唐山地震序列的构造过程

本文采用地质构造、地震活动图象、震源机制资料综合分析方法,对唐山地震序列主要的构造过程进行研究。其结果表明,唐山地震序列是一个由多条断裂参加并逐次活动的复杂构造过程。先后显示活动的断裂及其错动性质是:唐山断裂带右旋剪切、蓟运河断裂左旋剪切、滦县—乐亭断裂右旋剪切、卢龙断裂右旋剪切。北西向蓟运河断裂与唐山断裂带构成一对共轭剪切构造。沿唐山断裂带的主震破裂面由初始阶段的北北东向北东—北东东和南西方向扩展,形成不对称的“S”形曲面。与现代地壳应力场最大剪切应力方向不完全一致的先存断裂的活动和地震破裂面转向扩展,是序列震源机制解P、T轴取向离散的主要原因之一。     

川滇地区活动块体边界断裂现今运动和应力分布

基于川滇地区活动块体划分及断裂构造现有认知,文中构建了包含块体主要边界断裂的二维有限元接触模型,利用1991—2015年长期GPS观测结果,采用"块体加载"方法模拟块体边界带现今的运动,得到了断裂滑动速率和应力分布.结合震源机制解、地震活动性等资料,对川滇地区大型左旋走滑断裂带滑动速率分配、传递与应力转换的关联,局部区域正断型震源机制解的构造机制以及红河断裂南、北段地震活动性差异的可能成因进行了初步探讨.主要结论包括:1)东昆仑断裂带和鲜水河-小江断裂带的左旋走滑由NW向转变为近SN向,断裂强烈转折区吸收了部分走滑分量并转化为应变积累,呈高应力分布特征.2)受小江断裂左旋剪切的影响,红河断裂中南段以右旋走滑兼微弱挤压运动为主,并牵引断裂北段右旋走滑,与金沙江和德钦-中甸断裂共同构成右阶斜列右旋剪切变形带,正断型震源机制解多分布于该变形带的构造拉分区内.3)红河断裂中南段为弱压性,北段呈弱张性,更易破裂,地震活动明显强于中南段.     

GPS观测揭示的芦山M_S7.0地震前龙门山断裂带南段变形演化特征

横跨龙门山断裂带南段的连续GPS测网记录到了2013年4月20日芦山MS7.0地震孕育过程相关的地壳变形信息,为研究此次地震前孕震区地壳变形动态演化过程提供重要的基础资料.研究表明,汶川地震的发生导致茂县-汶川断裂南段及以东地区挤压应变和左旋剪切应变加载.GPS跨单条断裂的基线平均缩短速率约为1~2 mm/a,跨越整个断裂带的基线平均缩短速率约为8~10 mm/a,且均表现出随芦山地震临近年均缩短速率逐渐减小的特征;多站组合的应变参数时序结果显示,龙门山断裂带南段主压应变率自西向东逐渐减小,主压应变方向为N30°~45°W近似垂直于断裂带;北川-映秀断裂以东地区以挤压变形为主兼有明显的左旋剪切变形,且面应变和第一剪应变随着芦山地震的临近应变率逐渐减小;北川-映秀断裂以西则表现为在时间进程上逐渐增强的右旋剪切变形.区域GPS变形场结果显示汶川震后龙门山断裂带南段挤压应变积累速率显著大于震前,且茂县-汶川断裂以东地区表现出左旋剪切应变积累特征.综合分析认为,汶川地震后巴颜喀拉块体东向运动加速,运动速度自西向东递减,致使在汶川地震中未破裂的龙门山断裂带南段的挤压应变积累水平进一步增强.     

红河断裂带大型右旋走滑运动发生时代的地质分析与FT测年

红河断裂带后期大型右旋走滑运动在地质上表现为: 北段-滇西北的正断裂陷南东向伸展变形和中南段的右旋剪切断错. 通过对剑川、弥渡东南、元江、元阳等典型断裂段中新世以来地层变形与断裂活动关系的研究, 认为红河断裂带于中新世以来有过2期正断剪切为主的断裂右旋活动. 对采自上述典型断裂段内与断裂右旋剪切活动相关的样品进行了磷灰石裂变径迹测年(简称FT测年, 下同), 同时以所测单颗粒年龄及围限径迹长度, 选择Laslet退火模式完成样品所经热历史的反演计算得出: 断裂带在(5.5±1.5)和(2.1±0.8) MaBP, 有过2次明显的断层剪切错动. 断裂中南段元江-元阳—带在3.6~3.8 MaBP及1.6~2.3 MaBP发育2期山体快速隆升, 这与红河断裂中新世末以来存在上述二次右旋正断位错事件相对应.     

2014年鲁甸6.5级地震GPS同震位移及反演分析

本文综合GPS流动和连续观测结果,并利用最速下降法（SDM）反演方法,给出并分析了2014年鲁甸6.5级地震同震位移、断层面滑动位移分布特征.GPS同震位移结果表明：此次地震沿北西方向表现出左旋应变释放特征、沿北东向表现出拉张应变释放的同震特征,并且随着离开断裂带距离的增加,拉张变形衰减;受包谷垴—小河断裂控制的左旋剪切应变释放的位移在莲峰、昭通—鲁甸断裂附近较弱,说明该断裂可能没有完全切割昭通—鲁甸断裂,不属于该区域主干断裂;昭通—鲁甸断裂带有一定的右旋应变释放,而逆冲应变释放不明显,表明该断裂带处于受南东向挤压的强闭锁状态.SDM反演结果表明,鲁甸地震以左旋走滑为主并兼有拉张性质,地震矩震级为M_W6.3左右.综上所述,并结合其他研究成果,我们认为莲峰、昭通—鲁甸断裂带仍存在强震危险性.     

基于GPS资料约束反演川滇地区主要断裂现今活动速率

以GPS数据给出的川滇地区(96°~108°E, 21°~35°N)速度场为约束, 依据研究区已知断裂分布情况建立连接断层元模型, 用最小二乘方法反演了该地区主要活动断层的现今错动速率. 结果显示, 印藏碰撞引起的北北东向推挤和高原隆升引起的重力势能作用造成青藏高原物质东向挤出. 遇到来自稳定华南块体的阻挡后, 高原东南部物质相对稳定欧亚板块转向南东方向继而向南运动, 使得川滇地区围绕喜马拉雅东构造结作顺时针转动, 造成川滇地块东侧断裂作左旋走滑活动, 而其西侧断裂以右旋走滑活动为主. 其中甘孜-玉树、鲜水河、安宁河、则木河、大凉山、小江断裂及其向南西方向延伸的部分和打洛-景洪、湄沾断裂构成青藏高原东南部东向挤出的东北边界和东边界, 左旋速率分别为0.3~14.7, 8.9~17.1, (5.1 ± 2.5), (2.8 ± 2.3), (7.1 ± 2.1), (9.4 ± 1.2), (10.1 ± 2.0), (7.3 ± 2.6)和(4.9 ± 3.0) mm/a. 青藏高原东南部东向挤出的西南边界似乎不是由单一断裂带构成, 而是在较宽范围内形成的一条右旋剪切带. 位于红河断裂北东侧的南华-楚雄-建水断裂和西南侧的无量山断裂带、龙陵-澜沧断裂活动性较强, 分别具有(4.2 ± 1.3), (4.3 ± 1.1)和(8.5 ± 1.7) mm/a的右旋走滑活动. 但金沙江断裂目前基本不活动, 红河断裂的活动性不强. 龙门山一带没有发现明显的地壳活动, 而其西北方向的活动带(龙日坝断裂)约有(5.1 ± 1.2) mm/a的右旋走滑分量. 川滇菱形块体内部的一些断裂表现出较强的活动性, 其中理塘断裂左旋走滑速率为(4.4 ± 1.3) mm/a, 拉张速率(2.7 ± 1.1) mm/a; 玉农希断裂及其周边地区右旋剪切形变速率为(2.7 ± 2.3) mm/a, 地壳缩短速率(6.7 ± 2.3) mm/a. 丽江-小金河断裂中段活动性强于北段和南段, 达到左旋走滑(5.4 ± 1.2) mm/a, 拉张(0.5 ± 1.0) mm/a. 与此同时, 讨论了不同断裂锁定深度对结果的影响, 并得到鲜水河断裂的锁定深度为15 km, 70%置信区间为11~19 km. 上述反演结果表明, 研究区存在多条错动速率非常有限的活动断裂, 将地壳分割成多个相互运动的地块, 青藏高原的东向挤出通过这些断裂的活动被吸收和调整, 而不是少数大型走滑断裂的快速走滑造成向东南方向的“逃逸”.     

六盘山断裂带的地震构造特征与强震危险背景

集成活动构造与震源机制解、重新定位小震分布、历史与现今地震、GPS速度场等资料,综合分析了六盘山断裂带的构造动力学条件与变形方式、横剖面构造、历史强震破裂背景、GPS形变以及现代地震活动性,进而探讨了该断裂带的强震危险背景.结果表明：NNW向六盘山断裂带的运动与变形主要缘于青藏地块东北缘的向东水平挤出受到相对稳定的华北地块西缘（鄂尔多斯地块）阻挡而聚集的水平挤压作用;此外,海原和陇县-宝鸡两条NW向走滑断裂带的左旋运动在右阶区的局部会聚作用,也由六盘山断裂带的变形与运动来承受与转换.横剖面上,六盘山断裂带表现为向东推覆的大型逆冲构造带,主滑脱带位于~25 km深处,之下很可能存在分隔青藏与华北地块的超壳-岩石圈型深断裂带.沿六盘山断裂带中-南段以及更靠南东的陇县-宝鸡断裂带存在总长为120~140 km、至少最近~1400年未发生M ≥ 6½强震破裂的地震空区.地震空区内的断裂,GPS形变显示已有显著应变积累,地震活动上出现为小震稀疏或空缺的部位,以及低b值区,反映那里的断面业已闭锁,并已有高应力积累.因此,六盘山断裂带中-南段和陇县-宝鸡断裂带应是未来可能发生强震/大地震的两个危险地段,潜在地震的最大矩震级估值分别为M_W=7.3±和7.2±.     

青藏高原东缘川西地区的现今构造变形、应变分配与深部动力过程

青藏高原东缘的川西地区是中国大陆南北地震带的中段,构造变形复杂,断裂活动强烈,控制着一系列历史强震的发生,2008年5月12日汶川8．0级地震就发生在南北地震带中段的龙门山断裂带．川西地区构造变形图像、运动特性和深部驱动机制的研究,不仅对于理解青藏高原东边界的动力过程具有重要意义,还有助于认识南北带未来强震危险性．研究表明,北西西走向的鲜水河断裂是中国大陆内部活动最强烈的断裂带之一,左旋走滑速率达9-11mm/a,其左旋走滑运动在东部的石绵一带被分解到了安宁河、大凉山和则木河等断裂带之上,仍以左旋走滑为主;再向南,左旋剪切走滑运动沿小江断裂带发生,并以8-9mm／a的走滑速率进入云南,跨过著名的红河断裂,延伸入缅甸境内．龙门山断裂则以地壳缩短和右旋走滑为特征,但其总体滑动速率只有约3mm/a．GPS观测结果也证实了这种运动方式和应变分解图像．青藏高原东边界的构造变形可能是一种近似连续的旋转弧形构造,以左旋剪切为主要特征,只是在向北东方向突出的弧顶部位出现少量的挤压逆冲构造．造成这种弧形左旋走滑运动的深部驱动机制可能是中下地壳的流动．因为川西高原的中下地壳流变强度比正常地壳软弱,并且其与临近四川盆地和华南地块的地壳厚度差达20—30km、地貌高度差达3000—4000m,从而形成能够驱动中下地壳软弱层发生流动的横向压力差,从底部拖曳着被断裂切割的上部脆性地壳,发生以左旋走滑为主的变形和运动,并导致应变在不同的断裂上积累和释放,形成强烈地震．这种由北西西走向左旋剪切转换为近南北向左旋剪切兼挤压的变形模式在中国大陆具有普遍意义．     

小江和曲江-石屏两断裂系统的构造动力学与强震序列的关联性

SN向小江断裂带与NW-NWW向曲江-石屏断裂带是云南地区两个相邻的活动断裂系统及强震发生带.为了了解它们的相互作用及其可能对地震发生的影响,基于活动构造、历史地震、重新定位的小震、GPS站速度与震源机制解等资料进行综合分析,结果表明：（1）小江断裂带西盘（川滇块体）的主动向南运动对曲江-石屏断裂带具有长期强烈的作用;后一断裂带以右旋走滑/剪切-横向缩短/逆冲变形的方式吸收与转换前一断裂带西盘的向南运动.（2）小江断裂带的现代左旋走滑/剪切变形速率由其北、中和中-南段的10～8mma-1减小到南段的4mma-1,速率减小的部分由曲江-石屏断裂带及其附近地区以逆-右旋走滑断层作用和分布式的右旋剪切与横向缩短变形进行调节.（3）小江与曲江-石屏断裂带的构造动力学关系还表现在它们地震活动的紧密关联上：1500～1850年期间小江断裂带及其以北的则木河断裂带完成了一个长达351a的强震、大地震发生序列,显示出应变逐渐加速释放、M≥7事件间隔逐渐缩短、大释放集中在序列中-后期等特征;作为对于这一序列的响应,曲江-石屏断裂带在滞后88a后,发生一个长达383a（1588～1970年）、具有相同加速释放与时间进程特征的强震与大地震序列.（4）至今,小江断裂带已有177a未发生M≥7地震,应注意并进一步研究该断裂带未来的强震与大地震危险性.     

川滇菱形块体主要边界运动模型的GPS数据反演分析

利用川滇地区1991-1999年的高精度GPS观测处理结果,采用稳健 - 贝叶斯最小二乘算法与多断裂位错模型,分析研究了川滇菱形块体主要边界运动的定量模型.反演分析表明:川西鲜水河断裂带和安宁河断裂带的左旋走滑运动速率约30mm/a,倾滑运动(逆断层)速率分别约9-11mm/a;滇西红河断裂带、程海断裂带、鹤庆 - 洱源断裂带的走滑运动(分别为右旋、左旋、左旋)速率分别约、11、13mm/a,倾滑运动(正断层)速率分别约16、24、16mm/a;如将其视为弹性应力应变积累,则各断层每年有相当于6级左右的地震能量积累.依据上述反演结果,模拟了区域主要断层运动引起的水平位移、应变速率场图像,显示了边界断裂及其之间的相互作用.     

利用地震矩张量初步分析断裂带的运动学特征

文中探讨了利用地震矩张量反演断裂形变带运动学参数的方法,并将其应用于鲜水河断裂带和汾渭断裂带现今运动学特征的研究。结果表明,鲜水河断裂带呈N16°W方向拉伸,N74°E方向压缩,并且以10.9mm/a的速率发生左旋剪切运动;汾渭断裂带呈N20°W方向拉伸,N78°E方向压缩,并且以0.24mm/a的速率发生右旋剪切运动     

青海热水-日月山断裂带古地震的初步研究

热水—日月山断裂带是青藏高原东北缘柴达木—祁连山活动地块内部一条重要的NNW向的右旋走滑活动断裂带.断裂活动形成了一系列山脊、冲沟和阶地等右旋断错微地貌及断层崖、断层陡坎等垂直断错微地貌.本文对发生在该断裂带上的古地震事件开展了研究,综合探槽剖面和断层陡坎年代,大致可以确定两次古地震事件,其年代分别为距今6280±120a,2220±360a,复发间隔约4000a左右.     

蒙古阿尔泰东缘新发现的地震地表破裂带

阿尔泰构造带的活动断裂主要为NW—NNW向。按构造位置可分为阿尔泰西缘活动断裂带、阿尔泰中央活动断裂带和阿尔泰东缘活动断裂带。阿尔泰东缘活动构造带由科布多(Hovd)活动断裂带、哈尔乌苏湖(Har Us)活动断裂带2条大型右旋走滑活动断裂和中间的挤压盆地带构成。在2条走滑断裂带上,前人发现多处地震地表破裂带。通过对阿尔泰东缘构造带中南段地区的野外调查,在哈尔乌苏湖断裂带中段的Jargalant断裂、科布多断裂带南段的Tugen gol断裂上新发现地震地表破裂带。其中,沿Jargalant断裂地震地表破裂带长约50km,右旋位错量约4~5m,是一次规模大、活动较新的破裂事件。可见,在阿尔泰东缘活动断裂带的不同断裂段上均有保存较好的地震地表破裂,显示阿尔泰东缘是活动强烈的地震构造带     

玉树和汶川地震前后区域水平形变的空间分布

以1999—2007年和2009—2010年两个时间段的GNSS观测资料为基础, 借助于多核函数解析、 滤波和应变场的无偏算法以及区域无旋转基准, 在运动场连续变化的条件下获得了玉树M_S7.1和汶川M_S8.0地震前后青藏高原东南地域运动与形变场, 并得到如下基本认知: ① 玉树和汶川地震前震源区构造活动在空间和较长时间上明显弱化, 最大正应变和最大剪切应变均处在区域构造活动的最低水平。 ② 与地震破裂相应的旋剪形变最大部位既不位于震源区也不远离震源区, 似乎存在某种协调有序活动, 玉树地震发震构造断裂带基本上处在区域右旋活动与左旋活动的过渡区上, 而左旋活动最大条带却为平行于该断裂带且相距约150 km的东北构造活动区内; 汶川地震发震构造断裂虽处在右旋活动的龙门山断裂带上, 但右旋活动最大条带为平行于该断裂带且相距约200 km的西北活动区内。 ③ 玉树地震震时较大水平形变的范围较小, 汶川地震震后水平形变仍较突出。 ④ 理塘—德巫断裂带的北段及周边地区应给予关注, 面应变为象限分布图像, 最大正应变和最大剪切应变均显示闭锁的迹象。     

康定-磨西断裂带断层岩及断层活动特征

根据野外考察和显微构造分析可知,沿康定-磨西断裂带出露有碎裂岩和糜棱岩,最主要的是叠加有碎裂和糜棱岩化两种作用的断层岩。断层带经历过韧性～脆性～韧性～脆性的多类型,多期次的活动,活动性质有左旋错动,也有右旋剪切,而脆性断裂以左旋为主。较早期断裂活动时的差应力为50MPa,属于中高应力状态;到晚期活动时,差应力有所降低,约为30MP     

青海热水-日月山断裂带的新活动特征

热水 -日月山断裂带是发育在青藏高原东北缘柴达木 -祁连活动地块内部的 1条重要的NNW向逆 -右旋走滑活动断裂带 ,长约 183km。断裂由 4条不连续的次级断裂段右阶羽列而成 ,阶距 2～ 3km左右 ,在不连续部位形成拉分区。主断裂两端则形成帚状分叉。断裂活动形成了一系列山脊、冲沟和阶地等右旋断错微地貌 ,其中Ⅰ级阶地右旋断错约 8～ 11m ,Ⅱ级阶地右旋断错约 35m。同时沿断裂带还形成了许多断层陡坎 ,Ⅰ级阶地或洪积台地上断层陡坎高约 0 .5～ 1m ,最高达 2 .8m ,Ⅱ级阶地或台地上的断层陡坎高约 2 .5～ 3m ,最高达 4～ 5m。根据相应的阶地年代 ,计算得到断裂带全新世以来的平均水平滑动速率为 3 16mm/a ,垂直滑动速率为 0 .83mm/a     

红河断裂带南段中新世以来大型右旋位错量的定量研究

红河断裂带南段(元江—元阳一带)穿经盆地内的“中谷断裂”,是一条新构造期明显活动的主平移断裂。它的新近活动将中新世红河盆地一分为二,右旋切错至倮头山—大曼迷一带。与此相伴,山前断裂则以正断活动为主。沿“中谷断裂”高角度切错中新统的剪切走滑断面,被断错的中新世条形盆地内发育轴向NE的挤压褶皱及压缩变形的空间变化特征,下中新统、中上中新统、上新统及第四系的分布依次自SE向NW有序迁移且在“中谷断裂”的东北盘节节错后分布等,均表明红河断裂南段中新世以来自SE向NW的不断破裂扩展和右旋走滑位错;区段内中下中新统较厚的山前磨拉石沉积建造、卷入“中谷断裂”剪切变形的强度中新统明显强于上新统等表明,红河断裂南段大规模的右旋走滑运动应发生在中中新世前后,其FT年龄约为距今13.7Ma;根据切错的中新统的平面尺度、用平衡剖面法恢复压缩前盆地的长度和由断层变形带宽度等计算,求得红河断裂带南段中新世以来大型右旋位错总量介于62~69km,中值为65km。研究资料还表明,红河断裂右旋走滑运动作为一个过程,经历转换活动期(N1)、右旋走滑初始期(N21)、大型右旋走滑期(N31—N21)和右旋走滑扩展期(N22—Qp1)等多个发生、发     

华北地区主要构造带的现代运动和应变

根据网络工程在华北地区1999—2001—2004年的GPS观测资料,计算求解了垂直于断裂构造带走向的线应变率(即断层正应变率)和平行于断裂构造带走向的剪应变率,求解了断裂带的水平错动速率,研究了断裂带的位移和应变状态。断层正应变率表明北东、北北东向断裂带为北段挤压,南段拉张,东西向断裂带和北西向断裂带在华北东部地段为挤压,西部地带为拉张。1999年至2004年的断裂带的正应变率和剪应变率量值都在37×10-9/a以内。断层在水平方向上的活动表明,东西向断裂带和北西向断裂带以左旋运动为主,不同地段兼有拉张或挤压,北东、北北东向断裂带挤压或拉张活动较显著,不同地段兼有右旋或左旋运动。     

西南天山北东东走向断裂的晚第四纪活动特征及在天山构造变形中的作用

天山是远离板块边界的陆内造山带,特点是构造变形复杂强烈,强震多发。天山南北向的变形速率约为20mm/a,约为印度板块与欧亚板块汇聚速率的一半左右,这一变形量是如何被天山吸收的,天山的构造变形又是如何进行的,其构造样式如何?这些关键性问题目前仍存在较大的争论。天山地区主要发育有3组构造带,最显著的是位于南北两侧山前与山体近乎平行的逆断层—褶皱带,同时,在山体内部还发育有一系列NW向的右旋走滑断裂和NEE向的左旋走滑断裂,这些断裂共同控制了天山的新生代构造变形。目前,对于天山山前的逆断裂系统晚第四纪变形特征和滑动速率等方面研究非常丰富,对天山内部NW向的右旋走滑断裂晚第四纪活动特征也有一些定量数据,而对NEE向断裂晚第四纪以来的活动特征目前尚处空白状态。本文以迈丹断裂为切入点,通过对该断裂晚第四纪以来的运动学特征、滑动速率和古地震活动特征等资料的详细研究,获得西南天山地区NEE向断裂晚第四纪活动参数,同时,通过收集和补充调查天山其他主要活动断裂晚第四纪以来的运动特征,完善天山活动断裂几何学和运动学图像;结合已有研究资料、地震活动特征和GPS数据,研究天山内部不同方向、不同运动性质的断裂的活动特征,分析天山这些断裂在天山的构造变形中发挥了怎样的作用,在此基础上进一步研究天山地区的构造变形样式及其与地震的关系。本文得到的主要认识有:迈丹断裂东段控制的阿合奇谷地内发育有多级晚第四纪地貌面,利用光释光、10Be暴露年龄以及14C等方法对玉山古溪两岸的阶地年龄进行了限定,并与气候变化序列进行了比对,得到阶地的废弃形成发生在间冰期或者冰期—间冰期的转换阶段。玉山古溪T6阶地(~20ka)之前,河流平均下切速率与迈丹断裂的活动速率基本一致,表明晚更新世晚期之前,河流的下切与阶地的形成主要受迈丹断裂活动影响,是构造隆升导致的河流快速下切。~20ka之后河流的下切速率开始增大,至全新世中晚期,河流下切速率甚至达到~12mm/a,远远大于断裂的活动速率,表明晚更新世末期以来,河流的下切与阶地的形成主要受气候因素驱动。全新世以来河流下切速率的快速增大,很可能是由于全新世期间气候快速波动造成的。迈丹断裂是一条全新世活动断裂,该断裂晚第四纪以来,以逆冲兼左旋走滑为主,通过精细测量被断错的晚第四纪地貌面和年代学测定,得到断裂的逆冲滑动速率为(1.24±0.20)mm/a,左旋走滑速率为(1.74±0.61)mm/a。迈丹断裂晚第四纪期间发生过多期断错地表的古地震事件,古地震平均复发间隔为3370~4265a,断裂最新一次古地震事件发生在1.76ka之后。迈丹断裂是柯坪推覆构造的根部断裂,该断裂晚第四纪以来发生过多次断错地表的强震事件。古地震研究表明,推覆体前缘的柯坪断裂晚第四纪以来也发生过多期古地震事件,而且两条构造上古地震事件的发生年代很接近,尽管我们并不能确定迈丹断裂最新一次古地震事件是否与柯坪塔格断裂上的是否为同一次事件,但这一现象反映该地区地震破裂存在两种可能:(1)迈丹断裂与柯坪塔格断裂上最新一次古地震事件是同一次事件,这表明迈丹断裂与柯坪塔格断裂具有级联破裂的特征;(2)迈丹断裂上最新一次古地震事件与柯坪塔格断裂上的不是同一期事件,分别单独破裂,虽然两条断裂上的古地震事件不是同期破裂,但均发生在~1.7ka之后,时间间隔不长,表明柯坪推覆构造根部的迈丹断裂和前缘的柯坪塔格断裂之间可能存在相互的影响或关联,柯坪地区的强震活动具有丛集发生的特征。迈丹断裂晚第四纪活动的发现,表明西南天山柯坪推覆构造与天山其他地区的推覆构造变形模式不同,推覆体最前缘的柯坪断裂活动强烈,而根部断裂晚第四纪以来也有很强的活动,断裂的新活动并没有完全迁移到推覆体前缘的新生构造带上,这可能是一种无序或反序的构造变形模式。西南天山地区的左旋走滑运动主要发生在推覆体根部的迈丹断裂上,推覆体前缘的逆断裂—背斜以逆冲运动为主,没有明显的走滑运动。GPS资料表明,普昌断裂以西的地区,应变没有完全闭锁集中在根部的迈丹断裂上,一部分应变通过滑脱面传递到前缘的逆断裂-背斜带上;在柯坪推覆构造的东部地区,从根部的迈丹断裂至前缘的柯坪塔格断裂可能是一个孕震体系,震间的形变主要在推覆体根部的构造上闭锁,前缘构造基本没有明显变形,这可能是柯坪推覆构造东西两侧中小地震活动存在明显差异的主要原因。西南天山还发育有两条NEE走向的断裂,通过变形地貌测量与年代学测定得到那拉提断裂晚第四纪以来以左旋逆冲运动为主,断裂逆冲速率~2.1 mm/a,左旋走滑速率为~2.5mm/a;克敏断裂也是一条左旋走滑断裂,断裂的左旋走滑速率为~1.5mm/a。西南天山3条NEE向的断裂带吸收了~6mm/a的左旋走滑运动,与塔里木斜向俯冲造成的左旋走滑运动量基本一致,这表明塔里木斜向俯冲造成的左旋走滑运动在西南天山地区基本被分解吸收。西南天山地区吸收了塔里木向天山俯冲汇聚绝大部分的压缩速率和左旋剪切运动,挤压缩短在山体内部和山前的新生褶皱带上均有分配,左旋剪切则主要发生在天山内部高角度的边界断裂上,整个西南天山构成了一个大型的花状构造。在天山南北两侧,构造变形以逆断层为代表的地壳缩短和增厚为特征,而天山内部则为一个大型的剪切带,同时还具有明显的逆冲运动。天山地区主要存在两组走滑断裂,一是NEE向的左旋走滑构造,另一组是NW-NWW向的右旋走滑断裂,这两组断裂主要发育在天山内部,但这些断裂共同调节了山体内部的走滑剪切运动,山体内部高角度的走滑逆冲断裂与山前低倾角的逆冲断裂系共同组成了天山构造变形图像。天山地区的压缩变形主要分布在天山南北两侧的山前地区,而天山内部的活动断裂则具有明显的走滑分量,在剖面上,整个天山形成了一个大型的花状构造。尽管天山整体的构造变形为西强东弱,不同地区变形强度和幅度差异较大,但是天山南北和东西两侧的构造变形样式还是基本对称的。受塔里木块体向北的挤压作用,西南天山地区总体走向为NEE向,南天山东段整体则呈NWW走向,与塔里木与南天山的分界断裂在形态上构成一个"三角形"向北楔入。整个西南天山内部是一个大型的左旋剪切带,南天山东段整体为右旋走滑性质,塔里木和南天山之间的边界断裂以逆冲运动为主。在天山北部受到刚性准噶尔地块阻挡的作用下,北天山西段构造线整体NW-NWW向,而90°E以东的北天山地区构造线整体为NEE走向,与近东西走向的准噶尔与北天山的分界断裂在形态上构成一个倒"三角形"向南楔入。北天山西段右旋走滑性质的博—阿断裂和喀什河断裂所围限的楔形块体整体向西运动,北天山东段NEE向的左旋走滑断裂构成了倒"三角楔"的东边界,准噶尔与北天山的分界逆冲断裂带是"三角楔"的底界。在近南北向的挤压应力下,天山的构造变形整体以压缩变形为主,山体内部发育的一系列走滑构造带表明,天山在东西方向上还存在一定的侧向挤出,这些走滑断裂调节了天山不同地区压缩量的差异。地质数据和GPS资料均证实,天山地区逆冲运动量要明显大于走滑分量,山体内部走滑断裂所控制的块体虽然存在向东西两侧的侧向挤出,但与南北向最大达~18mm/a的压缩速率相比,变形速率不高,侧向挤出幅度有限。     

临潼-长安断裂带的几何结构及形成机理

根据野外大量断层露头以及人工地震结果表明,临潼——长安断裂带主要由两条断层组成,即麻街——碾湾断层和胡家沟——首帕张断层. 麻街——碾湾断层, 在灞河右岸的高桥分出一条分支断层,即王家碥——侯家湾断层; 胡家沟——首帕张断层在铜人塬和少陵塬分出一条分支断层,即冢底村——唐家寨断层. 断裂表现为张性倾滑正断层性质,平面上局部范围大致呈平行等间距展布,剖面上向西北呈阶梯状降落,成ldquo;Yrdquo;字型组合。深地震反射结果显示,该断裂深约5——8 km,为基底断裂,深部为铲形正断层. 临潼——长安断裂带是在近南北向引张应力场的作用下形成的典型的伸展断裂系,同时受余下——铁炉子断裂左旋走滑运动的影响,使断裂带从东北向西南呈帚状展布形态.