活动褶皱研究及其识别

通过对发生在活动构造挤压区内的Coalinga、El.Asnam、Spitak等地震实例及新疆活动褶皱的分析研究,提出了活动褶皱的分类、活动褶皱研究的意义、内容、方法及其识别。指出同活动断层相似,活褶皱也有粘滑和蠕滑两种形成机制。年轻而快速增长的活褶皱不仅可能是发生地震的地点,其本身也有可能是连续地震的产物。我们称这些具有粘滑机制的活褶皱为地震褶皱;活动褶皱发育的挤压性构造区具有发生中强地震的潜在危险。地震褶皱则是地震震源的一种“指示构造”。同时作为古地震标志,地震褶皱及其派生的近地表活动弯滑断层和弯矩断层等次生断层,其同震生长和滑动可以提供下伏发震断层的复发间隔及其活动历史;由于逆断型地震其发震道断层的滑动不仅在平面分布上具有不均匀性,而且在剖面分布上也存在不均匀性,其量从震源深处向地表有渐小趋势。故主要根据对第四纪地表变形的分析来进行地震危险性评价的方法。在活动构造挤压区有很大的局限性。而平衡剖面法乃是识别和定量研究活动逆断层,特别是隐伏断层的最好方法。     

Analysis of Geological Background of Seismic Activity in the Chengdu Plain from Data of Seismic Prospecting for Oil

Summarizing the existing data of seismological and geological investigations and of strong and intermediate-strong earthquakes in‘ the Sichuan basin and its adjacent areas accumulated by the seismological and petroleum organizations in Sichuan and of the results of seismic prospecting and detailed exploration in Chengdu depression during the last 20 years permitted us to studythe types and distribution of hidden structures in Chengdu depression and its adjacent areas, in particular, to identify in, detail the “hidden faults” in the Chenngdu-Deyang area on the one hand; The obtained data indicate that the NE-trending Xinjin fault ruus northward and dies out in the south of Penzhen town of Shuangliu County; Meanwhile, we studied genetic relations of seismic activity to active faults and their corresponding movernent charaeteristics on the other hand, Moreover, the Surface faults and deep-seated faults are clearly defined and outlined,and 5 types of seismogenic faults suggestd. The knowledge thus obtained enables us to delimit the focal zones for potential strong earthquakes in Chengdu depression. The study suggests that a zone of 40 km wide and more than 100 km long on sides along the Chengu Deyang lim bas a stable seismogeological background and good engineering-seismological conditions.     

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。     

断层泥显微结构特征与断层滑动习性的研究

天然断层中普遍存在含有粘土矿物的断层泥，大量的实验研究和野外观察证实，不同应变速率的变形作用在断层泥中留下了特殊的显微构造特征（如褶皱、眼球状构造和膝折等）。因此，我们可以根据断层泥的变形特征，来推测变形时断层的滑动方式和次序。尽管这一方面的研究还处于探索阶段，但它可能将成为研究活断层的一个新途径。     

沂沭断裂带活动褶皱及其与活动断层的关系

利用１∶５万活断层地质填图获得的有关资料,初步讨论了沂沭断裂带活动褶皱的展布、内部结构以及与活动断层的关系。沂沭断裂带活动褶皱发育在Ｆ１、Ｆ２断层之间,呈串珠状伴随Ｆ５断层展布,开始形成于第三纪时期,主要形成于第四纪晚期,属活动褶皱。活动褶皱和活动断层是在右旋挤压剪切带中形成的两种构造形式。     

帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长

发育在帕米尔弧形推覆构造带最前缘的木什活动背斜是一南缓北陡的第四纪滑脱褶皱,背斜的最小地壳缩短量为0.7km,构造隆升幅度可达1.5km.木什背斜北翼逆断层由一系列坡向北的反向断层陡坎组成,不同断坎间垂直位移分布呈现此消彼长的特征,不论是整个北翼逆断层西段还是单条断坎,其垂直位移均呈东高西低的不对称分布,位移梯度东高西...     

北天山地区活动逆断裂-褶皱带构造与潜在震源区估计

北天山山前逆断裂－褶皱带是典型的大陆内部活动挤压构造,该地区的地表活动构造、隐伏活动构造及活动背斜都受地下深处近水平滑脱断层控制。对１９０６年玛纳斯地震（Ｍ７．７）的发震构造、地表变形与破裂特征和山前活动逆断裂带上古地震的研究表明,北天山山前隐伏活动深断坡具备大地震发生的构造条件,大致以金钩河为界分为东西两段,相应地构成两个大地震潜在震源（Ｍ８）。山前第２条玛纳斯逆断裂－褶皱带和第３条独山子逆断裂－褶皱带中的各个活动背斜,以及西湖隆起等可能是８个中强地震的潜在震源（Ｍ６）。     

中国新疆北天山的活动逆断裂褶皱带及其大地震的位置预测(英)

发育在北天山山麓的活动断裂褶皱带属于向前扩展的薄皮构造，且所有的背斜都是断裂扩展褶皱，主滑脱面距地表8～9km深。距今292万年以来，地壳缩短13．5～14．6km，缩短率是4.62～5．0mm／a。自30000年前至今，准噶尔南缘断裂和齐古道断裂褶皱带的活动十分微弱，而独山子和玛纳斯道断裂-褶皱带则是活动褶皱-断裂带。北天山地区普遍发育三级阶地,受活动逆断裂和褶皱的影响，均产生褶曲变形和错断。距今12000～13000年以来，吐谷鲁逆断裂-背斜的垂直滑动速率、抬升速率、缩短速率分别是0．83～0．91、3.46～3.75和1.23～1．33mm／a。1906年的玛纳斯地震发生在一条盲断坡上，但是其同震破裂和褶皱隆升却出现在玛纳斯逆断裂-褶皱带上，震中距玛纳斯逆断裂-褶皱带约40km。揭示出北天山挤压拗陷区的孕震构造是一个由深部盲断坡-滑脱断层-浅层断坡构成的复杂构造系统。通过上述活动构造和古地震研究的结果可以推测，天山北麓未来发生大震（M≥7．0）的位置可能是在呼图壁河至金沟河段和金沟河至奎屯河段的齐古道断裂-褶皱带上，其震级相当于1906年玛纳斯地震。乌鲁木齐挤压坳陷中的活动逆断裂褶皱带上只有发生M≤6．0地震的可能性。     

四川龙泉山断裂带变形特征及其活动性初步研究

文中通过野外调查和地震反射剖面研究,获取了龙泉山断裂带的变形特征。龙泉山断裂带主逆冲断层位于龙泉山背斜的西翼,具有明显的分段性特征,北段与南段断层面倾向NW,断续分布;中段断层面倾向SE,形成典型的断层传播褶皱,并且断层已经沿背斜前翼膝折带的轴突破,形成贯通的突破断层。因此,中段构成了龙泉山断裂的主体。地貌对断裂活动性的响应表明龙泉山断裂早更新世—晚更新世有过一定的活动,晚更新世以来活动速率较低,且活动性具有从南向北逐渐减弱的趋势     

塔里木西缘明尧勒背斜的弯滑褶皱作用与活动弯滑断层陡坎

塔里木西缘明尧勒活动背斜两翼河流阶地面上多处发育活动弯滑断层陡坎。这些断坎主要分布在活动轴面附近较陡的等斜岩层(地层倾角分别为74°~89°、18°~20°和45°~60°)一翼,往往成排发育在距活动轴面50~1 200m范围内,宽90~1 000m,长40~950m,随着离活动轴面的距离加大弯滑断层陡坎规模渐小。同一阶地面上发育的弯滑断层陡坎几乎以等间距或间距倍数关系产出。这些断坎走向与下伏基岩地层走向一致,基岩地层大多为中-厚层块状砂岩或粉砂岩互层,岩层间力学性质差异较小。明尧勒背斜南翼克孜勒苏河北岸T3阶地面废弃以来,单条弯滑断层的地表最大缩短速率为0.31mm/a,地表最大抬升速率为0.34mm/a。这些弯滑断层的活动具有重复性和新生性。     

新疆主要逆断层-褶皱构造区基本地震构造征与潜在震源划分问题

本文介绍了新疆主要逆断层-褶皱构造区的基本特征,并对其潜在震源划分问题进行了初步的讨论.北天山山前推覆构造及乌鲁木齐以南的逆断裂.褶皱构造相对比较简单,由根部断裂、推覆体和前缘逆断裂.褶皱构造所组成;强地震的极震区或地震动的高值区可能位于推覆构造的根部断裂附近,而地震地表破裂和同震地表变形则位于山前逆断层.褶皱带内.南天山的柯坪推覆构造、库车推覆构造、帕米尔东北缘的弧形推覆构造,虽然也由多排逆断裂.褶皱构造带组成,但是其中的规模巨大、发育时间较长的逆断裂.背斜带,往往具备发生强震的条件.强震的极震区分布与地震地表断层位置比较一致,可作为强震的潜在震源.盆地内的新的盲逆断层.褶皱构造也具备发生6.5-7.0级地震的能力,应作为震级上限为7.0级的潜在震源.由于对逆断层.褶皱构造的深浅构造关系及发震模型认识的不足,在潜在震源划分中应考虑这种不确定性.同时在潜在震源区划分中,还应考虑地震构造区的地震活动历史及构造活动性参数.     

新疆主要逆断层-褶皱构造区基本地震构造特征与潜在震源划分问题

本文介绍了新疆主要逆断层-褶皱构造区的基本特征,并对其潜在震源划分问题进行了初步的讨论。北天山山前推覆构造及乌鲁木齐以南的逆断裂-褶皱构造相对比较简单,由根部断裂、推覆体和前缘逆断裂-褶皱构造所组成;强地震的极震区或地震动的高值区可能位于推覆构造的根部断裂附近,而地震地表破裂和同震地表变形则位于山前逆断层-褶皱带内。南天山的柯坪推覆构造、库车推覆构造、帕米尔东北缘的弧形推覆构造,虽然也由多排逆断裂-褶皱构造带组成,但是其中的规模巨大、发育时间较长的逆断裂-背斜带,往往具备发生强震的条件。强震的极震区分布与地震地表断层位置比较一致,可作为强震的潜在震源。盆地内的新的盲逆断层-褶皱构造也具备发生6.5—7.0 级地震的能力,应作为震级上限为 7.0 级的潜在震源。由于对逆断层-褶皱构造的深浅构造关系及发震模型认识的不足,在潜在震源划分中应考虑这种不确定性。同时在潜在震源区划分中,还应考虑地震构造区的地震活动历史及构造活动性参数。     

位移转换的两种概念模型与实例

运用断层转折褶皱理论建立位移转换的两种概念模型, 即反向对称模型和无穷等分模型. 构造几何学和运动学分析表明, 这两类位移转换都造成上覆褶皱向断层位移方向偏移, 偏移角度的正切值等于位移转换梯度. 利用位移转换机制可以合理地解释多层次滑脱构造地区地表(浅层次)褶皱的扭曲及分叉现象, 例如在秋里塔格褶皱带中段, 深部断层之间的位移转换造成库车塔吾深层背斜和南秋里塔格深层背斜在走向上呈左列叠置, 二者在交汇处叠加形成长约18 km的双重构造带, 地表(浅层次)背斜在这个区域向南迁移形成显著的“S”型扭曲.     

天山北缘的地壳结构和1906年玛纳斯地震的地震构造

长86km、南北向横跨乌鲁木齐坳陷的深地震反射剖面，揭示了北天山山前地壳的薄皮构造特征．共深度点叠加剖面的石河子以南部分显示了天山北缘平行山体的第一和第二排背斜构造．与双程时间分别为2.5～3.0s和5.5～6.0ｓ的反射事件对应的滑脱构造，将地壳深部构造与地表逆断裂 褶皱构造联系在一起．玛纳斯断裂以铲形方式向下延伸，在2.5ｓ左右深度归并于第一滑脱面，向南与清水河断裂汇合．在5.5～6.0ｓ深度上为与玛纳斯下背斜相连的主滑脱面．它们最终汇集到准噶尔南缘断裂．石河子以北的坳陷沉积深度达12～14km．沿剖面的莫霍界面深度在准噶尔盆地为45ｋｍ 左右，往南加深至50ｋｍ．对该区域内的深地震测深剖面和布格重力异常资料的分析结果，与深反射剖面的地壳结构图象具有一致性．深地震反射剖面通过1906年玛纳斯7.7级地震宏观震中区，共深度点叠加剖面用于推断玛纳斯7.7级地震与北天山山前地壳构造之间的关系:玛纳斯地震属于一类褶皱地震，其发震构造是由准噶尔南缘断裂、清水河逆冲断裂、滑脱面和玛纳斯浅部断坡组成的断层系．      

利用河流阶地限定活动褶皱的类型和生长机制:运动学模型

与生长地层类似,在活动褶皱生长发育过程中形成的河流阶地堆积、阶地面与褶皱陡坎记录了褶皱发育的详细过程,其基本几何结构主要受控于下伏褶皱生长的机制与类型。文中讨论了简单膝折带迁移(恒定翼间角)生长断弯褶皱与断展褶皱、翼旋转(恒定翼长)滑脱褶皱、膝折带迁移滑脱褶皱、膝折带迁移-翼旋转联合作用以及弧形弯曲枢纽膝折带迁移褶皱作用下河流阶地的几何结构以及阶地面与下伏基座岩层间的角度关系,提出了这几类褶皱生长与河流阶地相互关系的运动学模型,同时考虑了河流加积和下切侵蚀作用对河流阶地最终几何结构的影响。在这些模型中,变形河流阶地和褶皱陡坎的基本几何结构既具有相似之处,也有截然不同之处。因此,通过对河流阶地和褶皱陡坎的细致填图、测量和测年,不仅可推断其下伏活动褶皱的生长变形机制,而且可以估算褶皱的隆升速率和控制褶皱生长的断层的滑动速率     

利用河流阶地限定活动逆断层相关褶皱晚第四纪变形机制和速率：方法与认识

发育在褶皱区的河流阶地作为一种发育广泛、易于定年的被动变形的地貌标志物,已越来越多地被应用到活动逆断层相关褶皱晚第四纪变形的研究中;结合前生长地层和生长地层,可限定褶皱缩短总量和变形起始时间等参数,恢复从开始生长至晚第四纪以来完整的生长演化历史。文中对正弦曲线状和尖棱状弯滑褶皱模型、经典断弯褶皱模型和纯剪切断顶褶皱模型进行了总结和讨论。这些模型的提出为限定褶皱变形提供了很好的方法,但不能完全概括自然界中的褶皱模型,这就需要更多的野外地质、数值模拟和实验模拟工作。     

帕米尔前缘逆冲推覆系活动断层和活动褶皱作用

帕米尔构造结是印度板块向欧亚大陆碰撞的两个突出支点之一,是中国大陆受板块动力作用最强烈、强震频发的地区之一,也是揭示青藏高原形成与演化历史的关键地区之一。晚新生代帕米尔构造结北部向北楔入推移了约300km,形成了一陆内深俯冲带和地震带,但对这一变形过程及方式至今未能很好的限定。沿76°E附近横跨帕米尔—天山的最新GPS测量