河西走廊榆木山边缘断层构造地貌研究

河西走廊位于青藏高原的东北部边缘,是青藏高原向东北推挤过程中形成的一个前陆盆地系。榆木山是位于河西走廊前陆盆地系中张掖盆地和酒东盆地之间的横向隆起山地。根据野外断层露头和地貌体的变形测量和分析,本文认为榆木山北缘断层是一条具有左旋位移的逆断层,东缘断层是一条具有右旋位移的逆断层,这两条断层在全新世期间都有明显的活动。榆木山的发育是沿着北缘断层和东缘断层的逆冲活动,造成山体内地块叠加变形的结果。      

关于河西走廊盆地榆木山北缘断裂晚第四纪活动特征的新认识

榆木山北缘活动断裂属于河西走廊中段盆地内的次级隆起——榆木山隆起北侧断裂系的组成部分,它位于榆木山北缘断裂北侧山前,是与榆木山隆起有成生联系、活动时间很新的现代活动断裂。榆木山北缘活动断裂呈向北北东略微凸出的弧形,走向总体为北西向,倾向南西,自南东向北西走向由北西向渐变为北西西向,甚至近东西向,倾角自中等—低角度,东段较陡。榆木山北缘断裂的活动性质在剖面上表现为以南西盘向上逆冲为主,水平位移不明显,特别是中段的石炭口—窑儿沟口一带,在向南缓倾的主逆冲上盘往往发育反向逆冲断层,并导致上更新统砂砾层发生牵引褶皱。该断裂在距今13.1～13.3ka之间和距今3～5ka期间发生过2次明显的新构造活动。     

汶川8.0级地质发震断层逆冲活动的地震地貌与古地震初步研究

与河流阶地相关的地震地貌包括地震阶地和阶地断错两方面。地震阶地是古地震事件的直接反映; 阶地断错则是多次古地震事件的累积效应。文章在汶川8.0级地震破裂带调查的基础上,讨论了平行断裂的河流和横穿断裂的河流两种情况下的阶地发育特征。在此基础上,应用差分GPS测量技术,分别对虹口附近的地震阶地和映秀附近阶地断错现象进行了测量。研究结果表明,虹口附近地震阶地反映了自白沙河Ⅱ级阶地形成以来发生了5次规模基本相当的断错事件; 映秀附近的阶地累积位错量反映了不同级阶地经历了不同数量的地震事件,其中,Ⅱ级阶地形成以来大致经历了5次与汶川8.0级地震位错相当的地震事件。两个地点的地震阶地和阶地位错研究得到了一致的古地震次数。本文进一步讨论了前人对该区阶地的测年数据,从而推测得到汶川8.0级地震发震断层的古地震复发间隔约为4ka。     

龙门山前山断裂大地震原地重复发生的地质地貌证据

龙门山前山断裂大地震是原地重复发生的吗？针对这一问题,对前山断裂的同震地表形变带进行了追踪,并选择5.12汶川地震区九龙、白鹿以及汉旺等3个地点开展了古地震探槽研究工作。调查结果是： 前山断裂5.12地震地表形变带基本沿1 ∶200000地质图上先存基岩断裂发育,但仅限于通济－安昌以南段; 白鹿－八角一带同震地表形变带继承先存断层陡坎或断层沟谷发育; 偏离先存断裂而被一些学者视为断裂全新世活动重要证据的永安附近T1阶地上线性陡坎实为废弃河岸; 白鹿、汉旺探槽剖面揭示这两个地点5.12汶川地震之前至少有过一次古地震事件。这些研究结果表明前山断裂大地震是沿晚第四纪活动断裂原地重复发生的,此次地震是沿先存活动断裂又一次发生的大地震事件,为大地震原地复发模型提供了一个新的震例支持。在沿该断裂周边进行规划建设时应当合理避让。     

嘉峪关断裂古地震活动特征及其强震危险性影响

嘉峪关断裂位于河西走廊西端,是酒西盆地和酒东盆地的分界断裂,其最新活动特征及强震危险性关系到嘉峪关地区及相关文物古迹的地震灾害问题.基于高分辨率卫星影像解译及野外考察,发现嘉峪关断裂中段由多条分支断裂组成,通过古地震探槽研究以及光释光方法测年,对断裂古地震特征进行了研究.结果表明,嘉峪关断裂最新的一次地震事件发生在约4.3~5.3 ka,之前在约20.0~21.2 ka、37.0~45.0 ka、58.1 ka分别发生过3次古地震事件.根据经验公式,嘉峪关断裂具有发生Mw7.0左右强震的潜能及危险性.在此震级下,嘉峪关城楼文物区的烈度可达到Ⅸ度,嘉峪关市区烈度会达到Ⅷ度.因此,嘉峪关断裂是本区防震减灾需重点关注的发震断层.      

新疆天山南部北轮台断裂古地震事件反演

北轮台断裂是一条全新世活动断裂,全长约70km,构成了南天山南麓与山前洪积扇的界线。该断裂晚第四纪期间活动性较强,为准确分析北轮台断裂的古地震特征,在野外地质调查的基础上,对变形的微地貌进行测量,在阿克艾肯和帝禾农业两段开挖两个大型古地震探槽,对北轮台断裂古地震进行了反演模拟推演。结果显示:北轮台断裂古地震活动频繁,阿克艾肯段探槽剖面记录到3次古地震事件,垂直累计位移量4.5m,根据逆断层变形特征,建立古地震模型反演分析,多次古地震事件属于原地同震复发,最新一次古地震事件造成的地表垂直位移量为1.5m左右;帝禾农业段活动性稍弱,对探槽剖面影像解译分析,该段记录古地震事件两次,最新一次事件垂直位错量达到1.1m。北轮台断裂记录的古地震事件与上盘存在侵蚀不整合面、下盘存在生长地层的规律一致。     

新疆乌孙山北缘断裂晚第四纪活动及区域构造意义

乌孙山北缘断裂位于新疆伊宁盆地南部,是伊宁盆地与乌孙山的边界断裂,由多条平行或斜列的次级断层组成.断裂呈近东西走向,总体倾向南,山前主断裂主要表现为高角度逆冲,倾角50°~80°,前缘冲断面相对较缓.断裂上盘主要由石炭系-二叠系组成,下盘主要为第四系和侏罗系,断层两盘沉积物的ESR年代表明断裂带多处错断中、上更新统地层.野外地层接触关系和区域构造研究表明,在中更新世末以来,断裂强烈向北逆冲,与伊犁盆地北缘断裂共同控制了盆山地貌格局.伊宁盆地及邻区中更新世末的区域构造运动与青藏高原的共和运动时代相当,这次事件由南北天山向伊犁盆地的对冲挤压引起,动力来源于青藏高原向外扩展生长.      

色尔腾山山前断裂大后店—瓦窑滩段的地貌特征与分段

色尔腾山山前断裂位于阴山山脉的中西段,控制着临河凹陷的北缘,在晚第四纪以来有着强烈的活动。通过对色尔腾山山前断裂大后店—瓦窑滩段进行地貌调查和测量,认为该段并不是一条向NE方向突出的单一弧形断裂,而是由走向为EW向的红旗村段(大后店—乌不浪口)和走向为NW向的圐圙补隆段(乌不浪口—瓦窑滩)组成。整条断裂共发育4级台地,T3台地的形成时代在距今5万至7万年以前,是河套古大湖的湖滨相沉积;T2的形成时代在距今2万至3万年以前。而全新世T1台地在该两段上的分布并不相同,红旗村段和圐圙补隆段T1台地的平均高度分别为537 m和81 m,测得的台地年龄分别为623 ka和1236 ka,沉积物均为冲洪积砂砾。两段断裂全新世的滑动速率分别为086 mm/a和065 mm/a。这两段在几何展布、构造地貌、断层运动学性质方面有不同的特征,属于不同的活动断裂分段,其分段边界的类型为断裂交汇处的T型结点。     

龙门山小鱼洞断裂在汶川地震中的地表破裂及地质意义

在龙门山中段小鱼洞地区映秀－北川断裂和彭县－灌县断裂发生了同震位移,同时在该地区新出现了一条北西向的同震破裂带——小鱼洞断裂的破裂带,并分割了两条近于平行的北东向逆冲－走滑型的主断裂。汶川特大地震发生后重点对小鱼洞断裂的地表破裂开展了详细的野外地质填图,利用全站仪和GPS对地表破裂进行了精确的测量。初步调查的结果表明,小鱼洞断裂位于映秀－北川断裂与彭县－灌县断裂之间,走向近于北西向,延伸约15km,以脆性破裂为特征,穿过小鱼洞大桥,并切割了多种类型的地貌单元,使道路发生拱曲、破坏和桥梁垮塌或移位。单个破裂长度在几米到300m不等,其南西盘为上升盘,北东盘为下降盘,平均垂直位错为1.0m,平均水平位错为2.3m,垂直与水平位错量之比1 ∶1～1 ∶2,显示为逆冲分量小于或等于左旋走滑分量,并以左旋走滑作用为主。同时,研究表明小鱼洞断裂属于映秀－北川断裂与彭县－灌县断裂之间的捩断层,其主要特征包括： 1)是在汶川地震中由于龙门山逆冲体之间的差异逆冲运动过程中而形成的断裂; 2)其走向近于北西向,垂直于龙门山北东向的主干断裂,而平行于逆冲体的逆冲运动方向; 3)具有高角度断面的断层,以左旋走滑作用为主。     

龙门山造山带早期断裂活动的古地震制约——来自汶川科钻(WFSD)岩心的证据

强地震是断裂活动的表现形式,可以诱发地表沉积层序顶部未固结的软沉积物发生变形,形成新的变形层(即震积岩***)。因此,在连续沉积剖面中赋存的多层震积岩应是断裂活动的直接证据。川西前陆盆地中的软沉积物变形记载了龙门山断裂带的活动信息,对认识龙门山造山带演化历史具有重要意义。本文通过"汶川地震断裂带科学钻探"一号孔(WFSD-1)和三号孔(WFSD-3)连续岩心剖面的岩性分析和构造研究,识别出11段不同深度的液化角砾岩层,它们是地震触发成因的软沉积物变形岩层。11个液化角砾岩段厚度从~20m至102m不等,分布在晚三叠世须家河组二-五段。这些液化角砾岩层记录了龙门山前陆盆地形成过程中晚三叠世断裂活动特征及趋势。这些厚度不等的震积岩粗略指示约2~20万年的地震活动长周期(地震幕),以及约4至70万年的间震期(地震幕的间隔时间),反映了龙门山断裂早期脉动式(幕式)活动特征。从不同段液化角砾岩层分布间隔规律来看,地震活跃期间隔(即间震期)越来越短,显示龙门山造山带断裂活动越来越强的趋势。结合前人地表软沉积物变形研究,我们认为龙门山造山带在晚三叠世经历了多期次的正断-逆冲活动的造山作用(至少经历14个地震活跃期),形成龙门山雏形及前陆盆地。     

基于LiDAR的海原断裂松山段断错地貌分析与古地震探槽选址实例

基于高精度机载Li DAR数据在GIS平台的地貌因子渲染分析,对海原断裂老虎山段松山地区古地震研究点进行高精度大比例尺(1∶1000)地貌填图,勾勒出研究点微地貌空间展布和断裂高精度几何形态。通过对松山古地震研究点2个新探槽的开挖,结合细致的探槽解译、地震事件识别与分期、年代学样品测试,得出5次37380±880BP以内的不连续古地震序列。通过对比此处已经开挖的各自相距不足150m、分布于断裂同一段落的4个古地震探槽的微地貌位置、沉积特征和地震事件信号强弱,发现即使相距不远,不同微地貌位置古地震探槽揭示的古地震现象也会有显著差别。这种差别凸显了古地震研究结果,如揭示的事件证据和个数等与探槽点位置的选取有较强的依赖性。综合对比分析表明,较低的地势、低能静水环境、高沉积速率、细粒的沉积物源区及连续的沉积环境是走滑断裂上开展古地震研究的优选地貌位置。实例表明,基于高精度地形数据对研究点开展精细地貌填图揭示微地貌时空演化,从而在探槽开挖前对古地震研究点的构造地貌优劣进行充分评价是提高古地震研究质量的必要程序,同时也显示出高精度机载Li DAR数据在活动构造研究中的重要新应用。