端京西北盆岭构造区内的一个半地堑盆地,蔚广盆地南缘断裂带为控制该盆地形成的边界断裂。该断裂带位于唐山口段的山前断裂在冲洪积扇体上形成了线性特征显著的断层陡坎。横跨断层陡坎开挖的探槽表明该条山前断裂属于全新世活动断裂,探槽揭示了2条活动断层以及相应的3次古地震事件。在距今约9ka时其中一条断层首次活动,之后在距今约7.3ka时该条断层再次活动并引发了另一条断层的形成与同步活动。最后它们又发生了第三次活动,而最新一次活动的时间由于相应地表沉积的缺失而无法获得。这3次古地震事件的累积垂直位错约为8.1m。估算出整条山前断裂的平均复发周期约为1.7ka、平均滑动速率约为1.6mm/a。此外还依据经验公式估算出了各次古地震的参考震级。     

天山南部北轮台断裂带东段晚第四纪活动特征

利用卫星影像资料解译,通过野外实地考察并结合气象、地貌、时间的分析,对长逾300 km的北轮台断裂带的晚第四纪活动速率进行定量研究。北轮台断裂带西部为库车坳陷的北部控制性断裂带,东部为发育于山前冲洪积扇面上的断层陡坎,在阿克艾肯段断裂形成了高达38 m的断层陡坎,为多次7~7.5级地震活动的产物,其逆冲抬升速率可达到1.52 mm/a;而在吉格代布拉克段发育有高10~20 m的断层陡坎,此段断裂带的活动速率为0.1~0.9 mm/a。北轮台断裂东段自晚更新世以来活动明显,切割多级阶地面,形成不同高度的古地震形变带,估算最近一次古地震的离逝时间为1.7 ka。     

太平沟断裂的新发现与1963年黑龙江萝北5.8级地震的关系研究

黑龙江省萝北地区是东北现代地震活动最为活跃的地区之一,中小地震密集成带分布,曾于1963年发生5.8级地震,但其发震构造一直不清楚。精定位后的震中分布图像和震源机制解研究结果表明,现代地震总体呈NEE方向密集分布于黑龙江小兴安岭山前太平沟一带,地震类型以右旋走滑为主。通过高分辨率的卫星影像解译结果发现太平沟一带发育一条长约25km,走向约N70°E的线性异常带。野外地表调查发现该线性异常表现为断续分布的断裂陡坎、冲沟位错和滑坡。陡坎走向约N65°E-N75°E,倾向SE,高约1.0-2.5m;滑坡发育有典型的弧形圈椅构造,规模大小不等,多与断裂陡坎伴生。综合现代地震活动图像、卫星影像解译、野外地质调查结果,特别是结合2013年11月和2014年2月该地区的2次小震活动及现代地震活动的空间图像分布特征,研究认为太平沟断裂属于依兰-伊通断裂带的分支断裂,晚第四纪期间曾经强烈活动,具备中强地震的发震能力,可能是萝北1963年5.8级地震的发震构造。     

则木河断裂带大箐梁子附近古地震组合探槽研究

古地震事件定年具不确定性,为了增加地震事件定年的可信度,文中通过断层活动方式、沉积环境和地震微地貌的综合分析来研究则木河断裂带上的古地震事件。在大箐梁子附近开挖组合探槽,揭露了3次古地震事件,分别距今约160a、3100a和5500～8900a,复发间隔为3000a左右;讨论了与走滑断层型地震相关的沉积过程,揭示了走滑断层在山坡部位形成鼓包和反向陡坎情况下的沉积模式     

在我国用地貌测量统计方法估计断层陡坎年龄的几个例子

本文用地貌测量统计方法对我国北京、云南大理和陕西华山等地区基本已知地质年龄的地震断层陡坎进行了研究。获得了相应地区断层陡坎的一些资料和距今2700年左右形成的断层陡坎回归方程。     

新疆策勒西南古地震形变带研究

昆仑山中段策勒西南冲洪积扇的古地震变形带总体走向北东，长约40km，最宽有6km。该形变带由50多条长短不一的正反断层陡坎组成，陡坎有13km，最高有20m，为多次古地震造成的结果。古地震最高震级估计在7级以上。