和静逆断裂-褶皱带的第四纪构造地貌与侧向扩展

位于天山南麓焉耆盆地北缘的和静逆断裂-褶皱带是天山地区的一个最新的变形带.通过对褶皱带西段夏尔木登背斜、哈尔莫顿背斜区遥感卫星影像(ETM+)和分辨率为25m的数字高程模型(DEM)数据解译分析,并结合野外考察,对两个背斜的地形横剖面、纵剖面,水系发育特征,两翼11个小型汇水盆地的水系密度、面积高度曲线和积分值分析表明...     

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。     

基于P5立体像对和高分辨率Google Earth影像的丽江-小金河断裂断错地貌解译

丽江-小金河断裂斜切中国西南“川滇菱块”,走向北东,为一高角度斜滑断裂.与平面遥感影像相比,通过三维影像解译断错地貌有显著的优越性.印度P5卫星数据具备真正2.5m分辨率,在制图方面,像对生成DEM以及制图精度可达1∶25000.本文依据立体像对提取DEM的原理,利用ENVI软件DEM Extraction模块提耿出了丽江-小金河断裂带P5立体像对的DEM.文中利用等高线套合分析法和剖面线法对DEM精度进行评价,结论认为,DEM精度优于1∶5万地形图等高线高程精度,而且与实时动态差分（RTK）测量结果比较一致.文章重点选取了丽江市北东方向干塘子和西南方向南溪盆地两处,将三种高程数据——从P5立体像对提取出的DEM、google earth影像地形高程和1∶5万矢量地形图等高线生成的DEM,结合Google Earth影像做成三维立体影像,较为直观地对三种高程数据进行了有效的对比,结论认为,P5立体像对生成的DEM精度最高.在室内利用高精度三维立体图对丽江-小金河断裂断层地貌进行了解译,经过野外踏勘和探槽验证,证明三维影像解译具有很高的利用价值.     

东大河阶地陡坎对民乐-大马营断裂垂直滑动速率的指示

祁连山北缘冲断带位于祁连山北缘与走廊盆地群的交界处,其中民乐-大马营断裂位于冲断带的东段民乐盆地和武威盆地之中,是民乐盆地南缘断裂。东大河由北至南横穿民乐-大马营断裂东段。其上游的支流横穿断层,其中的斜河发育了形态完整的阶地(T1—T6),被断层错断并在各级阶地上形成了形迹明显的断层陡坎。各级阶地上的陡坎走向近EW,并且由老至新高度依次降低,反映了断层位移量的累积。为了获得陡坎的横剖面,利用无人机对被错断的阶地实施了0.52km2范围内的扫描,生成了高精度的数字高程模型(DEM)影像,并利用它提取了各级阶地的横剖面形态。根据Thompson等(2002)的模式对各级阶地的上、下盘面分别进行线性拟合,通过蒙特卡洛模拟得到T6—T3的位错量95%置信区间分别为13.26~15.67m、9.74~10.13m、5.86~7.35m和5.03~5.60m。为了得到河流阶地的年代数据,在各级阶地的河流相砾石层顶部进行14C采样,此位置的14C年龄代表了阶地离开水面的年龄。获得T6—T2的年龄(Cal BP)分别为(16 405±210)a、(11 197±45)a、(5 697.5±52.5)a、(4 470.5±54.5)a和(3 137.5±77.5)a。利用各级阶地上陡坎的位错量和年代数据,对民乐-大马营断裂的垂直滑动速率线性拟合的结果为(0.91±0.09)mm/a,是1条全新世活动断裂。为人口稠密的民乐和永昌地区地震危险性分析提供了重要的地震活动性参数。     

畹町断裂带地貌特征及构造意义指示

为定量认识畹町断裂带地貌特征及其对构造的指示意义,基于30 m的DEM数据,采用空间分析方法,提取该断裂带地形剖面、地形起伏度、坡度、水系偏转角、河流纵剖面上凹指数等参数数值,得到了畹町断裂带构造地貌的一些定量化特征,并通过这些数值特征讨论了其指示的构造意义。结果表明,研究区总体地势以畹町断裂为界东北高西南低,海拔沿断层垂直方向随距离的增加而增加到1 500~2 000 m后趋于平稳。垂直断层方向的地形剖面反映的阶地特征与普通意义的侵蚀阶地的特征差异明显,表明畹町断裂在很大程度上控制了区域河流阶地的发育及其形态特征。断裂两侧水系分布明显不对称,沿走滑断裂水系发生系统性拐弯,且水系级别越高,其拐弯距离越长。沿畹町断裂(怒江干流)走向分布的11条水系偏转角的角度大致在45°~175°之间,多数分布在100°范围内,高于100°的有3个。畹町断裂带水系偏转角的数值特征说明水系在断层左旋走滑作用的长期影响下,汇入角发生了偏转。区域内92.31%的河流纵剖面上凹指数b1,纵剖面为凹形,反映了畹町断裂对其发育的影响。     

2003年民乐-山丹6．1、5、8级地震序列精确定位

利用遗传算法对2003年10月25日甘肃民乐-山丹6.1、5.8级地震及其余震进行了精确定位,并在此基础上结合地质资料讨论了此次地震的发震构造.定位结果表明:地震序列分布集中,两次主震主要沿着民乐-永昌隐伏断裂分布;震源深度主要分布在10～15 km范围内,平均深度为12.1 km;此次地震序列的发震构造为民乐-永昌隐伏断裂与童子坝河隐伏断裂所组成的大黄山隆起区前缘逆冲断裂,其中民乐-永昌隐伏断裂西段的NWW向局部断裂起主要作用.     

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。     

星载InSAR技术在西藏崩错地区构造地貌研究中的应用

利用ERS-1/2雷达卫星数据,通过合成孔径雷达干涉测量技术,提取了西藏崩错地区的数字高程模型(DEM),得到的ERS-1/2DEM在反映微地貌特征时明显优于中国1/25万DEM和2004年美国公布的90m分辨率的SRTMDEM。基于ERS-1/2DEM对崩错断层带进行地貌分析发现:在崩错断层带和蓬错断层带的交接部位地貌特征复杂,一类似于蓬错断层带的构造地貌穿过了崩错断层带上达孜-打沙断层,在这一位置达孜-打沙断层切过冲沟,表明达孜-打沙断层的这个段落在近期内活动过,同时被达孜-打沙断层切穿的冲沟切断了那卡-纳堆多断层,说明那卡-纳堆多断层比达孜-打沙断层形成时间要早     

2003年甘肃民乐——山丹地震隐伏发震构造的浅层地震勘探研究

采用浅层高分辨率多次覆盖共中心点地震反射技术,对2003年10月25日民乐—山丹地震隐伏发震构造:民乐—永昌断裂和童子坝河断裂,进行了地球物理勘探研究.地震勘探剖面揭示,民乐—永昌隐伏断裂与先前推测的断裂性质基本一致,为逆冲断层,倾向北东,倾角越往深部越缓,约在30°—45°之间,测线处上断点深度小于15m;童子坝河隐伏断裂根据地震剖面结合地貌特征及区域应力分析,可判定具正断层特性,倾向南西,倾角约77°,并非以前所认为的逆冲断层.上述两条断裂于晚第四纪表现出了一定的新活动性,其共同作用导致了2003年10月25日民乐—山丹MS6.1和MS5.8地震的发生.     

祁漫塔格北缘断裂晚第四纪以来活动特征初步研究

祁漫塔格北缘断裂处于青藏高原内部造山带地区,其构造活动反映了青藏高原的构造演化特征。本文采用活动构造和构造地貌相结合的研究方法,对该断裂的活动性进行初步分析研究。首先采用航卫片解译和野外调查,发现该断裂断错了山前全新世冲洪积扇,形成的断层陡坎高度在1.5~2.5m。通过扩散方程,并参考前人研究结果,认为祁漫塔格北缘断裂晚第四纪的抬升速率初步限定在1~2mm/a。我们基于数字高程模型提取的地形高程纵剖面和面积-高程积分,其结果也支持祁漫塔格北缘存在构造活动。     

龙门山南段晚第四纪逆冲活动的河流地貌研究

继2013年芦山MS7.0地震发生之后,龙门山断裂带南段的地震危险性得到了广泛的关注。为了深化对龙门山断裂带南段晚第四纪活动性的认识,我们对横跨该断裂带的青衣江上游河段开展了河流阶地调查与测量。在卫星影像和高分辨率DEM分析的基础上,基于SCGNSS(Sichuan Global Navigation Satelite System,四川省卫星定位连续运行基准服务平台)对河流阶地进行了精细测量和对比,开展了河流阶地的光释光测年,建立了青衣江上游河流阶地纵剖面图。耿达-陇东断裂、盐井-五龙断裂和小关子断裂(大川-双石断裂西支)均垂直断错了青衣江二级以上阶地,表现为逆冲活动,其晚第四纪平均垂直错动速率分别为0.21~0.30mm/a、0.12~0.21mm/a和0.10~0.12mm/a。晚第四纪以来,大川-双石断裂东支垂直错动不明显,金汤弧形构造带没有活动。通过青衣江河流阶地变形得到龙门山断裂带南段冲断带晚第四纪地壳缩短速率为0.48~0.77mm/a,该缩短速率约为龙门山断裂带中段的一半。结合前人对前陆区构造变形的研究,认为龙门山南段前陆褶皱带可能吸收了一半以上的地壳缩短量。龙门山断裂带南段3条主要分支断裂均为晚第四纪活动断裂,具有发生强震的危险性。     

新疆主要逆断层-褶皱构造区基本地震构造特征与潜在震源划分问题

本文介绍了新疆主要逆断层-褶皱构造区的基本特征,并对其潜在震源划分问题进行了初步的讨论。北天山山前推覆构造及乌鲁木齐以南的逆断裂-褶皱构造相对比较简单,由根部断裂、推覆体和前缘逆断裂-褶皱构造所组成;强地震的极震区或地震动的高值区可能位于推覆构造的根部断裂附近,而地震地表破裂和同震地表变形则位于山前逆断层-褶皱带内。南天山的柯坪推覆构造、库车推覆构造、帕米尔东北缘的弧形推覆构造,虽然也由多排逆断裂-褶皱构造带组成,但是其中的规模巨大、发育时间较长的逆断裂-背斜带,往往具备发生强震的条件。强震的极震区分布与地震地表断层位置比较一致,可作为强震的潜在震源。盆地内的新的盲逆断层-褶皱构造也具备发生6.5—7.0 级地震的能力,应作为震级上限为 7.0 级的潜在震源。由于对逆断层-褶皱构造的深浅构造关系及发震模型认识的不足,在潜在震源划分中应考虑这种不确定性。同时在潜在震源区划分中,还应考虑地震构造区的地震活动历史及构造活动性参数。     

西南天山柯坪逆冲推覆构造带的地壳缩短分析

柯坪逆冲推覆构造带是西南天山山前晚新生代以来形成的活动逆断裂-褶皱带,由5~6排近平行的弧形褶皱带组成,出露地层为寒武系—第四系。背斜形态多为复式箱状背斜和不对称的斜歪背斜,分别与断层弯曲背斜和断层扩展背斜的几何形态一致。地震勘探资料显示,各褶皱带前缘活动逆断裂在深部归并于统一的、由寒武系中的石膏层组成的滑脱面。滑脱面深度具有南浅北深、东浅西深的特点,皮羌断裂西侧滑脱面深度约为9km,东侧滑脱面深度为5km。在柯坪逆冲推覆构造中部的皮羌断裂东西两侧各5km和8km的位置,以断层弯曲褶皱和断层扩展褶皱构造模型为指导,用线长平衡的方法完成了2条长度分别为78km和73km的平衡地质剖面,恢复到变形前的形态后计算出这2条剖面上的地壳缩短量分别为40km和45km,缩短率为33%和37%。由于对柯坪逆冲推覆构造开始形成时间的证据较少,所以要计算长期的缩短速率是比较困难的。对比天山南麓库车活动逆断裂-褶皱带的形成时代,以及柯坪逆冲推覆构造与印干断裂的关系,认为柯坪逆冲推覆构造形成于第四纪早期的西域砾岩沉积阶段,按距今2.5Ma计算,柯坪逆冲推覆构造的地壳缩短速率是15.4~17.3mm/a     

香山-天景山断裂带西段的运动性质变化及其成因机制

香山-天景山断裂带作为青藏高原东北缘弧形构造带的重要组成部分,其东段整体表现为逆-左旋走滑运动性质。相反,其西段运动性质较为复杂,其上一系列的断错地貌特征以及在人工探槽和天然露头剖面上观察到的断裂运动性质,显示整个西段主要以正-左旋走滑运动为主,只在局部特定位置存在逆冲运动分量。为了确定香山-天景山断裂带西段运动性质变化的成因机制,从断裂的几何结构特征对其进行分析,得到影响与控制西段运动性质的3个主要因素:1)阶区构造,断层的左行左阶雁列式结构形成拉张型阶区,并控制着阶区附近及其内部断层的正-左旋走滑运动;2)尾端构造,在断裂端部存在阻止断层破裂传播的障碍体时,断裂一盘向前推挤的一端就会发生挤压构造变形,断层以逆-左旋走滑运动为主;3)双弯构造,次级段内部断层走向变化并呈右阶排列时,中间弯曲段在左旋走滑作用下形成局部挤压应力环境,表现为逆-左旋走滑运动。此外,天景山次级块体做SEE向运动,在其尾端形成走滑拉张构造环境,也是西段以正-左旋走滑运动为主的重要原因。香山-天景山断裂带西段的形成演化过程说明,在青藏高原东北缘弧形构造带向N扩展的过程中,整个香山-天景山断裂带可能并不是同时期形成的,而是分为运动性质显著不同的2个阶段,并表现为自东向西侧向扩展的形成演化模式。     

新疆主要逆断层-褶皱构造区基本地震构造征与潜在震源划分问题

本文介绍了新疆主要逆断层-褶皱构造区的基本特征,并对其潜在震源划分问题进行了初步的讨论.北天山山前推覆构造及乌鲁木齐以南的逆断裂.褶皱构造相对比较简单,由根部断裂、推覆体和前缘逆断裂.褶皱构造所组成;强地震的极震区或地震动的高值区可能位于推覆构造的根部断裂附近,而地震地表破裂和同震地表变形则位于山前逆断层.褶皱带内.南天山的柯坪推覆构造、库车推覆构造、帕米尔东北缘的弧形推覆构造,虽然也由多排逆断裂.褶皱构造带组成,但是其中的规模巨大、发育时间较长的逆断裂.背斜带,往往具备发生强震的条件.强震的极震区分布与地震地表断层位置比较一致,可作为强震的潜在震源.盆地内的新的盲逆断层.褶皱构造也具备发生6.5-7.0级地震的能力,应作为震级上限为7.0级的潜在震源.由于对逆断层.褶皱构造的深浅构造关系及发震模型认识的不足,在潜在震源划分中应考虑这种不确定性.同时在潜在震源区划分中,还应考虑地震构造区的地震活动历史及构造活动性参数.     

焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带第四纪变形

焉耆盆地是塔里木盆地东北缘天山山间的重要坳陷区,盆地北缘发育的和静逆断裂-褶皱带是一条现今活动强烈的逆断裂-褶皱带,对其第四纪以来缩短量和隆升量的计算有利于分析该区域的构造活动情况,对缩短速率和隆升速率的估计可以与天山造山带其他区域的活动速率进行横向对比,从而反映出焉耆盆地在天山晚新生代构造变形的作用。在深部资料不足的情况下,对背斜形态完整、构造样式简单的和静逆断裂-褶皱带,利用地表可获得的地层和断层产状,通过恢复褶皱几何形态,计算褶皱的缩短量、隆升量和断层滑动量,得到逆断裂-褶皱带早更新世晚期(1.8Ma)、中更新世(780ka)和晚更新世中期(80ka)以来的缩短量分别为1.79km、0.88km和26m,初步估计的缩短速率分别为0.99mm/a、1.13mm/a和0.33mm/a。显示和静逆断裂-褶皱带自开始形成以来构造活动强度并不一致。与地壳形变观测结果对比,作为南天山东段最主要的坳陷区,焉耆盆地吸收了这一区域(86°～88°E)的大部分地壳缩短,且主要表现为盆地北缘新生逆断裂-褶皱带的强烈变形。     

大别山东麓河流变形研究与郯庐断裂带活动性分析

基于数字高程模型(DEM),使用ARCGIS软件提取大别山东麓跨郯庐断裂带的河流及其纵剖面,并进行河流分级,结合遥感解译及野外调查研究不同级别河流跨断层的平面形态特征与纵剖面特征。研究发现:大别山东麓各级河流均无规律性变形,大多数河流纵剖面跨断层处不存在断层陡坎,河流T1级阶地跨断层连续分布无变形迹象,这些特征反映断层晚更新世以来可能不活动或活动微弱;调查了多个断裂露头,其中桐城挂车河基岩断层及太湖殷家上屋基岩断层中断层泥ESR年龄测试结果分别为(507±142)ka BP、(826±99)ka BP,综合大别山东麓河流变形特征、断层泥ESR年龄测试结果及前人研究资料,认为大别山东麓郯庐断裂带在中更新世存在活动,晚更新世以来可能不活动或活动微弱。     

乌鲁木齐城市活断层发震构造模型初探

根据地表活断层资料、深地震反射剖面资料、石油地震剖面资料、流动地震观测和小震精确定位资料,通过与北天山山前典型发震构造的对比及逆断裂-褶皱与推覆构造的基本结构特征,初步建立了乌鲁木齐目标区发震构造模型。乌鲁木齐目标区可分为2个主要的地震构造,它们均是逆冲推覆构造。西侧为北天山山前逆冲推覆构造,由根部逆断裂、中部滑脱面和前缘挤压褶皱隆起带组成,根部逆断裂及前缘挤压褶皱带上发育全新世活断层,滑脱构造具有自南向北扩展的特点,未来的7级强震可能发生在根部断裂附近,而前缘挤压褶皱隆起构造,即西山隆起及其相伴生的西山断层和王家沟断层组、九家湾断层组,不具备发生大于6.5级地震的条件。东侧为博格达弧形推覆构造的西翼,其发震构造也由根部逆断层、中部滑脱层和前缘挤压褶皱隆起带组成,推覆构造具有自南向北扩展的特点。现今的推覆体前缘为阜康南断裂和古牧地背斜。该推覆构造带内部的雅玛里克断层、白杨南沟断层、碗窑沟断层和八钢-石化断裂,不是全新世活动断层,不具备发生大于6.5级地震的条件。     

龙门山南段前缘地区活褶皱-逆断层运动学机制——以芦山地震为例

2013年4月20日发生在龙门山南段的芦山MS7.0地震是继发生在龙门山中北段的汶川MS8.0地震之后的又一次强震。本文通过震后地表变形特征、余震分布、震源机制解、石油地震勘探剖面、历史地震数据等资料,结合前人对龙门山南段主干断裂、褶皱构造特征的研究以及野外实地考察,应用活动褶皱及"褶皱地震"的相关理论,初步分析芦山地震的发震构造模式。认为芦山地震为典型的褶皱地震,发震断裂为前山或山前带一隐伏断裂。构造挤压产生的地壳缩短大部分被褶皱构造吸收。认为龙门山南段前缘地区具有活褶皱-逆断层的运动学特征,表明龙门山逆冲作用正向四川盆地内部扩展。     

扎格罗斯山前Fauqi背斜滑脱生长褶皱的构造几何解析与模拟

利用满覆盖采集的三维地震剖面,对Fauqi背斜平面构造变形格局及剖面构造变形样式进行了详细的构造解析;基于断层滑脱褶皱模型,采用正演平衡地质剖面技术,开展了Fauqi背斜深部滑脱耦合浅部生长褶皱及断裂的运动学模拟,提取的构造特征与实际地震剖面特征基本一致;利用构造解析成果,结合生、储、盖时空配置关系分析,探讨了Fauqi背斜的石油差异性富集机制.结果表明:在深部的滑脱作用、浅部生长地层的同构造沉积作用,以及来自扎格罗斯山的南西向水平构造应力挤压作用等的叠加耦合下,形成了Fauqi背斜差异性平面构造变形格局及层次性剖面构造变形样式;正是差异性构造变形造成了Fauqi背斜中石油的差异性富集;而通过深部滑脱耦合浅部生长褶皱及断裂运动的计算机模拟,发现Fauqi背斜褶皱的水平滑移距离达3.5km左右.