依兰-伊通断裂带尚志段晚全新世以来的强震复发间隔:来自古地震与历史文献的约束

尽管依兰-伊通断裂中生代—早新生代以来的运动学和动力学研究在过去几十年中取得了显著进展和丰富成果,但受研究条件和手段所限,该断裂晚第四纪以来的强震复发间隔长期以来缺乏可靠的研究结果,致使无法科学认识其活动习性和地震危险性。基于高精度卫星影像解译和野外地质调查,发现该断裂尚志段存在至少长约25km的线性断层槽谷和陡坎。探槽开挖揭露出该断裂在全新世晚期发生EⅠ和EⅡ两期古地震事件,运动方式为走滑兼逆冲挤压,伴随明显的地层褶皱与缩短变形,累计垂直同震位移量约为(3.2±0.1)m。~(14)C测试年代结果约束古地震事件EⅠ发生于(440±30)~(180±30)a BP,事件EⅡ发生于(4 090±30)~(3 880±30)a BP。晚全新世以来的强震复发间隔约为(3 675±235)a。进一步的史料挖掘研究表明,EⅠ事件可能对应于朝鲜《日省录》记录的于公元1810年(清朝)发生在该地区的宁古塔历史地震,震级约7.0级。     

滇西南地区孟连断裂晚第四纪新活动特征初步研究

孟连断裂位于云南省西南部与缅甸交界地带,是川滇菱形块体南部一条规模较大的活动断裂带,总体呈NEE向延伸,长约90km,走向N70°E,倾向NW,倾角50°~60°,断裂晚第四纪活动较强烈,以左旋走滑为主,兼具有倾滑特征。通过卫星影像解译和野外调查发现,其断错地貌主要以线性断层崖为主,高度不等,其次为断层谷地、断层沟槽和断层垭口地貌,冲沟及阶地的水平位移多在几十米至几百米之间。在孟连县城西侧开挖的大型探槽中,揭露出多条断层,通过分析剖面和14C测年结果认为,孟连断裂晚第四纪发生过4次古地震事件,除最早一次年代较久远以外,其他3次均发生在全新世中晚期以来,最近一次古地震事件的年代为(1 860±30)~(1 090±30)a B.P.。     

安宁河断裂西支全新世活动证据

安宁河断裂是川滇菱形块体东边界主要构成断裂之一,在冕宁县城附近因南河断裂与其汇交,导致该区域断层几何结构复杂。通过地质考察和探槽开挖,新发现了一段全新世活动断裂,命名为安宁河断裂西支。通过典型断错地貌位移测量和年代学样品测试得到调查点左旋滑动速率为（1.6±0.2）mm/a。开挖的古地震探槽揭示了2次古地震事件,分别为（2 300±30）～(1 700±30) a BP之间的一次地震和公元1536年7?级地震。已有研究在安宁河断裂南段获得的2次大地震事件与本次探槽揭示的地震事件时间较好地对应,说明安宁河断裂南段的大震事件可能导致了安宁河断裂西支同时破裂。     

德钦—中甸—大具断裂晚第四纪活动的地质与地貌表现

根据野外地质、地貌调查结果,重点论述了德钦—中甸—大具断裂的几何展布、运动性质和最新活动时代。该断裂多处断错了晚更新世及全新世地层,具明显的右旋走滑兼正断性质,最新活动时代为晚更新世至全新世,水平滑动速率为1.7~2.0 mm/a,垂直滑动速率为0.6~0.7 mm/a。该断裂是川滇菱形块体西北边缘的一条重要的NW向走滑断裂,它与金沙江断裂带一起,共同构成了川滇菱形块体西北边界。     

金州断裂盖州北—鞍山段古地震破裂的新证据

1975年海城M_S7.3地震是中国第1次成功预报的7级以上破坏型地震,避免了大量人员和财产损失。但在地震后的调查中并没有发现较为连续的地表破裂带,只在零星地点发现了一些地表裂缝和喷砂冒水现象。该地震的等震线表现出较为明显的共轭特征,因此研究者对于海城地震的发震断层一直存在一定争议。文中对与海城河断裂共轭相交的金州断裂盖州北—鞍山段进行了遥感影像解译、微地貌测量和古地震探槽开挖等工作,发现金州断裂自大石桥市沿NE向至鞍山市南,在盆山过渡带的晚更新世和全新世地貌面上存在较为明显的沿NE向展布的断层陡坎。由于人类活动,断层陡坎展布不连续。断层陡坎的高度多为1～2m,最大可达3m;在海城市南葫芦峪村开挖的古地震探槽揭露出盖州北—鞍山段具有宽约20m的基岩破碎带,晚更新世晚期—全新世以来(距今(37.6±2.2) ka)至少发生过2次古地震事件。较新的一次地震发生于全新世(距今(11.7±0.8) ka以后,很可能为距今400～500a)。由于全新世地层太薄所限,无法识别出更多全新世古地震,但可以判断金州断裂盖州北—鞍山段为晚更新世晚期—全新世活动断裂。     

东喜马拉雅构造结墨脱断裂晚第四纪活动地质证据的发现

墨脱断裂位于东喜马拉雅构造结南迦巴瓦峰的东侧。在遥感信息解译的基础上,结合前人的研究成果,通过详细的野外调查,获得了墨脱断裂在中国境内的空间展布、运动性质和断错晚第四纪以来地层的证据。在雅鲁藏布江大峡谷内的墨脱村和地东村开挖的探槽均揭示出墨脱断裂断错了晚第四纪地层,其中墨脱村探槽地质剖面上显示出断裂最新活动具有逆冲性质,地东村探槽剖面上表现出的最新活动则为正断性质。结合断裂沿线典型的断错地貌分析,认为墨脱断裂晚第四纪以来以左旋走滑运动为主,不同段表现出逆断或正断的倾滑分量。地东村探槽揭示断裂断错的最新地层14C年代约为(2 780±30)aBP,表明墨脱断裂全新世晚期发生过断错地表的事件。墨脱断裂的左旋走滑运动与阿萨姆构造结的向N推挤相关。     

临泽断裂新活动特征初步研究

临泽断裂在地貌上可见3条断层陡坎,总体走向NNW,最长约8 km,东侧和中间陡坎主体倾向E,西侧陡坎倾向W。①利用差分GPS对3条断层陡坎进行了详细的测量,发现临泽断层陡坎较低,局部发育多级断层陡坎,坡角较缓,高度几十厘米至1米多;②在临泽断裂上选取4个探槽剖面进行古地震分析、样品采集和年代测试,发现东侧和中间的断层陡坎为正断层所控制,西侧的断层陡坎为逆断层所控制;③探槽开挖揭露出晚更新世晚期以来,临泽断裂上发生过4次古地震事件,时间分别为(8 895±125)a B.P.之前、(7 245±75)a B.P.～(6 190±20)a B.P.、(5120±20)a B.P.～(4.8±0.5)ka和(2 550±50)a B.P.～(2 326±64)a;④全新世以来可以确定3次事件,较早一次事件与榆木山北缘断裂上较早一次古地震事件时间比较吻合,说明临泽断裂可能是榆木山断裂向河西走廊内部继续活动的延伸;最后一次古地震事件的离逝时间约为2 500 a,表明临泽断裂全新世活动一直比较强烈。     

西秦岭北缘断裂带武山—天水段全新世活动的新证据

西秦岭北缘断裂带是青藏高原东缘一条大型左旋走滑活动断裂带和历史强震带。前人对该断裂漳县以西段曾开展过大量研究工作,获得其最新构造活动的地质地貌证据,而中段(武山—天水段)和东段(天水—宝鸡段)最新活动时代一直存在分歧。基于高分辨率卫星影像解译、地质地貌调查与综合分析、探槽开挖和~(14)C测年等方法,对西秦岭北缘断裂带武山—天水段进行详细研究,结果表明:该段断裂晚第四纪以来活动显著,地貌上主要表现为断层垭口、断层沟槽、山脊与水系及阶地同步左旋位错、断层陡坎等;多个探槽剖面及测年结果显示其最新构造活动断错了全新世地层,为该段断裂全新世活动和大震危险性分析提供了新的证据。     

郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段全新世活动的新证据

安丘-莒县断裂是郯庐断裂带内活动时代最新、地表形迹最明显、地震危险性最大的断裂,也是1668年郯城M8 1/2地震的发震断层。前人对郯城地震的地表破裂向S终止的位置存在多种观点,对该断裂江苏段的全新世活动情况也存在较大争议。文中通过在重岗山西侧和宿迁合欢路北侧开展的探槽开挖工作,发现了该断裂全新世活动的新证据,并对其最新活动时间进行了探讨。重岗山西侧后陈村探槽和宿迁合欢路北侧探槽都表明安丘-莒县断裂江苏段在全新世有过明显活动,推测最新一次古地震事件的发生时间为(4. 853±0. 012)～(2. 92±0. 3) ka BP。最新活动性质以走滑逆冲为主,剖面上获得的最大断错量为1m。未发现1668年郯城M81/2地震的地表破裂带到达江苏段的明确证据。     

大凉山断裂带北段石棉断裂的古地震

大凉山断裂带是大型走滑断裂鲜水河-小江断裂系的重要组成部分,其活动性是认识和探讨青藏高原东南缘现今地震活动和构造变形机制的重要基础资料.相较于中段和南段,关于大凉山断裂带北段活动性的相关研究成果,尤其是古地震资料非常缺乏.文中基于野外地质地貌调查,在石棉断裂联合村处开挖了一组(2个)探槽,揭露出断裂全新世活动的直接证据...     

云南西南部黑河断裂晚第四纪分段活动特征

通过野外活动断裂地质填图,获得了云南西南部黑河断裂的断错微地貌、断错地层、最新活动时代及滑动速率等定量参数。对比分析表明,黑河断裂具有较明显的分段活动特征,根据断层几何特征大致可划分3条次级断裂段,自西向东分别为沧源—木戛段、木戛—南代段和南代—勐往段,各段晚第四纪以来新活动形成了丰富的断错地貌现象。由断层剖面及断错地貌特征分析,黑河断裂全新世晚期具分段破裂特征,其中沧源—木戛段存在古地震形变带,其年代介于(242±44)a B.P.和(1 714±49)a B.P.之间,木戛—南代段是1988年澜沧7.6级地震的主破裂带之一,南代—勐往段全新世晚期有过活动,最晚离逝时间介于(550±30)a B.P.和(1 290±30)a B.P.之间。根据对断错冲沟及台地的差分GPS测量和相应年代测试,得到沧源—木戛段全新世以来的右旋走滑速率为(4.0±0.7)mm/a,木戛—南代段全新世的右旋走滑速率为(3.5±0.8)mm/a。     

中旬-大具断裂南东段晚第四纪活动的地质地貌证据

中甸-大具断裂南东段位于哈巴和玉龙雪山北麓,属于川西北次级块体西南边界,断裂总体走向310°～320°,是一条重要的边界断裂。了解该断裂的活动性质、活动时代和滑动速率等对分析川西北次级块体运动,研究该断裂与玉龙雪山东麓断裂的交切关系等问题具有重要意义。文中基于1︰5万活动断层地质填图,对断裂沿线地层地貌、陡坎地貌、地表破裂、典型断层剖面以及河流阶地等进行了详细的研究。研究表明:1)中甸-大具断裂南东段按几何结构、断错地貌表现、断裂活动性可分为马家村—大具次级段和大具—大东次级段。2)通过野外地质调查发现,马家村—大具次级段断错了全新世冲洪积扇,形成了地表破裂,为全新世活动段;而大具—大东次级段虽然也断错了晚更新—全新世地层,但其断错规模及滑动速率均较小,由此认为其全新世以来活动较弱。3)通过分析断裂沿线断层陡坎、水平位错及地表破裂等地质地貌问题,认为马家村—大具次级段的活动性质为右旋走滑兼正断,其晚更新世以来的垂直滑动速率为0. 4～0. 8mm/a,水平滑动速率为1. 5～2. 4mm/a;大具—大东次级段以右旋走滑为主、正断为辅,其晚更新世晚期以来的垂直滑动速率为0. 1mm/a。4)在大具盆地内发现的NW向地表破裂带的形成时代很年轻,不排除是1966年中甸6. 4级地震或1996年丽江7. 0级地震造成的地表破裂。     

金塔南山断裂中东段古地震特征初步研究

金塔南山断裂位于河西走廊酒泉盆地北侧,是青藏块体与阿拉善块体的边界断裂之一。前人仅对该断裂西段开展过古地震研究。文中基于古地震探槽研究和光释光测年等传统地震地质工作方法,定量研究了金塔南山断裂中东段的古地震特征。通过对断裂进行系统的野外调查,发现沿断裂沿线地层以早更新世至晚更新世洪积物为主,全新世洪积物厚度仅几十cm。选取发育在全新世洪积物相对较厚的洪积扇上的断层陡坎进行工作,获得了一些初步的认识:金塔南山断裂中东段晚第四纪以来持续活动特征明显,全新世洪积扇上发育高0.5~1m的断层陡坎表现出了很新的活动性。多个探槽揭露出晚更新世晚期以来的4次古地震事件,分别发生在(15.16±1.29)ka之前、(9.9±0.5)ka之前、6ka左右、(3.5±0.4)ka之后。全新世中期以来,发生过2次事件,且2次古地震均造成断裂全段破裂。     

中甸-大具断裂南东段晚第四纪活动的地质地貌证据

中甸-大具断裂南东段位于哈巴和玉龙雪山北麓,属于川西北次级块体西南边界,断裂总体走向310°~320°,是一条重要的边界断裂。了解该断裂的活动性质、活动时代和滑动速率等对分析川西北次级块体运动,研究该断裂与玉龙雪山东麓断裂的交切关系等问题具有重要意义。文中基于1︰5万活动断层地质填图,对断裂沿线地层地貌、陡坎地貌、地表破裂、典型断层剖面以及河流阶地等进行了详细的研究。研究表明:1)中甸-大具断裂南东段按几何结构、断错地貌表现、断裂活动性可分为马家村—大具次级段和大具—大东次级段。2)通过野外地质调查发现,马家村—大具次级段断错了全新世冲洪积扇,形成了地表破裂,为全新世活动段;而大具—大东次级段虽然也断错了晚更新—全新世地层,但其断错规模及滑动速率均较小,由此认为其全新世以来活动较弱。3)通过分析断裂沿线断层陡坎、水平位错及地表破裂等地质地貌问题,认为马家村—大具次级段的活动性质为右旋走滑兼正断,其晚更新世以来的垂直滑动速率为0.4~0.8mm/a,水平滑动速率为1.5~2.4mm/a;大具—大东次级段以右旋走滑为主、正断为辅,其晚更新世晚期以来的垂直滑动速率为0.1mm/a。4)在大具盆地内发现的NW向地表破裂带的形成时代很年轻,不排除是1966年中甸6.4级地震或1996年丽江7.0级地震造成的地表破裂。     

郯庐断裂带安徽紫阳山段发现全新世活动证据

安丘-莒县断裂(F_5)为郯庐断裂带中段东地堑内最新活动断裂。近年来,F_5江苏段研究成果丰硕,发现不同地段普遍存在全新世活动性,运动方式以右旋走滑兼挤压逆冲为主。以往研究未讨论过F_5在淮河以南安徽境内的延伸情况以及进一步的活动性问题。文中选取与F_5江苏段线性影像特征延伸一致的淮河南岸郯庐紫阳山段作为突破口,通过遥感影像解译、地质地貌调查和探槽开挖,初步得到以下认识:1)紫阳山段线性构造地貌特征清晰,断层发育于浮山至紫阳山一线的中生代红色砂岩隆起边缘缓坡,为安丘-莒县断裂(F_5)过淮河后的南延部分;2)朱刘探槽开挖揭示,该段错断了晚更新世晚期黏土层,晚更新世晚期—全新世早期黑色黏土层受断层活动影响沿断面灌入、填充,形成黑色断层条带及黑土充填楔,表明断层最新活动时代达全新世早期;3)朱刘探槽开挖揭示,该段第四纪以来存在至少3次古地震事件,第1次古地震事件推测年代为第四纪早、中期,第2次古地震事件年代为20.10~13.46ka BP,第3次古地震事件年代为(10.15±0.05)~(8.16±0.05)ka BP。上述研究成果弥补了对郯庐断裂带安徽段晚第四纪活动性认识的不足,为安徽省的地震监测和震害防御工作提供了基础数据。     

昌马断裂带古地震活动特征的新认识

昌马断裂位于祁连山西段,是祁连山系列次级断裂与阿尔金断裂东段的重要构造转换断层之一,于1932年发生7.6级地震。位于昌马断裂中东段的臭水柳沟古地震探槽揭示了2次地震事件:一次为1932年昌马地震事件,另一次为(902±44)a B.P.以来发生的事件,这弥补了昌马断裂全新世晚期古地震事件缺失的现状。结合前人的研究结果可确定昌马断裂全新世至少发生7次古地震事件,推测地震复发间隔为1ka左右,部分事件未能揭示。通过探槽揭示的低角度断层、地层变形和部分断裂的地貌特征可知,受阿尔金断裂NEE向挤出的影响,昌马断裂部分段落表现出低角度的逆冲推覆活动,形成其特有的低角度走滑现象,以吸收阿尔金断裂东段的左旋位移。这也说明昌马断裂在承担阿尔金断裂与祁连山西段系列断层的构造转换中起着重要作用。     

野马河-大雪山断裂野马河段探槽古地震特征

野马河-大雪山断裂位于青藏高原东北缘祁连山西端,处于NEE向的阿尔金断裂向NW向的祁连山断裂转换的部位,是1条全新世活动断裂,全长170km。依据断裂几何学和活动特征可把该断裂分为3段,即肃北段、野马河段和大雪山段。野马河段是野马河-大雪山断裂带上活动性最强的段,断裂活动性质以左旋走滑为主,兼具正断层性质,至今保存了新鲜的断层陡坎,高度只有几十cm。通过野外地质调查,在扎子湖一带开挖了2个大探槽,清理了1个前人探槽。对这3个探槽进行了古地震事件分析和年代学样品的采集,最终确定有3次古地震事件发生,野马河断裂最后1次古地震事件的离逝时间为(2 010±30)a。     

骊山山前断裂华清池以西段晚更新世以来的活动性

骊山山前断裂位于骊山北侧,其华清池以西段向渭河盆地延伸,该断裂的几何展布和活动习性是准确认识渭河盆地东部区域地震构造及地震安全性评价的重要依据。跨断裂推测位置布设高密度电法、人工浅层地震及联合钻孔剖面并通过探槽开挖等多种手段进行探测,所得结果显示,华清池以西段的走向由其西段的近EW向变为N60°W,断裂由2支次级正断层构成,倾向NE,倾角约75°。其中,南支次级断层自晚更新世以来没有明显的活动证据,北支次级断层最新活动时代为全新世。人工浅层地震探测揭示断裂附近的地层产状整体倾向S,推测与骊山断块自新生代以来向S掀斜运动有关;联合钻探剖面揭示北支断层自中更新世晚期以来古土壤层S_2断错位移量约10m;晚更新世早期以来古土壤层S_1垂直错距最大约7. 8m。探槽剖面揭示西延段断裂自马兰黄土沉积((32 170±530) Cal a BP)以来至少发生过3次古地震事件,并造成马兰黄土最大总错距约3. 0m。其中,断裂最新一次活动使全新世早期的黄土层L_0((8 630±20) Cal a BP)产生了约0. 9m的垂直错距,并在全新统黑垆土地层S_0((4 390±20) Cal a BP)中形成了明显的张裂缝。最终分析得到骊山山前断裂西延段全新世((8 630±20) Cal a BP)以来的垂直活动速率为0. 11～0. 19mm/a,推测单次事件产生的垂直位错量约0. 9m。     

丽江-小金河断裂中段晚第四纪古地震历史

丽江-小金河断裂为川滇菱形块体内部重要的次级边界断裂,沿断裂断错地貌清晰,晚第四纪活动强烈,但历史上无地表破裂型地震的记录,其大震复发行为仍不清楚,难以评价其地震危险性。文中选取断错地貌最为显著的丽江-小金河断裂中段,在高分辨率卫星影像解译的基础上,在母猪达、红星和干塘子开挖3个探槽,并利用放射性碳测年和古地震事件的Ox Cal建模对古地震事件年龄进行了限定。研究结果表明,母猪达探槽揭示了3次古地震事件,分别发生在7 940~6 540a BP、4 740~4 050a BP和1 830~420a BP;红星探槽揭示了2次古地震事件,分别发生在5 120~3 200a BP和2 100~1 220a BP;干塘子探槽揭示了至少3次古地震事件,分别发生在44 980~17 660a BP、7 210~3 810a BP和2 540~1 540a BP,因为地层存在缺失,该探槽中揭示的事件可能不完整。综合3个探槽结果,全新世以来丽江-小金河断裂中段有3次古地震,分别发生在7 940~7 210a BP、4 740~4 050a BP和1 830~1 540a BP,其大震复发大致符合准周期模式,平均复发间隔约3 000a,震级达M7.5。考虑到丽江-小金河断裂中段较强的晚第四纪活动和较长的大震离逝时间,其未来地震危险性值得关注。     

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。