新疆天山北轮台断裂阿克艾肯段晚第四纪活动特征

北轮台断裂是一条全新世活动断裂,构成了南天山与塔里木盆地的界线。为清楚断裂晚第四纪以来的活动特征,进行地震危险性评价,对北轮台断裂阿克艾肯段开展了细致的工作。在野外地质调查和局部微地貌变形的测量基础上,开挖2个古地震探槽,采集确定地貌面和古地震年代的光释光（OSL）年代样品,得到了阿克艾肯断裂段的基本定量参数。阿克艾肯断裂段是一条全新世活动断裂,全长8km,分布宽度约4km,属于南天山与塔里木盆地的分界断裂。该断裂在晚第四纪期间仍具有较强的活动性,形成了一系列的地质地貌现象。断层陡坎主要分布在F3a和F3b地貌面上,其年龄分别为14.64±1.81ka和9.55±1.48ka,垂直位移量分别为29m和10.7m,阿克艾肯断裂段的平均垂直滑动速率为0.97~1.32mm/a。全新世中期以来,该断裂段发生过2次古地震事件,事件Ⅰ发生在6.60~7.15ka之间,靠近6.60ka;事件Ⅱ发生在距今4.05ka至今,更加靠近4.05ka。事件Ⅱ的同震位移为2.5~3.5m,计算得到该断裂段特征地震复发周期为2.7ka。

     

红河断裂带中段北探槽古地震及其标志性地层佐证

探槽方法能够揭露地质记录中保存的古地震事件,可弥补仪器地震及历史地震记录的短暂性及局限性。文章通过数字影像分析、地质地貌调查,在红河断裂带中段北变形遗迹保存较好的德苴乡大丫口村段开挖了一个大型组合探槽。根据探槽剖面揭露的断裂信息以及断裂切、盖地层关系分析,组合探槽共揭露出了3次古地震事件,从老到新命名为E1、E2和E3。利用OxCal软件对古地震事件断错地层及覆盖地层中的炭屑样品AMS ¹⁴C测年结果进行校正分析,3次古地震事件分别限定在约1190 BC、341~126 BC和1460~1784 A.D.,最新一次事件E3应对应1652年弥渡M7地震。其中年龄限定较好的两次事件E2、E3的复发间隔约1800~2000 a表明,红河断裂中段北具有复发周期较长的特征。基于铁锰结核很可能是历史上新构造运动地质作用下,土壤环境巨大波动条件下形成的认识,以及组合探槽中揭露的标志性地层——铁锰结核层中多个炭屑样品年龄均为全新世,进一步佐证了红河断裂中段北在全新世期间曾有过多次强地震活动。

     

新疆阜康断裂带甘河子段晚第四纪活动特征

为了解阜康断裂晚第四纪以来的活动特征, 准确评价该断裂的大震危险性, 在野外地震地质调查的基础上, 对变形的微地貌进行了测量, 开挖了2个大型古地震探槽, 并采集了系列释光年龄样品, 对阜康断裂甘河子段进行了细致研究.甘河子断裂段是一条全新世活动断裂, 全长约33 km, 构成博格达北麓与山前冲洪积扇的界线.该断裂晚第四纪期间活动性较强, 运动方式以向盆地方向的逆冲为主, 形成了一系列地质地貌现象.晚第四纪晚期以来, 断裂的平均垂直滑动速率在0.34~0.43 mm/a.全新世中期以来, 断裂有过2次古地震事件, 断裂大震(特征地震)的复发周期为2 100~3 750 a, 最新一次古地震事件造成的地表垂直位移量为1.5 m左右, 对应的古地震震级在7.2~7.4之间, 该次古地震事件离逝时间已达4.11 ka, 目前该断裂已经累积了较高能量.      

RESEARCH ON LATE QUATERNARY PALEOEARTHQUAKE ON TAZANG FAULT ON THE EASTERN SECTION OF THE KUNLUN ACTIVE FAULT

塔藏断裂位于东昆仑断裂带东段,属于“玛曲空区”范围,汶川Ms8.0级地震对该区域造成了应力的加载,但是本区尚未开展古地震方面研究,地震危险性认识不足.通过断错地貌实测、古地震探槽、14C定年等方法,在坡中谷、断塞塘附近位置开挖两处探槽,获得了一些古地震方面的认识.探槽附近微地貌测量结果表明,断错量主要分布在两个范围区间72m和71m,以及27m,25和22m,两区间之间近倍数关系,推测由多次地震事件造成.两处探槽采集14C样品共计19个,探槽剖面分别记录了2次古地震事件,事件发生的层位与年龄具有一定的可比性,经逐次限定后得到2次古地震事件,时间分别为320±30～500±30aB.P.和2730±30 ～ 2840±30aB.P.;最近一次古地震离逝时间为320±30 ～ 500±30aB.P.;实际重复间隔约为2300a,与东昆仑断裂玛曲段的重复间隔较为接近.     

新疆博格达山北缘阜康南断裂带古牧地段晚第四纪活动特征

新疆博格达山北缘阜康南断裂带古牧地断裂段是发育在古牧地背斜北翼的逆冲断裂,由南倾的主干断裂和南侧的反冲断裂组成,晚第四纪以来断裂新活动性明显,地表形成一系列的地质地貌现象。文章在大红沟附近通过变形阶地测量、探槽开挖和热释光(TL)年代测定,获得古牧地断裂晚更新世末期以来的平均垂直滑动速率为0.27mm/a左右,全新世以来的平均垂直滑动速率为0.13~0.18mm/a,速率明显变小。古地震研究表明,古牧地断裂晚第四纪以来有过多次活动,最新一次古地震事件的垂直错距在1.4m左右,离逝时间已达8ka 以上。古牧地断裂全新世以来的运动速率偏低,很可能意味着该断裂需要一次强震来释放存储的弹性应变,表明古牧地断裂具有很大的地震危险性。     

以海原断裂甘肃老虎山段为例浅析走滑断裂古地震记录的完整性——兼论古地震研究中的若干问题

在简单介绍海原断裂老虎山段松山探槽点古地震工作的基础上,分析了制约走滑断裂上古地震记录完整性的因素。松山探槽点跨断裂开挖的2个探槽揭示颜色和粒度不同的地层互层的沉积序列呈近水平面状展布。在断裂带内地层发生错断、旋转和拖曳等变形现象。多个层位上的这种变形表明该点揭示了6次古地震事件。炭屑的~(14)C年龄限定了6次事件均发生在距今3500～3900年以来,其中最新的4次事件从老到新分别为0～410aAD、890～1000年之后不久、1440～1640 aAD和1990年景泰-天祝Mw5.8级历史地震。该序列及其他例子表明连续的、高沉积速率的微构造环境是走滑断裂上探槽选取的重要原则。     

怀安盆地北缘断裂中段晚第四纪活动性研究

怀安盆地位于河北省张家口,是晋冀蒙盆岭构造区的活动构造盆地之一,在其北缘发育了控制盆地的怀安盆地北缘断裂。为了研究断裂的活动性,在断裂中段开挖了3个探槽,TC-1位于一条冲沟的一级洪积扇上,TC-2位于二级洪积扇上,TC-3位于另一条冲沟的一级洪积扇上。TC-1揭示断裂没有断错厚度约12m的覆盖层;TC-2揭示出由多条次级断层组成的断裂,断裂断错了大部分层位,且位错量随深度加大;TC-3剖面特征与TC-2相似。通过对探槽剖面进行详细的分析、测绘、描述和取样测年,得到了有关断裂的活动性的参数。分析表明,怀安盆地北缘断裂中段的最新活动时代为晚更新世晚期,晚更新世的平均滑动速率为0.12mm/a。TC-2和TC-3探槽显示断裂曾有过多次活动,并可识别出至少3次地表破裂型的古地震事件,其中最后2次分别发生于距今约40 000 a和距今约28 000 a,平均同震垂直位移为1.3 m,断裂的平均地震重复间隔约为11 ka。断裂具有发生7级地震的能力,末次地表破裂型地震的离逝时间已超过20 ka,对其危险性应予以重视。     

鲜水河断裂带色拉哈段中谷村一带的最新地表破裂讨论

鲜水河断裂带色拉哈段是2014年康定M_S6.3地震的发震断裂段,其最新一次地表破裂事件(1725年康定7级地震)的离逝时间较长,是最可能发生7级以上地表破裂型大震的危险地段之一。获得色拉哈段最新地震地表破裂的展布范围对确定断裂带的地震活动历史、评估断裂带的未来地震危险性以及防震减灾具有重要意义。然而,迄今色拉哈段最新地表破裂的北西端位置仍存有较大争议。对此,在以往资料认为没有同震地表破裂的中谷村一带开挖了探槽组,获得了这一带的破裂历史,其最新一次事件(E6)的限定年代为A.D.746±51之后。综合探槽剖面证据和附近的断错地貌特征以及历史地震资料,探槽揭露的最新事件E6可能对应1725年康定7级地震,色拉哈段的地表破裂北西端至少已延伸到中谷村一带。     

海原断裂的古地震及特征地震破裂的分级性讨论

海原断裂高湾子地点三维探槽揭露了全新世5次事件的位移量。由老至新走滑位移量分别为：5．6±2．3,1．5±1．1,1．5±1．2,2±1和7±0．5m。古地震对比反映出,晚第四纪以来断裂带发生的14次事件中,仅有2～3次事件为贯穿全断裂的破裂事件,说明古地震并不都具有1920年海原大地震的强度。特征地震和段落存在分级性。破裂分级的现象不是孤立的,但多发生在走滑断裂上。     

海原断裂干盐池探槽揭示非特征性古地震序列

海原断裂是青藏高原东北缘一条重要的陆内活动左旋走滑断裂,于1920年发生过里氏8?级特大地震,形成约230km的地表破裂带和高达10.2m的同震左旋位移。该断裂的大地震复发行为特征一直是地震地质学家关注的重点,然而现有的认识需要更多以精细沉积地层约束的古地震数据的验证。基于此,在海原断裂中段干盐池盆地成功开挖了数个大型三维探槽,揭露了清晰的韵律性、面状展布地层和丰富的古地震事件证据。在探槽上部2.5m厚的最新细粒沉积层序记录了AD 1500以来的3次地震事件。基于地层中~(14)C样品的结果和历史地震史料的考证,限定这3次地震事件分别对应于AD 1920年、AD 1760年(或1709年)和AD 1638年的地震,但其震级差别很大。除了最新一次地震,即1920年海原大地震的震级为8?级,其他2次地震事件的震级较小,均小于7级,说明海原断裂上伴生有地表破裂的地震不全是特征型地震事件。结果表明,古地震探槽中揭示的地震强度不一定相同,而且中等震级地震也可以产生地表破裂,其地层证据在合适的条件下,如无沉积间断、沉积速率大等环境能在地层中得到保存。     

阿尔金断裂索尔库里段铜矿探槽长序列古地震记录

长序列古地震记录是理解断裂地震复发行为的关键,亦是区域地震危险性评价的重要基础。阿尔金断裂作为世界上最长的走滑断裂之一,其大地震复发行为一直是地震地质学家关注的重点。在该断裂中段索尔库里段开挖的探槽记录了8~9次古地震事件,发生时间分别为AD1598（1491~1740）、AD796（676~926）、668（732~590）BC、956（1206~716）BC、1301（1369~1235）BC、2105（2232~1987）BC、2664（2731~2601）BC、2818（2878~2742）BC和3411（3521~3205）BC。平均复发周期为620±410 a,变异系数为0.67,显示了弱准周期性。通过与其他研究点位的古地震数据对比,发现只有部分强震扩展至阿克塞弯曲内部。根据古地震复发周期和最新一次古地震的离逝时间,计算结果表明索尔库里段已经累积了3.3~4.6m的位移量,相当于Mw7.4~7.7地震,且未来30年发生强震的概率为0.07。     

阿尔金断裂索尔库里段铜矿探槽长序列古地震记录

长序列古地震记录是理解断裂地震复发行为的关键,亦是区域地震危险性评价的重要基础。阿尔金断裂作为世界上最长的走滑断裂之一,其大地震复发行为一直是地震地质学家关注的重点。在该断裂中段索尔库里段开挖的探槽记录了8～9次古地震事件,发生时间分别为AD1598(1491～1740)、AD796(676～926)、668(732～590) BC、956(1206～716) BC、1301(1369～1235) BC、2105(2232～1987) BC、2664(2731～2601) BC、2818(2878～2742) BC和3411(3521～3205) BC。平均复发周期为620±410 a,变异系数为0.67,显示了弱准周期性。通过与其他研究点位的古地震数据对比,发现只有部分强震扩展至阿克塞弯曲内部。根据古地震复发周期和最新一次古地震的离逝时间,计算结果表明索尔库里段已经累积了3.3～4.6m的位移量,相当于Mw7.4～7.7地震,且未来30年发生强震的概率为0.07。     

河套断陷带大青山山前断裂晚第四纪古地震完整性研究

通过沿大青山山前断裂 18个探槽的古地震分析 ,分别确定了 5个段落的 2 2次古地震事件。呼和浩特段 ,距今约 1.9万a以来 7次 ,平均重复间隔时间 (2 4 6 2± 4 13)a ;毕克齐段距今 2 .2万a以来 4次 ;土左旗西段距今 1.1万a以来 4次 ,平均重复间隔时间 (2 94 8± 5 6 0 )a ;土右旗西段距今约 1.1万a以来 5次 ,平均重复间隔时间 (2 2 89± 36 0 )a ;包头段距今 2 .3万a以来 2次。由断层位移量限定法和多探槽校验法判定 ,大青山山前断裂已揭露的古地震事件还不完全代表晚第四纪全断裂的大地震活动历史。只有在呼和浩特段 1.9万a以来、土左旗西段和土右旗西段约 1.1万a以来活动历史基本完整。其它两个段落不完整。这是用这些古地震资料评价该断裂未来地震危险性 ,以及今后进一步工作时应注意的问题。     

古地震事件震级或强度大小限定的讨论

震级是表征地震能量大小的重要参数, 但在古地震研究中, 由于难以精确给定与地震矩紧密相关的破裂参数, 故而无法直接计算事件的震级大小。研究者通常假定事件序列为震级相似的特征地震, 或基于震级已知的历史地震地表破裂参数获取经验关系来进行震级估算。但已有研究表明特征地震的假设过于简化, 而利用经验关系估算震级的方法也受限于各种误差, 因此亟需探索新方法以提升古地震事件震级或规模大小评估的合理性。近年来, 三维组合探槽的成功应用表明探槽内蕴含着丰富的事件变形信息, 进而证实了在探槽内评估事件规模大小的可行性。基于此, 文章以阿尔金断裂铜矿探槽为例, 利用探槽揭示的事件变形强度, 包括垂向位移量、变形带宽度和裂缝总拉张量, 来评估事件序列的规模。数据分析结果表明, 事件变形强度参数与震级相对大小具有一定的正相关性, 且各参数之间也呈现部分相关性。因此, 探槽中事件变形强度信息可以判断事件震级的相对大小, 充分挖掘探槽内的事件变形信息可为合理评估古地震事件的震级提供借鉴和参考, 在古地震研究中应加以重视。     

基于低空遥感地貌观测的逆断层陡坎研究:以张流沟滩断层陡坎为例

活动断层相关地貌特征的定量研究是揭示古地震和断裂属性的重要依据,其中陡坎地貌是断裂活动的重要地貌响应,是有效识别活动断裂的重要地貌标志。近年来,无人机低空遥感观测技术的不断进步,使得高分辨率地貌数据的快速获取成为现实。本研究利用无人机低空遥感地貌观测技术,对张流沟滩处的断层陡坎附近进行高分辨率数字地形数据的采集。断层陡坎位于张流沟滩河流Ⅱ级阶地上,影像采集范围为800 m×400 m的矩形区域。经过一系列的影像处理,最终获取了目标区地面分辨率为0.1 m的DEM(数字高程模型)数据。基于该DEM数据可以提取到正交于断层陡坎的高程、坡度剖面。利用高程剖面所展示的地形地貌信息,可以提取到陡坎高度为(2.81±0.05) m;利用坡度剖面所展示的坡度曲线特征,可以推断该陡坎至少经历过两次断错活动事件,并且陡坎存在向上“凸起样式”。通过探槽解译,确定该陡坎下伏断裂至少发生过两次活动事件,其中较早的地震事件接近(3.68±0.14) ka B.P.,最晚期的地震活动应为1927年古浪8级地震,两次断裂活动累计垂直位移为(2.80±0.2) m。将以上两种研究方法相比较可以发现,探槽结构分析与低空遥感获取的定量化地貌信息分析结果基本一致,均能够有效揭示古地震期次及累计的同震位移量。最终本研究将探槽揭示的地层单元的沉积、构造信息与陡坎坡度数据特征相结合,提出了基于断层传播褶皱模型的“陡坎凸起”地貌响应样式来解释陡坎存在的向上“凸起样式”。实践证明,利用无人机低空遥感地貌观测技术能够定量、半定量化揭示下伏断裂的活动信息,结合传统断裂研究手段,可以更全面解释活动断层的沉积、构造特征及地形、地貌现象。总的来说,无人机低空遥感地貌观测技术的应用可作为传统古地震研究的辅助手段,并有其独特的方法优势。     

丽江—小金河断裂南段全新世古地震研究

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部的一条重要活动断裂,它将川滇菱形块体一分为二,成为陆块内一条重要的横向活动构造带。通过地质学和现今地壳形变观测的方法,获得的丽江-小金河断裂活动速率均在3~5mm/a左右,属于活动强烈的活动断裂。并且该区域破坏性地震频发,本文通过古地震探槽的开挖,对丽江-小金河断裂南段的古地震进行分析,并结合历史地震记录,得到了几点认识:①全新世以来,丽江-小金河断裂南段发生了至少三次古地震事件,分别发生在6540±100 cal yr BP至5420±160 cal yr BP之间、2770±40 cal yr BP至770±100 cal yr BP之间,以及最新地震时间晚于770±100 cal yr BP。②探槽揭露的最新一次古地震事件很可能为历史地震记录的1751年5月25日剑川63/4级地震。     

丽江—小金河断裂南段全新世古地震研究

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部的一条重要活动断裂,它将川滇菱形块体一分为二,成为陆块内一条重要的横向活动构造带。通过地质学和现今地壳形变观测的方法,获得的丽江-小金河断裂活动速率均在3~5mm/a左右,属于活动强烈的活动断裂。并且该区域破坏性地震频发,本文通过古地震探槽的开挖,对丽江-小金河断裂南段的古地震进行分析,并结合历史地震记录,得到了几点认识:①全新世以来,丽江-小金河断裂南段发生了至少三次古地震事件,分别发生在6540±100 cal yr BP至5420±160 cal yr BP之间、2770±40 cal yr BP至770±100 cal yr BP之间,以及最新地震时间晚于770±100 cal yr BP。②探槽揭露的最新一次古地震事件很可能为历史地震记录的1751年5月25日剑川63/4级地震。     

西南天山柯坪推覆系西段全新世构造活动特征和古地震

柯坪推覆系是南天山重要的多排逆断裂推覆系,研究其活动性对讨论天山新生代构造具有重要意义。讨论柯坪推覆系全新世以来的活动特征和古地震情况可以对其最新活动性特点做出评价。通过对柯坪推覆系西段三排褶皱冲断带山前地貌面上断层陡坎的精确测量和典型地点的古地震探槽研究,并通过~(10)Be宇宙成因核素方法确定地貌面时代和古地震发生时间。获得的结果表明全新世以来柯坪推覆系西段的西柯坪塔格断裂、奥兹塔格断裂和托克塔格断裂的活动速率分别为1.45(+1.68/-0.44)mm/a,0.81(+0.35/-0.19)mm/a和(0.3±0.05)mm/a。表现出天山多排逆断层前展模式中活动强度由后排构造向前排构造转移的特点;古地震的位移量和复发周期特点与活动速率相似,前排古地震活动性强于后排,产生较大地表破裂的强震多出现在第一排的柯坪塔格断裂上。其中第一排西柯坪塔格断裂2次地震复发间隔约4 ka,单次地震位移量约3 m;第二排奥兹塔格断裂4次地震复发间隔约2 ka,单次地震位移量约1 m;第三排托克塔格断裂7 ka来仅发生过1次地震。皮羌捩断层是柯坪推覆系东西段前展推覆速率差异的构造结果。推覆系西段的变形速率明显强于东段,造成推覆系统整体沿皮羌捩断层撕裂。同时由于前展模式的构造特点,目前皮羌断裂两侧的后排断层已经存在近20 km的巨大错距,而随着活动速率向前排的转移,前排两侧4km左右的错距正在增大。     

川西理塘断裂带奔戈-村戈段古地震事件及其非均匀性活动特征

在对青藏高原东南缘地区的理塘左旋走滑活动断裂带野外调查研究中,在其奔戈-村戈段开挖了两个探槽LT1301和SLT1204。在对两个探槽上所揭示出的古地震事件进行详细划分的基础上,结合所获得的10个OSL年代样品和13个¹⁴C年代样品的测试年龄,对理塘断裂带北段的古地震事件发生时代进行了厘定。结果表明2个探槽共揭示出至少4次古地震事件,其中小规模的探槽LT1301仅揭示出1次古地震,可能为发生于公元1729年的历史地震,或是可能发生于距现在950a～1.0ka之间的一次大地震,由于关键部位年代数据不足,上述两种可能性尚无法明确。较大的探槽SLT1204揭示出包含有探槽LT1301中古地震事件在内的古地震4次,最早的古地震事件I发生于9.9ka之前,而事件II、III和IV则发生在公元1729年～4.8kaBP之间,复发间隔为约1.6ka。川西理塘断裂带北段的古地震研究结果表明,该断裂的大地震复发具有非线性特征,不符合特征地震模式,其中全新世晚期的大地震活动频率明显增大,表明它正处于丛集活动阶段。     

走滑断裂古地震探槽选址范例

探槽选址直接决定了古地震研究的质量,且理想探槽位置具有稀缺性。在收集82篇国内外走滑断裂古地震研究论文的基础上,分析了长序列古地震探槽选址和同震位移探槽选址的构造地貌共性特征。长序列古地震探槽一般布设在断塞塘、拉分盆地、小型湖盆、闸门脊汇水一侧及比较平缓的冲洪积扇或大型冲洪积扇末端等地貌位置。这些地貌位置的共同特征是位于连续的、较高沉积速率的沉积环境,且通常富集14C测年物质。在探槽选址的过程中,不仅要对现今沉积环境,也要对其古地理环境进行评价。然而以发掘古地震同震位移为目的的探槽选址则不同,成功的研究点往往较频繁发生侵蚀和下切事件,其中冲沟是最常见的地貌标志。探槽布设以垂直和平行探槽为主,采取逐次掘进或相间平行排列的方式开挖。由于理想探槽位置的稀缺性,所以在这些优质的探槽点一定要开展长期详细地深入研究,最大限度获得古地震事件的长序列,同时也要注意新技术和新方法的应用。