大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿...     

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。     

西秦岭南部地形异常隆起与构造解释——兼论东昆仑断裂东段的走滑转换

西秦岭造山带位于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂的应变转换区,关于该区宏观地形地貌与构造活动的关系研究仍较薄弱。文章基于分辨率为30 m的SRTM1-DEM数据,利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具集(地表分析、水文分析等),提取西秦岭地区的地形地貌参数(坡度、起伏度)、流域地貌参数(流域盆地不对称度)和3条地形条带剖面,据此分析西秦岭地区的宏观地形地貌特征,结合区域活动断裂的几何图像和走滑分解,探讨西秦岭地区宏观地形地貌与构造活动的关系。研究结果如下：第一,西秦岭南部为坡度和起伏度的高值区,呈帚状散开形态,以3像素×3像素为统计单元的坡度可达86°,起伏度可达694 m;当步长为0.54 km时,西秦岭南部白龙江流域的平均地形起伏度(862 m、 1104 m、 1200 m)显著高于西秦岭北部的洮河-渭河流域(489 m、 594 m、 526 m),白龙江流域的河谷横剖面呈窄“V”形,以上结果表明西秦岭南部为地形异常隆起区,受到了强烈的构造抬升与河流下切;第二,白龙江流域盆地不对称度为67.5,远离对称状态(流域盆地不对称度=50),白龙江南西侧的流域面积远大于北东侧,说明白龙...     

中国活动构造与地震活动

文中研究了中国活动构造与地震活动的关系 ,包括活动断裂、活动褶皱、活动盆地和活动块体与地震活动的关系。全部 8级、绝大部分 7～ 7.9级地震均发生在活动块体边界活动构造带内 ;但对内部有次级活动构造的块体而言 ,少数 7～ 7.9级地震和部分 6～ 6 .9级地震也可能发生在块体内部的活动构造带上。大地震与活动断裂、活动褶皱和活动盆地的关系十分紧密 ,70多次 7级以上地震的同震破裂带及其位移参数与活动构造完全一致 ,7～ 8级地震均发生在活动断裂、活动褶皱和活动盆地带内 ,仅个别地震由于发生在高原和高山区 ,情况不明 ,6～ 6 .9级地震则大约有 5 %～ 15 %发生在活动构造带外或者情况不明。由于中国各断块区应力环境的差别 ,各区活动构造变形和地震发震构造类型也有所不同 ,文中对不同构造区走滑型 ,逆断裂褶皱型和正断裂拉张型活动构造和地震发震构造模型作了讨论。     

四川盆地熊坡背斜构造特征及其成因机制

基于地震剖面解释、数字高程模型、历史地震、测年数据及钻孔等资料,分析了四川盆地熊坡背斜的构造特征、运动学特征及其成因机制。结果显示：(1)熊坡背斜与蒲江-新津断裂空间展布上具有较强的一致性,表现出断层传播褶皱模型,变形显著,缩短量为7.2 km,缩短率约为30％;(2)熊坡背斜隆起于(1.0±0.2) MaB.P.之后,且中更新世早期及晚更新世曾发生过强烈活动,使背斜两侧第四系厚度产生明显差异;(3)蒲江-新津断裂现今地震活动明显且小震频繁,曾有Ms=5.0～5.9的地震历史记录;(4)来自龙门山与扬子克拉通的挤压应力以及断层-滑脱作用是形成熊坡背斜的主要应力机制。熊坡背斜并非均匀应力下连续变形的产物,而是由于断裂活动时发生快速抬升而形成的。     

松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿成矿的控制作用——来自磷灰石裂变径迹的证据

本文针对松辽盆地北部隆起区的4个钻孔13件样品系统展开了磷灰石裂变径迹测试,揭示了松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿床的限制作用。13件磷灰石裂变径迹测试结果表明,松辽盆地北部晚白垩世以来的构造演化过程主要经历了3期快速隆升事件:(1)晚白垩世—始新世(71～48 Ma),期间以8～56 m/Ma的平均速率隆升,盆地北部整体呈抬升状态;(2)早渐新世—中新世(36～18 Ma),期间以24～49 m/Ma的平均速率隆升,盆地北部呈差异性抬升过程,第二期抬升事件隆升强度和持续时间较第一期抬升事件略低;(3)中新世-至今(18～0 Ma),期间以2～19 m/Ma的平均速率隆升,盆地北部缓慢抬升,构造活动较弱,三期构造抬升事件与太平洋板块俯冲速率和方向转向密切相关。结合前人低温热年代学数据,针对南部地区钱家店铀矿床成矿年代学成果研究发现,新生代以来的构造抬升事件伴生其后均成藏有砂岩型铀矿,砂岩型铀成矿与新生代构造密切相关,尤其与中新世末次隆升事件紧密相关,成矿过程延续至今。     

新生地震构造带——马边地震构造带最新构造变形样式的初步研究

以雷波地区为例,通过野外地质地貌调查,结合探槽技术以及年代测试结果,获得了有关马边地震构造带最新构造变形样式及其性质的初步认识。研究结果表明：马边地震构造带内的雷波地区存在一条北东东向雷波断裂带,它断错的最新地层时代在40ka左右,属晚更新世活动断裂;在活动性质上,为一条以右旋走滑运动为主的断裂。北北西向玛瑙断裂在第四纪风化壳中存在两次突然位错事件,在剖面上的错距分别为0.5m和>0.7m;最新错动面产状陡立,存在水平左旋位错的构造地貌证据。马边地震构造带上北东东向断裂与北北西断裂不是一种从属关系,而是在现代构造应力场条件下两组呈共轭关系的剪切断裂,它们代表了马边地震构造带最新构造变形样式,具新生性。马边地震构造带的破坏性地震以中强地震为主,具有频度高、成带性差等特点,这符合共轭状构造变形样式可能引起的地震活动特征。马边地震构造带位于青藏高原东缘南部,初步分析表明：一种受重力作用控制的中下地壳塑性流展模型,可以对该地区包括大凉山断裂带、安宁河断裂带以及鲜水河断裂带在内的断裂构造的活动习性做出较合理的解释。伴随着高原内部中下地壳物质持续向外流展,高原边界向外扩张形成新的边界,并表现为一条新生地震构造带。     

青藏高原昆仑—汶川地震系列与巴颜喀喇断块的最新活动

青藏高原是中国最主要的地震活动区之一。最近十多年来,在青藏高原中部连续发生了1997年西藏玛尼Ms7.5级地震、2001年青海昆仑山Ms8.1级地震、2008年3月新疆于田Ms7.3级地震和5月四川汶川Ms8.0级地震及2010年青海玉树Ms7.1级地震,它们相继发生于青藏断块区巴颜喀喇断块四周边界活动断裂带上,是该断块最新活动的结果。发生于断块南北边界断裂上的3次地震都是走滑断裂错动的结果,发生在断块东南端的汶川地震则是挤压逆冲断裂的产物,而西北端的于田地震则呈现出张性特征,它们共同反映青藏断块区巴颜喀喇条状断块向东南方向滑动的最新活动。自1900年以来,青藏断块区和巴颜喀喇断块的强震活动表现出多期活动和区域性转移的特征,20世纪早期Ms7.0级以上强地震活动的主体地区在青藏断块区北部边界构造带,中期转移到高原南部喜马拉雅板块边界构造带和断块区南部断块,最近十多年来则在巴颜喀喇断块及周缘边界断裂上活动。青藏高原这种块体活动和地震活动与澳大利亚-印度板块对亚洲大陆的推挤作用相关,因而,青藏高原和巴颜喀喇断块的强震活动与澳-印板块边界苏门答腊强震活动相对应。目前苏门答腊地区强震活动仍在继续,因此,近期对巴颜喀喇断块及青藏高原南部地区的强震活动和强震危险性仍需加以注意。     

青藏高原东缘龙门山冲断带与四川盆地的现今构造表现:数字地形和地震活动证据

龙门山冲断带位于四川盆地与青藏高原东缘之间,其现今地貌和构造活动表现对于理解青藏高原东缘和四川盆地晚新生代的演化具有非常重要的意义。已有的认识多数是从“山”的角度得出的,我们尝试从“盆”这一角度,利用近20年来的地震活动资料和地震反射剖面,结合数字高程模型(DEM),通过三维可视化分析软件来探讨四川盆地及龙门山的地貌特征和现代构造活动表现。初步研究结果表明:1)龙门山的现今地貌和地震分布具有明显的南北分段性;2)青藏高原东缘活动块体边界表现为由龙门山南段北东向构造在安县附近转折为岷山的南北向构造;3)龙门山南段的现代地震活动已深入四川盆地内部,形成地壳规模的楔形逆冲构造,地震活动、现代地貌和地震反射剖面的证据揭示了龙门山及四川盆地存在晚新生代构造缩短的可能性。     

2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发震构造浅析

2017年8月8日21时19分,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震中位于巴颜喀拉块体东边界虎牙断裂和东昆仑断裂带东段塔藏断裂交汇区域,地震构造背景较为复杂。地震导致了房屋和道路破坏、滑坡崩塌。根据高分辨率卫星影像解译、阶地坎变形的测量和测年数据得到：塔藏断裂东段晚第四纪以来以左旋走滑为主,兼逆分量,水平滑动速率为2.7~4.1 mm/yr,垂直滑动速率为0.56~0.6 mm/yr。结合此次地震的主余震分布、主震震源机制解等综合结果,初步建立了三维发震构造模型,分析认为此次地震属于走滑型地震,主破裂倾角57°~77°,发震断层可能是塔藏断裂的一条分支,是青藏高原块体向东推挤的一次地震事件。基于历史地震、活动断裂和形变观测方面的研究,巴颜喀拉块体具备显著的强震构造背景,对于该块体边界带周缘的强震活动和变形需要继续关注。     

青藏高原西北部帕米尔东北缘构造地貌与活动构造研究

新生代以来,印度板块与欧亚大陆的碰撞和持续的汇聚在青藏高原西北部的帕米尔地区造成了强烈的陆内变形,形成一系列典型的构造地貌。文章在卫片解译、DEM数据处理的基础上,结合野外地质、地貌观察与测量,对帕米尔东北缘的构造地貌与活动构造特征进行了研究,取得以下认识： 1)在英吉沙地区,通过测量地貌变形面计算出英吉沙背斜隆起高度约为230m,并利用面积平衡法估算出英吉沙背斜的最小构造缩短量约为110m,参考前人的年代学数据计算出英吉沙背斜在中更新世以来的最低隆升速率约为0.23mm/a,最小构造缩短速率约为0.11mm/a; 2)在帕米尔前缘,乌泊尔断裂为一条伴随右旋走滑分量的逆冲断裂,该断裂的右旋走滑作用错断了古近纪地层及流过断裂的河流,通过测量单次地震造成的水系错断量并参考前人研究的该地区大震复发周期约为1000年,估算出该断裂的平均走滑速率为 4.0～6.8mm/a,并推测断裂开始活动的时间大约在 2.2～3.0Ma以前; 3)对喀什地区构造地貌特征的观察与研究表明,明尧勒－喀什背斜和阿图什－踏浪河背斜可能分别为帕米尔东北缘西昆仑山山前冲断带和西南天山山前冲断带的前缘,该地区以西,帕米尔东北缘西昆仑山和西南天山两大构造系统已经发生了碰撞和拼贴。     

中国东北地区地震空间分布与主要断裂带、深部构造及应力场关系

中国东北地区在北东东向应力场控制下, 地震有其特殊性。地震空间分布和深度统计结果表明, 东北地区地震主要受岩石圈断裂(开原-赤峰断裂带) 控制, 以44°N为界, 南北具有明显差异。北部地震发生的数量少于南部, 震源深度主要集中在4～6 km和8～12 km两个深度范围内; 而南部主要集中在8～12 km和28～30 km两个深度范围内。发震深度分析显示, 开原-赤峰、郯庐断裂带、大兴安岭断裂带下可能存在地温较低的区域, 使地震可以在深部孕育。地震分布的Vp和Vs剖面资料的研究暗示, 断裂与速度变化带、断裂与断裂的相交区域是地震易发生区域。     

泛亚铁路滇西大理至瑞丽沿线主要活动断裂与地震地质特征

根据最新的遥感影像解译和地表调查成果,分析总结了拟建的云南大理至瑞丽铁路沿线区域最新的地表变形特征、主要活动断裂带的几何分布与运动学特征。结果显示,影响该区地壳稳定性的活动断裂带主要有10条,从东到西包括：点苍山东麓断裂、云龙-永平断裂带、保山断裂带、蒲缥-施甸断裂、太平-罗明坝断裂、镇安断裂带、龙新共轭断裂系、黄连河共轭断裂系、龙川江断裂和畹町断裂带,其中晚第四纪期间活动性最显著、对工程场地稳定性影响最大的是：点苍山东麓断裂带、保山盆地西缘断裂带、蒲缥-施甸断裂、畹町断裂带等。同时,通过整理分析近代强震资料发现,仅根据历史强震资料所揭示的高地震烈度区是不全面的,结合最新的活动断裂调查成果,对大瑞铁路沿线区域的地震烈度分区进行重新划分后,认为大瑞铁路工程场地区从东到西至少存在：大理－弥渡、保山、蒲缥－施甸、镇安－荆竹坪和瑞丽－畹町5个大于等于Ⅸ级的高地震烈度区,需要在铁路工程建设的抗震设防时给予重点关注。     

泛亚铁路滇西大理至瑞丽沿线主要活动断裂与地震地质特征

根据最新的遥感影像解译和地表调查成果,分析总结了拟建的云南大理至瑞丽铁路沿线区域最新的地表变形特征、主要活动断裂带的几何分布与运动学特征。结果显示,影响该区地壳稳定性的活动断裂带主要有10条,从东到西包括：点苍山东麓断裂、云龙-永平断裂带、保山断裂带、蒲缥-施甸断裂、太平-罗明坝断裂、镇安断裂带、龙新共轭断裂系、黄连河共轭断裂系、龙川江断裂和畹町断裂带,其中晚第四纪期间活动性最显著、对工程场地稳定性影响最大的是：点苍山东麓断裂带、保山盆地西缘断裂带、蒲缥-施甸断裂、畹町断裂带等。同时,通过整理分析近代强震资料发现,仅根据历史强震资料所揭示的高地震烈度区是不全面的,结合最新的活动断裂调查成果,对大瑞铁路沿线区域的地震烈度分区进行重新划分后,认为大瑞铁路工程场地区从东到西至少存在：大理-弥渡、保山、蒲缥-施甸、镇安-荆竹坪和瑞丽-畹町5个大于等于区级的高地震烈度区,需要在铁路工程建设的抗震设防时给予重点关注。     

阿尔泰山活动断裂

文中介绍了位于亚洲腹地阿尔泰山地区的活动断裂。中国阿尔泰山 (阿尔泰山西南麓 )和蒙古阿尔泰山 (阿尔泰山的东麓 )以NNW向大型走滑断裂为主 ,科布多断裂是阿尔泰山东麓的一条主要NNW向走滑断裂 ,长度近 70 0km。第四纪中晚期右旋走滑速率可达 6 10mm/a ,其上发现有长逾2 0 0km的古地震形变带。富蕴断裂则是阿尔泰山西南麓的一条主要NNW向断裂 ,中晚第四纪的走滑运动速率为 (4± 2 )mm/a ,在中国阿尔泰山的西端还发育规模相对较小的NNW向右旋走滑断裂 ,中晚第四纪走滑速率为 (2± 1)mm/a。中国阿尔泰山 (阿尔泰山的西南麓 )还发育NWW向右旋走滑逆断裂 ,其规模相对较小 ,至中国阿尔泰山西端NWW向的额尔齐斯断裂具有明显的右旋走滑性质。蒙古阿尔泰山的南端则发育近东西向的左旋走滑逆断裂。在与戈壁阿尔泰山交汇部位 ,左旋走滑运动具主导作用。戈壁阿尔泰山发育的戈壁阿尔泰断裂带断续延伸可达 10 0 0km以上 ,目前的研究认为 ,其滑动速率为 12mm/a。其中的博格德断裂上 195 7年发生了戈壁阿尔泰 8.3级地震 ,形变带长约 2 5 0km。阿尔泰山活动断裂的规模、运动强度和强地震活动表明这里不仅受到遥远的印度板块北向推挤作用的影响 ,而且受到较近的地球动力学过程的影响或控制。     

塔里木盆地库车坳陷西秋古隆起的形成及其演化

重力异常资料显示, 库车坳陷南缘西秋构造带深层发育有基底隆起。本文通过地震资料解释确认了西秋构造带深层古隆起的结构, 分析了古隆起的形成和演化过程。西秋构造带南侧边缘存在一条区域性基底断裂, 断裂北侧新生界下伏中生界、古生界明显减薄或地层缺失, 总体上表现为断背斜形态的古隆起构造。结合区域构造演化分析认为, 泥盆纪—石炭纪(D—C)塔里木克拉通边缘隆升、二叠纪—三叠纪(P—T)受南天山负荷影响产生的克拉通边缘压陷的构造演化过程中, 西秋构造带处于"跷跷板"式地壳升降运动的"支点"部位, 发育古隆起和基底卷入高角度断层, 晚期南天山隆升向南斜向推挤的挤压剪切应力场使古隆起边界断层复活, 基底断裂活动并在新生界之下形成冲断隆起。     

塔里木盆地塔中隆起及北围斜区断裂体系与油气成藏关系

笔者探讨了断裂在油气聚集中的作用,它是制约塔中隆起及北围斜区油气分布规律的关键因素。基于地震资料断裂解析,塔中隆起及北围斜区断裂体系主要由北西—南东延伸的压扭性断裂带与北东—南西延伸的走滑断裂构成。断裂体系主要形成于中晚加里东中期,此后经历了晚加里东、晚海西和喜山期的继承性活动与改造。中加里东中期构造是该区构造的主要定型期,断裂不仅控制了构造带发育,也是风化壳岩溶储层、礁滩相储层、热液溶蚀碳酸盐岩储层形成关键因素。断裂带后期活动为油气运聚提供了通道,北北东断裂是油气由北部坳陷向隆起长距离运聚的主要通道。断裂带的复杂性造就了研究区油气具有沿断裂带分布,成藏模式多样,差异富集特征。     

西藏门巴地区嘉黎断裂带变形特征及演化

地质剖面测量和区域构造解析方法研究表明,嘉黎断裂是一条多期活动并在不同时期显示不同性质的、有着长期发展历史的深大断裂。在晚三叠世-侏罗纪时期,班公湖-怒江洋盆南侧比如弧后盆地发生裂解,此时的嘉黎断裂应是北倾的正断层,控制着弧后盆地的沉积。晚侏罗世-早白垩世时期,伴随着盆地的消亡,出现一系列由南向北的逆冲断裂和蛇绿岩的就位。中新世至第四纪,嘉黎断裂带表现为伸展构造体系,局部出现右旋走滑,形成机理是青藏高原隆升导致构造块体不均匀运动和塌陷所致。     

内蒙古大青山山前断裂带构造变形特征

大青山山前断裂带沿大青山山前呈近东西方向展布,是河套新生代断陷盆地形成的主要控制断裂,由一系向南倾斜的阶梯状高角度断层组成。断裂带活动以北升南降的垂直差异运动为主,具有长期活动发展演化历史。该断裂带在白垩纪时期开始形成,其活动可划分为5 个演化阶段: 早白垩世初始形成阶段、古近纪-新近纪、早中更新世、晚更新世和全新世构造变形阶段。该断裂带的形成受区域构造应力场控制,是区域上南北向伸展而形成的近东西方向张性正断层。     

高密度电法在和田隐伏断层探测中的应用

西昆仑山前一系列的新生代背斜的翼部往往伴生向南斜倾的逆断裂,这些断裂隐伏于早更新世或中更新世洪积砂砾石层,构成了和田隐伏断裂带。该断裂带由2条陡坎状断层组成,宽约10.6km,深度20~300m,落差110~270m。根据卫星影像和地质工作成果,和田隐伏断裂的一支从和田市南部穿过,但南郊飞机场附近没有露头,为探查断层在该区域的位置及深度,沿垂直于推测的断层走向布设2条测线,采用温纳（WN）测量系统对其进行探测。探测结果表明：2条测线皆发现了逆断层,均上切错断了上覆晚更新世地层,其中测线1存在2处断层,一处断层倾向南,倾角50°左右,另一处断层倾向北,倾角约55°;测线2存在一处断层,倾向北,倾角近80°。通过比对高密度电法资料和地质出露点剖面,推断和田断层在第四系以来有过两次明显的活动,导致晚更新世砂砾石土层被断错。