秦岭北麓古滑坡分布特征与地震活动关系研究

地震滑坡是严重的次生地质灾害,也是改变地球表层地貌形态的重要力量,对地震诱发滑坡的规模、数量、类型等研究是地震危险性评价的重要手段,也是认识地震地质灾害的主要方法和途径。位于西安市以南的秦岭山脉北麓中段发育有一条长约50 km的古滑坡群,且基本与山前秦岭北缘断裂带平行展布,普遍认为该古滑坡群可能是由于秦岭北缘断裂的强震活动所诱发,但对于诱发地震的震级大小和影响范围尚没有细致研究。本文通过利用资源3号卫星立体影像制作的高分辨率数值高程模型(DEM)和高分辨率多光谱遥感影像对秦岭北麓古滑坡区域进行了详细的解译工作,并结合对部分古滑坡体进行了野外调查,制作了详细秦岭北麓古滑坡分布图。结果表明:解译出了43处古滑坡,主要集中分布在70 km×10 km的范围内,总滑坡面积是16.57 km2。通过利用地震震级与滑坡面积频度分布的关系分析了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震规模,得到了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震震级应在7.6~8.1之间。并结合区域地震构造环境以及与现代地震诱发滑坡事件的对比,认为秦岭北麓具有发生7.5级以上地震的潜在能力。该研究对认识现今秦岭北麓古滑坡的成因提供了定量化的数据支持,也对理解秦岭北缘断裂的地震危险性具有重要的现实意义。     

昌都地区怒江、澜沧江、金沙江流域地槽发展的若干问题

地裂缝是地表岩土体内产生线性破裂的一种地质灾害,其中构造型地裂缝形成和发展与活动断层的运动特征密切相关。现有构造型地裂缝的报道大多与断层蠕滑活动有关,而针对断层黏滑运动(地震)所形成的地裂缝通常统一划分为地震地表破裂带,主要注重对其分布特征的调查,而针对其中单条地裂缝破裂特征和成因机理研究较为少见。本文以巴塘断裂在黄草坪段所形成的地裂缝为研究对象,通过野外地质调查、无人机测绘、野外槽探、物探等手段,揭示了地裂缝的浅-中-深几何结构及其成因机理。巴塘断裂在黄草坪段形成一槽谷地貌,地裂缝在槽谷中表现为一条具有线性特征的地貌陡坎S₁,坎高为0.26±0.03 m。横跨槽谷的探槽揭露出陡坎下部及两侧密集发育有18条地裂缝,根据地裂缝贯通上覆地层的情况可大致划分出3个活动时期,可能代表巴塘断裂全新世以来的3次地震事件,部分地裂缝贯通至地表与S₁陡坎相连,这可能是1870年巴塘M 7$ {\\raise0.7ex\\hbox{1} \\!\\mathord{\\left/ {\\vphantom {1 2}}\\right.} \\!\\lower0.7ex\\hbox{2}}$地震所致。横跨槽谷的地震反射剖面中表现出槽谷边界受控于两条相向而倾的铲型断裂,两条断裂共同形成了“Y”字型拉张地堑结构,而在地堑内部表现出有近直立的反射层变形带,位置大致可与陡坎S₁对应。全新世以来,巴塘断裂在右旋走滑过程中,在局部近地表形成多级“Y”字型拉张地堑构造,而地堑内部地裂缝密集发育,且地裂缝形成及贯通上覆土层过程与巴塘断裂地震活动密切相关,因此该地裂缝形态受巴塘断裂几何结构控制,活动期次与巴塘断裂的强震活动相对应,具有典型地震地裂缝的特点。     

基于河流裂点序列研究秦岭北缘断裂强震活动历史

河流裂点的发育是瞬时不均衡地貌系统最为典型的特征之一, 而引发地表破裂的地震活动是造成河流裂点形成的主要成因之一, 在河流纵剖面调整的过程中裂点会不断地向上游迁移, 以达到新的均衡状态, 因此通过识别活动断层上游河道纵剖面中的河流裂点序列可以反推该断层的强震活动历史。秦岭北缘断裂是限定秦岭山体和渭河盆地的重要边界断裂, 受制于技术方法和自然条件, 对于该断裂全新世地震活动历史一直有待突破。本研究在前人对秦岭北缘断裂分段性研究的基础上选取最为活跃的中段(眉县-蓝田县), 基于资源三号卫星立体像对制作了5m分辨率和高程精度1.5m的数字高程模型, 在此基础上提取了46条横穿秦岭北缘断裂的河床纵剖面, 共识别了108个由断层活动导致的河流裂点。通过分析推断最新一级河流裂点的形成与公元前1000a的地震相关, 进而利用河流裂点的后退速率推断出第2级河流裂点和第3级河流裂点形成的时间距今5624~7425a和8432~10691a, 如果认为上述河流裂点均由地震所致, 那么河流裂点的形成时间就可以代表地震的发生时刻, 表明秦岭北缘断裂具有准周期的发震特点, 发震周期为2800~4000a。这一结果与前人针对秦岭北缘断裂古地震研究结果基本一致。此外, 所识别出的三级河流裂点陡坎高度分别为约4.7m、5.1m和5.2m, 近乎一致的陡坎高度表明秦岭北缘断裂过去3次地震的震级大小相近, 根据平均4.95±0.29m的陡坎高度所计算得到秦岭北缘断裂过去3次地震的震级大小为M_W=7.65±0.02。这一研究为认识秦岭北缘断裂的强震活动性提供了地貌证据约束, 也为研究基岩山区断裂的古地震问题提供了新的途径。

     

晚第四纪以来巴塘断裂的活动特征及滑动速率

青藏高原东南缘是现今陆内地壳形变最为强烈的地区之一,一系列长度和力学性质不同的活动断裂将岩石圈分割为多个活动块体。川滇块体是其中构造活动最为显著的区域之一,其西边界由多条互相平行的断裂组成,巴塘断裂是其中的一条主干断裂。了解该断裂晚第四纪以来的变形特征和速率对于认识川滇块体强震的空间分布及变形模式具有重要意义。巴塘断裂整体走向NNE,全长115km,是一条全新世右旋走滑活动断裂。该断裂基本控制了基岩山体边界,其中坡中槽、三角面、断层陡崖等地貌沿断裂呈线性分布,并在黄草坪及巴塘县城2处区域保存了丰富的晚第四纪活动证据。文中利用无人机摄影测量手段建立了黄草坪及巴塘县城分辨率达亚米级的数字地形数据,并对被断错的洪积扇、冲沟等地貌标志物进行了精确测量。在黄草坪地区,巴塘断裂活动造成的山前冲沟水平偏转量为(46±9) m,同时在巴塘县城断裂活动使莫曲河洪积扇边缘被右旋断错(40±5) m。文中利用单个砾石宇宙成因核素法及深度剖面法分别确定了黄草坪最老一级地貌面和莫曲河洪积扇的年龄,分别为(12.5±0.5) ka和(16.4+3.9/-5.6) ka,据此可以得到巴塘断裂晚第四纪以来的右旋走滑速...