嘉峪关断裂古地震活动特征及其强震危险性影响

嘉峪关断裂位于河西走廊西端,是酒西盆地和酒东盆地的分界断裂,其最新活动特征及强震危险性关系到嘉峪关地区及相关文物古迹的地震灾害问题.基于高分辨率卫星影像解译及野外考察,发现嘉峪关断裂中段由多条分支断裂组成,通过古地震探槽研究以及光释光方法测年,对断裂古地震特征进行了研究.结果表明,嘉峪关断裂最新的一次地震事件发生在约4.3~5.3 ka,之前在约20.0~21.2 ka、37.0~45.0 ka、58.1 ka分别发生过3次古地震事件.根据经验公式,嘉峪关断裂具有发生Mw7.0左右强震的潜能及危险性.在此震级下,嘉峪关城楼文物区的烈度可达到Ⅸ度,嘉峪关市区烈度会达到Ⅷ度.因此,嘉峪关断裂是本区防震减灾需重点关注的发震断层.      

高台车站断裂全新世活动特征

高台车站断裂属于河西走廊内次级隆起——榆木山隆起北侧断裂系的组成部分,它位于榆木山北缘断裂北侧6km、是与榆木山隆起有成生联系、活动时间比北缘断裂更新的现代活动断裂。高台车站断裂呈向北北东略微凸出的弧形,走向总体为北西向,倾向南西,自南东向北西走向由北西向渐变为北西西、甚至近东西向,倾角自中等变化为低角度。高台车站断裂的活动性质在剖面上表现为南西盘向上逆冲为主、水平位移不明显,在近两万年以来的晚更新世晚期—全新世期间,该断裂可能发生过5期明显的新构造活动,活动时间具有自东向西逐渐变新的迁移性特点,最新一次在2.0~3.0ka左右,与高台地震时间是吻合的,它是高台地震的发震构造。     

关于河西走廊盆地榆木山北缘断裂晚第四纪活动特征的新认识

榆木山北缘活动断裂属于河西走廊中段盆地内的次级隆起——榆木山隆起北侧断裂系的组成部分,它位于榆木山北缘断裂北侧山前,是与榆木山隆起有成生联系、活动时间很新的现代活动断裂。榆木山北缘活动断裂呈向北北东略微凸出的弧形,走向总体为北西向,倾向南西,自南东向北西走向由北西向渐变为北西西向,甚至近东西向,倾角自中等—低角度,东段较陡。榆木山北缘断裂的活动性质在剖面上表现为以南西盘向上逆冲为主,水平位移不明显,特别是中段的石炭口—窑儿沟口一带,在向南缓倾的主逆冲上盘往往发育反向逆冲断层,并导致上更新统砂砾层发生牵引褶皱。该断裂在距今13.1～13.3ka之间和距今3～5ka期间发生过2次明显的新构造活动。     

新民堡断裂新构造活动特征

新民堡断裂属于河西走廊西段酒西盆地内断裂系的组成部分,位于嘉峪关以西40km的新民堡一带。新民堡断裂呈北西西向延伸,长8.0km,走向299°,倾向南西,倾角20°～35°。断裂下部主要发育在新近系红色泥岩中,地表穿切上更新统和全新统,变形性质以蠕滑变形为主,活动方式属于逆冲推覆;新民堡断裂在距今69.3ka与35.4ka之间、距今28.3ka左右,距今4.4ka左右发生过新构造活动。断裂位移速率为0.54～0.90mm/a,其中垂直位移速率为0.26～0.50mm/a。同时,以新民堡断裂为代表的低角度逆冲推覆断裂是造成酒西盆地及河西走廊横向压缩的重要因素和表现形式之一。     

祁连山北缘-河西走廊西段晚新生代逆冲推覆断裂发育模式

祁连山北缘-河西走廊西段地处青藏高原东北缘,是我国新构造活动最强烈的地区之一。通过野外对研究区主要活动断裂的调查研究、结合年代学测试和综合分析,认为祁连山北缘-河西走廊西段地区的旱峡-大黄沟断裂、玉门断裂、新民堡断裂和阴洼山断裂都是晚更新世至全新世活动断裂。旱峡-大黄沟断裂形成于中新世晚期,一直活动至今;玉门断裂形成于上新世早期,在距今76 ka左右和32 ka左右发生过2次强烈的新构造活动(古地震),也是2002年玉门地震的发震断裂;阴洼山断裂形成于上新世晚期(30 Ma左右),在距今199～210 ka、86～100 ka、41～50 ka发生过3次强烈的新构造活动,也可能是1785年惠民堡(现新民堡)地震的发震断裂;但是位于近盆地中心的新民堡断裂形成时代明显晚的多,起始于中更新世晚期(017 Ma左右),在距今283 ka、44 ka和12 ka左右发生过强烈的3次新构造活动。在运动形式上,上述4条断裂均为自南南西向北北东的逆冲推覆。在变形性质上,新民堡断裂以非地震性的蠕滑为主,其他3条断裂主要为地震性的粘滑变形。在祁连山北缘-河西走廊西段的北北东剖面上,逆冲推覆断裂表现为前展 后展复合发育模式,即形成时代最新的是位于酒西盆地中心的新民堡断裂,在酒西盆地中心以南部分的剖面中断裂发育为前展式,由祁连山腹地向河西走廊盆地中心断裂形成时代越来越新,而酒西盆地中心以北部分的剖面中断裂发育为后展式,即从盆地中心到盆地北缘断裂形成时代越来越老。     

河西走廊西段南北向左行逆冲活动断裂的发现及其意义

在河西走廊西段酒西盆地中心偏北部的阴洼山西侧发现了南北走向的阴洼山西缘左行逆冲断裂。该断裂长约4km,近南北走向,倾向东,倾角中等,是发育于北西向阴洼山右行逆冲断裂近北西端部附近的一条次级活动断裂。沿该断裂奥陶系灰绿色浅变质砂岩逆冲于白垩系紫红色砂砾岩、新近系桔红色泥岩和晚第四纪上更新世末期松散坡积层(热释光年龄10,3ka)之上。在剖面上断裂表现为自东向西的逆冲作用,其最新一次新构造活动时间在全新世中晚期（距今3～5ka）。在平面上该断裂断错自东向西从阴洼山山体流向西侧低丘斜坡戈壁地带的小冲沟致使冲沟呈“S”形拐折,反映出断裂具有明显的左行走滑。该断裂沿断层面的左行斜冲总位移达3000m,其中垂向位移为1800m左右,与阴洼山断裂垂向位移及阴洼山隆升幅度相当。该断裂的形成是阴洼山断裂右行逆冲活动所引起的局部构造应力场作用的结果,也对阴洼山断裂右行逆冲所形成的巨大位移在短距离内起到了消减和平衡作用。     

祁连山北缘—河西走廊西段晚新生代逆冲推覆断裂发育模式

祁连山北缘—河西走廊西段地处青藏高原东北缘,是我国新构造活动最强烈的地区之一。通过野外对研究区主要活动断裂的调查研究、结合年代学测试和综合分析,认为祁连山北缘—河西走廊西段地区的旱峡—大黄沟断裂、玉门断裂、新民堡断裂和阴洼山断裂都是晚更新世至全新世活动断裂。旱峡—大黄沟断裂形成于中新世晚期,一直活动至今;玉门断裂形成于上新世早期,在距今7.6ka左右和3.2ka左右发生过2次强烈的新构造活动(古地震),也是2002年玉门地震的发震断裂;阴洼山断裂形成于上新世晚期(3.0Ma左右),在距今19.9～21.0ka、8.6～10.0ka、4.1～5.0ka发生过3次强烈的新构造活动,也可能是1785年惠民堡(现新民堡)地震的发震断裂;但是位于近盆地中心的新民堡断裂形成时代明显晚的多,起始于中更新世晚期(0.17Ma左右),在距今28.3ka、4.4ka和1.2ka左右发生过强烈的3次新构造活动。在运动形式上,上述4条断裂均为自南南西向北北东的逆冲推覆。在变形性质上,新民堡断裂以非地震性的蠕滑为主,其他3条断裂主要为地震性的粘滑变形。在祁连山北缘—河西走廊西段的北北东剖面上,逆冲推覆断裂表现为前展-后展复合发育模式,即形成时代最新的是位于酒西盆地中心的新民堡断裂,在酒西盆地中心以南部分的剖面中断裂发育为前展式,由祁连山腹地向河西走廊盆地中心断裂形成时代越来越新,而酒西盆地中心以北部分的剖面中断裂发育为后展式,即从盆地中心到盆地北缘断裂形成时代越来越老。     

甘肃北山南缘断裂的活动特征及其意义

在河西走廊北侧,北山南缘发现活动断裂,称之为北山南缘断裂。该断裂位于金塔县城北侧,距县城约50 km。断裂全长约18 km,整体呈近东西向,倾向北西,倾角60°～80°。该断裂晚第四纪以来的活动形成了一系列断错地貌,断裂走滑运动使得多条冲沟发生同步肘状水平位错,位错量4. 5～6. 2 m,平均位错量5. 2 m。断裂的北向逆冲形成清晰的线性陡坎,陡坎落差0. 2～1. 4 m。探槽揭露了至少2次快速滑动事件,较老的一次发生于距今30 ka之前,较新的一次发生在距今8. 4~3. 3 ka。结合卫星影像、地貌和探槽等证据,认为该断裂在晚更新世和全新世有过活动,为一条以左旋走滑为主,兼有逆冲分量的活动断裂。该断裂的活动可能揭示了青藏高原东北缘的扩展已穿越河西走廊,进入北山地区。     

青藏高原东北缘武威盆地内部全新世伸展构造特征及其成因机制

武威盆地位于青藏高原东北缘北祁连山与龙首山之间的河西走廊东端,全新世期间处于北东向挤压环境中。野外地质调查发现,武威盆地内部发育有两组走向近于垂直的正断层,即北西西走向和北东走向的正断层。光释光测年结果表明,两组正断层在0.70 ka、0.49~0.18 ka发生了两期构造活动。分析结果认为,北西西走向正断层是由武威盆地内部坟门山隆起持续隆升所产生的垂直于地层层面的差异应力作用所形成;北东走向正断层可能是盆地两侧近东西走向左旋走滑断裂控制下形成的张性破裂（T破裂）,也不排除是由在青藏高原北东向挤压作用下,与挤压应力相垂直方向上的伸展作用形成。因此,晚全新世期间武威盆地的构造变形受到青藏高原东北缘构造的控制。      

祁连山北缘—河西走廊地区大地形变与地震的关系

河西走廊—祁连山北缘地区地处青藏高原北缘,受印度板块与欧亚板块中生代末—新生代早期的碰撞及持续至今的向北推挤作用的远程效应的影响,该地区是现今的地壳活动地区,其中地壳形变是最主要的表现形式。地壳形变监测显示,隆起区垂直位移速率最大可达15mm/a,沉降区最大位移速率为-15mm/a。祁连山和河西走廊的相对隆升变化与该区地震具有密切的关系,河西走廊相对下降、祁连山相对隆升的后期是地震多发时期,河西走廊相对隆升、祁连山相对下降的后期是地震少发时期,这与该区处于挤压体制下的区域构造背景密切相关。GPS水平位移监测显示,河西走廊—祁连山北缘地区全区都一致向东位移,且位移速率非常大,大者大于10mm/a;位移速率具有南部大于北部、东部大于西部的特点,水平位移速率变化与现代活动断裂具有非常密切的关系,并以主要断裂构造为区带的边界;水平位移速率矢量与2002年玉门地震的震源机制解所显示的沿地震破裂面发生的滑动方向非常一致。     

区域挤压体制下盆-山耦合关系探讨——以河西走廊和北祁连山为例

笔者在盆-山构造及构造地貌发育的基础上，对研究区构造和沉积记录进行了分析。进而探讨了新生代以来河西走廊与北祁连山的耦合关系。区内盆地和山脉是于38Ma前在准平原基础上发育起来的：38-17Ma，研究区处于挤压凹陷状态，随着Ⅰ级夷平面解体而盆地范围扩大，17Ma以来，盆地南缘不断抬升，沉积中心向北迁移，于4.96-3.66Ma,0.93-0.84Ha和中更新世末-晚更新世初形成向北推进的Ⅱ级，Ⅲ级，Ⅳ级夷平面，盆山构造的运动方式有前展式，掀斜式和对冲式3种，前展式是盆山演化的主要方式且发生时代相对较早，后两者明显活动于0.93-0.84Ma。其中掀斜式运动是盆地内横向隆起形成的主要原因。而对冲式运动的标志是盆地北缘龙首山，合黎山的隆起。     

PRESENT LANDFORMS, ACTIVE TECTONIC ZONES, DEEP STRUCTURES AND UPLIFT MECHANISMS OF THE LONGSHOUSHAN BLOCK ON THE NORTHERN MARGIN OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU

PRESENT LANDFORMS, ACTIVE TECTONIC ZONES, DEEP STRUCTURES AND UPLIFT MECHANISMS OF THE LONGSHOUSHAN BLOCK ON THE NORTHERN MARGIN OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU     

青藏高原北缘新构造运动特征

ＮＥＥ向阿尔金主断裂带的新构造运动以左旋压扭性活动为特征，仅西端发育张性构造，并可划分出两期变形，新构造运动强度在时间上自上新世晚期开始至第四纪断裂活动强度增大，在空间上自ＳＷＷ向ＮＥＥ方向断裂活动强度逐渐减弱；柴达木北缘的新构造运动可划分为两期，其主要构造特征表现为向柴达木盆地逆冲的前进式叠瓦道冲带，柴达木盆地第四纪时的北界相对于第三纪时的北界向南迁移了数十公里；河西走廊盆地的新构造运动主要表现为盆地边缘断裂的逆冲兼走滑，盆地接受新生代沉积、盆地内第三系的轴面南倾的褶皱；ＮＥＥ向阿尔金主断裂带与其南侧的ＮＷＷ向断裂带是在统一构造应力场作用下相互协调、同时活动的两组关系紧密的构造带，两者的共同活动构成了断块运动。     

Late Pleistocene slip rate of the northern Qilian Shan frontal thrust,western Hexi Corridor,China

We derive a slip rate for a frontal thrust in the western Hexi Corridor along the northern Qilian Shan by combining topographic profiling and ¹⁰Be exposure dating. The active Yumen‐Beidahe thrust fault offsets late Pleistocene alluvial‐fan deposits, and a prominent north‐facing scarp is well preserved. To quantify the slip rate, we surveyed the uplifted terraces and sampled quartz‐rich pebbles on terrace surfaces and river channels to determine surface exposure ages and pre‐depositional inheritance. The minimum vertical slip rate of the fault is 0.73 ± 0.09 mm a^?1. This represents a horizontal shortening rate of 1.26 ± 0.31 mm a^?1 for a fault dip of 30 ± 5°. This estimated slip rate supports the inference made from previous geological and GPS constraints that NNE‐directed shortening across the western Qilian Shan and the Hexi Corridor is distributed on several active faults with a total shortening rate of 4–10 mm a^?1.     

Mountain front migration and drainage captures related to fault segment linkage and growth: The Polopos transpressive fault zone (southeastern Betics,SE Spain)

The Polopos E–W- to ESE–WNW-oriented dextral-reverse fault zone is formed by the North Alhamilla reverse fault and the North and South Gafarillos dextral faults. It is a conjugate fault system of the sinistral NNE–SSW Palomares fault zone, active from the late most Tortonian (≈7 Ma) up to the late Pleistocene (≥70 ky) in the southeastern Betics. The helicoidal geometry of the fault zone permits to shift SE-directed movement along the South Cabrera reverse fault to NW-directed shortening along the North Alhamilla reverse fault via vertical Gafarillos fault segments, in between. Since the Messinian, fault activity migrated southwards forming the South Gafarillos fault and displacing the active fault-related mountain-front from the north to the south of Sierra de Polopos; whilst recent activity of the North Alhamilla reverse fault migrated westwards. The Polopos fault zone determined the differential uplift between the Sierra Alhamilla and the Tabernas-Sorbas basin promoting the middle Pleistocene capture that occurred in the southern margin of the Sorbas basin. Continued tectonic uplift of the Sierra Alhamilla-Polopos and Cabrera anticlinoria and local subsidence associated to the Palomares fault zone in the Vera basin promoted the headward erosion of the Aguas river drainage that captured the Sorbas basin during the late Pleistocene.     

Geomorphological,stratigraphic and geochronological evidence of fast Pleistocene coastal uplift in the westernmost part of the Corinth Gulf Rift (Greece)

Rapid extension and active normal faulting in the western extremity of the Corinth Gulf are accompanied by fast coastal uplift. We investigate Pleistocene uplift west of Aigion, by attempting to date remains of marine terraces and sedimentary sequences by calcareous nannoplankton and U‐series analyses. Net uplift initiated recently, due to abandonment of an older rift‐bounding fault zone and increase in activity on the presently active, coastal fault zone. This change apparently coincides with an abrupt slow down (or, termination) of secondary fault block tilting within the broader hangingwall block of the older zone, indicated by an angular unconformity that dates in the early part of MIS10 (∼390–350 ka BP, preferably, in the earlier part of this period). Net uplift driven by the coastal zone resulted in the formation of MIS9c (330 ka) and younger terraces. The formation of the unconformity and the initiation of net uplift coincide temporally with a ∼300–400 ka unconformity recognized by recent studies in a wide area offshore Aigion i.e. they could be part of an evolutionary event that affected the entire western part of the Corinth Rift or, a large area therein. Uplift rate estimates at four locations are discussed with reference to the morphotectonic context of differential uplift of secondary fault blocks, and the context of possible increase in uplift rate with time. The most reliable and most useful estimate for uplift rate at the longitude of the studied transect is 1.74–1.85 mm/year (time‐averaged estimate for the last ∼240 ka, based on calcareous nannoplankton and sequence‐stratigraphic interpretation). Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于模糊物元的城市化生态预警模型及应用

根据模糊物元理论建立了城市化的生态预警模型,将警报级别分为无警、轻警、中警、重警和巨警5级,并从资源预警、生态预警和环境预警3个方面构建河西走廊城市化进程中的生态环境预警指标体系,设立了预警参照标准与预警界限、警灯、警度,对河西走廊进行了实证分析。结果发现,河西走廊及五大地市按照预警指数从大到小的顺序依次为：张掖市、武威市、金昌市、河西走廊、嘉峪关市和酒泉市。其中,河西走廊的生态用水比重、植被覆盖率、人均环境保护费用和万元产值工业SO2排放量的景气指数最高,处于重警状态;城市工业用地定额、城市居住用地定额、万元产值工业废水排放量和万元产值工业粉尘排放量的景气指数最低,均处于轻警状态;其它指标均处于中警状态。可见,相对于土地资源和环境污染因素而言,水资源和生态条件已经对河西走廊的城市化产生了较强的束缚作用。