那拉提断裂晚第四纪活动及其反映的天山内部构造变形

对天山内部大型断裂带晚第四纪以来变形特征的研究是认知天山现今构造变形特征的重要途径。在大比例尺遥感影像解译的基础上,利用野外调查测量、探槽开挖及热释光测年的方法,对那拉提断裂进行了研究。那拉提断裂是一条晚第四纪以来仍有较强活动的大型逆冲左旋走滑断裂带,断裂带宽度巨大,由多条倾向不同的次级断裂组成,分布在南北宽数公里的范围内,这些滑动面是逆冲走滑断裂在地表分散形成的"正花状"构造。晚第四纪期间,那拉提断裂曾多次发生过断错地表的强震事件,是天山内部一条重要的地震构造带。断裂断错了那拉提山前晚第四纪以来的各级地貌面,主要表现为断层陡坎、冲沟水系和地貌面的左旋位移,根据实测陡坎高度和对应地貌面的定年,获得断裂所造成的南北向地壳缩短速率在O.8~1.1mm/a左右,表明天山内部同样存在明显的构造变形。结合目前已有的地震地质研究资料,对天山山前和天山内部吸收的变形量分配进行了讨论,认为天山南北两侧山前对变形量的吸收调节作用并不显著高于天山内部。那拉提断裂具有左旋走滑特征的发现,对于理解天山现今变形方式以及应变分配具有重要的意义。     

西秦岭北缘断裂带漳县—车厂断层的结构及构造演化

西秦岭北缘断裂带是青藏高原东北缘主要构造边界断裂带之一, 其构造变形历史和运动学特征研究可以为西秦岭中新生代构造过程和印度—亚洲板块碰撞动力学的远程构造响应提供约束。漳县—车厂断层是西秦岭北缘断裂带的重要组成部分, 通过对工程开挖所揭露的断层带内丰富构造现象的观测与分析, 至少可以辨别出3期性质、规模、运动学特征各异的构造变形事件。第一期为向北北东陡倾的伸展正断层作用; 第二期为向南南西倾的由南向北的逆冲断层作用; 第三期为沿近直立断面左旋走滑作用。尽管每期变形的时代尚缺乏构造物质测年的约束, 但根据其与白垩系、新近系的空间关系以及已有第四纪以来沿断层地貌位错和相关沉积物测年以及地震活动历史研究对断层左旋走滑作用的时代约束, 认为第一期伸展正断层作用起始于早白垩纪, 可能持续到渐新世; 第二期向北逆冲断层作用起始于渐新世初, 可能持续到早第四纪; 第三期左旋走滑断层作用起始于晚第四纪, 持续至今。漳县—车厂断层是一条典型的多期变形的脆性断层, 其变形特征与历史, 如果代表了西秦岭北缘断裂带特征与构造变形过程, 那么现今西秦岭北缘断裂带仅是起始于早白垩纪、新生的脆性断裂带, 并非是印支主造山期大规模韧性逆冲推覆作用的边界断层。     

青藏铁路风火山段晚第四纪断裂活动分析

地表地质调查发现,第四纪期间在风火山逆冲-褶皱构造带以发生近东西向的伸展变形为特征。在该构造带中形成切割早期近东西向挤压变形构造带、指示近东西向伸展变形、整体沿北60°东向展布的二道沟断陷盆地。断裂活动的地质、地貌证据表明,控制该盆地晚第四纪断陷的主边界断裂位于其北缘,是一条断续延伸达24 km左右、可能兼具左旋走滑性质的正断层。根据该区晚第四纪沉积物的分布和时代,并对断裂所错动的晚第四纪地质-地貌体进行初步的年代学分析,可以初步断定该断裂的晚第四纪垂直活动速率应该介于0.2~0.4 mm/a之间。     

西秦岭临潭-岷县-宕昌断裂带新生代运动学历史及动力学分析

临潭-岷县-宕昌断裂带是青藏高原东北缘西秦岭腹地具有构造边界性质的区域断裂带之一,它由多条近于平行的逆冲-走滑断层组成。通过对其主要断层之一的小寨-浦麻断层(F3)典型断层带内断层岩类型和分带特征、构造要素的几何学-运动学特征及构造截切关系等观测分析,表明其主要为新生代形成的一条脆性断层,至少经历了3期具有不同几何学-运动学特征的构造活动历史。第一期表现为向北北东陡倾(倾角为70°~80°)的自北向南高角度逆冲作用;第二期表现为向北北东中等倾斜(倾角为30°~50°)的自北向南逆冲作用;而第三期则表现为向南西陡倾(倾角为60°~70°)的左旋走滑作用。根据断层卷入的最新地层时代、三期变形构造要素产状及截切关系和青藏高原东北缘新生代以来区域断裂活动、沉积盆地演化和地壳隆升过程分析,认为第一期挤压逆冲作用起始于始新世中期(45~50 Ma左右)持续到渐新世初期;第二期挤压逆冲作用发生在中新世末或上新世初,持续到早第四纪;而第3期左旋走滑作用只是晚第四纪以来的构造作用。临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层的三期构造活动可能记录了印度板块与欧亚板块碰撞汇聚过程不同阶段在西秦岭的构造动力学响应。第一期挤压逆冲作用可能与印度-欧亚汇聚碰撞高峰期(55~45 Ma)地壳的挤压缩短作用的远程效应有关;而第二期的逆冲作用与青藏高原地壳增厚和高原隆升向东北缘的扩展作用相联系;第三期左旋走滑作用则是晚第四纪以来的构造活动,明显滞后于5Ma青藏高原腹地的东西伸展和挤出走滑作用,这有可能暗示着青藏高原东北缘断裂构造活动及地壳隆升过程与青藏高原腹地并不同步。这为新生代以来印度板块-欧亚板块碰撞作用是逐渐向北扩展生长过程提供了构造地质学约束。     

北天山北缘构造剖面测量及多期构造变形

天山北缘为典型的大陆内部活动构造特征,发育准噶尔盆地南缘逆冲带,主要表现为新生代时期形成的多排平行山体的背斜和逆冲断层。为了详细研究该区主要构造变形特征和变形形成时间,2005年我们对天山北缘进行了详细的地表地质剖面测量,之后进行了多年地表地质区域调查,落实了关键砾岩地层时代,充分结合卫星遥感影像资料、二维三维地震剖面和钻井测井资料,应用断层相关褶皱理论,完成了一条近SN向的长度50 km的金钩河-安集海河构造地质大剖面。野外观察和地质测量以及生长地层和生长地层不整合分析表明,安集海深层背斜初始形成时间为中新世早期,在第四纪西域组（Q1x）、乌苏群(Q2)和第四纪中晚期(Q4)最终定型的浅表背斜,深层为断层转折褶皱和中浅层反冲的楔形构造叠加组合而成;霍尔果斯深层背斜初始形成时间为中新世晚期,在第四纪中晚期Q4最终定型,构造样式为深层断层转折褶皱、中深层楔形构造和浅层断层扩展背斜叠加组合而成。区域地质调查发现一条近东西走向285°,发育在中生界地层的准南走滑断层,该断层位于准南边界逆冲断裂以北,形成时间最晚（Q4）。根据准南安集海背斜、霍尔果斯背斜和准南边界逆冲断裂初始形成时间,可以认为准南构造初始逆冲次序为后展式,然后整个逆冲带从第四纪早期西域组晚期开始一直活动到现今。     

2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发震构造浅析

2017年8月8日21时19分,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震中位于巴颜喀拉块体东边界虎牙断裂和东昆仑断裂带东段塔藏断裂交汇区域,地震构造背景较为复杂。地震导致了房屋和道路破坏、滑坡崩塌。根据高分辨率卫星影像解译、阶地坎变形的测量和测年数据得到：塔藏断裂东段晚第四纪以来以左旋走滑为主,兼逆分量,水平滑动速率为2.7~4.1 mm/yr,垂直滑动速率为0.56~0.6 mm/yr。结合此次地震的主余震分布、主震震源机制解等综合结果,初步建立了三维发震构造模型,分析认为此次地震属于走滑型地震,主破裂倾角57°~77°,发震断层可能是塔藏断裂的一条分支,是青藏高原块体向东推挤的一次地震事件。基于历史地震、活动断裂和形变观测方面的研究,巴颜喀拉块体具备显著的强震构造背景,对于该块体边界带周缘的强震活动和变形需要继续关注。     

基于GPS监测芦山MS 7.0级地震同震位移

高精度GPS测量是研究现今地壳运动和地壳形变的重要手段之一。2013年4月20日,龙门山断裂带南段芦山地区（30.3°N,103.0°E）发生了MS 7.0级地震。震后的野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带。文中根据震中附近监测站（BXB： 30.48°N,102.71°E和BXN：30.26°N,102.84°E）资料,通过对震前、震后的GPS监测数据反演、分析,推断芦山4·20地震发生机理为逆冲错动型地震。GPS监测结果显示,震区的同震位移量为：断裂北侧测站BXB即断层西北盘（上盘）东向同震位移量为34.0 mm,北向同震位移量为-28.2 mm,垂向抬升10.3 mm;断裂南侧测站BXN即断层东南盘（下盘）东向同震位移量为-45.5 mm,北向同震位移量为-25.9 mm,垂向同震位移下沉为67.8 mm。芦山4·20地震使得断层南北向缩短3～6 mm,水平错动位移78～82 mm,断裂垂向错动75～80 mm。     

库车坳陷区喀桑托开逆断裂-背斜带晚第四纪以来变形特征及活动速率

通过对喀桑托开逆断裂-背斜带的野外地质调查,对构造带的几何展布及断裂的晚第四纪新活动特征取得了新成果。研究认为喀桑托开逆断裂-背斜是拜城盆地北缘近EW向展布的活动逆断裂-背斜带,它由库热格热木-巴什基齐克逆断裂-背斜带和吐孜麻扎-喀桑托开逆断裂-背斜带组成,呈北缓南陡的不对称紧闭线状褶皱。喀桑托开逆断裂-背斜属典型的断层扩展褶皱,此类构造的地壳缩短主要是由控制背斜发展演化的断裂上盘整体抬升引起,褶皱隆起作用相对偏弱,变形量主要集中于断裂附近,背斜带晚更新世以来地壳缩短速率约为0.8~1.1 mm/a。通过对背斜南翼断裂古地震陡坎的测量,获得断层最后一次地震形成的陡坎高0.3~0.5 m,由此计算得到断裂全新世中期以来的垂直位移速率为0.3~0.45 mm/a,表明喀桑托开背斜带未来具备发生强震的构造条件。     

青藏高原东缘1933年叠溪Ms7.5级地震发震构造再研究

青藏高原东缘1933年叠溪75级地震的发震构造至今仍然难以琢磨,前人或将其归因于NW向松坪沟断裂的左旋走滑活动、或南北向岷江断裂左旋走滑活动,但地表同震破裂、地震地质、地震等烈度图等调查和研究结果都不支持这种走滑型断层的地震成因。本文基于叠溪地震区构造地貌和湖相地层断层调查,结合古地震和历史地震的研究结果,提出了与2013年四川芦山Ms 70级地震类似的发震构造模型,即隐伏断坡型逆冲断层发震构造模型,认为在叠溪震区10~15km深部隐伏一条西倾的逆冲断坡,其向东逆冲作用导致了叠溪地区频繁的地震活动。这个发震模型有待深部地球物理测深资料和地表大地测量资料的验证。     

柴达木盆地北缘第四纪左旋斜冲推覆构造运动

柴达木盆地北缘第四纪发育比较强烈的左旋斜冲构造运动,形成长达百余公里、宽度超过30km的大型推覆构造,由斜冲断层、逆冲岩席和褶皱构造等组成。根据野外观测相关资料,柴达木盆地北缘第四纪发生两期构造变形： 早更新世不同规模的逆冲岩席如中新元古代中深变质岩、古生代浅变质岩与中生代沉积地层沿北西西－北西向断层发生左旋斜冲构造运动,导致下伏中新统和上新统湖相沉积地层强烈褶皱变形,上覆不同规模的逆冲岩席; 晚更新世中晚期构造运动导致中晚更新世砾石层发生宽缓褶皱变形。估算柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动产生的最小缩短量约为 17～18km,平均缩短速率约为 6.6～6.9mm/a。柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动是青藏高原北部新生代逆冲推覆构造运动自南向北扩展迁移的重要表现形式。     

东昆仑断裂东端塔藏断裂压剪活动与高原隆升作用讨论

塔藏断裂位于东昆仑断裂带东端,横贯青藏高原东缘的高原内部和边缘,因属于巴颜喀拉块体向东南运移的东北侧边界带,其晚第四纪活动性质和滑动速率对认识青藏高原的构造变形模式极端重要。本文综合SPOT、中巴资源卫星等高分辨率遥感影像解译,利用冲沟、山脊、断错河流阶地、断层槽谷、反向坎等地震地貌的识别,开展详细的断错地层、地貌研究和系列年代学样品采集测试,对塔藏断裂的精细几何展布、晚第四纪活动性质、滑动速率进行详细分析。塔藏断裂自西向东可分为青藏高原内部的罗叉段、青藏高原边缘的东北村段和马家磨段,各段走向依次为113°、142°、130°,逐渐向南偏转,晚第四纪的活动表现为分段性和多期性。罗叉段全新世以左旋剪切走滑为主兼挤压活动,左旋走滑速率为2.43~2.89mm/a左右,最新地表断错事件发生在0.66±0.04ka BP以来,断层面表现出走滑断层的近垂直和张裂并发育充填楔的典型特征,塔藏断裂为东昆仑断裂系东延的主要断裂之一;马家磨段也为全新世活动断层,距今9.0±0.8ka的地层被断错,而且断层面北倾达58°。因此,对比分析塔藏断裂各段活动特征可见,西部以水平剪切运动为主,而东部走滑运动分量逐渐变弱,断面北倾、北盘上升导致的垂向分量逐渐变大。东昆仑断裂带及塔藏断裂晚第四纪走滑速率向东规则减小,并转化为横向逆冲作用和高原隆升,符合"叠瓦状逆冲转换—有限挤出模型"的特征。     

阜康古牧地活动断裂变形特征研究

对大红沟沟口处河流Ⅰ级和Ⅱ级阶地断裂变形特征研究表明,古牧地断裂活动为古近系泥岩逆冲于第四系之上。断裂破碎带形变主要被两种形式吸收:一是晚第四纪地层拱曲变形作用,二是断裂断错作用。该时期断裂带平均垂直变形速率约为0.26～0.30 mm/a,断裂带内断面发育,既有低角度逆冲断层,也有高角度正断层,组成宽度超过65 m的形变带,破裂带内泥岩揉皱变形明显,最大一次逆冲断错距离为0.4 m,计算震级为M 6.5～6.8。     

2017年九寨沟Ms7.0地震揭示青藏高原东缘岷山地区一条新的左旋走滑断裂

2017年8月8日,青藏高原东缘川西九寨沟地区发生Ms7.0地震。基于震源机制解和余震分布特征,结合历史地震和区域新构造分析,揭示了一条新的左旋走滑断裂:九寨沟-虎牙断裂,该断裂斜切岷山隆起,呈弧形展布,北接塔藏罗叉断裂,南连虎牙断裂,是东昆仑左旋走滑断裂的最新东延。新构造研究结果表明,第四纪以来,青藏高原东部巴颜喀拉地块向东挤出,在其东缘岷山地区边界运动学性质发生了明显的转换:早-中更新世之交的昆黄运动时期（1.0~0.6Ma）,向东挤出运动主要转换为地壳缩短变形和块体隆升,沿岷山隆起东西两侧发生逆冲断裂作用;而自晚更新世晚期以来（ca 120 ka）,地块向东挤出伴随着块体顺时针旋转,构造变形以左旋走滑活动为主,主要集中在塔藏-九寨沟-虎牙断裂带。新构造运动性质的转换使得一些早期强烈活动的断裂,如岷江断裂、漳扎断裂等,其现今活动性明显减弱,而新的左旋走滑断裂正在孕育诞生。这一活动断裂演化图像的新认识为本地区未来强震评估和预测提供了新的视角。     

藏南洛扎地区洛扎断裂构造特征及其地质意义

藏南洛扎地区洛扎断裂属于区域上定日—洛扎断裂的东段部分,是喜马拉雅造山带中一条重要的断裂,但其总体研究程度较低。运用地质填图和构造解析的方法研究了洛扎断裂的几何形态、运动表现和活动历史等,讨论其在喜马拉雅造山带构造格局形成中的意义。主要认识如下:(1)洛扎断裂现今主要表现为一条规模大的脆性-脆韧性断层,SWW—NEE走向,高角度倾向NNW。断层带内发育劈理带、断层泥、构造角砾岩等。运动性质主体表现为正断层。(2)洛扎断裂的南北两侧地块具有显著不同的变形特征,南侧为平缓的大型背斜-向斜构造,北侧为近NWW—SEE走向的倒转褶皱-断层构造。(3)洛扎断裂经历了多期活动,中生代正断活动,古近纪逆冲活动,中新世韧性伸展,中新世晚期逆冲活动以及上新世—第四纪正断活动。现今断层展示的更多是最后一期活动的形迹。(4)依据其规模大、多期活动性、两盘构造变形与沉积的系统差异性等肯定了其作为构造分区断层而存在。(5)洛扎断裂和藏南拆离断层(STD)在研究区均有出露,局部二者出露线近于重合,但洛扎断裂以高角度断面切割了平缓的STD。洛扎断裂是比STD具有更悠久地质历史的区域性断层,只是后者中新世以来的活动性更多受到关注。     

2014年5月云南盈江M_S5.6、M_S6.1地震发震构造分析

2014年5月云南省盈江县先后发生MS5.6、MS6.1地震,为确定它们的发震构造及其所反映的区域活动构造格局,笔者围绕该区开展了地震烈度调查、活动构造遥感解译、地质构造及构造地貌野外调查、震源机制解及余震分布资料分析等工作。调查与分析表明,两次地震的宏观震中均位于盈江县勐弄乡麻栗坡村附近,但发震断层明显不同。前者为NE走向左旋走滑的昔马—盘龙山断裂,后者为近SN向右旋走滑的苏典断裂。历史地震资料显示,盈江地区的地震活动多以5~6级的中-强震为主,并具有明显的群发性和沿SN向断层迁移的特征。在实皆断裂及滇西内弧带的共同作用下,腾冲地块内以大盈江断裂为界,北部主要发育近SN向右旋走滑断裂,南部则以NE向左旋走滑断裂为主,其中近SN向断层晚第四纪活动性更强。     

龙首山南麓新发现的地震地表破裂带——兼论1954年山丹MS 7?地震发震构造

基于详细的遥感解译和野外调查,发现龙首山南缘断裂发育有较新的地震地表破裂遗迹,包括断层坎、地震鼓包、河道的系统位错等断层地貌标志,破裂带总长度超过20 km,沿断裂走向其垂向位移介于0.35~4 m,水平位移介于0.3~1.9 m,龙首山南缘断裂主体表现为逆冲性质,仅在西端表现为局部左旋走滑的性质。通过剖面和探槽揭示,龙首山南麓地区全新世以来发生多次断层活动,最新的一次在约3.96 ka以来。经过与区域内的强震记录比对,认为此次新发现的地震地表破裂带可能是1954年山丹M_S 7?地震所致。1954年山丹M_S 7?地震在浅表沿两条断裂同时发生了地表破裂,表现为正花状构造的变形样式。这种同震位移分配现象以往多发现于走滑型地震中,此次在逆冲型地震中发现。龙首山南缘断裂地表破裂带的发现为揭示1954年山丹地震的震源过程和破裂样式提供了新的证据和思路。      

塔里木盆地巴楚隆起古董山断裂带构造分析

古董山断裂构造带位于塔里木盆地西部的巴楚隆起上,走向北西-南东,延伸140 km左右。基于地震剖面的详细解释,识别出4期构造变形：寒武-奥陶纪正断层、二叠纪正断层、中新世冲断层、上新世-更新世冲断层及其伴生的正断层。中新世基底卷入型冲断层是古董山构造带的主控断裂构造,构成断裂带的主体,构造变形样式为断层传播褶皱。寒武-奥陶纪正断层形成复式地垒,隐伏于中新世主干断层之下。二叠纪正断层可能伴生有岩浆活动。先存的正断层和岩浆岩对古董山中新世断裂活动具有明显的控制作用;后期的断裂活动,即上新世-更新世逆冲断层和正断层,对中新世形成的断裂构造有改造作用。古董山断裂带东南端与玛扎塔格构造带西端交汇,但两者不是同一条断裂带。     

阿尔金断裂新生代构造活动的两阶段性——来自地震属性分析的证据

自新生代以来,柴达木盆地西北缘各构造单元受青藏高原持续挤压和阿尔金断裂走滑的影响,构造变形复杂,发育有多种不同性质,不同规模的断裂.地震属性技术是三维(3D)地震资料解释和构造分析的可靠依据,有助于客观、准确的揭示断裂的空间分布情况,是复杂地区地质解释的重要工具.本文利用地震属性技术,对位于阿尔金断裂南侧柴达木盆地西部的小梁山背斜深、浅层进行详细的断裂解译,发现该地区深部发育早期EW向逆冲断层;晚期由于阿尔金断裂大规模走滑的作用,形成由深部引发的NW向“楔形”逆冲断层,深部NW向断层的活动引发浅层的滑脱褶皱.综合分析认为阿尔金断裂新生代的活动分为早期隆升形成EW向斜向逆冲断层,晚期走滑运动发育控制现今背斜形态的NW向断层,具有两阶段活动的特点.     

准噶尔南缘逆冲带多个逆冲断层同期活动的几何学证据

天山北缘为典型的大陆内部活动构造特征,发育准噶尔盆地南缘逆冲带,主要表现为新生代时期形成的多排平行山体的背斜和逆冲断层。野外地质考察、地表填图指出,第二排背斜带玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜核部均发育一条逆冲断层,背斜北翼发育一条逆冲断层,并导致河流阶地变形和断层崖的形成。地震资料解释和钻井数据证实玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜北翼和核部存在多条向北逆冲的断层,在这些背斜和南侧第一排构造清水河背斜和奇古背斜之间的向斜之下存在隐伏的东湾背斜。二维地震测网构造解释指出东湾背斜为同时活动的、叠置的双重逆冲构造,并造成玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜浅层发育一系列无序叠瓦逆冲断层。野外观察和地震解释的生长地层和地层不整合分析证实,这些无序逆冲断层形成时间主要为中新世晚期,一直到第四纪西域组(Q_1x)和乌苏群(Q_2)时期和第四纪中晚期(Q_4)。我们提出准南地区多个逆冲断层同期活动模式不同于新逆冲断层向前陆方向扩展时,旧断层不活动的模式。同期逆冲作用模式展示由于深部有序逆冲作用形成的双重逆冲构造发育期间,同期活动的逆冲作用可在浅层地表形成一系列无序逆冲断层,类似于叠瓦扇逆冲断层。     

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。