西准噶尔地区托里断裂晚第四纪构造变形

受新生代印度-欧亚板块碰撞的远程效应影响,西准噶尔地区平行斜列的走滑断裂系统被重新激活。托里断裂作为其中重要的组成部分,获取其晚第四纪构造变形特征对于认识和理解天山以北区域的构造变形和地壳缩短吸收方式都具有重要意义。文中基于野外调查结果和无人机三维重建技术分析了托里断裂晚第四纪的构造变形特征,并利用光释光测年方法对托里断裂的地貌面期次进行定年,进而通过冲沟和阶地陡坎等标志性地貌的位错量和地貌年龄计算托里断裂的晚第四纪活动速率。研究结果表明：托里断裂由东、西2支分支断裂构成,均以左旋水平走滑为主。东支断裂使喀普舍克河T3和T2阶地分别产生了(89±31) m和(39±13) m的水平位错量,结合T3阶地(52.9±5.1) ka和T2阶地(23.4±1.5) ka的形成年龄,计算得到其活动速率约为(1.7±0.8) mm/a;西支断裂使铁斯巴汗河T2阶地产生了(34.0±6.8) m的水平位错量以及喀普舍克河T3阶地上最大为(37.5-4.1/+2.7) m的冲沟水平位错量,结合T2阶地(18.8±1.3) ka的形成年龄,计算得到其活动速率为(1.8+0.5/-1.3) mm/a。结合...     

洪积扇顶部活动走滑断裂的断错地貌分析——以新疆塔城盆地东缘阿合别斗河冲洪积扇为例

依据山前洪积扇顶部的扇形地形和向下游方向逐渐降低的地形特征,文中首先分析了断层面直立、向河流上游倾斜、向河流下游倾斜3种条件下左旋走滑断层错动在洪积扇顶部形成的断层陡坎的坡向和高度变化。其次,分析了左旋逆走滑断层、左旋正走滑断层在不同断层倾向条件下,断层错动在洪积扇顶部形成的断层陡坎的坡向和高度变化。利用无人机实测地形数据、谷歌卫星影像,结合野外地质地貌调查,发现新疆塔城盆地东缘NE-SW走向的冬别列克断裂近垂直穿过了自SE-NW发育的阿合别斗河。阿合别斗河处洪积扇的中轴线为NW向,坡向朝N,断层活动使其顶部发育了高约5.2m、坡向SE的反向断层陡坎。而在河床左、右两岸各1km之外的山前洪积扇上,断层陡坎为坡向NW的正向断层陡坎,坎高1～5m不等。阿合别斗河左岸T2、右岸T4与左、右两岸T5阶地的左旋水平位错量分别为(10.1±0.2) m、(10.6±0.7) m、(29.1±0.2) m、(20.0±0.7) m,垂直位错量分别为(1.5±0.1) m、(3.6±0.3) m、(4.7±0.2) m、(5.2±0.1) m。野外调查发现2处断层露头,断层面均倾向SE。根据阿合别斗河附近的断错地貌和走滑断层断错地貌模型,认为冬别列克断层在地貌面S1形成后为左旋逆走滑性质,T5阶地面形成后断层的性质转变为左旋正走滑并多次活动,形成了自SW-NE连续分布的正向断层陡坎—无陡坎—反向断层陡坎—无陡坎—正向断层陡坎的地貌现象。     

西准噶尔冬别列克断裂晚第四纪以来的阶地位错与滑动速率

冬别列克断裂是一条全新世活动断裂,位于西准噶尔造山带的关键位置,该断裂总长120km,走向NE。晚第四纪以来,冬别列克断裂的持续活动使得断裂沿线各级地貌面发生了明显的左旋位错,在塔城盆地东侧形成线性连续且笔直的陡坎地貌。文中利用高精度无人机和差分GPS对阿合别斗河多级阶地的左旋位错量进行了面状航拍、测量,建立了分辨率高达0. 1m的数字地形数据,发现T5—T2阶地陡坎的最大左旋位错量依次为30. 7m、12. 0m和8. 7m。通过光释光测年方法得到了各级阶地(T5—T1)的年龄,进而得出冬别列克断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0. 7～0. 94mm/a,结合阶地侧向侵蚀特征,分析认为T4、T2阶地的滑动速率更加接近真实值(0. 91±0. 18) mm/a。结合西准噶尔的其它2条大型走滑断裂(达尔布特断裂和托里断裂)的滑动速率,并对比西准噶尔地区的GPS速率,认为该地区NE向的走滑运动以冬别列克断裂为主,吸收大量剩余变形,同时保持相对较高的左旋滑动速率。     

灵丘盆地主要活动断裂和1626灵丘地震发震构造

灵丘盆地位于山西地堑系的东北部,曾于1626年发生7级地震.文中通过解译SPOT5影像、分析SRTM3数据和野外调查,对该盆地进行宏观的构造地貌分析和对比,结合探槽以及地质剖面确定主要活动断层的几何分布和最新活动特征,进而探讨灵丘地震的发震构造.结果显示:太白维山山前断裂大部分段落最新活动时代限于晚更新世晚期.NE向的水涧-落水河断裂灵丘县城以西段造成同级地貌面高差约6m,其中最新活动在地表残留高约1m的断层陡坎,县城及以东段无明显地貌表现;NW向的华山河断裂具有枢纽断层特征,在盆地北部断裂向西倾并造成华山河Ⅰ级阶地两侧约10m的高差,在盆地南部断裂向东倾,剖面和相关地貌揭示该断裂在南段为一条高角度的活动正走滑断裂;据此认为,1626年灵丘地震为水涧-落水河断裂西段和NW向的华山河断裂共轭作用的结果.     

甘肃北山南缘俄博庙断裂的新活动特征及活动速率

通常认为甘肃北山是构造稳定区,不发育活动断裂,近年来新发现的俄博庙活动断裂挑战了这一传统认识,深入研究该断裂的新活动特征和活动速率,对于重新认识北山地区的新构造活动以及青藏高原和阿拉善块体的相互作用等问题具有重要意义。文中基于卫星影像解译、探槽开挖、差分GPS和无人机摄影测量、光释光测年等成熟的活动构造研究方法,定量研究了俄博庙断裂的新活动特征,得到以下认识:首先,文中完善了俄博庙断裂的几何展布,将断裂长度由约20km延长至45km,根据破裂长度与震级的经验关系推断俄博庙断裂具有发生7级地震的能力;其次,查明了断层陡坎的形态和成因,发现正向陡坎和反向陡坎交替发育,反向陡坎的高度为(0.22±0. 02)～(1.32±0. 1) m,正向陡坎的高度为(0.33±0. 1)～(0.64±0. 1) m,反向陡坎受由南向北低角度逆冲的断层控制,断层倾角为23°～86°,正向陡坎受倾向S的高角度正断层控制,断层倾角为60°～81°;另外,断层的左旋走滑比倾滑更显著,西段19条冲沟的左旋位移为(3.8±0. 5)～(105±25) m,根据其中最典型的一条冲沟的阶地陡坎的左旋位移量(16.7±0. 5) m和上阶地年龄(11.2±1. 5) ka,得到俄博庙断裂晚更新世末以来的左旋滑动速率为(1.52±0. 25) mm/a。晚新生代以来,在青藏高原NE向扩展的构造背景下,俄博庙断裂的新活动特征可能响应了青藏高原与阿拉善块体之间的相对剪切分量。     

东大河阶地陡坎对民乐-大马营断裂垂直滑动速率的指示

祁连山北缘冲断带位于祁连山北缘与走廊盆地群的交界处,其中民乐-大马营断裂位于冲断带的东段民乐盆地和武威盆地之中,是民乐盆地南缘断裂。东大河由北至南横穿民乐-大马营断裂东段。其上游的支流横穿断层,其中的斜河发育了形态完整的阶地(T1—T6),被断层错断并在各级阶地上形成了形迹明显的断层陡坎。各级阶地上的陡坎走向近EW,并且由老至新高度依次降低,反映了断层位移量的累积。为了获得陡坎的横剖面,利用无人机对被错断的阶地实施了0.52km2范围内的扫描,生成了高精度的数字高程模型(DEM)影像,并利用它提取了各级阶地的横剖面形态。根据Thompson等(2002)的模式对各级阶地的上、下盘面分别进行线性拟合,通过蒙特卡洛模拟得到T6—T3的位错量95%置信区间分别为13.26~15.67m、9.74~10.13m、5.86~7.35m和5.03~5.60m。为了得到河流阶地的年代数据,在各级阶地的河流相砾石层顶部进行14C采样,此位置的14C年龄代表了阶地离开水面的年龄。获得T6—T2的年龄(Cal BP)分别为(16 405±210)a、(11 197±45)a、(5 697.5±52.5)a、(4 470.5±54.5)a和(3 137.5±77.5)a。利用各级阶地上陡坎的位错量和年代数据,对民乐-大马营断裂的垂直滑动速率线性拟合的结果为(0.91±0.09)mm/a,是1条全新世活动断裂。为人口稠密的民乐和永昌地区地震危险性分析提供了重要的地震活动性参数。     

龙门山断裂带北段第四纪活动的地质地貌证据

以龙门山断裂带北段中的青川断裂、茶坝-林庵寺断裂沿线的地质地貌为研究对象,在青川断裂沿线的土关铺、大安,茶坝-林庵寺断裂上的薛家沟、胡家坝等地,对断裂附近的河流地貌进行了详细的构造地貌制图。龙门山断裂带北段所在地区的河流一般发育5级阶地,T1阶地拔河高度3~5m,为全新世堆积阶地。T2阶地拔河高度10m左右,为晚更新世基座阶地。T3阶地拔河高度一般为30~35m,为晚更新世早期形成的基座阶地。T4阶地拔河高度60~70m,残留的阶地砾石层中花岗岩、砂岩砾石已经被强风化,只保留砾石的形态。T5阶地拔河高度为90m左右,阶地堆积物被剥蚀殆尽。青川断裂、茶坝-林庵寺断裂在河流的T4和T5阶地上形成宽30~180m的断层槽地,深度达8~20m,T4阶地砾石层底面落差达10~15m。T3阶地上不发育断层槽地,或断层两盘的T3阶地拔河高度一致,一些地段断层被T3阶地砾石层覆盖。因此认为,这两条断裂在T3阶地形成之前,T4阶地形成之后有过强烈的活动     

郯庐断裂带浮槎山段池河-太湖断裂第四纪活动特征

在浮槎山西缘开展野外调查发现典型断层剖面,采集断层泥ESR年代样品,测年结果为(152±30)ka BP和(188±23)ka BP;垂直断裂布设1条浅层地震勘探测线,获得了近地表高精度浅层地震剖面。断层剖面及浅震解译结果显示,该断裂位于元古代石英岩与白垩纪砂岩之间,具有相似的构造特征,有正断分量。综合断层地貌特征、断层泥测年结果、浅层地震勘探结果及区域断裂构造对比,认为郯庐断裂带浮槎山段池河-太湖断裂最新活动时代为中更新世,但第四纪以来活动程度较弱;断裂的第四纪活动情况与其所在地的弱地震活动水平有关。     

基于DEM的阶地分析方法——以安宁河断裂紫马跨地区为例

河流阶地是一种最普遍的包含构造信息的地貌现象。阶地的确定与划分对于构造运动的定量研究有重要意义。文中利用数字摄影测量软件virtuoNT提取DEM,结合地貌原理,利用DEM在ARCGIS平台上建立阶地分析的处理流程,并以四川省紫马跨地区为试验区进行了阶地划分与变形分析,得到了断裂次级冲沟阶地同步位错平均约(85·4±2)m的结果,与野外检验和变形实测的结果有较好的一致性。表明利用DEM的变形阶地面提取方法具有精度高和效率高、可视化效果全面直观等特点     

华山山前断裂断错地貌及晚第四纪活动性

基于华山山前断裂1︰5万活动断层填图成果,对断裂沿线地层地貌、断层三角面、河流阶地、陡坎地貌以及典型断错剖面等进行了详细的研究。研究表明:1)华山山前断裂按几何结构、断错地貌表现分西段(蓝田—华县段)、中段(华县—华阴段)及东段(华阴—灵宝段)3段;2)西段及东段断裂错断了T_2阶地及马兰黄土,T_1阶地跨断裂连续,测年结果表明,T_2阶地形成于晚更新世中期,T_1阶地形成于全新世早期,由此得出西段及东段断裂在晚更新世有过活动,全新世以来活动弱或不活动;3)中段断错地貌显著,河谷两侧发育Ⅲ级阶地,跨断裂阶地均被错断,测年结果表明:T_1阶地形成于2~3kaBP,T_2阶地形成于6~7kaBP,T_3阶地形成于60~70kaBP,结合阶地陡坎高度,得出不同时段的平均垂直滑动速率:T_3—T_2时期0.4mm/a;T_2—T_1时期1.1mm/a;T_1以来1.6mm/a;4)中段在晚更新世晚期以来发生过多次活动,在石堤峪、沟峪等地见漫滩陡坎,结合文化层及炭样年龄,可知漫滩形成于距今400~600a,对比历史地震资料,漫滩陡坎应为华县1556年地震的遗迹;5)结合前人研究认为,公元1556年华县81/2级地震的发震构造为华山山前断裂及渭南塬前断裂,其它断裂是否参与有待进一步研究。     

博罗可努-阿齐克库都克断裂精河段晚更新世以来的断错地貌和走滑速率

博罗可努-阿齐克库都克断裂(博-阿断裂)是中天山与北天山的板块会聚边界,它NW向斜切天山山脉,是一条继承性的右旋走滑活动断层。研究其活动性质、限定其滑动速率有助于理解天山地区晚第四纪构造变形模式、应变速率分配情况及评估区域地震危险性。文中通过卫星遥感影像解译及野外考察,基于地貌面高程、水系密度和切割深度等,将精河东南的冲洪积扇分为4期,由老到新分别命名为Fan1、Fan2、Fan3和Fan4。利用无人机航拍获取断裂附近的高精度影像,并对冲洪积扇上发育的冲沟、阶地陡坎等进行构造地貌解译,发现Fan1、Fan2和Fan3 3期冲洪积扇上发育右旋位错冲沟及断层陡坎。其中,Fan2b、Fan3a和Fan3b上的冲沟最小右旋位错约6m,最大位错分别为(414±10) m、(91±5) m和(39±1) m; Fan2b与Fan3a分界的地貌陡坎被右旋位错(212±11) m。结合前人在天山北麓得到的阶地或冲洪积扇的堆积年龄,并与古里雅冰芯气候曲线进行对比,推测Fan2b、Fan3a和Fan3b 3期冲洪积扇的下切年龄分别为56～64ka、35～41ka和10～14ka。博-阿断裂自冲洪积扇Fan2b、Fan3a和Fan3b形成以来的滑动速率分别为3. 3～3. 7mm/a、2. 2～2. 6mm/a和2. 7～3. 9mm/a,利用蒙特卡洛模拟方法拟合得到晚更新世以来其平均右旋走滑速率为(3. 1±0. 3) mm/a。     

利用构造地貌分析日月山断裂 晚更新世以来的演化

日月山断裂位于东昆仑断裂和祁连-海原断裂等主边界断裂控制的柴达木-祁连活动块体内部,属于二级构造。该断裂构造地貌发育,研究其活动特征可获得青藏高原东北缘向外扩展的信息。文中以晚更新世以来清晰的地貌变形为重点,通过RTK测量方法获得沿断层走向的垂直位移量,基于断层生长连接理论,分析了日月山断裂的演化,并讨论其反映的动力学背景,主要获得了以下3点认识:1)根据晚更新世以来洪积扇和阶地等地貌内长约200km的3期断层陡坎的发育特征,将日月山断裂分为5段,最重要的分段位于第三重叠区(CD-3)。2)日月山断层3期位移量分布形态反映了断层由多条次级破裂生长连接而成,处于断层生长连接的第二阶段。以CD-3为界,NW侧的断层持续生长连接;东南侧的断层活动时间相对较短,活动强度相对较弱。3)断层位移量分布曲线极值指示了应变集中和应力积累的位置。以CD-3重叠区为界,NW侧应力和应变主要集中在中部及断层重叠区,东南侧应力长期积累的范围则相对分散。应力状态可能与区域构造应力挤压作用下块体内部的顺时针旋转有关。     

维西—乔后断裂南段正断层活动特征

根据野外调查结果,重点阐述了维西—乔后断裂南段的活动特征。研究表明,维西—乔后断裂南段在第四纪表现出明显的活动特征,运动性质以正断层作用为主。维西—乔后断裂南段对巍山第四纪盆地有着明显的控制作用,因受其影响盆地内阶地不对称发育。箐门口、佛堂村、洗澡塘探槽揭示该断裂断错了晚更新世堆积,被错最新地层14C年龄(15 430±60)a B.P.,OSL年龄为(11.6±1.6)ka,表明其最新活动时代在晚更新世末期。洗澡塘村断层地貌清晰,西河Ⅱ级阶地上发育高2 m左右的断层陡坎。根据阶地断层陡坎高度和阶地面形成年龄估算,晚更新世以来该断裂段垂直滑动速率约为0.18~0.32 mm/a。     

阿拉善地块南缘北大山断裂的晚第四纪构造活动证据

阿拉善地块南缘地处青藏高原东北缘地壳扩展前锋带的北侧,对该地区活动断裂晚第四纪的运动性质、滑动速率等开展研究,有助于理解阿拉善地块的晚第四纪构造变形特征及其对青藏高原向N扩展的响应。文中结合遥感影像解译与野外地质地貌考察,对阿拉善地块南缘的北大山断裂进行了分段和活动性研究。结果表明,北大山断裂左旋走滑断错晚第四纪洪积扇和阶地等地貌,形成显著的位错阶地坎、冲沟以及断层陡坎。通过对断错地貌线等标志的测量、复原、统计分析等,发现断裂的地貌位移值分布于3～20m,发育新鲜断层自由面的断层陡坎和左旋错动的纹沟指示了断层的最新一次活动。基于同期洪积扇年龄估算得到北大山断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0.3～0.6mm/a。北大山断裂的运动学特征与区域NE向应力场一致,可能受到了青藏高原NE向扩展的影响。     

构造活动和气候变化对河流阶地发育的影响——以祁连山北缘洪水坝河和马营河为例

河流阶地作为构造和气候作用的载体,记录了活动造山带地区的构造活动和气候变化之间的相对变化信息。文中以穿过祁连山北缘活动断裂带的洪水坝河和马营河为例,探讨河流地貌发育与构造和气候之间的关系。基于遥感影像解译识别出8—9级河流阶地,并对其期次进行划分。根据洪水坝河T5和马营河T6阶地的相对拔河高度和年龄,分别计算出2条河流15ka和11ka以来的平均下切速率为(10.2±2.0)mm/a和(12.2±2.8)mm/a。再利用差分GPS分别对2条河流的T5和T6阶地面上的断层陡坎进行精确测量,结合测年结果,计算出佛洞庙-红崖子活动断裂的垂直滑移速率比河流下切速率低1个量级。对比研究区内活动断裂两侧阶地发育序列的差异性,构造抬升和河流下切速率数量级的差别,并结合祁连山北缘区域上已发表的研究结果,初步认为构造活动与气候变化共同影响祁连山北缘河流阶地的发育,其中气候变化是控制该区全新世河流阶地发育的主要因素。更深入的活动构造调查和阶地年龄约束有助于更好地揭示祁连山北缘的活动构造特征和河流演化历史。     

晚第四纪以来巴塘断裂的活动特征及滑动速率

青藏高原东南缘是现今陆内地壳形变最为强烈的地区之一,一系列长度和力学性质不同的活动断裂将岩石圈分割为多个活动块体。川滇块体是其中构造活动最为显著的区域之一,其西边界由多条互相平行的断裂组成,巴塘断裂是其中的一条主干断裂。了解该断裂晚第四纪以来的变形特征和速率对于认识川滇块体强震的空间分布及变形模式具有重要意义。巴塘断裂整体走向NNE,全长115km,是一条全新世右旋走滑活动断裂。该断裂基本控制了基岩山体边界,其中坡中槽、三角面、断层陡崖等地貌沿断裂呈线性分布,并在黄草坪及巴塘县城2处区域保存了丰富的晚第四纪活动证据。文中利用无人机摄影测量手段建立了黄草坪及巴塘县城分辨率达亚米级的数字地形数据,并对被断错的洪积扇、冲沟等地貌标志物进行了精确测量。在黄草坪地区,巴塘断裂活动造成的山前冲沟水平偏转量为(46±9) m,同时在巴塘县城断裂活动使莫曲河洪积扇边缘被右旋断错(40±5) m。文中利用单个砾石宇宙成因核素法及深度剖面法分别确定了黄草坪最老一级地貌面和莫曲河洪积扇的年龄,分别为(12.5±0.5) ka和(16.4+3.9/-5.6) ka,据此可以得到巴塘断裂晚第四纪以来的右旋走滑速...     

怀安盆地北缘断裂构造几何与活动特征

结合前人调查和研究资料,综合运用地形地貌分析、地质调查、遥感解译等方法,详细分析了怀安盆地北缘断裂的构造地貌特征,较为系统地研究了断裂带的几何结构、构造变形及活动特征。怀安盆地北缘断裂控制着怀安盆地附近的第四纪构造演化和地貌发育,根据断裂展布和活动性可分为3段,即东段(洗马林—东洋河)、中段(东洋河—马市口)和西段(马市口—韩家营)。怀安盆地北缘断裂为典型的山、盆构造界线,沿线断裂活动特征明显,断面上留有断层活动的痕迹——镜面构造、擦痕;不同段落具有不同的活动特征,东段活动性最强,中段次之,西段最弱。     

文山—麻栗坡断裂北段晚第四纪活动特征研究

利用航片解译结果并结合野外地质调查,对文山—麻栗坡断裂(简称文麻断裂)北段的地震地质特征进行研究。解译结果显示,断裂沿线活动构造地貌清晰,主要表现为断层陡坎、断陷盆地、水系同步右旋位错等;影像上线性特征明显而平直,构成(文山)盆地与基岩山地的界线。野外地震地质调查结果显示,该断裂在热水寨切错了T_2阶地堆积,被错地层光释光(OSL)测年结果为(18.1±0.5)ka B.P.,文山盆地北5 km处同样断错T_2阶地堆积,其14C年龄为(15.67±0.05)ka B.P.。以上结果表明,该断裂在晚更新世有过明显的活动迹象,运动性质为右旋走滑兼正断。     

冲积扇河流阶地演化对走滑断裂断错位移的限定

滑动速率是活动断裂定量研究的重要参数,是指在一段时间内断裂两盘相对运动的平均速度,是断裂带上应变能累积速率的重要表现,常被用于评价断裂的地震危险性。区域河流地貌特征及水系演化会受到构造活动的显著影响,因此分析河流地貌演化是研究构造变化特征的重要方法,也是限定断裂滑动速率较为可靠的方法。在总结河流地貌演化过程模式的基础上,考虑地形地貌因素的影响,建立了河流阶地位错模式和位错量的测量方法,并以阿尔金断裂东端断裂近垂直穿过的高岩沟为例,建立了其河流阶地的演化过程及其与断裂位错的关系,得到了不同阶地因断裂活动形成的位错量。结合前人的阶地测年结果,估算得到了阿尔金断裂在该段的水平滑动速率为(1. 80±0. 51) mm/a。     

青海大通宝库河断裂活动性研究

本文在对宝库河地区第四系及地貌单元划分对比的基础上，结合年代测试结果，分析了宝库河断裂带的断错微地貌特征。结果表明，宝库河断裂穿过的Ⅰ－Ⅲ级冲积、坡洪积阶地未被断错；经热释光年代测定，至少在距今６．６±０．８万年以来该断裂未再活动过，是一条晚更新世早期断裂，属左旋走滑型兼具挤压逆冲特性。