阿尔金断裂系西段——康西瓦断裂的 晚第四纪构造地貌特征研究*

阿尔金断裂带是青藏高原北部的一条大型左旋走滑断裂带,近EW向延伸2000多公里, 它构成了青藏高原与塔里木盆地之间的重要地质边界。康西瓦断裂位于阿尔金断裂带西段, 呈WNW-ESE向延伸约 700km。文章在高分辨率卫星遥感图像(印度遥感卫星5.8m分辨率)和数字高程地形模型(DEM)数据分析的基础上,并结合野外构造地貌考察观测,对康西瓦断裂的第四纪构造活动及其地貌特征进行了初步研究。沿断裂带发育的系统错断水系、错断冲积扇、挤压脊、走滑拉分盆地等典型构造地貌特征表明,该断裂晚第四纪经历了强烈的左旋走滑活动。同时,研究还揭示沿康西瓦断裂发育了一条长约80km的地表地震破裂带,最大同震左旋水平错位为4m,估算产生该地表破裂带的地震是一矩震级为M_w7.3的大地震。 另外,文章根据不同年代地表地貌特征的左旋错位距离,估算出康西瓦断裂晚第四纪以来的长期走滑速率为8~12mm/a,远低于早期估算的20~30mm/a,但是与阿尔金断裂带中、东段的地质估算结果9±2mm/a及GPS测量结果9±4mm/a接近。     

利用光学卫星遥感数据监测抚顺地区煤矿开采引起的地貌变化

抚顺市是中国重要的采煤城市之一,100多年的煤矿开采已经使抚顺地区的地貌特征发生了重大变化。由于长期的露天开采,抚顺西露天矿形成了一个海拔约为-300m的深坑;煤矿的地下开采造成了大面积的地表沉陷;与此同时,煤矸石的露天堆积形成了3个排土场。本研究利用多时相的美国Landsat MSS（Multispectral Scanner）,TM（Thematic Mapper）,ETM⁺（Enhanced Thematic Mapper Plus）,以及日本ASTER（Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer）卫星遥感数据分析过去近30年来抚顺地区煤矿开采所引起的地貌变化。多时相卫星遥感图像的对比分析显示,由于地面沉陷引起的地表积水面积在近5年（2001～2006年）内出现明显增大的趋势,增加了1.73km。同期的ASTER DEM数据对比分析还发现,西露天矿的开采深度在不断增加,最大增加量为55m,与此同时出现的新增排土场造成地面高程增加量最大为25m。这一研究表明利用遥感技术可以定量监测人类矿产开发活动所引起的地貌特征变化及其过程。     

2008年汶川地震断层北川段的几何学与运动学特征及地震地质灾害效应

2008年5月12日M_S8.0 汶川大地震的主要发震断层是龙门山断裂带的映秀—北川断裂.本研究通过地震后的实地调查和地震前后高空间分辨率航空与卫星影像的解译,对映秀—北川断裂带北川段（擂鼓镇—曲山镇）同震地表破裂带的几何学与运动学特征及相关地震地质灾害进行了详细分析.研究结果表明5·12汶川大地震沿映秀—北川断裂带产生的地表破裂带正穿过北川县城—曲山镇中心,并在曲山镇周围诱发了一系列大型滑坡和岩崩等地质灾害,致使北川县城遭到毁灭性破坏.野外考察表明北川段最大逆冲量和右旋走滑量都达8~10 m,这也是映秀—北川地表地震破裂带中位移量最大的地段.同时,值得注意的是曲山镇一带正是地震断层几何学和运动学特征改变的转换地带：曲山镇及其南西部断层倾向北西,呈现以逆冲为主兼右旋走滑的特征;在曲山镇北东断层倾向南东,表现为右旋走滑分量与垂直分量相当,走滑活动特征更明显.研究结果还表明,逆冲-走滑型（或斜向逆冲型）同震地表破裂带的几何学和运动学特征直接影响地震地质灾害及其破坏程度,地震地质灾害的分布表现出明显的不对称性：断层NW盘（上盘）远远强于SE盘（下盘）.地震断层的几何学特征与断层运动的应力及坡向的自由面之间相互作用,加强了滑坡、岩崩等地质灾害的破坏力.因此,汶川大地震为我们研究逆冲-走滑型同震地表破裂的几何学、运动学特征及其地震地质灾害效应提供了契机.     

沉积岩储藏系统小断层在油气田注水诱发地震中的作用——以四川盆地为例

以四川盆地为例,通过分析沉积岩储藏系统中断层的发育特征和典型沉积岩断层形成前后岩石变形破坏过程的实验研究,探讨沉积岩层中小断层在油气田注水诱发地震中的作用及较大地震发生条件。首先,通过分析已有的有关四川盆地深部注水诱发地震活动情况的资料得到具有一定普遍性的认识:诱发地震的空间分布明显受已有断层或破裂的控制,有感地震尤其是可导致一定灾害的中强地震往往都是已有断层的重新活动所致。其次,结合石油地质资料及盆地边缘地区出露的一些未成熟小型断层的地质与构造特征观察分析,发现这些断层的存在具有普遍性而且是地下油气纵向运移的主要通道。进而,在实验室条件下对四川盆地几个典型沉积岩样本进行了三轴压缩破坏实验。采用多通道宽动态高速声发射观测技术与三维X射线CT成像技术分析断层形成过程及形成后的几何特征和摩擦系数的变化。最后,通过融合各方面研究结果分析注水诱发地震的发生机制和模型,探讨了较大地震发生条件,为提升注水诱发地震评估能力和建立安全注水操作管理指南提供理论基础。该结果有助于理解为何四川盆地油气田注水诱发地震活动如此剧烈。主要的前三叠系沉积岩(包括白云岩、页岩及白云质灰岩)均具有较高的破坏强度和脆性变形破坏特征,使四川盆地油气储藏系统有条件保持较高的应力水平和在一定条件下导致地震性断层破坏。一般,一条尺度达到几km的断层便足以产生M5级别的中强地震。这些条件使得该区具有发生破坏性注水诱发地震的可能。有必要在对注水孔周围的破裂及断层构造的空间分布、尺度大小及力学性质特征有基本了解的条件下,通过注水数值模拟和监测注水诱发地震的时空演化,建立适当的统计模型实现诱发地震的统计评估和预测,指导注水操作而达到减少灾害性地震发生的风险。     

龙陵-瑞丽断裂带附近的构造地貌与断裂活动性

利用ALOS全色、ASTER多光谱遥感影像和SRTM数字高程模型数据解译,并结合野外地质调查和实时差分GPS测量,对龙陵-瑞丽断裂带晚第四纪活动的构造地貌和地质特征进行了研究。综合遥感解译、构造地貌和地震地质调查的结果认为,龙陵-瑞丽断裂带是一条以左旋走滑作用为主的断裂,在晚第四纪具有一定的活动性;并确定了龙陵-瑞丽断裂带各活动段落的空间分布情况。选取朱家寨一带开展了探槽挖掘工作。探槽很好地揭露了基岩中发育的新鲜断层面和晚第四纪冲洪积层,但是未发现断层错动晚第四纪沉积物的迹象。采集了冲洪积层底部的植物化石进行了14C测年,结果为（1150±30）a BP。据此推测,从距今1150年以来,龙陵-瑞丽断裂带活动断层在北段未再发生过破坏性古地震事件。综合分析1976年龙陵地震的发震特点,认为1976年发生在龙陵的大地震未发生在龙陵-瑞丽断裂带上,其震源机制解和余震分布特征表明地震活动与NNW向展布的新生断裂带活动有关,这很有可能造成了NE向龙陵-瑞丽断裂带晚第四纪构造活动性减弱。     

基于ASTER VNIR-SWIR多光谱遥感数据识别与提取干旱地区岩性信息——以西南天山柯坪隆起东部为例

ASTER多光谱遥感数据目前可以用于岩石矿物资源信息的识别和提取。本研究尝试利用ASTER可见光近红外(VNIR)和短波红外(SWIR)的多光谱遥感数据提取干旱地区的岩石与矿物信息。基于新疆天山西南缘柯坪隆起东部不同地层单元岩石的化学组成和矿物成份以及VNIR-SWIR谱域光谱吸收特征的分析,我们采用相关吸收波段深度(RBD)和波段比值(BR)方法对研究区的多光谱遥感数据进行图像处理,有效区分和识别了白云岩、石灰岩、砂岩以及阿克苏群的蓝片岩—绿片岩和砂质片岩。白云岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位于2.32μm,与灰岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位置2.35μm相比,具有向短波长方向移动的特点,据此可以利用RBD7、RBD8分别有效的识别白云岩和灰岩;长英质岩石显示Al-OH和Fe~(3+)VNIR-SWIR吸收特征,而基性-超基性岩石显示Fe~(2+)和Fe、Mg-OH特征,利用不同的铁价态和次要矿物可以区分它们:ASTER band2/band1代表了含Fe~(3+)矿物分布信息、ASTER band5/band4代表了含Fe~(2+)矿物分布信息、RBD6可以估计Al-OH矿物的丰度;砂质/泥质片岩含较多的多硅白云母、绿泥石、黑硬绿泥石以及风化后表面覆盖的其它粘土矿物,在2.21μm(band6)存在有特征的吸收谱带,并且在1.65μm(band 4)具有较高的反射率,而蓝片/绿片岩在2.21μm(band 6)反射率较高,不具有明显特征吸收谱带,同时其在1.65μm(band 4)反射率较低,因此蓝片/绿片岩ASTER band4/band6比值低。应用ASTER band4/band6波段比值可以有效的区分开砂质/泥质片岩与蓝片岩/绿片岩。     

拉分盆地三维演化初探——以新疆富蕴断裂拉分盆地为例

拉分盆地指沿着走滑断裂带弯曲部位,由于拉张而产生的地形上的低洼处,多形成于走滑断裂带次级断裂的间列部位.拉分盆地研究对于探讨走滑断裂扩展方式及分段性意义重大;分布于大型走滑断裂带上的拉分盆地,对于断裂带上地震临震预测具有一定的指示作用;此外,该类盆地往往与油气资源、成矿热液的运移、聚集、产出关系密切.本文在综述前人对拉...     

北极地区地磁总强度的测量与分析

2012年7月间,在北极地区布设了3个测区,共有33个地磁测点.在这些测点上,测量了地磁总强度,获得了宝贵的北极地区地磁数据.测量数据显示,地磁总强度最高为54978.1 nT,最低为54515.8 nT;所有测点地磁总强度的平均值为54750 nT.与第11代国际地磁参考场(IGRF-11)定量比较的结果表明,北极地区地磁总强度的测量值与IGRF-11相应计算值比较接近,但有差异;它们之间的差值△F,北极地区1号测区△F=-185.2 nT,其差异大;2号测区△F=-58.7 nT;3号测区△F=9.4nT,其差异小.北极地区地磁总强度与IGRF-11的差异是由IGRF-11的局限性、地磁局部异常与地磁观测误差等因素引起的.     

青藏高原东南缘滇缅地块NE向走滑断裂带的新构造活动与大地震危险性

2008年汶川大地震发生以来,位于青藏高原东南缘实皆断裂带和红河断裂系之间滇缅地块发生了一系列MS5.5以上中强地震,该地区未来是否可能发生MS7.0以上大地震的危险性,十分令人关注.本研究以滇缅地块内部最长的NE向走滑断裂带——南汀河断裂带为例,结合遥感图像、数字高程模型(DEM)和1∶20万地质图,对断裂带附近的水系系统拐弯地貌特征和大型地质体单元位错信息进行提取分析,并根据这些断裂带左旋走滑起始年代(5 Ma),推算其长期走滑速率.研究结果表明研究区NE向断裂带自上新世以来,具有2mm·a-1的长期走滑速率;此外,根据发生在断裂带上及其周边地区的历史地震、大震复发周期和区内现代构造应力场的分布分析发现,沿这些NE向大型左旋走滑断裂带未来具有MS7.0以上大地震发生的危险性.     

西咸一体化过程与城市扩展研究

随着国家"一带一路"倡议的推进和"新型城镇化建设"战略的实施,中西部城市群建设的步伐大大加快,坚持"集约、节能、生态"的绿色发展理念和落实"以人为本"的城市发展核心价值已经成为具有中国特色城市发展的新潮流,中国中西部大城市群的时空扩展过程及其驱动力分析已经成为热点研究课题。本研究以丝绸之路起点大城市—西安市为研究对象,利用近30年来的多时相(1985年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年)Landsat卫星遥感数据,提取城市化扩展过程的时空变化信息。通过引入扩展强度指数、扩展速率指数、紧凑度等定量变化指数,从时间和空间尺度上分析西安市城市化扩展的数量及几何学特征。同时,选取西安市相应的社会经济统计数据,从人口、国内生产总值(GDP)、宏观政策(包括西咸经济一体化规划)、道路交通4个方面对城区扩展的驱动力进行了综合分析。研究结果表明:(1)城市面积的变化方面:西安市城区从1985年的107.44 km2增长到2015年的724.19 km2,30年间城区面积扩展了6.74倍。扩展强度和扩展速率都呈现先降后升的趋势,在2005年—2010年达到了最大值。(2)空间特征方面:1985年至2000年西安市主要向东部、北部及西北部扩展,2000年至2015年城区则转变为主要向西部、南部与西南部扩展。(3)紧凑度方面:1985年至2000年城市紧凑度呈快速下降趋势,由紧凑型(0.367)转变为较紧凑型(0.262),2000年之后表现为缓慢下降,15年间下降了0.07。(4)城市扩展驱动因子方面:GDP和人口是城市扩展的关键因素,城区面积与GDP呈现出二次幂关系,而城区面积与人口数量则表现为线性正相关关系;此外,"西咸一体化"政策决定了西安市扩展和发展的宏观格局和规模;道路交通基础设施的配套建设也对城市发展起到牵引作用。西安市作为中国中西部"新型城镇化建设"的引领示范城市,城市发展面临着人口快速增长、水资源不足、生态环境脆弱等问题。因此,在今后的城市化发展过程中,应当秉持"绿色、生态、低碳"可持续发展理念,要加强生态功能区的规划,加快生态屏障区建设;统一渭河、泾河、灞河等主要河流的协调管理,合理配置水资源;优化产业结构,大力发展旅游等绿色产业,提高城市竞争力。