论渭河盆地断块运动及地震活动特征

本文根据野外地质调查并综合前人资料,对渭河盆地活动断裂和断块现今活动特征进行了较为详细的论述,对秦岭山前断裂的产状（倾角）提出质疑,提出了北山山前断裂系和秦岭山前断裂系的概念以及运动的差异性,在此基础上,探讨了盆地地震形成模式及其活动特征。     

渭河盆地东南缘主要断裂晚更新世以来的活动性及灾害效应

渭河盆地是中国中部地区一个重要的新生代断陷盆地, 也是一条重要的地震活动带, 属于汾渭地震带的一部分。中国西部政治、经济、文化中心西安就位于其上。渭河盆地东南缘活动断裂非常发育、地震活动频繁, 而且有1556年华县8级特大地震发生的背景。华县大地震是发生在高角度正断层上为数不多的强震之一, 并且其发震构造目前还存在争议。华山山前断裂为正断型活动断裂, 是研究正断型活动断裂与其灾害效应的典型实例。本论文通过对正断型断层活动与大地震及其灾害关系的研究, 为评价西安等重要城市群的稳定性提供科学依据。     

基于DEM的活动构造研究

地形地貌参数指标是分析区域活动构造的有力工具。本文以渭河上游流域的活动构造研究为例,通过提取地貌的参数指标,如面积-高程积分(Hi)、流域盆地不对称度(AF)、山前曲折度(Smf)以及谷底宽度与谷肩高度的比值(Vf)、盆地形状指数(Bs)等,然后对地貌参数指标等级进行算术平均化(S/n),可得到区域的相对构造活动程度(Iat),分为:低、中等、高、较高四类等级。研究认为渭河上游流域的构造活动程度相对高(Iat=1.50),这种方法对探讨整个区域活动构造的差异性具有很好的效果和意义。     

基于DEM渭河上游流域的活动构造量化分析

渭河上游流域位于青藏高原东北缘,横跨近东西向的秦岭北缘构造带和近南北向的贺兰山构造带的复合部位,是青藏高原向大陆内部扩展增生的前缘部位.晚更新世以来,伴随着青藏高原的不断隆升与扩展,研究区构造活动程度强烈.同时,受印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应的扩散作用和南北构造带活动的叠加作用影响,造成流域内部构造活动相对程度的差异性,因而需要对其分区域分析.本文利用DEM数据和3S技术,对区域地形地貌进行三维可视化和统计分析,提取地貌的参数指标,如面积-高程积分(Hi)、流域盆地不对称度(AF)、河长坡降度(SL)、山前曲折度(Smf)、谷底宽度与谷肩高度的比值(Vf)、盆地形状指数(Bs)等,然后对地貌参数指标等级进行算术平均化(S/n),可得到区域的相对构造活动程度(Iat),分为低、中等、高和较高四类等级.分析结果认为:渭河上游流域相对构造活动程度(Iat)值为1.50,流域相对构造活动程度等级为2级,属于区域活动构造程度高的地区.其中六盘山东麓断裂南端和西秦岭北缘断裂带(天水-武山断裂和漳县断裂)构造活动程度(Iat=1.33)较强,面积约占流域总面积8.79％.而研究区东南部的八渡-虢镇断裂和陇县-岐山断裂构造活动程度中等,反映了晚更新世以来,该区域构造活动减弱.研究结论与野外地质和地貌调查结果一致.     

陕西渭河盆地富氦天然气异常的影响因素

通过对渭河盆地22口钻井中富氦天然气的同位素分析,认为盆地中氦气以壳源氦为主,局部伴有少量幔源氦。针对盆地中氦气异常的现象,结合对盆地特性的分析,认为渭河盆地氦气异常的影响因素包括:1盆地地壳较薄,莫霍界面呈明显的隆起,热流体活动发育,有利于氦气运移;2花岗岩体和通过水系统运移到沉积地层中的放射性元素衰变,为氦气成藏提供了有力的气源保障;3盆地内十分发育的断裂体系,不仅为氦气运移提供了连通通道,还在活动过程中释放氦气,为氦气局部聚集提供了有利空间。     

渭河下游咸阳-草滩段河谷沉积对构造活动的响应

渭河下游咸阳-草滩段河道位于西安凹陷向临潼隆起的过渡区,发育河漫滩和T₁～T₃阶地,渭河断裂隐伏于河道北岸。文章对渭河北岸河谷地貌和地层剖面进行了观测和年代学样品的测试,并对跨渭河断裂的系列钻探中的2个深150m的钻孔岩芯进行了年代学样品测试和地层对比。河谷区地层年代测定表明,渭河北岸在距今约10万年前为风成黄土堆积环境,大致在2.5万年以来开始了最新一期的河道沉积。钻孔岩芯揭露的多个黄土-河流冲积的沉积旋回显示第四纪时期渭河河道经历了多次的南北向摆动。受临潼隆起的影响,咸阳-草滩段晚第四纪河谷沉积自西向东厚度明显减薄。通过对渭河断裂两侧钻孔柱状图的对比,认为渭河断裂0.04～0.05m/ka垂向差异运动速率低于河流0.15～0.24m/ka沉积速率,是渭河断裂隐伏于河谷中的原因。     

涪江上游流域盆地地貌特征及构造指示意义

对涪江上游流域盆地地貌特征及成因进行研究,有助于揭示青藏高原东缘晚新生代以来新构造活动的差异性。本文以ArcGIS水文分析模块为技术平台,在研究区域内系统提取涪江上游流域盆地地表水系网络和涪江干流东西两侧36个亚流域盆地,并对亚流域盆地面积、周长、水系总长度、水系分支比、流域盆地演化阶段进行统计分析,结果表明,涪江干流河道东西两侧典型地貌参数存在显著差异。通过对该区域构造运动、岩石抗侵蚀能力、降水特征等几方面因素与河流下切过程相关性的分析可知,降水条件和岩性差异并不是涪江上游亚流域盆地不对称发育的主要影响因素,该区域断裂活动导致的地形不对称分布格局及岩层破碎程度的差异是涪江上游流域地貌差异演化的主控因素。另外,涪江上游干流展布呈现出两个特征:涪江干流河道因雪山断裂、北川-映秀断裂、彭县-灌县断裂的右旋(或左旋)走滑作用而沿断裂发生同步弯曲;涪江干流河道在北川-映秀断裂北侧由西北-东南流向转变为近正南流向,究其原因,主要是龙门山断裂带3条主干断裂的区域性右旋走滑活动驱动该区域物质产生相应右旋运动,从而使长期处于断层右旋作用控制之下的涪江干流河道发生转向。     

渭河盆地断裂构造研究

渭河盆地地处秦岭纬向构造体系、祁吕贺兰山字型构造体系、新华夏构造体系和陇西旋卷构造体系的交汇部位，各构造体系在此互相复合叠加，形成了多条断裂带，控制着渭河盆地的基底构造以及地震活动、地裂缝和地热资源的展布。通过对盆地断裂构造特征的研究，对减少地质灾害，合理的开发地热资源具有一定的意义。     

渭河盆地天然气类型、成因特征及找矿远景分析

根据渭河盆地地热井、油气调查井、氦气调查井气样分析成果,结合近年来地质、物探新成果分析,发现渭河盆地各类钻井中普遍存在含氦天然气,且这些天然气,按甲烷和氦气含量可分为富氦天然气和贫氦天然气两类。位于渭河盆地边部的地热井、区域地质和物化探成果均佐证了渭河盆地基底存在上古生界,未见隐伏的花岗岩体。区域构造演化佐证了渭河盆地周边断裂的形成与区域断裂同期,盆地的形成与演化是区域演化的一部分,其主沉降期是新生代。因此,前人对渭河盆地形成的最早时间为始新世以及不存在上古生界煤系地层基底以及氦气的主要气源岩是分布于基底的富铀花岗岩体和秦岭造山带富铀花岗岩体的认识有待进一步探究。对比邻区鄂尔多斯盆地,发现渭河盆地上古生界煤系地层可作为烃源岩,伽马异常层可作为氦源层,这为重新评价渭河盆地的氦气资源地质前景提供了依据。      

河套盆地北缘色尔滕山河流地貌参数特征及其成因分析

地貌形态是构造和地表过程相互作用的复杂产物,主要通过构造活动和岩石的抗侵蚀能力等来调节。构造活动相对较弱的古老造山带往往可以忽略构造驱动的岩石抬升,使得研究岩石抗侵蚀能力对其地貌雕刻的贡献成为可能。但是目前大多数活动造山带地貌研究的结果显示地貌主要受控于活动构造,关于岩性对地貌演化影响的报道较少。色尔滕山山前断裂为河套盆地北缘的一条重要控盆断裂,全新世以来该断裂的活动性较强,曾发生过两次较大震级地震（M6. 4和M5. 9）。前人活动构造研究表明该断裂的活动性具有空间差异,中部乌加河镇活动性最强,两端逐渐减弱。但相对河套盆地北缘其他大型断裂（如狼山山前断裂、乌拉山北缘断裂和大青山山前断裂）,该断裂的地貌参数研究较少。同时其地貌演化特征及发育机理仍然不清楚,这些均制约了对该断裂的变形动力学理解。本文基于30 m分辨率的DEM数据对该断裂进行详细的河流地貌学参数研究,包括使用Arcgis和Matlab脚本提取色尔滕山山前33条河流的子流域盆地面积 高程积分（HI）和相应河道陡峭指数（Ksn）、河道纵剖面及其裂点等地貌学参数。结果表明研究区河流HI值大部分处于0. 40~0. 66之间,其中乌加河镇附近具有高值,流域盆地处于发育的壮年期。瞬态河道和稳态河道均沿着色尔滕山山前断裂走向分布,可能表明色尔滕山山前大部分河道目前处于瞬时地貌向均衡地貌演化阶段,并且通过对比发现瞬态河道裂点成因存在岩性和构造共同控制的现象。河道陡峭指数空间分布差异性较大,乌加河镇附近（S13~S20）陡峭指数较大,向两边陡峭指数逐渐减小,在S8河流以西又有增大的趋势。通过结合岩性和降雨情况分析发现,河道陡峭指数除了受岩性抗侵蚀能力影响外,其分布还与色尔滕山山前断裂垂直滑移速率分布和垂直位错分布基本一致。综合来看,地貌参数的空间分布是岩性差异和色尔滕山山前断裂活动分段差异性共同控制的结果,表明该地区岩性和构造对地貌的协同塑造作用。     

Late Quaternary Activity of the Huashan Piedmont Fault and Associated Hazards in the Southeastern Weihe Graben, Central China

The Weihe Graben is not only an important Cenozoic fault basin in China but also a significant active seismic zone. The Huashan piedmont fault is an important active fault on the southeast side of the Weihe Graben and has been highly active since the Cenozoic. The well–known Great Huaxian County Earthquake of 1556 occurred on the Huashan piedmont fault. This earthquake, which claimed the lives of approximately 830000 people, is one of the few large earthquakes known to have occurred on a high–angle normal fault. The Huashan piedmont fault is a typical active normal fault that can be used to study tectonic activity and the associated hazards. In this study, the types and characteristics of late Quaternary deformation along this fault are discussed from geological investigations, historical research and comprehensive analysis. On the basis of its characteristics and activity, the fault can be divided into three sections, namely eastern, central and western. The eastern and western sections display normal slip. Intense deformation has occurred along the two sections during the Quaternary; however, no deformation has occurred during the Holocene. The central section has experienced significant high–angle normal fault activity during the Quaternary, including the Holocene. Holocene alluvial fans and loess cut by the fault have been identified at the mouths of many stream valleys of the Huashan Mountains along the central section of the Huashan piedmont fault zone. Of the three sections of the Huashan piedmont fault, the central section is the most active and was very active during the late Quaternary. The rate of normal dip–slip was 1.67–2.71±0.11 mm/a in the Holocene and 0.61±0.15 mm/a during the Mid–Late Pleistocene. As is typical of normal faults, the late Quaternary activity of the Huashan piedmont fault has produced a set of disasters, which include frequent earthquakes, collapses, landslides, mudslides and ground fissures. Ground fissures mainly occur on the hanging–wall of the Huashan piedmont fault, with landslides, collapses and mudslides occurring on the footwall.     

渭河盆地结构特征及演化研究

渭河盆地是位于秦岭造山带和鄂尔多斯盆地之间的断陷盆地。渭河盆地的形成时间以及基底构成目前仍存在着争议。近几年来,对于渭河盆地天然气类型、形成机制、成藏条件、资源潜力以及盆地结构构造等方面的研究取得了很大进展,为解决以上争议提供了进一步的资料。根据盆地的钻探资料和物化探新成果,发现渭河盆地是由固市凹陷、西安凹陷、泾河鼻隆、宝鸡凸起、骊山凸起、咸阳斜坡带和富平-蒲城斜坡带组成,并具有新生代、中生代-古生代复式盖层和两盆一鼻两凸两斜坡镶嵌复合结构特征;渭河盆地新生代之下的中生代-古生代盖层为:西部宝鸡凸起为古生界地层,中部西安凹陷和咸阳斜坡带为中生代地层,东北部富平-蒲城斜坡带基底为奥陶系地层,东南部固市凹陷基底为晚古生代地层;渭河盆地与鄂尔多斯盆地具有相同的基底和相似的盖层;太要断裂（约1800 Ma）形成,为渭河盆地形成奠定了构造基础,奥陶世马家沟末加里东运动及渭北隆起南缘同生逆冲断裂形成,标志着渭河盆地独立演化的开始,主沉降期为中生代-新生代;结合已有研究,给出了渭河盆地的基底模型和渭河盆地的演化模式。      

东营凹陷中生代原型盆地恢复及其演化

综合利用三维地震、测井及地球化学等资料,详细解剖断裂体系的静态和动态发育特征;运用多种剥蚀量恢复方法,求取侏罗系、白垩系及中生界剥蚀厚度,对东营凹陷中生代原型盆地格局进行恢复。研究结果表明：中生代活动的北西向断裂构成了该时期的控盆断裂体系,包括石村—平南—滨西断层,陈南断层东段两个主断裂带及王古1断层、王66断层、滨南断层等次级断裂,形成了北断南超的断陷盆地。原始地层沉积由石村—平南—滨西断层分隔,形成东、西两个沉积区,由次级断裂控制形成多个次级沉积区。东营凹陷原型盆地特征与现今盆地格局具有较大差异,整体为东、西两个主洼,东部主洼受陈南断层东段控制,次级北西向断层分割成多个次洼,呈现“盆岭相间”的格局;西部主洼由石村—平南断层控制,沉积中心位于青城凸起及花沟洼陷;该时期平方王潜山、纯化草桥鼻状构造带已经形成,林樊家凸起和青城凸起尚未形成。     

长江中游湖南、湖北地区主要活动断裂及地震地质特征

通过收集整理前人成果资料,结合湖南、湖北地区地震地质特征、历史近代地震数据等,全面梳理分析该区主要活动断裂及历史地震,总结该区主要活动断裂系（带）及控震特征、地震活动性及时空分布特征。研究结果表明,该区主要活动断裂以北东、北北东、北西向为主,主要活动断裂系有6个,自北向南分别为秦昆北西向断裂系、鄂东北东向断裂系、江汉-洞庭盆地断裂系、鄂西-湘西北东向断裂系、湘中南北东向断裂系、湘东北东向断裂系,其中第四纪活动较为显著且影响程度大的是江汉-洞庭盆地断裂系及秦昆北西向断裂系西段。“两湖”地区地震活动水平相对较低,正处于第三活动期的相对平静期。结合近代中强震资料及中国地震烈度区划特征分析认为,江汉-洞庭盆地南部的东、西边界、鄂州-黄冈-武汉一带以及鄂西北断块隆起区地壳较不稳定,具有发震潜力,应在城市群规划建设、护江大堤设防和重大工程建设中予以特别关注。      

陕西渭河盆地前新生界地质特征及其油气意义

渭河盆地位于鄂尔多斯地块与秦岭造山带的过渡地带,为新生代断陷盆地。依据渭河盆地沉积-构造演化过程、渭北隆起和秦岭造山带中新生代演化及隆升特点,结合钻井资料及水溶天然气同位素分析,综合探讨了渭河盆地前新生代地质特征。渭河盆地在前新生代应为秦岭造山带与鄂尔多斯盆地之间的古斜坡带,前新生界总体表现出边部老中间新的特点,其中北部斜坡区大部分以早古生代碳酸盐岩地层为主,中南部深凹陷区则广泛保留晚古生代石炭系—二叠系煤系地层,局部地区可能仍有中生代地层残留,暗示渭河盆地前新生界仍存在重要的潜在烃源岩。该认识对探讨渭河盆地的形成演化及天然气勘探具有重要意义。     

Characteristics of Late-Quaternary Activity and Seismic Risk of the Northeastern Section of the Longmenshan Fault Zone

Following the 2008 Wenchuan M8 earthquake,the seismic risk of the northeastern section of the Longmenshan fault zone and the adjacent Hanzhong basin has become an issue that receives much concern.It is facing,however,the problem of a lack of sufficient data because of little previous work in these regions.The northeastern section of the Longmenshan fault zone includes three major faults：the Qingchuan fault,Chaba-Lin＇ansi fault,and Liangshan south margin fault,with the Hanzhong basin at the northern end.This paper presents investigations of the geometry,motion nature,and activity ages of these three faults,and reveals that they are strike slip with normal faulting,with latest activity in the Late Pleistocene.It implies that this section of the Longmenshan fault zone has been in an extensional setting,probably associated with the influence of the Hanzhong basin.Through analysis of the tectonic relationship between the Longmenshan fault zone and the Hanzhong basin,this work verifies that the Qingchuan fault played an important role in the evolution of the Hanzhong basin,and further studies the evolution model of this basin.Finally,with consideration of the tectonic setting of the Longmenshan fault zone and the Hanzhong basin as well as seismicity of surrounding areas,this work suggests that this region has no tectonic conditions for great earthquakes and only potential strong events in the future.     

丹江断裂东段第四纪活动性及地震地质涵义

丹江口地区地震地质因修建丹江水库而得到深入研究,但针对断裂进行的系统性研究较少。通过对丹江断裂东段进行1：1万大比例条带状活动断裂填图,综合采用地质地貌调查、岩样年龄测试、地质钻探、浅层地震勘探等多种手段进行研究,认为：1）丹江断裂东段第四纪以来累积左旋走滑量在250~500 m之间,上更新统地层垂直断距为10~20 m;2）断裂最新活动时代为晚更新世,活动性质以由NE向SW的逆冲为主,兼具有左旋走滑分量;3）断裂活动性由山地向盆地迁移。丹江断裂晚更新世以来活动表明,南襄盆地西缘活动性较强。该认识可为进一步评估丹江口地区乃至南襄盆地西缘的地震构造环境提供依据。     

玉树断裂带左旋走滑活动标志及其几何学 与运动学特征

玉树断裂带位于甘孜-玉树断裂带北西段,是一条总体呈NWW向展布的左旋走滑活动断裂带.沿断裂带发育错断水系与冲沟、拉分盆地、地震地表破裂与断裂破碎带等一系列反映玉树断裂带左旋走滑活动的典型地质-地貌标志.在室内遥感解译的基础上,结合最新的野外实地调查成果,对沿玉树断裂带上反映其左旋走滑活动的地质-地貌标志进行了总结,并对断裂带的几何学与运动学特征进行了综合分析.结果表明,玉树断裂带总长约150km,总体走向120～130°,自西向东可划分为呈左阶雁列分布的陇蒙达-结隆段、结隆-结古段和结古-查那扣段3段.沿该断裂带发育的串珠状拉分断陷盆地规模的大小反映出玉树断裂带自西向东拉张效应逐渐减弱、挤压效应逐渐增强的特点.玉树2010年7.1级地震的宏观震中处于晚第四纪活动性最为显著的中段,而仪器震中恰好处于该断裂带的不连续部位,进一步证明雁列走滑活动断裂带上的不连续部位通常是强震活动的初始破裂区域.     

Temporal variation in the geometry of a strike–slip fault zone: Examples from the Dead Sea Transform

The location of the active fault strands along the Dead Sea Transform fault zone (DST) changed through time. In the western margins of Dead Sea basin, the early activity began a few kilometers west of the preset shores and moved toward the center of the basin in four stages. Similar centerward migration of faulting is apparent in the Hula Valley north of the Sea of Galilee as well as in the Negev and the Sinai Peninsula. In the Arava Valley, seismic surveys reveal a series of buried inactive basins whereas the current active strand is on their eastern margins. In the central Arava the centerward migration of activity was followed by outward migration with Pleistocene faulting along NNE-trending faults nearly 50 km west of the center. Largely the faulting along the DST, which began in the early–middle Miocene over a wide zone of up to 50 km, became localized by the end of the Miocene. The subsidence of fault-controlled basins, which were active in the early stage, stopped at the end of the Miocene. Later during the Plio-Pleistocene new faults were formed in the Negev west of the main transform. They indicate that another cycle has begun with the widening of the fault zone. It is suggested that the localization of faulting goes on as long as there is no change in the stress field. The stresses change because the geometry of the plates must change as they move, and consequently the localization stage ends. The fault zone is rearranged, becomes wide, and a new localization stage begins as slip accumulates. It is hypothesized that alternating periods of widening and narrowing correlate to changes of the plate boundaries, manifest in different Euler poles.