汶川8.0级地震发震断层的累积地震位错研究

2008年5月12日,四川省汶川县内发生MS8.0地震。此次地震沿龙门山中央断裂产生1条长达200km的同震地表破裂带。文中选择位于地震地表破裂带北段的南坝镇、凤凰村以及南段的映秀镇这3个地点,以被断层错断的河流阶地为研究对象,对多级阶地面上的地震地表破裂及断层陡坎地貌进行了野外实测工作。经过测量数据的计算和分析,得到了各级阶地上断层陡坎的高度,该值即为该阶地记录的地震断层的累积垂直位错量。若以本次地震的垂直位错量作为古地震位错量的均值,则可计算得到每级阶地累积的地震次数。研究结果表明,各点T1阶地形成以来仅经历过1次事件,即本次地震事件;T2阶地形成以来约经历了5次事件;T3阶地形成以来约经历了9～11次事件;T4阶地形成以来约经历了20次事件。在本文研究的基础上,结合前人的阶地测年数据,则可获得古地震复发间隔的可靠数据     

河流阶地研究进展评述

河流阶地是地貌学中最重要的研究课题之一,主要集中在阶地的形成年代及阶地形成模式上.本文结合国内外河流阶地的研究现状,对河流阶地的研究历史进行了简单的回顾,总结其发展的四个阶段和特征.     

黄河中游河流阶地的对比及阶地系列形成中构造作用的多层次性分析

黄河在流经青藏市原东北缘海原－同以弧形构造区的过程中,发育了多达10－21组的斯座和侵蚀型阶地,其最大拔河高度为40lm,最高阶地的发育年代为1．57MaBP。通过对该区米家山、车木峡和黑山峡河口3处黄河阶地以及我国北方大范围内河流阶地的对比分析发现,河流阶地系列形成中在构造作用上具有多层次性特征,即它包含了不同范围或规模和不同级次构造隆升作用所导致的阶地。研究区的黄河阶地系列可以划分为3个层次。其中,第一层次的阶地共有6级,为我国北方大范围内同期形成的阶地,它们代表1．6Ma以来青藏高原阶段性隆升的次数,其隆升幅度由西向东逐渐减小;第二层次的阶地共有5级,为海原－天景山构造区内同期发育的阶地,它们代表1．6Ma以来该构造区本身自隆升的次数和幅度;第三层次阶地为发育在米家山东坡的10级不同期阶地,它们代表1．6Ma以来海原构造山地独自的抬升的次数和幅度。阶地发育时间与黄土－古土壤序列的对比还表明,反映青藏高原大范围构造隆升的第一层次阶地与气候变化之间有很好的可对比性,其形成年代均与相应古土壤发育时间的间冰期对应,暗示导致河流下切的在范围构造抬升与强干冷期后同样可导致河流下切的气候暖湿期紧密相关,它们共同组成了构造－气候旋回。第二层次和第三层次阶地的形成时间与气候变化之间无统一特定的关系,显示它们的形成更主要的受控于天景山块体和海原构造带的隆升作用。因此,研究区的河流阶地主要可分为2种成因类型。一种是在大范围构造抬升和气候变化联合作用下形成的构造－气候旋回阶地,此类阶地分布范围广,具有区域间的可对比性;另一种是以局部构造抬升为主导因素形成的脉动式构造旋回阶地,此类阶地的分布受 控于活动构造带,在构造区带内自成体系,不具有区域间的可对比性。     

利用卫星资料对阿尔金断裂带阿克塞以西进行阶地面对比和位错量分析

利用高精度的Spot卫星资料，通过详细的地质解译，对研究区域内的河流及其形成的河流阶地进行了系统的对比，通过区域对比，得到了阿尔金活动断裂带在阿克塞附近的最近一段时期以来的可靠的河流阶地的位错，在研究区域内，规模相近的河流形成的同级的河流阶地具有相近的水平位错，T3阶地的水平位错约为380m,T4阶地的水平位错约为1300m，T6阶地的水平位错约为3000m.     

利用DEM技术自动提取龙门山南段青衣江阶地面的研究

河流阶地面是一种时间性、连续性非常高的层状地貌面,利用跨断层地区的河流阶地变形可以定量地判别一个地区的断层活动性。青衣江横跨龙门山断裂带南段是一条区域性大河,由于龙门山南段构造活动强烈且河流阶地被侵蚀程度严重,为了在室内更好、更快地解译青衣江河流阶地,使野外调查工作更具有针对性,本文在龙门山南段青衣江流域小关子至飞仙村一段,采用航测遥感技术制作的2m分辨率DEM和1/5万数字高程模型,基于Arc GIS和MATLAB平台进行了阶地面提取和聚类分析,以模拟野外测量阶地的流程,试图通过计算机提取,快速获取该地区更多的残余地貌面,建立起较为完整的河流阶地纵剖面。研究结果表明:野外测量数据与计算机自动提取结果相似度较高,具有较好的一致性;在完整的阶地剖面中发现了芦山盆地内部阶地具有疑似拱曲现象;在大川-双石断裂附近阶地有翘起现象,推测芦山盆地西缘阶地拱曲是由大川-双石断裂东侧的一条未知断层引起的,大川-双石断裂附近阶地的翘起现象可能是在断层逆冲推覆过程中形成的,同时结合区域年代历史数据,推测该地区(芦山盆地至大川-双石断裂)至少在晚更新世曾发生过构造活动。     

利用R语言半自动化提取河流阶地——以米家山黄河阶地为例

构造活跃地区阶地的发育对于分析不同时间域下的构造变形或气候作用具有重要意义。因此,如何利用有效的定量方法提取和精细刻画这类地貌特征显得极为重要。R语言是一种集统计分析和图形显示于一体的优秀编程语言,目前已被广泛应用于医学、生物学等领域,但尚未应用于地质与地貌学领域。文中以海原断裂带景泰—哈思山段的米家山东侧保存较好的多级黄河河流阶地为研究目标,初步尝试基于R语言对Sf M技术获取的高精度地形数据进行分析和可视化,完成了对米家山黄河阶地的半自动提取,共划分出20级河流阶地,同时揭示出较年轻的阶地具有较好的连续性和延伸性,而较老阶地的连续性和延伸性则相对较差,且老阶地变形逐渐趋于明显,阶地年龄越老,其似半抛物线形态的翘曲越明显,反映了米家山东侧多级阶地形成后的不同演化历史。此次试验结果表明R语言有望成为高精度地形数据分析和可视化的有效工具。     

基于青衣江变形河流阶地研究龙门山断裂带南段的构造活动性

龙门山断裂带南段第四纪沉积差,断层出露不明显,晚第四纪构造活动性资料零星。为了提高对龙门山断裂带南段构造活动性的认识,探索芦山地震的发震构造,文中在分析龙门山断裂带南段的地貌以及构造演化的基础上,对跨盐井-五龙断裂、大川-双石断裂和芦山盆地的青衣江不同段的6级河流阶地进行了差分GPS连续测量和细致研究,结合对高分辨率航拍影像的地质解译,得到了龙门山断裂带南段青衣江各段的河流阶地横剖面,通过不同河段河流阶地的对比分析,建立了龙门山断裂带南段青衣江河流阶地纵剖面。通过对河流阶地的变形分析,发现龙门山断裂带南段晚第四纪以来,盐井-五龙断裂的平均垂向断错速率为0.6~1.2mm/a,大川-双石断裂没有明显的垂向活动,芦山地震的发震断层控制的山前褶皱最新活动。结合龙门山断裂带南段的地壳深部结构资料和芦山地震的精定位余震资料等,认为芦山地震的发震构造不是大川-双石断裂,而是龙门山断裂带南段的山前盲逆断层和反冲断层。     

海南岛北西部新构造特征及其演化研究

利用DGPS系统测量海南岛西部阶地, 绘制地质地貌综合剖面, 将西部阶地分为海成阶地和河流阶地两种。 其中海成地貌包括一条砂堤和四级阶地: 砂堤宽2～10 m, 高程约10 m, 形成于5 ka以来; 海成一级阶地发育较好, 阶地面高程21～22 m, 形成于晚更新世至全新世之间; 海成二级阶地顶面高程约32 m左右, 形成于晚更新世晚期; 海成三级阶地较为发育, 阶地面高程40～42 m, 形成于121.8 ka; 海成四级阶地零星分布, 阶地面高程约57 m, 形成于中更新世晚期。 河流阶地也可分出四级: 一级阶地高程约20 m, 局部发育, 形成于11.4 ka; 二级阶地高程约34 m, 形成于47.2 ka; 三级阶地高约50 m, 其基座顶面标高约41 m, 形成于晚更新世早期; 四级阶地高程约71 m, 基座面标高约60 m, 形成于中更新世晚期。 这些阶地中均以二级最为发育。 晚更新世以来全区处于整体加速抬升的状态。 依据阶地面的综合剖面特征, 认为王五-文教断裂晚更新世以来的活动性较弱。     

龙泉山背斜的地壳缩短与隆升——来自河流阶地变形的证据

位于龙门山逆冲推覆构造带东侧的龙泉山背斜,构成了四川前陆盆地的前陆隆起。通过室内航空相片对凯江跨背斜段的地貌面的解译,结合野外考察可知凯江发育3级阶地,其中T₁、T₂为堆积阶地,T₃为基座阶地。在野外用差分GPS测量了阶地的空间坐标信息,同时采集了各级阶地堆积物的测年样本,并经实验分析约束了阶地的形成年龄。另外,对石油地震剖面解译揭示出龙泉山背斜北段地壳缩短和隆升主要是通过褶皱膝折带迁移机制进行的,滑脱层的深度约6km。利用面积守恒准则计算出龙泉山背斜晚更新世以来的地壳缩短速率约为(1.36±0.41)mm/a、隆升速率为(0.64±0.19)mm/a。通过滑脱层的推覆抬升机制形成的龙泉山背斜,给青藏高原东缘变形模式中的逆断层推覆地壳缩短造山增加了证据。     

基于DEM的阶地分析方法——以安宁河断裂紫马跨地区为例

河流阶地是一种最普遍的包含构造信息的地貌现象。阶地的确定与划分对于构造运动的定量研究有重要意义。文中利用数字摄影测量软件virtuoNT提取DEM,结合地貌原理,利用DEM在ARCGIS平台上建立阶地分析的处理流程,并以四川省紫马跨地区为试验区进行了阶地划分与变形分析,得到了断裂次级冲沟阶地同步位错平均约(85·4±2)m的结果,与野外检验和变形实测的结果有较好的一致性。表明利用DEM的变形阶地面提取方法具有精度高和效率高、可视化效果全面直观等特点     

元谋断裂北段的新活动与地震危险程度

元谋断裂有强烈、复杂和多阶段的新活动,表现西盘先断陷成湖,后回升成阶地,并在东盘水平挤压下时而顺扭、时而反扭,使阶地变形、错位、掀斜,并在湖积中形成轴向或走向与主干断裂成向南或向北锐角相交的新褶皱与断层,构成新“人”字形构造。 此带地处滇西南北带中段,灾害性地震危情不如南、北两端严重     

The effects of deforestation on slope and channel evolution in the tectonically active Darjeeling Himalaya

The main indicators of Quaternary tectonic uplift are the young mountain slopes of the Darjeeling Himalaya, rising straight above the Ganga–Brahmaputra foredeep, fragments of uplifted river terraces and fresh fault scarps. Evidence for the continuation of the uplift includes downcutting of the Tista and other straight rivers in the bedrock, continuing aggradation in the plains and overriding of the metamorphic rocks on the alluvia. Owing to deforestation and extensive land use, the earlier natural tendency of a dominance of channel incision over slope degradation has changed to prevailing aggradation, even in steep valley reaches, caused by intensive slope mass movements and the overloading of the mountain creeks. Aggradation progresses upstream along the rivers dissecting the mountain front.     

SLIP OFFSET ALONG STRIKE-SLIP FAULT DETERMINED FROM STREAM TERRACES FORMATION

Slip rate is one of the most important parameters in quantitative research of active faults. It is an average rate of fault dislocation during a particular period, which can reflect the strain energy accumulation rate of a fault. Thus it is often directly used in the evaluation of seismic hazard. Tectonic activities significantly influence regional geomorphic characteristics. Therefore, river evolution characteristics can be used to study tectonic activities characteristics, which is a relatively reliable method to determine slip rate of fault. Based on the study of the river geomorphology evolution process model and considering the influence of topographic and geomorphic factors, this paper established the river terrace dislocation model and put forward that the accurate measurement of the displacement caused by the fault should focus on the erosion of the terrace caused by river migration under the influence of topography. Through the analysis of the different cases in detail, it was found that the evolution of rivers is often affected by the topography, and rivers tend to migrate to the lower side of the terrain and erode the terraces on this side. However, terraces on the higher side of the terrain can usually be preserved, and the displacement caused by faulting can be accumulated relatively completely. Though it is reliable to calculate the slip rate of faults through the terrace dislocation on this side, a detailed analysis should be carried out in the field in order to select the appropriate terraces to measure the displacement under the comprehensive effects of topography, landform and other factors, if the terraces on both sides of the river are preserved. In order to obtain the results more objectively, we used Monte Carlo method to estimate the fault displacement and displacement error range. We used the linear equation to fit the position of terrace scarps and faults, and then calculate the terrace displacement. After 100, 000 times of simulation, the fault displacement and its error range could be obtained with 95%confidence interval. We selected the Gaoyan River in the eastern Altyn Tagh Fault as the research object, and used the unmanned air vehicle aerial photography technology to obtain the high-resolution DEM of this area. Based on the terrace evolution model proposed in this paper, we analyzed the terrace evolution with the detailed interpretation of the topography and landform of the DEM, and inferred that the right bank of the river was higher than the left bank, which led to the continuous erosion of the river to the left bank, while the terraces on the right bank were preserved. In addition, four stages of fault displacements and their error ranges were obtained by Monte Carlo method. By integrating the dating results of previous researches in this area, we got the fault slip rate of(1.80±0.51)mm/a. After comparing this result with the slip rates of each section of Altyn Tagh Fault studied by predecessors, it was found that the slip rate obtained in this paper is in line with the variation trend of the slip rate summarized by predecessors, namely, the slip rate gradually decreases from west to east, from 10~12mm/a in the middle section to about 2mm/a at the end.     

渭南市地震小区划地震工程地质分区

渭南市位于华北地台鄂尔多斯地块南缘渭河断陷盆地中西部,固市凹陷西南缘,地貌单元主要为渭河漫滩和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地。通过钻孔勘探、剪切波速测试、地基土的物理力学性质及地脉动测试,结合场地地下水等资料,将小区划场地划分为四个Ⅰ级工程地质亚区和九个II级工程地质段,从而为地震小区划场地设计地震动参数和评价场地地震地质灾害提供基础资料。     

兰州及邻近地区河流阶地变形特征

根据兰州及邻区黄河及其次级河流阶地纵剖面研究，分析了横穿活动断裂的河流阶地的变形特征，利用横穿黄河的兴隆山—马衔山断裂、海原断裂和穿越庄浪河的NWW向断裂附近阶地发育和变形特征确定了相应地区的构造抬升幅度及速率。     

Shallow fault segmentation of the Alpine fault zone,New Zealand revealed from 2- and 3-D GPR surveying

Where they are preserved, landforms that have been truncated and offset by past fault movements provide potentially valuable quantitative data that can be used to estimate slip rates. At such locations, it is important to investigate the fault zone in sufficient detail to understand how displacements are accommodated on individual fault strands. At a site along a northern section of the Alpine fault zone on the South Island of New Zealand, surface mapping of a series of faulted river terraces and channels has revealed a complicated and poorly understood paleoearthquake history. We have acquired high-resolution 2- and 3-D ground-penetrating radar (GPR) data over a large area (~ 500 × 500 m) of the terraces to map along-strike changes in shallow (<20 m) fault zone morphology. By identifying distinct reflection patterns within the topographically migrated 3-D GPR volumes and extrapolating them to the longer and more widely spaced GPR profiles, we determined the subsurface extent of two main structural/depositional facies that were juxtaposed by three left-stepping en-echelon fault strands. Two regions of warped strata are interpreted to result from transpressive folding between the overlapping strands, where displacement is transferred from one fault to the next. We suggest that diffuse deformation between the overlapping fault tips results in anomalously low estimates for horizontal and vertical fault displacements of some geomorphic features.     

The relationship of recent vertical movements to the morphostructural pattern of the Kazakh shield

The geodetic data on recent vertical crustal movements within the Kazakh shields is in good correlation with its development in the Holocene (according to a study of juvenile river terraces); they point to gradual transition of the shield to the platform morphostructures of Western Siberia and a contrasting joining with the Central Asia orogenic belt. Small gradients of recent vertical movements dominate the shield. Moderate gradients are typical of local structures, whereas increased and extremely high gradients belong to active deep fault zones.     

四川岷江断裂带北段的新活动、岷山断块的隆起及其与地震活动的关系

岷山断块由岷江断裂和虎牙断裂自西向东的推覆逆掩运动所形成 ,处于我国南北地震带的中段。受区域NWW向主压应力场的控制 ,岷江断裂带第四纪以来表现为明显的推覆逆掩运动并具有一定的左旋走滑分量 ,岷山断块则处于强烈的隆起抬升状态。航片解译及野外地质考察结果表明 ,岷江断裂带由数条次级断裂呈羽列组合而成 ,其中尕米寺 -川盘右阶羽列区的羽列距达3km ,控制了低序次的地震破裂单元。第四纪地貌发育过程及断错地貌研究结果表明 ,岷江断裂晚第四纪以来的平均垂直滑动速率为 0 37～ 0 53mm/a ,水平位错量与垂直位错量大致相当 ;岷山断块第四纪以来的平均隆起速率为 1 5mm/a左右。地震活动特征表明 ,该地区 6级以上强震丛集于强烈活动的断块边界断裂上 ,中强地震及小震发生在新构造隆起区及近东西向断裂带上 ,与断裂的活动性质具有密切的成因联系     

四川龙泉山断裂带及其活动性与潜在地震危险性讨论

龙泉山构造带是四川盆地内川西强烈断陷区和川中稳定隆起区之间的一条区域性断裂.2008年汶川地震后该断裂带未来的强震潜势备受关注.本文对该断裂带的展布、晚第四纪活动性、深部构造形成机制以及断裂带未来的地震危险潜势进行了讨论.断裂带北段位于德阳东侧龙泉山脉西缘;龙泉山脉中段的山体两翼存在断裂;断裂带的南段以向西倾斜的断裂为主.这些断裂在晚更新世以来曾有活动,前人阶地调查显现该断裂带全新世存在活动.考虑到该断裂带未来的地震潜势评估,值得对该断裂带的活动性及断裂带深部构造和运动方式开展进一步的调查.     

鄂尔多斯地块西缘定边-景泰地壳和上地幔电性结构分析

给出了定边－景泰大地电磁剖面探测结果并对其进行了分析．鄂尔多斯块体内部电性结构简单,电性界面成层性好,而在其西缘弧形断裂带,电性结构复杂,电导率横向变化较大．在弧形断裂带上地幔低阻层埋藏深度加大,这与北面的银川断陷盆地上地幔结构上隆形成反照,经分析认为银川断陷盆地属于拉张性质,而弧形断裂带属于挤压性质,由于均衡调整作用,造成了两者上地幔结构的反差．深部电性结构在大罗山－惠安堡之间有一局部上隆,经分析认为此处可能为深大断裂,南北构造带仅在此通过．