青藏高原中南部格仁错断裂晚第四纪活动性及区域动力学意义

<正>青藏高原的隆升和变形机制,一直以来是国内外地学工作者关注的热点问题之一。20世纪70年代,通过对美国Landsat卫星遥感影像的解译,奠定了青藏高原构造基本框架。但是大规模对青藏高原形成和演化进行详细研究还是在近30年,通过大量的地球物理深部探测资料,人们试图解开印度板块和欧亚板块的碰撞演化过程,并提出了相应的动力学模型,最终都归结为连续和非连续变形2种模式,这2种模式集中争论的焦点是青藏高原变形与断裂     

西藏中部格仁错断裂带活动特征及分段研究

格仁错断裂是西藏中部的一条重要断裂,在对该断裂进行ETM遥感影像解译基础上,分析总结认为该断裂带为由一组北西走向的雁列断裂组成.根据野外实地考察断裂对冰水冲积扇、冲积阶地、冲沟及山脊位错等判断,北西向主要断裂以右旋为主,兼有张性正断性质,但在不同段落断裂结构及活动性质有所不同.根据断裂结构和活动性差别,并考虑受南北向申...     

藏北改则县别若则错活动断裂的发现及其地质意义

由于调查研究资料有限,目前对藏北高原内部近EW向的伸展变形样式和具体调节机制一直存在诸多争议。最新开展的地表调查在藏北高原西部的别若则错新发现了1条长约20km、走向近NNW的走滑断裂。该断裂表现出断塞塘、水系错动及断层崖等典型的走滑断裂变形标志。水系错动及构造地貌显示,别若则错断裂是以右旋走滑运动为主、兼具明显正断分量的张扭性断层,是高原内部近EW向伸展变形的产物。通过与羌塘古大湖进行对比分析,认为该断裂错断的最新地貌体是晚更新世的冲洪积扇,未错断全新世扇体,且断崖坡角已显著变缓,表明其最新活动时间可能为晚更新世。综合分析地表调查和遥感影像的错断位移恢复结果,发现最新一次断裂活动的最大右旋走滑位移约2～3m。晚更新世早—中期冲洪积扇体的累积最大右旋走滑位移约44m,垂直错动约2m,由此推测该断裂晚第四纪以来走滑速率约1mm/a,显示弱走滑变形特征。别若则错断裂近NNW的走向与印度和欧亚板块碰撞的主压应力轴(σ1)的夹角约30°,而已发现的区域性共轭走滑断裂与σ1呈约60°～75°的较大夹角,两者显著不同,表明藏北地区共轭走滑断裂带的组合方式可能存在不同的样式:一种是钝角,可能与拉萨和羌塘地体内的剪切作用或块体挤出有关;另一种是锐角,可能代表着新生破裂特征,推测其可能与高原内部近SN向正断层的N向的延伸有关,其成因机制仍需进一步研究。     

临潼-长安断裂错距及其分布特征

临潼-长安断裂是渭河盆地内部骊山凸起与周至-户县凹陷之间一条重要的边界性断裂。通过大范围自然冲沟、人工取土场、道路开挖边坡和路堑的野外观察,新发现临潼-长安断裂露头40余处。基于各露头不同年代古土壤标志层错距的量测,获得了晚始新世以来该断裂的位移分布。第四纪以来的断层位移分布显示出该断裂中段断距较大,活动较为强烈     

青藏高原东北缘主要断裂滑动速率及其动力学意义

本文利用青藏高原东北缘地区1991—2015年的GPS速度场资料, 基于弹性球面块体模型获得了区域活动断裂的滑动速率, 并讨论了断裂滑动速率分配的动力学意义。 反演结果表明, 青藏高原东北缘地区主要块体以北东向并兼顺时针旋转运动为主; 区域断裂平均闭锁深度为17 km; 另外, 各主要断裂滑动速率也不尽相同。 其中, 阿尔金断裂、 东昆仑断裂左旋走滑速率为10～12 mm/a, 祁连—海原断裂左旋走滑速率为3～5 mm/a, 鄂拉山断裂、 拉脊山断裂右旋走滑速率为1～3 mm/a。 阿尔金断裂、 祁连—海原断裂、 东昆仑断裂的走滑速率被其端部的山脉隆起和逆冲断裂所吸收和转换, 鄂拉山断裂和拉脊山断裂则起到了调节块体间运动平衡的作用。     

龙日坝断裂带晚第四纪活动及其与周边断裂的运动学关系

正欧亚板块与印度板块的碰撞,导致了青藏高原的大幅度隆升,并造就和改变了整个欧亚大陆的构造格局,对亚洲地区的气候与环境产生了重大影响。同时,还造成了青藏高原向东运动。青藏高原东缘形成了整个高原最为陡变的地形梯度,是目前研究青藏高原向东运动及青藏高原东缘隆升机制的重要场所。2008年汶川MS8.0地震造成了龙门山断裂带的破裂,这更激发了对青藏高原东缘隆升机制研究的兴趣。关于青藏高原东缘的变形机制主要有两个     

郯庐断裂带江苏段安丘-莒县断裂全新世活动及其构造意义

郯庐断裂带是中国东部重要的活动断裂带和边界构造带,其鲁苏段全新世活动断层的空间展布和古地震序列是地学关注的焦点问题,也是准确评价区域地震危险性的重要参数.以往研究工作多集中在郯庐断裂带地表地貌现象明显且有强震记录的山东段,而江苏段则研究程度相对较低,有关郯庐断裂带江苏段全新世活动断层范围和古地震序列问题存在争议.本文利用野外地质地貌调查、浅层地震勘探、钻孔联合剖面以及古地震探槽等多层次综合方法,重点开展郯庐断裂带江苏段全新世活动断层的分布和古地震序列研究.结果显示全新世时期,安丘-莒县断裂是郯庐断裂带江苏段的主要活动断层,且江苏全段该断层都是全新世活动断层.通过对比宿迁闸-皂河镇断裂南北安丘-莒县断裂的断层地貌和断层最新活动时间,并结合宿迁闸-皂河镇断裂在第四纪没有活动过等证据,推测该断层在全新世时期并不是区域阻碍破裂的断层.探槽揭示郯庐断裂带江苏段全新世两次古地震事件,事件Ⅰ限定在（6.2±0.3）-（13.4±0.7）ka B.P.之间,而事件Ⅱ限定在（2.5±0.1）ka B.P.到现今,全新世两次古地震间隔较长.基于构造类比法,安丘-莒县断裂具有深部孕震的构造特点,是区域未来强震的潜在发震构造.

     

西藏阿里阿鲁错地堑系的第四纪活动性、最新同震地表破裂及其地震地质意义

藏北高原非常薄弱的活断层调查程度和不完整的历史地震资料等,限制了对青藏高原内部活动构造的变形机制及强震活动特征等问题的深入认识。文中通过综合地质、遥感和地震等资料对阿里北部进行详细的活断层解译,重点对阿鲁错地堑系南段昆楚克错地堑西侧边界正断层的第四纪活动性、新发现的最新同震地表破裂及其震级与形成时间等进行了深入分析。研究结果表明,阿里北部第四纪期间以近EW向伸展变形为主,发育了以近SN向正断层和由NW向与NE向走滑断层构成的共轭走滑断层为主的高密度活断层系统。沿昆楚克错地堑西缘主边界正断层新发现的最新同震地表破裂整体沿NNW向雁列展布,总长约400m,最大垂直位移约0.8m,平均垂直位移为0.3～0.4m。结合历史地震记录和经典的“地表破裂位移与震级”统计关系式推断,该破裂应是震源深度为35km的1955年革吉县纳屋错东M_W6.5强震事件的结果。综合该地表破裂的发育特点推断,震源深度对地表破裂参数存在显著影响,震源偏深时的地表破裂长度可远小于震源破裂的最大长度,表明在活断层的地震复发模式研究中应注意随机性较强的断层局部破裂行为或小位移破裂事件。     

2021年青海玛多M7.4地震发震断裂的典型同震地表变形与晚第四纪断错累积及其区域构造意义

发震断裂的最新一次地震同震变形和晚更新世以来的变形历史是约束发震断裂强震变形行为的基础数据,是认识发震断层上地表破裂型地震的复发特征、评估地震危险性的关键数据,对深刻理解发震断裂演化历史和区域构造空间演化与动力学具有重要意义.2021年玛多M 7.4地震为青藏高原内巴颜喀拉块体活动构造及其强震研究提供了一个机会.本文利用大疆M300RTK无人机搭配P1相机对5个典型观测点进行厘米级分辨率和精度的航空摄影测量和野外调查,详细定量解析了典型破裂特征,通过地貌填图和变形地貌测量分析了晚第四纪以来断错地貌记录的位移累积特征.根据破裂组合特征、同震变形量变化和几何结构,2021年玛多M 7.4地震发震断裂江错断裂同震破裂分为朗玛加合日段、野马滩段、拉木草—东湖段和朗玛哦尔—昌麻河段,整个地震事件是一次跨越四个断裂段的级联破裂过程.朗玛加合日段以左旋走滑变形位移为主兼具正断倾滑,倾滑量可达0.61±0.03 m.野马滩段以左旋走滑变形为主兼具逆断倾滑,在野马滩西观测点倾滑量可达0.31±0.04 m,左旋走滑量达到2.83±0.13 m,江错西观测点仍然有1.97±0.08 m的左旋水平位移.朗玛...     

纳木错水温变化及热力学分层特征初步研究

水温变化是湖泊的重要物理特性,对湖泊的水质特征、湖水能量循环、水生生态系统研究具有重要意义.基于不同季节的实地观测资料,分析青藏高原高海拔、深水大湖纳木错的水温变化特征及季节差异,并着重分析湖水热力学分层的季节变化.结果显示纳木错中部、东部两个湖盆冬季封冻,夏季存在稳定分层,春、秋季混合,是一个典型双季对流、完全混合型湖泊.但两个湖盆水温变化与热力学分层又有各自的特征,东部浅湖盆湖水在春季升温快,夏季分层与秋季翻转均比中部湖盆早,且秋季翻转时水温也比中部湖盆高.初步分析认为两个湖盆不同的湖盆形状及水深分布可能是造成其热力学特征差异的主要原因.     

西藏纳木错水深分布及现代湖沼学特征初步分析

2005-2007年对两藏最大的湖泊--纳木错进行了三次综合考察,获得了大量的基础数据和研究材料.本文简要报道纳木错水深测量及其现代湖沼学特征的初步结果.等深线图显示纳木错是一个高海拔的深水湖,湖盆中部是一个水深超过90m底部较为平坦的盆地.考察中发现湖泊西北部出现了两个小岛,而1970s考察时仍为半岛,因而水深数据提供了近30年来纳木错湖面上升的有力证据.现场水质测量在16个站点进行,覆盖了除东部湖区以外的大部分湖面范围,结果显示表层水的温度、pH、溶解氧、电导率和环境光的平均值分别为11.63℃、9.13、7.93mg/L、1839μS/cm、2582μmol/(s·m2),根据湖水特征的垂直变化,较深水域的湖水显示了明显的分层特征:上层湖水从表层到约18-20m,水质参数均一,温度较高,光照充足:中间层范围约为20-60m,是一个明显的温跃层;底层水性质也很稳定,水温很低几乎没有光线到达,形成了寒冷黑暗的深水区.     

利用Sentinel-1合成孔径雷达干涉测量技术监测海原断裂现今地壳变形特征

20世纪20年代,青藏高原东北发生了两次8级以上强震,其中1920年12月16日发生的海原M8.5地震距今已经100年。海原断裂带作为青藏高原东北缘最活跃的断裂带之一,至今仍控制着该区域微震及中强地震活动。本文基于ISCE软件和StaMPS平台,以2017年3月至2020年6月覆盖研究区的72景哨兵一号（Sentinel-1）SAR影像为数据源,采用PS-InSAR技术对海原断裂带进行时序形变监测,并以区域内GPS速度场进行校正,获取了其三年多来雷达视线向（Line of sight,LOS）的年平均形变速率。研究结果表明：①海原断裂带南北两盘形变速率差异明显,这与左旋走滑的运动性质相符;②毛毛山断裂、老虎山断裂西段处于闭锁状态,老虎山断裂中东段处于较为活跃状态,观测到蠕滑变形;海原地震破裂带部分断裂浅部处于愈合状态;③老虎山断裂中东段的蠕滑变形是青藏高原东北缘最为显著的区段,推断与1888年和1990年景泰的两次六级地震有关。     

西藏普莫雍错不同岩芯环境指标的对比研究及其反映的近200年来环境变化

在西藏南部普莫雍错不同位置处采集了四支岩芯沉积物,对其中一支利用~(210)pb和~(137)Cs方法建立了沉积物的年代序列,并对其他三支岩芯的上部沉积物进行了总有机碳、无机碳、粒度及化学元素含量的分析.结合沉积物年代,对不同岩芯的环境代用指标进行对比,讨论了该地区近200年来的环境变化状况.结果表明,不同位置处采集的岩芯其环境指标变化趋势在整体上具有一定的可比性,但在细节变化与环境指标的数值上仍具有明显的差异,显示了湖泊内部沉积状况的空间差异性,这可能是由于采样点水深、水下地形以及与主要补给河流距离的不同而造成的.PY04岩芯环境指标显示普莫雍错湖区环境在约1900AD之前较为稳定;在约1900-1940AD之间湖区环境波动加剧,地表侵蚀增强,沉积速率加快;湖区环境在1940AD左右发生了明显的变化,温度显著升高,沉积物粒度增大,湖泊处于退缩状态,表明湖泊环境向暖干化方向发展.     

西藏玛旁雍错和拉昂错水深、水质特征及现代沉积速率

基于2009年和2010年分别在玛旁雍错和拉昂错开展的2次野外湖泊调查,本文简要报道这2个藏南内流水系湖泊的水深分布、湖水理化特征及湖泊现代沉积速率.测深结果显示玛旁雍错湖盆形状规则,深水区坡度平缓,最大水深为72.6 m;拉昂错北部为较浅的河流冲积扇,通过狭长的水道与开阔的南部湖区相连,南部湖区中心平坦,实测最深处49.03 m;根据水深数据计算的玛旁雍错和拉昂错水量分别为1.462×10¹⁰m³和5.711×10⁹m³.玛旁雍错湖水剖面水质在垂直方向上呈现明显的分层结构,温跃层介于25~35 m之间,温度梯度为0.17℃/m,水体pH、电导率和溶解氧在温跃层具有同步变化特征;拉昂错湖水温跃层与玛旁雍错相比不明显,5~15 m间温度梯度为0.16℃/m,湖水pH与溶解氧呈反相变化,这可能与水生植物呼吸作用有关.2个湖泊湖水的主要离子组成特征除Ca²⁺外基本相同,拉昂错主要离子浓度约为玛旁雍错的3倍,而Ca²⁺则约为玛旁雍错的1/2;利用²¹⁰Pb和¹³⁷Cs方法对玛旁雍错和拉昂错的短岩芯进行了测试,结果表明2个湖泊近代沉积速率分别约为0.31 mm/a和0.65 mm/a.     

青藏高原达则错近1000年来生态系统变化及可能机制

在全球变化的背景下,厘清湖泊生态系统对气候环境以及人类活动的响应机制对制定社会的适应政策非常重要.目前的研究手段如现场观测和围隔实验等可以很好地揭示湖泊生态系统在有观测记录以来的演替和变化过程,但是不能提供历史时期湖泊生态系统的变化及其对气候环境变化和人类活动的响应.古湖沼学可以为探讨湖泊生态系统的长期变化及其对气候环...     

Systematic deflection and offset of the Yangtze River drainage system along the strike-slip Ganzi-Yushu-Xianshuihe Fault Zone,Tibetan Plateau

The Ganzi-Yushu-Xianshuihe Fault Zone (GYXFZ) is a typical active strike-slip fault that has triggered many large historic earthquakes, including the 2010 M_w 6.9 Yushu earthquake in the central Tibetan Plateau. This fault zone extends for ca. 800 km from the central Tibetan Plateau to its southeastern margin and varies in trend from WNW-ESE in the northwestern segment of the fault zone to NNW-SSE in the southeastern segment, having the geometry of an arc projecting northeastwards. In this study, we present evidence for the systematical sinistral deflection and/or offset of the Yangtze River and its branch stream channels and valleys along the GYXFZ. Topographic analysis of three-dimensional (3D) perspective images constructed using digital elevation model (DEM) data, 0.5 m-resolution WorldView and GeoEye images, and 15 m-resolution Landsat-Enhanced Thematic Mapper (ETM+) images, together with analysis of geological structures, reveals the following: (i) the main river channels and valleys of the Yangtze River drainage system show systematic sinistral deflections and/or offsets along the GYXFZ; (ii) various amounts of sinistral offset have accumulated on the tributary stream channels, valleys, and gullies of the Yangtze River along the fault, with a linear relation, D = aL, between the upstream length L from the deflected point and the offset amount D with a certain coefficient a; (iii) the maximum amount of sinistral offset is up to ca. 60 km, which was accumulated in the past 13–5 Ma; and (iv) the long-term average strike-slip rate is ca. 4.6–12 mm/year. Geological and geomorphic evidence, combined with geophysical data, demonstrates that the GYXFZ is currently active as one of the major seismogenic faults in the Tibetan Plateau, dominated by left-lateral strike-slip motion. Our findings supply important evidence for the tectonic evolution of strike-slip faults in the Tibetan Plateau since the Eurasia-India continental collision.     

A multi-scale 3-D crust velocity model in the Hefei-Chao Lake area around the southern segment of Tanlu Fault Zone

Regional high-precision velocity models of the crust are an important foundation for examining seismic activity, seismogenic environments, and disaster distribution characteristics. The Hefei-Chao Lake area contains the main geological units of Hefei Basin, with thick sediments and the Chao Lake depression. Several major concealed faults of the southern NNE-trending Tanlu Fault Zone cross this area. To further explore the underground distribution characteristics of the faults and their tectonic evolutionary relationship with adjacent tectonic units, this study used ambient noise data recorded by a seismic array deployed in Hefei City and Chao Lake, constructing a 3-D velocity model at the depth of 1–8 km. Then a multi-scale high-resolution 3-D velocity model of this area was constructed by this new upper crustal velocity model with the previous middle and lower crustal model. The new model reveals that a high-velocity belt is highly consistent with the strike of the Tanlu Fault Zone, and a low-velocity sedimentary characteristic is consistent with the Hefei Basin and Chao Lake depression. The distribution morphology of high and low velocity bodies shows that the sedimentary pattern of Hefei-Chao Lake area is closely related to the tectonic evolution of the Tanlu Fault Zone since the Mesozoic. This study also identifies multiple low-velocity anomalies in the southeastern Hefei City. We speculate that strong ground motion during the 2009 Feidong earthquake (magnitude of 3.5) was related to amplification by the thick sediments in the Hefei Basin. We also discuss further applications of multi-scale high-resolution models of the shallow layer to strong ground motion simulations in cities and for earthquake disaster assessments.     

青藏高原湖泊古今变化的遥感分析—以达则错为例

青藏高原湖泊受人类活动干扰较少,主要受气候变化导致的冰川融化和蒸发的影响,是气候变化直观敏感的反映区。因此,研究青藏高原湖泊变化对区域以至全球气候、环境变化的研究具有深远意义。本文在遥感影像的基础上发展了综合指数计算与空间分异的现存湖迭代提取方法,对影像数据上的湖泊进行动态监测;并结合DEM数据发展了半自动化的古岸线提取方法,进而分析古湖泊的变化,二者相结合直观全面地反映出了青藏高原湖泊的古今变化情况。并以达则错湖为例进行提取,分析了其近25年以来以及大湖期以来的缩减情况