Late Pleistocene - Holocene slip history of the Langshan-Seertengshan piedmont fault (Inner Mongolia,northern China) from cosmogenic <Superscript>10</Superscript>Be dating on a bedrock fault scarp

Offset geomorphic features and deformed late Quaternary strata indicate active deformation along the Langshan-Seertengshan piedmont fault (LSPF), one of the most active faults in the Hetao fault zone in Inner Mongolia, North China. The widespread occurrence of bedrock fault scarps along the LSPF offers excellent opportunity to examine the faulting history. Using cosmogenic ¹⁰Be exposure dating, we measured the exposure ages of the western Langshankou scarp, located in the middle segment of the LSPF. Our data revealed at least two earthquakes that occurred at 22.2±3.3 ka and 7.2±2.4 ka, respectively. These events are consistent with previous paleoseismic trench studies. The regression of the relationship between the age and sampling height along the scarp yield a fault slip rate of 0.10 +0.05/-0.06 mm/yr, which is significantly lower than the average post-late Pleistocene fault slip rate of ~1 mm/yr, as estimated from the offset of the T2 terraces by previous studies. This indicates that the slip of the LSPF may have been accommodated by other fault branches.     

基于GPS和SBAS-InSAR的阳原盆地北缘断裂现今地表形变特征

基于2009~2017年阳原盆地及周边区域GPS观测数据和2017~2019年升、降轨Sentinel-1卫星SAR图像,使用SBAS-InSAR技术精确反演阳原盆地北缘断裂现今地表形变速率场。统计跨断层剖面线上指定间隔点的垂直滑动速率得出,阳原盆地北缘断裂东段、中段和西段两侧垂直滑动速率差值分别约为1.04 mm/a、1.43 mm/a和0.72 mm/a。右所堡-松枝口断裂的左旋走滑运动特征和该断裂与阳原盆地北缘断裂中段空间分布上呈交切关系是导致阳原盆地北缘断裂中段断层活动水平高于东段的主要原因,阳原盆地北缘断裂西段活动性不明显。GPS资料显示,阳原盆地北缘断裂在水平方向上具有右旋走滑运动特征。     

陕西中南部现今地壳垂直形变研究

收集陕西中南部1970年以来的多期精密水准测量数据，用基于GPS垂直运动速率约束的动态平差方法获得区域垂直运动速度场。分析表明，地壳垂直运动总体表现为山地、高原相对隆升，盆地相对下沉。相对于关中盆地，西部秦岭、陇山上升速率为4~5 mm/a，北秦岭造山带为2~3 mm/a，盆地北部的鄂尔多斯南缘为3~4 mm/a；相对于北秦岭，汉中盆地下沉速率为1.0 mm/a左右，安康等北大巴山裂谷下沉速率接近20 mm/a；秦岭北缘断裂垂直滑动速率为1.3~1.8 mm/a，华山山前断裂为2.0~2.8 mm/a，渭河断裂小于1.0 mm/a,渭河盆地北缘断裂为1.0~2.5 mm/a,南部断裂为0.7~1.1 mm/a。     

龙门山断裂构造带GPS研究

龙门山断裂构造带作为川青地块与扬子地块的碰撞边界，具有特殊的构造性质及明显的分段性。根据1991年以来GPS观测结果，对其分段活动性的研究表明：断裂带运动速率北段为1．54ram／a，中段为2．77mm／a，南段为5．23mm／a。现代构造活动性质总体表现为挤压走滑；同时，由北向南逐渐由挤压走滑转变为伸展走滑，其原因为在青藏高原总体运动条件下的相邻活动断裂的相互作用、相互影响。     

两郧断裂郧阳盆地段几何特征与活动性研究

通过野外地质调查和光释光测年, 分析了两郧断裂郧阳盆地段的几何结构和第四纪活动性。研究表明,两郧断裂几何结构在盆地边缘和盆地内部存在很大不同,在盆地边缘主要呈左旋逆倾滑特征,发育宽大的破碎带,而在盆地内部呈正倾滑特征,断层错断了中更新统,断距最大为20 cm,甚至影响了上更新统;断层上断点沉积物光释光年龄为134.99±15.52 ka和160.95±16.88 ka,显示其在晚更新世早期有过明显的活动。     

海拉尔盆地碎屑岩地层断裂带内部结构及断层封闭性

根据盆地演化规律及断层穿层性,将海拉尔盆地断裂分为盆地基底断裂和盖层断裂;根据活动时期和变形特征,分为早期伸展断裂系统、中期张扭断裂系统、早期伸展)中期张扭断裂系统、中期张扭)晚期反转断裂系统和早期伸展)中期张扭)晚期反转断裂系统.结合海拉尔盆地岩心和野外观察,建立3种断裂带内部结构模式:致密储层中断层角砾岩结构、泥质岩盖层中泥岩涂抹结构和泥质岩盖层内断层泥结构.与油气垂向运移有关的断裂系统包括早期伸展)中期张扭)晚期反转断裂系统(正反转断层)、早期伸展)中期张扭)晚期反转活动的断裂系统(反转再活动正断层)和中期张扭)晚期反转活动的断裂系统.该研究成果可以为海拉尔盆地断层封闭性评价提供指导.     

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太原盆地田庄断裂活动性分段及地震危险性分析研究

为厘定太原盆地中部潜在的发震断层情况,对田庄断裂实施了浅层地震勘探,结果表明:1)田庄断裂可分为3个区段,各区段内均发育北、南支断裂,其中北支断裂为主断裂;2)除断裂西端及中-东段转折部位断面呈近似“N”形结构外,其余断面均呈“Y”形;3)西段断裂带宽度最小,东段断裂带宽度最大。利用年代学测试方法结合钻孔剖面确定断裂的活动年代及滑动速率,断裂中段的活动年代为晚更新世晚期,上断点最小埋深为39.3 m,晚更新世以来最大断距为2.9 m,最大滑动速率为0.0415 mm/a;断裂西段及东段的活动年代为中更新世,中-东段转折部位上断点最小埋深为37.4 m,晚更新世以来最大断距为2.7 m,最大滑动速率为0.0461 mm/a。基于浅层地震揭示的基岩破裂长度,采用地震矩方法对田庄断裂进行地震危险性概率分析,确定断裂的最大潜在震级及发震概率。     

恩施断裂中段第四纪活动特征与位移速率

对恩施断裂中段构造地貌、断裂剖面与洪积扇变形的分析表明,断裂在第四纪活动明显,以正倾滑兼右旋走滑为特征.根据洪积扇位错的水平距离、垂直高差以及形成时代,估算出断裂在中更新世晚期至晚更新世早、中期的右旋运动速率为0.43～0.5 mm/a,垂直运动速率0.07～0.17 mm/a.     

渭河盆地现今三维地壳运动及断裂活动性研究

渭河盆地GPS(1990~2015年)水平运动速率为4.3~11.6 mm/a，方向在107.8°E和110.5°E依次由西部的SEE转为中部的SE及东部的近E向。1980~2014年水准资料揭示，该地区垂向以继承性运动为主，速率-4.6~6.2 mm/a。鄂尔多斯地块以3 mm/a抬升，内部差异运动小于1 mm/a；盆地相对其以5 mm/a下沉，相对秦岭以4 mm/a下沉。垂向运动在凹陷和凸起区表现为四象限特征，断块/断裂交接处差异运动大、地震多发，西、南部断裂活动大于东、北部。岐山-马召等断裂以差异运动为主，渭河断裂中段达5 mm/a，其他断裂在3 mm/a以内。     

断陷盆地碳酸盐岩热储勘查及研究:以鱼台凹陷为例

鱼台凹陷是一个中生代同沉积断陷盆地, 其内部构造纵横, 深部普遍发育奥陶系碳酸盐岩, 具备地热开发前景。为研究断陷盆地内碳酸盐岩热储特征, 评价其资源潜力, 在鱼台凹陷施工一眼2 309.31 m深钻孔, 通过综合测井、产能测试、水化学分析、气体成分分析、地热水14C年龄测定等手段, 分析了盆地内地热流体的来源及补给、热源储集、离子运移等条件。结果显示, 地热井温曲线的增温异常与裂隙发育断位置一致, 指示了地热水来源方向; 地热水Cl-、Na+含量较高, 其离子组分形成原因与岩盐溶解有关; 鱼台凹陷东南部断裂交会处附近地热水表观年龄43.5 ka BP, 校正年龄10.752 ka BP, 时间在第四纪更新世晚期至全新世早期。研究认为, 鱼台凹陷存在较为活跃或年轻的地质构造, 是热储的热源之一, 区内奥陶系热储可采地热资源量约为2.12×109 GJ, 合标准煤7.27×107 t, 资源潜力较大, 开发利用前景良好。      

基于Sentinel-1数据的银川盆地现今地壳形变研究

基于InSAR技术,利用Sentinel-1数据获取银川盆地及周边地区2015~2019年高空间分辨率地壳形变速率场。结果显示,银川盆地整体呈下沉趋势,贺兰山东麓断裂及黄河断裂两条主控断裂两侧存在较明显的差异性运动,芦花台隐伏断裂和银川隐伏断裂活动不明显。对一般倾角断层的震间地表形变曲线拟合公式进行改进,实现了基于单一轨道InSAR观测值同时反演断层倾角、走滑速率、倾滑速率以及闭锁深度。将算法应用于灵武断裂的活动状态及闭锁深度反演,得到断裂走滑速率约为303 mm/a,正断倾滑速率约为027 mm/a,闭锁深度约为6.8 km,倾角约为54.7°。此外,InSAR监测发现,石嘴山市和银川市东部存在局部巨幅形变,通过InSAR时序分析及现场调查认为,形变可能由人类活动引起。     

基于GPS和水准资料的西秦岭北缘断裂现今闭锁程度分析

利用2009~2015年GPS速度场和1975~2011年垂直速度场数据，采用TDEFNODE负位错模型对西秦岭北缘断裂各段的闭锁程度、滑动亏损速率进行反演，结合GPS跨断层速度剖面和现今小震分布特征，对西秦岭北缘断裂各段的断裂活动性及地震危险性进行分析。结果表明，西秦岭北缘断裂以左旋走滑运动为主，兼有部分逆冲挤压，断裂各段的滑动速率都低于第四纪以来的滑动速率。其中天水-宝鸡段滑动速率较低，小震分布少，断裂正处于高应变积累阶段，具有高闭锁系数和滑动亏损速率，易于应变能的快速积累，具有发生中强地震的背景条件；锅麻滩段虽然滑动速率较大，但闭锁程度和滑动亏损速率高，小震分布较少，也存在较高的地震危险性；漳县段和鸳凤段滑动速率较大，断裂应力积累相对较弱，闭锁程度和滑动亏损速率均较低，小震分布多，地震危险性较低。     

川滇地区垂直形变和主要断层活动性研究

利用1990~2016年水准观测资料,以GNSS点的垂向速率作为先验值约束平差,利用距水准路线上距离小于10 km的GNSS连续站的垂向速率检验,获取川滇地区的垂直运动速率场,可靠性优于0.87 mm/a,且误差分布相对均匀。研究表明,川西地区处于快速差异性隆升阶段,位于鲜水河南东段的贡嘎山地区隆升速率最快,约5~6 mm/a;四川盆地垂向运动不明显,约0~1 mm/a;滇西南地区以0~2 mm/a的速率下沉。同时,通过水准速率剖面分析了川滇地区主要断层的张压特性。     

走滑断裂活动导致地应力解耦的机理研究——以龙门山断裂带东北段为例

2008年汶川MS8.0地震后,沿龙门山断裂带系列水压致裂地应力测量结果表明,断裂带东北段(茂县-绵竹连线东北侧)北川、平武及广元等地浅表层最大主应力方向与区域应力场相比发生了25°~69°不等的偏转,亦称地应力解耦。初步分析认为,龙门山断裂带东北段的右旋走滑活动直接导致了区域内最大主应力方向的解耦,且最大主应力方位向偏转角度与断裂右旋走滑活动量正相关。为合理解释这一现象,探讨走滑断裂活动导致地应力解耦的机理,本文采用二维有限元数值模拟方法,选取汶川MS8.0地震断裂(龙门山中央断裂)上的同震右旋走滑位移作为边界条件,首先模拟了龙门山断裂带东北段右旋走滑活动产生的扰动应力特征,之后结合断裂带附近典型钻孔地应力测量结果,叠加该扰动应力作用,从力学机理上深入剖析断裂右旋走滑活动产生的扰动应力对区域应力场(或初始应力场)的影响,并对其附近不同构造部位最大主应力方向偏转现象进行定量解释。初步结果表明：1) 走滑断裂活动导致地应力解耦主要是通过断裂滑动产生的扰动应力对区域应力场的附加影响实现的;2) 在固定的断裂活动长度和摩擦强度情况下,走滑断裂活动导致区域最大主应力方向偏转角度基本与活动断裂走滑位移量呈正比;3) 受汶川MS8.0地震影响,龙门山断裂带大致以茂县-绵竹为界,西南侧的宝兴-映秀-汶川一带最大主应力方向偏转角度很小,基本与区域应力场一致,而东北侧的北川-平武-广元一带则发生角度不等的偏转,3个地区最大主应力方向平均偏转角度分别为65°、56°和29°,该角度与龙门山断裂带东北段同震右旋走滑位移量呈正相关。     

汶川地震前后红河断裂闭锁程度和滑动亏损研究

以1998～2007年和2009～2017年中国大陆水平GPS速度场为约束，基于块体-位错模型，研究2008年汶川地震前后红河断裂运动特征。结果表明，汶川地震后红河断裂平均右旋走滑速率约为4.5 mm/a，其北段走滑速率增大明显，中段次之，而南段明显减弱；倾滑速率北段减弱明显，中段和南段有所减弱。汶川地震后红河断裂闭锁程度和滑动亏损中、北段都有所增加，南段减弱较大；近期红河断裂滑动亏损北段达到10 mm/a以上,中段也在5～8 mm/a,平均闭锁深度在20 km左右。分析认为，汶川地震对红河断裂中、北段影响较小，南段影响较大。     

震前突变——水准资料反映的2013年岷县-漳县MS6.6地震孕震特征

利用兰（州）天（水）武（都）水准监测网1973～2014年水准资料，获取2013年岷县-漳县M_S6.6地震前后震中及其所在区域的垂直形变场。结果表明：1）从1999～2006年区域垂直形变场来看，本次地震位于NNW-NWW向隆起带至近EW向相对下沉带的转换位置，也是反映岷山与秦岭之间构造活动的差异带附近。2）从震中以西附近沿NNE向的陇西-岷县水准剖面演化过程来看，垂直形变具有明显的阶段性变化特征，最终表现为震前突变。由分时段结果来看，1973～1993年，在漳县至岷县之间出现最大上升幅度近40 mm的压性隆起区；1993～2008年，隆起区消失且转平，期间剖面整体呈波动状态，幅度在±10 mm之间，西秦岭断裂、临潭-宕昌断裂两侧无明显的垂直差异运动；2008～2011年，相对陇西盆地，漳县至岷县之间跨临潭-宕昌断裂两侧出现近40 km长的下沉梯度带，其中距震中16 km以内的武定80、武定78、武定77等3个水准点同步出现向下突变，接近或大于1973年以来正常变化幅度的2倍；2011～2014年，漳县、岷县间相对陇西盆地恢复以逆冲隆升为主，但震前临潭-宕昌断裂两侧出现的形变梯度带已不存在，而上述3个水准点也恢复至震前波动区间。3）在总结岷县-漳县M_S6.6地震前形变前兆的基础上，针对目前关于震前是否出现形变加速或突变特征的争议认为，只要形变资料的时空尺度足够，至少对某些构造区域的中强地震还是可以捕捉到震前的突变现象。     

阿尔金断裂带中段现今构造形变模式的InSAR研究

利用2007～2010年间14景ALOS PALSAR数据及SBAS InSAR技术，获取阿尔金断裂带中段91°E附近现今地壳形变速率场，并反演该地区断层的滑动速率和闭锁深度。结果表明，阿尔金断裂中段地区的形变速率自北向南呈3个线性梯度变化区，分别为阿尔金山东段8～12 mm/a、索尔库里盆地6～7 mm/a、阿尔金断裂带以南约0 mm/a。3个速率梯度变化区主要集中在喀腊达坂断裂和阿尔金主断裂上；拟合的断层就位于金雁山南缘、喀腊达坂断裂南邻，走滑速率从西（7.1 mm/a）向东（14.0 mm/a）逐渐增大，闭锁深度自西(4.5 km)向东(10.6 km)逐渐趋深。结合前人研究推测，金雁山（阿尔金山链东部）与索尔库里拉分盆地组成的复合破裂构造模式，是转换断层运动时应力和应变调整的主要驱动机制。     

Seismogenic fault and topography control on the spatial patterns of landslides triggered by the 2017 Jiuzhaigou earthquake

Jiuzhaigou National Park, located in northwest plateau of Sichuan Province, is a UNESCO World Heritage Site, and one of the most popular scenic areas in China. On August 8, 2017, a Mw 6.5 earthquake occurred 5 km to the west of a major scenic area, causing 25 deaths and injuring 525, and the Park was seriously affected. The objective of this study was to explore the controls of seismogenic fault and topographic factors on the spatial patterns of these landslides. Immediately after the main shock, field survey, remote-sensing investigations, and statistical and spatial analysis were undertaken. At least 2212 earthquake-triggered landslides were identified, covering a total area of 11.8 km~2. Thesewere mainly shallow landslides and rock falls. Results demonstrated that landslides exhibited a close spatial correlation with seismogenic faults. More than 85% of the landslides occurred at 2200 to 3700 m elevations. The largest quantity of landslides was recorded in places with local topographic reliefs ranging from 200 to 500 m. Slopes in the range of ~20°-50° are the most susceptible to failure. Landslides occurred mostly on slopes facing east-northeast(ENE), east(E), east-southeast(ESE), and southeast(SE), which were nearly vertical to the orientation of the seismogenic fault slip. The back-slope direction and thin ridge amplification effects were documented. These results provide insights on the control of the spatial pattern of earthquake-triggered landslides modified by the synergetic effect of seismogenic faults and topography.     

川滇地区现今三维地壳运动特征

利用1999~2018年GPS观测资料和1974~2014年2期（1974~1984、2013~2014）精密水准资料研究川滇地区现今三维地壳运动特征。结果表明：1）水平运动以继承性运动为主,近年滇西南地区旋转明显减弱;汶川地震导致龙门山断裂带西侧及川滇菱形块体东边界构造应力重新调整,近年震后调整明显减弱,正在向震前状态恢复;2）垂直运动总体表现为差异性隆升运动,且川滇西北部的上升运动速率明显大于东南部;龙门山断裂带北部高原地区的隆升速率为3~4 mm/a,川西高原的隆升速率为1~3 mm/a,滇西北地区的隆升速率为1~2 mm/a,滇西南思茅-江西村地区的下降速率为2~3 mm/a,川滇其他地区的运动速率基本在-1~1 mm/a;3）主要活动断裂两侧基本均存在一定的垂直差异性运动,鲜水河和龙门山断裂带差异性运动明显,并且具有分段性;4）川滇地区水平运动和垂直运动在地质构造上具有较好的一致性,近期龙门山断裂带西侧高原的水平运动减缓,挤压变形减弱,可能预示该地区将逐渐进入新一轮的能量积累时期,需要持续关注。