周原的历史演变与渭河大断裂的最新活动

利用周原原面的历史演变资料, 分析了渭河大断裂带(西段)在不同历史时期的垂直差异活动速率。结果表明, 该断裂在明代时期表现出最大的垂直差异活动速率, 约为6.4mm/a, 与渭河断裂在15-16世纪出现的强震活跃期有较好的对应关系: 根据这种对应关系, 对渭河断陷有8级左右地震发生的强震活跃期间隔时间进行了探讨。      

渭河盆地断裂活动速率的粒子群算法反演

渭河盆地是我国典型的断陷盆地,是中国大陆地裂缝活动、地面沉降活动最剧烈的地区之一.本文利用2004-2007年间的GPS数据,采用粒子群算法与位错理论模型相结合,对渭河盆地主要断裂的三维滑动速率进行了反演计算分析.结果表明:(1)断裂活动性质与地质测量方法获得的结果基本一致:除韩城—华县断裂以张裂为主外,渭河盆地主要断裂均以正倾滑为主,并具有走滑特征,呈张裂的运动趋势;(2)从滑动速率来看,秦岭北侧大断裂速率最大,可达4.5 mm/a.固关—宝鸡断裂活动最小,活动速率仅为1 mm/a左右;(3)在趋势上与现有的地质资料基本一致,以EW向断裂活动最强,NE方向较强,而NW方向较弱,并且分布上呈现南强北弱的特征.     

五台山北麓断裂南峪口段晚第四纪活动与古地震

五台山北麓断裂位于山西断陷系的北部,是繁代断陷南界的控制断裂,其南峪口附近段落在晚第四纪表现出较强的活动性,在晚第四纪洪积扇上形成了高达20～30m的断层陡坎.近20ka以来,该断裂段的平均滑动速率不小于1.55～2.0mm/a,近6ka以来滑动速率达2.3mm/a,高出其它段落平均滑动速率近1倍.在南峪口段的2个探槽共揭露出6次可能的古地震事件,其参考年代距今分别为7600a以前、6700～7600a、5321～5575a、4400～5400a、4200～4400a和.1600a以来,平均复发间隔约为1400a.其中最新活动事件可能是公元512年的地震.     

利用Envisat ASAR数据探讨渭河盆地断层现今的滑动速率

与板块边界的断层相比,块体内部的断层滑动速率较小,但仍具备发生大地震的潜力。渭河盆地历史上曾多次发生大地震,而盆地内一系列正断层长期的滑动速率却相对较低。文中以渭河盆地中部的口镇-关山断裂、渭河断裂和北秦岭断裂为例,利用合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)对盆地内断层现今的滑动速率进行研究和分析。搜集了欧洲空间局Envisat卫星161号降轨2003—2010年的32幅影像数据,通过ROI_PAC软件对渭河盆地的Envisat ASAR数据进行处理,得到98幅空间基线长度≤300m的干涉图,并从中挑选出质量较好的33幅干涉图用于后续的时序分析。使用π-RATE对33幅干涉图创建最小生成树网络(MST)并进行轨道误差校正、与地形相关的大气校正、去除参考相位和计算协方差矩阵等,获得渭河盆地中部3条主要断裂在7a内的平均滑动速率。结果显示,2003—2010年期间渭河盆地断裂的滑动速率较小,不超过2mm/a,其中口镇-关山断裂没有明显的形变信号,渭河断裂有约1mm/a的卫星视线向形变;西安市整体地表沉降速率在垂向上最大可达10mm/a。文中以稳定的鄂尔多斯地块为参考评估In SAR时序分析的精度,得到In SAR速率图的误差约为(-0. 1±1) mm/a,证明了结果的可靠性。文中工作可为获取断层10a尺度的现今滑动速率提供重要的技术思路,继而为评估地震危险性以及危害性预测提供参考依据。     

渭河断裂杨家村—窑店段展布及晚第四纪活动特征

渭河断裂杨家村—窑店段西起杨家村,经魏家泉、金家庄、东耳村、陈家台,到达窑店,走向NE,倾向S,长约33km,为同生正断层,沿渭河北岸I级、Ⅱ级、Ⅲ级阶地前、后缘展布。遥感解译、浅层地震探测、探槽、钻孔联合剖面结果表明,渭河断裂杨家村—窑店段在咸阳附近的渭河北岸阶地表现为断层陡坎,与NE向阶地坎重合;断裂在晚更新世晚期至全新世可能仍有活动。渭河断裂杨家村—窑店段自(46.0±3.3)ka以来断距较大,在11.0~16.5m之间;垂直滑动速率在0.34~0.45mm/a之间;断裂最新活动时间约为2.0ka BP。金家庄左阶斜裂区将渭河断裂杨家村—窑店段划分为杨家村—金家庄段和东耳村—窑店段。     

基于精密水准的鄂尔多斯西北缘现今垂直运动分析

鄂尔多斯块体受青藏块体和华北块体的挤压,在其周缘形成一系列褶皱和压性断层,构造较为复杂。本文利用1980、1990和2014这3期精密水准资料计算了鄂尔多斯块体西北缘的垂直运动速率,分析结果表明:① 位于阴山断块隆起与鄂尔多斯断块隆起之间的河套盆地相对下沉,其中临河盆地最为明显,下沉速率为2-4mm/a,位于鄂尔多斯块体西缘的吉兰泰-银川断陷带沉降速率有所减缓,目前沉降速率约为2mm/a;② 整个测区表现为明显的山区上升、盆地下沉的继承性运动;③ 穿过乌拉山北缘断裂和磴口-本井断裂的2条水准剖面显示断裂两侧的垂直运动速率差异小于0.5mm/a。     

汶川地震前龙门山断裂带闭锁程度和滑动亏损分布研究

利用1999—2007期GPS水平速度场数据,采用Defnode负位错反演程序估算了龙门山断裂在汶川地震前的闭锁程度和滑动亏损分布,结合龙门山断裂带附近地表水平应变率场结果,综合分析了震前地壳变形特征.反演结果表明,震前龙门山断裂中北段处于完全闭锁状态,闭锁深度达到21 km(闭锁比例0.99)左右,垂直断层方向的挤压滑动亏损速率约为2.2 mm/a,平行断层方向的右旋滑动亏损速率约为4.6 mm/a.龙门山断裂南段只有地表以下12 km闭锁程度较高(闭锁比例0.99),垂直断层方向滑动亏损速率约为1.4 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为4.6 mm/a;在12~16 km处闭锁比例约为0.83,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.2 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.8 mm/a;在16~21 km处闭锁比例约为0.75,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.1 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.5 mm/a.在21~24 km处整条断裂均逐步转变为蠕滑.上述反演结果与区域应变计算获得的龙门山断裂带中北段整体应变积累速率较低、南段应变积累速率较高相一致,均表明中北段闭锁程度高、南段闭锁程度稍低,该特征可以较好地解释汶川地震时从震中向北东向单向破裂现象.     

鄂尔多斯块体周缘地区现今地壳水平运动与应变

位于青藏块体和华北块体之间的鄂尔多斯块体及其周缘地区是中国大陆构造活动最活跃的地区之一,从1300年至今,在块体周边断陷盆地和西南缘断裂带上发生了五次8级以上的地震.为了了解该地区现今地壳运动、应变状态以及断裂滑动分布,我们收集了中国大陆构造环境监测网络2009—2013年、国家GPS控制网、跨断陷盆地的8个GPS剖面等共527个流动站和32个连续站GPS观测数据,获得了高空间分辨率的地壳水平运动速度场,进一步用均匀弹性模型计算了应变率分布.结果表明,块体内部GPS站点向NEE方向运动,速度变化较小,应变率大多在(-1.0~1.0)×10~(-8)/a之间;山西断陷带构造运动与变形最为强烈,盆地相对于鄂尔多斯块体为拉张变形,应变率为(1.0~3.0)×10~(-8)/a,相对于东部山地则为挤压变形,应变率为(-2.0~-3.0)×10~(-8)/a,盆地西侧断裂(如罗云山断裂、交城断裂)以拉张运动为主,拉张速率为2~3mm·a-1,盆地东侧断裂主要以右旋缩短运动为主,速率为1~3mm·a-1;河套断陷带西部的临河凹陷处于较强的张性应变状态,应变率为(2.0~3.0)×10~(-8)/a;块体西南边缘处于压缩应变状态,应变率为(-1.0~-2.0)×10~(-8)/a,六盘山断裂存在明显的地壳缩短运动,速率约为2.1mm·a-1,速率在断裂附近逐渐减小,反映了断裂处于闭锁状态;相对于鄂尔多斯块体内部渭河断裂带为左旋运动,速率为1.0mm·a-1,盆地处在弱拉张变形状态.     

利用GPS数据反演阿尔金断裂现今滑动速率

利用2009—2013年的GPS水平速度场,使用三维线性球面弹性块体模型,综合前人研究成果建立了阿尔金断裂及其邻区的三维块体几何模型,反演得到阿尔金断裂不同断层段和其邻区主要活动断裂的现今滑动速率。结果表明:阿尔金断裂柴达木盆地以南段左旋走滑速率为(7.8±0.2)mm/a,该段向北至肃北左旋走滑速率为(7.5±0.1)mm/a,肃北—昌马段左旋走滑速率为5.3~5.5mm/a,昌马以北段的左旋走滑速率仅有(1.0±0.4)mm/a。阿尔金断裂左旋走滑速率总体表现出从南向北减小的趋势,衰减主要集中在祁连山地区,并转换为这一地区明显的地壳挤压作用。     

基于GNSS的博阿断裂活动性分析

利用连续GNSS基线结果,通过计算断层位移的水平拉张运动和走滑运动速率,对博阿断裂东西两段进行定量研究,结果发现:博阿断裂西段右旋走滑速率约为4.8 mm/a,聚合速率约为0.5mm/a;博阿断裂东段同样为压扭性活动断层,其右旋走滑速度约为1.1 mm/a,其水平聚合速率约为2.7 mm/a。     

渭河盆地北缘口镇-关山断层的晚第四纪—现今的活动性

近EW向的口镇-关山断层斜切了NEE向的渭河盆地北缘活动断裂带。文中基于野外补充调查结果,结合跨断层水准和蠕变仪监测资料研究了该断层晚第四纪—现今的活动性,补充了该断层晚第四纪活动的证据,分析了东、西2个断层段现今的活动特征与差异,获得以下新认识:1)口镇-关山断层为S倾的正-左旋斜滑断层,也是为调节渭河盆地不同段落非均匀拉张而形成的斜向调节断层,其晚第四纪垂直错断地层8.8m,左旋错断冲沟约34m,垂直和左旋滑动速率分别为 0.13mm/a和 0.49mm/a。2)形变监测反映该断层正在发生正-左旋斜滑型的蠕滑运动;其中,断层西段的蠕动相对稳定,垂直和左旋蠕动速率分别为0.16～0.76mm/a和0.42～0.78mm/a,横向水平拉张速率为0.15～0.26mm/a;断层东段正断分量的垂直蠕动速率为1.56mm/a,大于西段,且表现出阶跃式或幕式蠕滑特征,"阶跃期"(2012—2014年)速率达13mm/a的蠕动可能代表1次慢滑移事件。这些现象表明中国大陆拉张构造环境的活动断层也能发生蠕动。3)沿该断层的地震活动以及地表地裂缝带的发育与该断层的蠕动作用密切相关。     

博阿断裂西段重复地震识别及断层深部滑移速率研究

本文选取博阿断裂西段周围30 km范围内2010年1月—2015年12月期间9个台站记录到的1272次地震事件的波形记录,利用波形互相关技术从中识别出65组(231次)重复地震,并且基于这些重复地震事件估算该断层的滑移速率.结果显示:该区域重复地震比例为18.2%;博阿断裂阿拉山口—精河段、精河—新源段的平均滑移速率分别约为0.99 mm/a和1.35 mm/a,乌苏—石场段、巴仑台—乌什城段的平均滑移速率分别为1.36 mm/a和2.03 mm/a,这与GPS观测结果基本一致;深部滑移速率的极大值分布在2—10 km深度范围内,其中巴仑台—乌什城段在8 km深度处达到了极大值8.6 mm/a.      

GPS观测及断裂晚第四纪滑动速率所反映的青藏高原北部变形

断裂晚第四纪滑动速率及现今GPS观测揭示了青藏高原向北扩展与高原边缘隆升的运动特征.主要断裂晚第四纪滑动速率及跨断裂GPS应变速率的结果表明,青藏高原北部边缘的断裂以低滑动速率（＜10 mm/a）为主,特别是两条边界断裂：阿尔金断裂和海原—祁连山断裂.两条主要边界断裂上的滑动速率分布显示了断裂间滑动速率转换及调整特征.阿尔金断裂自95°E以西的8～12 mm/a稳定滑动速率,向东逐渐降低到最东端的约1～2 mm/a,而海原断裂自哈拉湖一带开始发育后滑动速率为1～2 mm/a,到祁连一带（101°E以东）增大到相对稳定的4～5 mm/a,直到过海原后转向六盘山一带,滑动速率降低到1～3 mm/a,甚至更低.滑动速率的变化及分布特征显示,阿尔金断裂滑动主要是通过祁连山内部隆起及两侧新生代盆地变形引起的缩短来吸收的,海原—祁连山断裂的低滑动速率及沿断裂运动学特征表明断裂尾端的陇西盆地变形及六盘山的隆起是断裂左旋走滑速率的主要吸收方式.这一变形特征表明,青藏高原北部边缘的变形模式是一种分布式的连续变形,变形发生自高原内部,边界断裂的走滑被高原内部变形所吸收.     

渭河断裂咸阳段活动性研究

通过地貌追踪、浅层地震、钻孔联合剖面勘探及探槽开挖等,查明了渭河断裂咸阳段(杨家村—窑店)的展布和最新活动时代。结果表明,渭河断裂咸阳段从咸阳市北侧渭河阶地前缘陡坎通过,考虑到断裂在金家庄、东耳村一带存在一个左阶斜裂区,阶区宽约1 km,可将断裂分为东、西两段,即:杨家村—金家庄段和东耳村—窑店段。断裂总体走向NE,倾向S,倾角65°~75°,为同生正断层。程家村探槽显示断裂错断全新统黑垆土底界15 cm,该层底界14C测年结果为2 255 BP,顶界光释光(OSL)年龄测年结果为(3.7±0.41)ka,说明断裂在全新世有活动。渭河断裂咸阳段自晚更新世以来活动性逐渐减弱,全新世平均活动速率为0.04~0.12mm/a。     

新疆哈密地区东盐池、七角井、托莱泉活动断裂微地貌及新活动特征

大河沿—洛包泉活动断裂带由 7条活断裂呈左阶雁列式排列 ,其中东盐池、七角井、托莱泉活断裂在平面上也呈左阶排列。沿断裂分布有古地震断层陡坎。东盐池断裂具有左旋逆冲性质。断层陡坎高 0 .6— 4 .5 m,断坎坡角为 2 6°— 2 8°,断裂垂直断距 1m,冲沟左错 10— 11.5 m,其垂直平均活动速率为 0 .18mm / a,水平平均活动速率为 1.31— 2 .0 2 mm/ a,为全新世中、晚期活动断裂。七角井断裂具有左旋逆冲或左旋逆走滑性质 ,断层陡坎高为 0 .75— 8.3m ,断坎坡角为 14°— 2 1°,左错为2 .5— 6 .5 m,垂直平均活动速率为 0 .15— 0 .17mm/ a,水平平均活动速率为 0 .35— 0 .4 9mm/ a。该断裂为全新世中、晚期活动断裂。托莱泉断裂具有逆冲性质。断层陡坎西段高为 0 .75— 4 m,坡角为19°— 2 0 .5°;东段高为 3— 12 m,坡角为 10°— 2 9°,垂直平均活动速率为 0 .2 5 mm/ a。该断裂为晚更新世晚期活动断裂     

利用GPS和水准数据分析东昆仑断裂带东部及其邻区构造变形特征

基于1999—2016年GPS数据和1980—2010年区域精密水准数据,获取了东昆仑断裂带东部及其邻区主要断裂的滑动速率和区域构造变形特征。结果表示:东昆仑断裂带自西向东的走滑速率衰减非常明显,走滑速率从西大滩—东大滩和阿拉克湖段的约10 mm/a向东到塔藏段衰减至约2 mm/a,速率自西向东每100 km下降梯度约1 mm/a;东昆仑断裂带阿拉克湖段、托索湖段、下大武段和塔藏段均表现出一定的弱挤压特征。跨岷江断裂剖面显示区域挤压变形自西向东由龙日坝断裂至龙门山断裂带有逐渐减弱的特征。区域最大主应变方向为E-NEE向,最大剪切应变高值区位于阿拉克湖段和托索湖段交汇区域以及巴颜喀拉块体的龙日坝断裂中段区域。分析东昆仑断裂带东部及其邻区主要断裂间的构造转换关系认为,岷山地区的隆起变形主要是因为巴颜喀拉块体自西向东的运动受到了华南块体的阻挡,而非东昆仑断裂带向东延展引起的构造转换。     

鲜水河炉霍段断层现今活动特征

鲜水河断裂是川滇菱形块体东边界的重要组成部分,为一条NW向的大型左旋走滑断裂。炉霍段断裂在不到160年的时间发生了 1816年71/2级和1973年7.6级两次大地震,强震复发行为表现出丛集特征,其断层现今活动特征值得关注。本研究利用虾拉沱跨断层形变观测资料,从断层运动方式和平均速率两个方面分析了虾拉沱断层现今活动特征,结果表明:鲜水河断裂炉霍段断层整体以左旋、拉张活动为主,兼具逆断活动;断层活动速率的时间进程具有阶段性特征,2000～2015年断层在水平滑动、水平张压和垂直升降分量上的活动速率分别为2.19mm/a、0.37 mm/a和-0.25 mm/a,断层左旋张性活动明显;2016～2019年断层在水平滑动、水平张压和垂直升降分量上的活动速率分别为1.98 mm/a、-0.22 mm/a和-0.20 mm/a,呈现出左旋压性活动特征,在张性背景上发生压性转折。     

龙陵-瑞丽断裂北段晚第四纪活动性特征及强震复发间隔1

野外地质地貌调查表明,龙陵-瑞丽断裂（南支）北段是以左旋走滑为主兼具一定正断分量的区域性活动断裂。断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为2.2mm/a,平均垂直滑动速率为0. 6mm/a;全新世以来的平均水平滑动速率为1.8—3.0mm/a,平均垂直滑动速率为0.5mm/a。断裂在晚更新世以来的滑动速率在不同的时间尺度上变化不大,反映出该断裂晚更新世以来的活动强度比较稳定。利用Poisson模型、Lognormal模型、BPT模型三种概率模型计算获得未来50a强震发震概率分别是：6.32%、0.08%、0.05%;三种模型分别取权重0.28、0.36、0.36,获得龙陵-瑞丽断裂北段未来50a特征地震发震概率为1.82%。     

白杨河阶地揭示的北祁连山西段晚第四纪构造变形

祁连山作为青藏高原东北缘的重要造山带,是高原向NE方向扩展的最前缘,逆冲和褶皱作用是青藏高原向N扩展的重要构造变形方式。白杨河发育于祁连山内部,向N汇入前陆区酒西盆地。因此,可以通过白杨河阶地研究祁连山北缘的变形特征。通过对白杨河阶地的详细调查与测量,得到如下认识:1)白杨河阶地具有流域分段性,在地形陡变带及盆地内白杨河背斜区发育多级阶地。以阶地级数来说,以牛头山为界,上游发育2—3级阶地,下游发育4—5级阶地。2)从白杨河阶地纵剖面获得昌马断裂的垂直活动速率为(0.32±0.09)mm/a,地壳缩短速率为(0.12±0.09)mm/a;旱峡-大黄沟断裂T5形成以来(约13ka)没有垂直活动;老君庙背斜区T5阶地(约9ka)褶皱变形隆升量为(6.55±0.5)m,缩短量为(3.47±0.5)m,隆升速率为(1.23±0.81)mm/a,缩短速率为(0.67±0.44)mm/a;白杨河背斜开始活动时期约为300kaBP,其170ka以来的平均隆升速率约(0.21±0.02)mm/a,缩短速率为(0.14±0.03)mm/a;3)北祁连山地区在响应青藏高原向N扩展的过程中表现出2种不同的变形特征:在祁连山内部以剪切变形为主,表现为块体侧向挤出;而在祁连山北缘地形陡变带和酒西盆地内部以挤压变形为主,表现为地壳缩短和隆起,并且盆地内构造缩短变形量占总变形量的50%左右。     

龙陵-瑞丽断裂北段晚第四纪活动性特征及强震复发间隔

野外地质地貌调查表明,龙陵-瑞丽断裂(南支)北段是以左旋走滑为主兼具一定正断分量的区域性活动断裂.断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为2.2mm/a,平均垂直滑动速率为0.6mm/a;全新世以来的平均水平滑动速率为1.8-3.0mm/a,平均垂直滑动速率为0.5mm/a.断裂在晚更新世以来的滑动速率在不同的时间尺度上变化不大,反映出该断裂晚更新世以来的活动强度比较稳定.利用Poisson模型、Lognormal模型、BPT模型三种概率模型计算获得未来50a强震发震概率分别是:6.32％、0.08％、0.05％;三种模型分别取权重0.28、0.36、0.36,获得龙陵-瑞丽断裂北段未来50a特征地震发震概率为1.82％.