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。     

新疆北天山乌苏南断层晚第四纪活动特征及其构造意义

乌苏南断裂组发育于北天山山前的独山子逆断裂—背斜带(第3排)和西湖隆起(第4排)之间,在卫星影像显示为4～5排近平行断层陡坎组成,断层晚第四纪以来断层活动明显,沿断层断错山前冲洪积扇、冲沟和水系,形成断续分布的线性陡坎地貌,开挖地质探槽显示乌苏南断层组为高倾角逆走滑型断裂。依据断层断错地貌面年代,估算断层晚更新世以来的垂直活动速率约0.125 mm/a,右旋走滑活动速率为1.25±0.02 mm/a。根据乌苏南断层带所处的位置及构造特性,推断该断裂很可能是天山山前第3排背斜带与第4排背斜带之间的过度转换断层。     

塔尔湾断裂活动时代厘定及地貌陡坎成因分析

阿尔金断裂东段北侧发育了多条NW向断裂,塔尔湾断裂是其中规模最大的塔尔湾-登登山-池家刺窝断裂的西段。该断裂总体走向NW,长约10km,在卫星影像上为一笔直的线性陡坎,地貌上为高几十cm至5m的地形陡坎。陡坎倾向NE,组成陡坎的地层主要有早更新世砾岩和全新世风积砂土等。通过地形剖面测量得到,由全新世风积砂组成的地貌陡坎高5m左右,由早更新世砾岩组成的地貌陡坎高1m左右。垂直地貌陡坎开挖的探槽揭示出,塔尔湾断裂为SW倾的逆断层,表现为新近纪泥岩逆冲于早更新世砾岩之上,断距为0.5m左右。全新世风积砂及晚更新世戈壁砾石层覆盖于断层之上,没有被错断。断裂上盘为新近纪泥岩,富含地下水,因此植被较发育;由于植被的保护及固砂作用,风积砂不断堆积并保存下来,风积沙层逐渐增高。下盘除地表有几十cm厚的戈壁砾石层外,下部均为胶结坚硬的早更新世砾岩,不含地下水,植被不发育。全新世风积砂土只发育在塔尔湾断裂上盘,下盘没有全新世地层发育;早更新世砾岩上的地貌陡坎高度远远小于全新世风积砂土上地貌陡坎的高度。这些都表明由全新世风积砂组成的地貌陡坎不是断裂活动形成的,而是外动力作用造成的。因此,塔尔湾断裂是一条早中更新世逆断裂。     

青藏块体北部金塔南山断裂晚第四纪走滑活动的地质地貌特征

前人对位于青藏块体北部与阿拉善块体接触带的金塔南山断裂是否存在左旋走滑新活动一直存在争议。文中基于航空照片和高分辨率遥感影像解译、地质地貌调查与填图、差分GPS测图、开挖剖面等方法,详细研究了金塔南山断裂的地质、地貌表现,分析是否存在左旋走滑的新活动特征。结果表明:金塔南山断裂晚第四纪以来有左旋走滑活动,地貌上表现为正、反向交替的断层陡坎、冲沟和微地貌的左旋位错、拉分盆地和挤压隆起等现象;地质剖面上表现为高倾角的断层面、倾向和性质不固定的断层面、花状构造。通过对比分析,得到金塔南山断裂晚更新世以来的左旋走滑速率约为(0.19±0.05)mm/a,与倾滑速率以及地表抬升速率相当,但远小于阿尔金断裂的走滑速率。综合分析认为,祁连山逆冲断裂系向NE的挤压扩展与应变分配可能是金塔南山断裂左旋走滑运动的动力学来源。     

北京延庆姚家营探槽开挖简报

在北京西北约80公里的姚家营村北宽120米的晚更新世冲积扇上发育有11条陡坎,呈阶梯状陡坎带,坎高1.0—6.5米不等。为了准确确定延庆盆地北缘正断裂带地表断层迹线的位置,研究断裂带的近期习性,并区分构造作用和侵蚀作用成因的陡坎,我们在大比例尺地质填图和构造地貌特征测量的基础上,对其中的7条陡坎开挖了6个探槽。6个探槽总体呈345°方向,大致垂直于陡坎带。探槽长5—16米,宽1.2—1.5米,深1.5—5.5米。 岩性层单位 除基岩为燕山期花岗岩以外,探槽揭露的岩性层主要为断层崖崩积物、流水冲积物、和     

基于LiDAR数据开展活动断层填图的实验研究——以新疆独山子背斜-逆冲断裂带为例

机载LiDAR技术为描绘活动构造相关构造地貌和最新的地表形变提供更精确的基础数据。如何将LiDAR新技术、新数据应用于活动构造填图和活动断层地震危险性评价等方面,是今后活动构造研究领域的一个重要的发展方向。文中以新疆天山北麓的独山子背斜-逆冲断裂带为试验区,开展了基于LiDAR数据的活动构造填图实验研究。首先,采用机载LiDAR技术进行数据采集,获得点云密度为6.6个/m2、平均点间距为0.39m的LiDAR原始数据;其次,利用试验区内12个测量精度可达mm级的GPS静态测量点评估LiDAR的相对垂直精度为0.12m、均方差值为0.078m;最后,对密度为6.4个/m2的地面点云数据进行DEM最佳分辨率评估,利用反距离权重算法获得0.5m分辨率的数据高程模型(DEM)。该分辨率的DEM数据足以完成独山子背斜-逆冲断裂带的精细构造地貌特征的确定以及高精度的空间解译。文中仅使用DEM可视化工具从不同虚拟的视角、不同色度或其他处理方式来识别微构造地貌、划分地貌面和确定断层位置等,宏观上获得与前人通过航片解译和野外调查一致的断裂分布特征,微观上较前者具有更高的精细程度。此外,数据采集、数据质量检验、数据处理及数据应用等技术和方法适用于其他能够获得LiDAR地形数据的活动断裂研究工作。     

青藏高原北缘三危山断裂晚更新世活动特征

三危山断裂位于青藏高原北缘,属于阿尔金断裂带向NW扩展的分支断裂,其最新的构造活动反映了青藏高原北部地区的构造演化及地震活动特征。文中通过遥感影像解译、野外实地调查和地质填图,对该断裂晚第四纪构造活动特征进行了研究。结果表明,三危山断裂发育于三危山西北麓,长约175km,断裂以左旋走滑为主,兼有逆断层性质,局部表现出正断层特征。其构造活动的地貌表现形式主要有:基岩陡坎、断层沟槽以及山包、冲沟左旋等。古地震探槽开挖揭示三危山断裂主要断错晚更新世地层,在距今(40.3±5.2)~(42.1±3.9)ka有过1次古地震活动,为1条晚更新世活动断裂。     

祁连山北缘玉门-北大河断裂晚第四纪活动特征

通过卫星影像解译、野外实地调查并结合前人研究成果,对位于祁连山北缘的玉门—北大河断裂晚第四纪构造活动特征进行研究。结果表明,玉门—北大河断裂为一条全新世活动的逆冲断裂,该断裂西起玉门青草湾,向东经老玉门市、大红泉止于骨头泉,全长约80km,整体走向NWW。根据断裂的几何结构及活动习性可将其分为三段:东段构造形态简单连续,为逆冲断层陡坎为主的古地震地表破裂带;中段结构复杂,由多条次级断层组成,以逆冲扩展为主;西段未出露地表而成为盲断裂-褶皱带。通过对断层陡坎差分GPS测量及相应地貌面年代测试,得到断裂晚更新世以来逆冲速率约为(0.73±0.09)mm/a。     

秦岭北麓晚第四纪断层陡坎的初步研究

根据航片解译和野外调查,发现在秦岭北麓第四纪松散沉积物中发育有断层陡坎,本文依据对这些陡坎的地质地貌分析、地形剖面测制、探槽揭露及测年数据,讨论了断层陡坎的空间分布和形态学特征、生成时代和断距,评估了秦岭北麓断裂在晚第四纪的活动强度。由断层陡坎高度经过校核获得断距变化范围在1.1至7.9米之间,由此求得秦岭北麓断裂中段全新世中晚期以来平均滑动速率接近1mm/a,西段在眉县一带为0.5mm/a左右。晚更新世以来,发生过3—4次古地震事件     

通过高分辨率地形数据解析圣安德烈斯断层带的构造地貌：以乔莱姆段为例

断层带上的高分辨率地形数据对描绘新近地表破裂具有非常重要的辅助作用。圣安德烈斯断层（sAF）中南部的乔莱姆段南15kin长的范围内保存着许多非常好的构造地貌现象,如阶地、槽谷、陡坎和线性山脊,这些都表明了地震的多次重复发生。近期获得的整个圣安德烈斯断层南段的LiDAR（Light Detectionand Range）地形数据（“B4”计划）的拍摄密度为3～4m。通过计算LiDAR反射数据,使用反距离权重插值计算（Inverse Distance Weighting,IDW）的局部面元组合方法（LocalBinning）来获得0．25～0．5m分辨率、0．8m或者更大查找半径的数字高程模型（DEM）。通过该数字高程模型对构造地貌的解译足以对古地震场地进行评估。仅使用LiDAR数据对新近地表破裂进行填图的结果与航片解译方法和野外调查所得到的结果具有很好的一致性。整个圣安德烈斯断层的宽度从数米到近lkm不等,且由许多长度为数米到数千米的雁列、叠瓦状的近平行的断裂组成。这些断裂所围限的运动块体运动方向各不相同,但它们的延伸方向与圣安德烈斯断层近于平行。对“活动的”的定义和地表次级断裂的重要性不同认识,影响着最终填图结果中断层的宽度和复杂性。     

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。     

郑州老鸦陈断裂的探测与活动性调查研究

通过浅层地震勘探、钻孔联合剖面分析、野外地貌调查以及新地质年代测定等技术方法,对原先认定的郑州老鸦陈断裂的活动性开展调查. 其中,浅层地震勘探结果表明,该断裂仅存在于新近纪以前的地层,而在新近纪地层内均未发现该断层错断和活动迹象. 同时,地表的地质地貌调查亦发现ldquo;地貌陡坎rdquo;与老鸦陈断裂的位置不一致. 另外钻探和钻孔联合剖面的分析也表明,地表的陡坎仅发育在马兰黄土中, 其下地层平缓,没有错断现象,认为该陡坎的形成与老鸦陈断层没有关系,但可能与黄河改道变迁的侵蚀作用有关. 因此,老鸦陈断裂不属于活动断裂.      

榆木山北缘断裂的构造地貌特征与断层活动性

构造地貌能反映断裂的结构变形特征和断层的活动强度。便如断层陡坎的高度、长度和坡度以及断层陡坎的连续程度。在这篇文章中，讨论了断层段内每个段落断层陡坎的F（C），F（D），F（LR），F（SR）值的特征。在这篇文章结尾，还讨论了冲洪积扇特征对以活动强度的反映。从地貌统计结果来看，发现在榆木山断裂的中间部位冲洪积扇体坡度最大，从中间向两侧中洪积扇扇体坡度呈减弱趋势。文中还给出了断层陡无坎变形的测量结果，冲洪积扇扇顶热释光年龄和断层滑动速度。从分析结果来看，榆木山北缘断裂可以细分为三段，东段（梨园小口子－排路口）、中段（排路口－芦泉河）和西段（芦泉河－李家山子）。     

基于微型无人机摄影技术的微构造信息提取研究——以博-阿断裂乌苏通沟东岸为例

利用微型无人机摄影测量技术,获取了博-阿断裂在乌苏通沟东岸的高精度地形、地貌数据,解译DEM数据,并结合野外调查工作,明确了断裂在乌苏通沟东岸冲洪积扇上19.3～31.1m的水平位错。分析获取的陡坎剖面,且对比陡坎两侧地貌的剥蚀程度,认为陡坎形成后受到后期水流的侵蚀,部分陡坎的高度在一定程度上被放大,断裂的实际垂直位错在0.7m左右。通过实例展示了无人机摄影技术在活动构造研究中的巨大潜力以及在微构造信息提取中的独特优势。     

郯庐断裂带明光-庐江段遥感特征分析

利用ETM+、KH卫星影像资料,对郯庐断裂带明光-庐江段开展详细的遥感解译工作,分析其构造地貌及几何展布,并结合现场地质调查加以验证。结果表明,郯庐断裂带明光-庐江段的4条主干断裂在遥感影像中均有表现;西支2条断裂北段明显,南段隐伏,断层沿线发育串珠状湖泊、断塞塘、线性陡坎、弧形等构造;东支2条断裂全段影像线性特征均明显,断层通过处地形凹槽带、线性陡坎、刀砍状断层崖等地貌特征极为发育;野外调查发现,在线性影像特征较明显的地方,断层破碎带均发育,有的宽达几十米,且性质变化明显,该段具有多期多次复杂活动特征。综合遥感解译及现场调查研究认为,本文获得了郯庐断裂带明光-庐江段构造地貌特征及地表几何分布,为该区域地震危险性评价提供了依据。     

中旬-大具断裂南东段晚第四纪活动的地质地貌证据

中甸-大具断裂南东段位于哈巴和玉龙雪山北麓,属于川西北次级块体西南边界,断裂总体走向310°～320°,是一条重要的边界断裂。了解该断裂的活动性质、活动时代和滑动速率等对分析川西北次级块体运动,研究该断裂与玉龙雪山东麓断裂的交切关系等问题具有重要意义。文中基于1︰5万活动断层地质填图,对断裂沿线地层地貌、陡坎地貌、地表破裂、典型断层剖面以及河流阶地等进行了详细的研究。研究表明:1)中甸-大具断裂南东段按几何结构、断错地貌表现、断裂活动性可分为马家村—大具次级段和大具—大东次级段。2)通过野外地质调查发现,马家村—大具次级段断错了全新世冲洪积扇,形成了地表破裂,为全新世活动段;而大具—大东次级段虽然也断错了晚更新—全新世地层,但其断错规模及滑动速率均较小,由此认为其全新世以来活动较弱。3)通过分析断裂沿线断层陡坎、水平位错及地表破裂等地质地貌问题,认为马家村—大具次级段的活动性质为右旋走滑兼正断,其晚更新世以来的垂直滑动速率为0. 4～0. 8mm/a,水平滑动速率为1. 5～2. 4mm/a;大具—大东次级段以右旋走滑为主、正断为辅,其晚更新世晚期以来的垂直滑动速率为0. 1mm/a。4)在大具盆地内发现的NW向地表破裂带的形成时代很年轻,不排除是1966年中甸6. 4级地震或1996年丽江7. 0级地震造成的地表破裂。     

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。     

汶川地震震中映秀地区地表破裂特征

汶川8级大震的震中位于映秀镇,地震在映秀地区造成了多处地表破裂,如公路拱曲、地震陡坎,坡中槽新变形等,长度达300余米.经实地全站仪和GPS测量,定量分析了地表破裂的垂直分量与水平分量以及两者之间的比值,以此揭示了映秀-北川断裂的运动性质为逆冲兼右行走滑,在映秀地区逆冲分量大于走滑分量.将本次地震造成的位错数据与震前资料对比,发现汶川地震产生的地表破裂位置与地质历史上映秀-北川断裂造成的断层位错位置是相当吻合的,说明映秀地区Ⅳ级阶地上40余米的的断层陡坎可能是地质历史时期若干次大地震的结果.     

中甸-大具断裂南东段晚第四纪活动的地质地貌证据

中甸-大具断裂南东段位于哈巴和玉龙雪山北麓,属于川西北次级块体西南边界,断裂总体走向310°~320°,是一条重要的边界断裂。了解该断裂的活动性质、活动时代和滑动速率等对分析川西北次级块体运动,研究该断裂与玉龙雪山东麓断裂的交切关系等问题具有重要意义。文中基于1︰5万活动断层地质填图,对断裂沿线地层地貌、陡坎地貌、地表破裂、典型断层剖面以及河流阶地等进行了详细的研究。研究表明:1)中甸-大具断裂南东段按几何结构、断错地貌表现、断裂活动性可分为马家村—大具次级段和大具—大东次级段。2)通过野外地质调查发现,马家村—大具次级段断错了全新世冲洪积扇,形成了地表破裂,为全新世活动段;而大具—大东次级段虽然也断错了晚更新—全新世地层,但其断错规模及滑动速率均较小,由此认为其全新世以来活动较弱。3)通过分析断裂沿线断层陡坎、水平位错及地表破裂等地质地貌问题,认为马家村—大具次级段的活动性质为右旋走滑兼正断,其晚更新世以来的垂直滑动速率为0.4~0.8mm/a,水平滑动速率为1.5~2.4mm/a;大具—大东次级段以右旋走滑为主、正断为辅,其晚更新世晚期以来的垂直滑动速率为0.1mm/a。4)在大具盆地内发现的NW向地表破裂带的形成时代很年轻,不排除是1966年中甸6.4级地震或1996年丽江7.0级地震造成的地表破裂。     

5·12汶川地震地表破裂基本参数的再论证及其构造内涵分析

地震地表破裂基本参数是反演地震破裂过程的基本约束条件和预测其他活动断层地震危险性不可缺少的物理量.以野外地表破裂带重要观测点全站仪或差分GPS仪实测数据为基础,结合高分辨率遥感资料解译、先存断层陡坎构造地貌标志的识别、以及地形测绘资料的考证等,重新论证了5·12汶川地震地表破裂带展布样式、长度、最大同震位移值等基本参数.结果表明,地震地表破裂带长度可达240 km,最大垂直位移为6.5±0.5 m,最大右旋走滑位移4.9 m,基于倾角向下变缓逆断层模型推测汶川地震在龙门山推覆构造带中段产生了最大~7 m的地壳缩短量,说明青藏高原东缘横向逆断层为将高原内部东向水平运动转换为高原隆升的转换构造,这一研究结果有助于深化认识青藏高原东缘隆升机理.