鲜水河断裂带色拉哈—康定段新发现的活动断层：木格措南断裂

鲜水河断裂带位于青藏高原东缘，是中国大陆内部地震活动性最强的大型活动断裂带之一。大量研究证据表明，鲜水河断裂带色拉哈—康定段未来几十年内发生破坏性强震的风险较高。目前正在规划建设的国家重大交通基础建设工程——川藏铁路，将在康定折多山地区直接穿越鲜水河活动断裂带。本研究通过高分辨率卫星影像的地质地貌解译和详细的野外构造地质填图，新发现一条发育于色拉哈断裂和折多塘断裂之间折多山花岗岩体内的长约24km的全新世活动断层，该断裂空间上可分成北、中、南三段，呈(正滑)左旋右阶雁行状排列，并将其命名为“木格措南断裂”。该活动断裂的发现对完善鲜水河断裂带色拉哈—康定段的精细几何图像和构造组合特征，准确评价鲜水河断裂带的地震危险性具有重要意义，并为川藏铁路施工建设和安全运营提供了重要科学数据支撑。     

基于CORONA像对的活动构造变形参数定量提取

为了高效提取活动构造研究的定量参数, 利用美国解密的2 m分辨率CORONA KH-4B卫星立体像对, 实现了在JX4C数字摄影测量系统的立体测图, 并通过影像匹配的方法建立数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM).通过以上方法, 以南天山库车冲断褶皱带为例, 利用覆盖该区的影像, 识别由活动断层和活动褶皱造成的第四纪沉积物的变形, 提取地表变形参数, 结合地震资料和野外测量, 分析地表变形特征的深部构造机理.结果表明, 经过处理的CORONA KH-4B像对可以在数字摄影测量系统下矢量测图, 相对定向精度在0.01 mm左右, 绝对定向精度在10 m左右.测量精度能够满足活动构造定量分析所需.该方法在地势复杂、人迹罕至区域研究中更具优势.      

青藏高原东缘活动断裂带地壳岩体构造损伤特征与模式讨论

活动断裂带强烈复杂的构造运动会对地壳岩体产生不同程度的损伤,这些损伤能够显著影响地震破裂、地貌演化和地质灾害等地质过程,并对工程岩体稳定有较大影响,但目前鲜见对大型活动断裂地壳岩体构造损伤的深入研究。本文首次提出地壳岩体构造损伤的科学概念,揭示其具有不可逆性、累积性、非均匀性与愈合性。通过对青藏高原东缘鲜水河断裂带等6条主要活动断裂带大范围岩体露头的实测分析,采用构造结构面面密度作为表征构造损伤的定量指标,将断裂带地壳岩体划分为损伤带与围岩,测得最宽损伤带达3100 m。分析了地壳岩体损伤分布特征、变形破裂特征和损伤分布影响因素,取得如下认识:(1)损伤带主要沿活动性较强的主断裂分布,其内部具有高、低损伤区交替的分区损伤特征;(2)损伤带与围岩岩体分别表现为高应变速率与低应变速率状态下脆性损伤特征,损伤带的形成与断裂近期区域应力场密切相关;(3)表征断层发展阶段的累积位移量控制损伤带的总体规模,而其局部变化主要受控于断裂的几何展布与岩石性质;(4)提出了典型活动断裂带地壳岩体构造损伤模式。研究成果可为地震动力学、构造地貌、地质灾害和大型工程建设等提供约束地壳岩体结构的科学证据,有助于深化对活动断裂带地壳岩体力学环境的认识和理解。     

新生逆冲断裂地表垂直位错分布与断层活动性关系: 以河西走廊临泽断裂为例

活动断裂地表位错定量研究对理解断裂活动习性和构建多周期地震复发模型有重要意义. 前人基于高精度地形数据对断裂地表位错分布开展了大量定量研究,但是关于累积位错变形沿新生逆冲断层的走向分布特征依然不清楚. 本文选择河西走廊内部新生临泽逆冲断裂（< 20 ka）为例,利用UAV（unmanned aerial vehicle）航测方法采集了断裂沿线约8 km长、2.5 km宽的高精度（0.5 m）地形数据,开展了精细地貌填图（1∶500）、断层垂直位错测量（73个）、断层活动定量参数分析以及野外地质调查等工作. 研究揭示,新生临泽逆冲断裂主要由2条左阶展布分支逆冲断层组成（L1和L2）,阶区宽度约260 m. 位错测量揭示,断层最大和最小累积位错分别为4.5 m和0.2 m,累积垂直位错呈明显不对称三角形分布,断层上位移亏损点与断层几何形态变化区域明显对应. 断裂位错定量参数分析显示,临泽断裂结构不成熟,两个分支断裂后期会在破裂长度和位错增加下逐渐贯通. 因此,可能需要注意后期强震活动造成新生逆冲断层向盆地内部拓展,及其对邻近城镇带来的直接和衍生灾害效应.      

山西霍山山脉河流地貌定量参数及其构造意义

河流地貌形态定量研究是了解构造活动与地表过程耦合作用的重要途径之一.霍山山脉位于山西地堑系中部,介于临汾盆地和太原盆地之间,以发育霍山山前断裂带和1303年洪洞Ms8级地震而著名,通过分析跨断裂带及周边的48条河流的纵剖面形态、SL参数、Hack剖面、面积高程积分曲线以及HI值等,得到以下认识:1)跨断裂带的河流,其纵剖面在断层两侧的形态具明显差异,反映其受断层活动控制,而其他河流,除极少部分在上游存在局部陡变外,纵剖面为近似下凹的指数曲线形态显示近均衡状态;2)河流的HI值及积分曲线显示了霍山地区新生代以来整体处于强抬升弱侵蚀状态,即所有河流均处于壮年或幼年期;3)48条河流一致上凸的Hack剖面也表明霍山地区新生代以来处于强烈的构造抬升阶段,跨断裂带的Hack剖面形态以陡变下降而区别与其他河流的近似圆弧形;4)跨断裂带河流的SL/K参数在断层附近出现异常高值,反映了SL/K参数与断层垂直差异运动的相关性,周边其他河流的SL/K参数反映了没有差异运动的准均衡状态,局部的异常高值可能对应不同基岩的抗风化能力差异.河流地貌定量参数与构造环境存在显著的相关性,河流地貌定量参数特征揭示霍山山前断裂带在新生代以来的强烈垂向运动特征.     

深圳断裂带现今构造活动性及其对深圳市输水隧洞工程地壳稳定性影响

从微震活动、断层位移监测、现今地应力测量等方面进行深圳断裂带现今构造活动性分析, 配合构造应力场三维数值模拟, 定量计算了深圳断裂带与输水隧洞交汇部位的现今活动量级范围以及输水隧洞不同地段轴向与最大水平主压应力夹角, 推算出深埋输水隧洞地段现今构造应力状态, 并结合地震活动性及其危险性、岩土体稳定性等研究成果, 运用模糊数学方法, 评价输水隧洞工程地壳稳定性, 为工程设计和施工提供依据.      

鲜水河断裂带乾宁段晚第四纪走滑速率及区域强震危险性研究

活动断裂几何学特征及滑动速率是研究断裂运动学、动力学机制及其评估区域强震危险性的重要依据。青藏高原东缘左行走滑的鲜水河断裂带是控制高原物质向南东挤出的重要边界，是中国陆内活动性最强的断裂之一。本文以鲜水河断裂带北西段为研究对象，通过高精度遥感影像解译、野外考察、OSL(光释光)和14C测年方法以及LiDAR(激光雷达)扫描获得乾宁段龙灯乡冲积阶地的位错量和废弃年龄。T4和T3′水平位错量分别为106±5 m和77±2 m，T4阶地垂直位错量为9. 6±0. 5 m。T4和T3′阶地的废弃年龄分别为11±1 ka和7±1 ka。结合对应的年龄和位错量，得到乾宁段晚第四纪走滑速率左行走滑速率为10. 5±1 mm/a，垂直滑动速率为0. 9±0. 1 mm/a，断层倾向北东，具有正断运动学特征。通过重新计算断裂两侧GPS矢量沿断裂方向分量，得到鲜水河断裂带炉霍段、炉霍—康定段、磨西段现今左行走滑速率分别约为8. 1 mm/a、8. 2 mm/a、9. 4 mm/a，整体表现为自北西向南东递增。综合乾宁段晚第四纪走滑速率和最新强震活动的离逝时间估算，认为鲜水河断裂带乾宁段目前应变累积达到了发生一次MW 6. 8(MS 7. 2)大地震的潜能，在区域防震减灾工作中应对此加以重视。     

鲜水河断裂带八美段新构造活动及减震防灾建议

四川甘孜州八美镇大地构造区属松潘—甘孜造山带中段,鲜水河断裂带穿切其中,新构造活动持续。通过野外地质调查并结合前人工作基础,从左行走滑断层、构造地貌、地震、温泉活动等多个方面对鲜水河断裂带八美段新构造活动表现形式进行了研究,分析了所产生的影响,提出减震防灾的建议。     

蒙古戈壁天山断裂带晚新生代构造变形与构造地貌研究

跨越中蒙边境线的戈壁天山断裂带是一条大型左旋走滑断裂带,东西展布约700 km。通过解译分析Landsat ETM卫星遥感影像和SRTM数字高程模型(DEM)数据,对戈壁天山断裂带晚新生代构造活动及其地貌特征进行了研究。结果表明,沿戈壁天山断裂带发育了一系列断层陡坎、系统的水系错位、挤压脊等典型的走滑构造地貌类型。遥感影像解译结果还显示3处系统水系错位,均受戈壁天山断裂左旋走滑运动的影响,表现出系统的左旋水平位错。结合历史地震数据、先存的基底构造和断层系统,本区地震活动性呈现出不可预测性和复杂性。此外,发育在断裂带上的3个大型挤压脊构造中:Karlik Tagh和Gurvan Sayhan就位于走滑断裂的终端,其走滑分量减弱并逐渐转为以逆冲分量为主的构造特征。Nemegt Uul位于2条不连续的走滑断裂的汇合和叠置部位。走滑断层均穿过了挤压脊构造,同时伴随有逆冲作用分量,造成了挤压脊沿走向和垂直走向上的构造地貌生长,显示了是陆内造山带演化的重要过程。     

鲜水河断裂带乾宁段蠕滑变形及局部粘滑变形的岩石学记录

鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界，是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一，但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜水河断裂带地震活动性的关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段在四川甘孜州龙灯乡出露的宽约800m的岩石-构造剖面为研究对象，通过野外地质调查、室内光学显微镜及扫描电镜观察、粉末X射线衍射分析和微区X射线荧光光谱分析等方法，对断层岩的结构构造、矿物组成和地球化学性质开展详细研究。研究剖面由约100m宽的砂岩破碎带和约700m宽断层岩组成，广泛发育断层角砾岩和薄层且呈弥散式分布的断层泥，断层岩内普遍具有压溶构造，但局部断层岩具有快速滑动结构特征，表明断裂带在蠕滑变形过程中存在局部地震粘滑变形行为。断裂带内流体作用使断层岩中长石和白云母蚀变成以伊利石为主的粘土矿物(含量5%～11%),新生的粘土矿物在密集的面理中定向排列，促进了断层的弱化和在浅部(4km以上深度)的蠕滑变形。而在断裂带局部裂隙较为发育的位置，流体的注入导致了大量碳酸盐矿物(方解石和白云石，含量12%～33%)的沉淀和C...     

Late Quaternary Slip-rates and Slip Partitioning on the Southeastern Xianshuihe Fault System,Eastern Tibetan Plateau

Quantitative analysis of the kinematics of the active faults distributed around the Qinghai-Tibetan Plateau is critical to understand current tectonic processes of the plateau. Chronological analysis, based on the comparison among regional climate and geomorphology, digital photogrammetry, offset landforms, and the tectonics were adopted in this study on the Xianshuihe fault in the eastern Tibetan plateau. Two or more offset-age data were obtained for each segment of the Xianshuihe and the Yunongxi faults. The offset landforms, including river terrace, alluvial fan and glacial moraine, provide constraints for the late Quaternary slip rate of the Xianshuihe fault. The left-lateral strike slip rate of the Xianshuihe fault decreases from 17 mm/a on the northwest segment to 9.3 mm/a on the southeast segment. Regarding the Xianshuihe fault zone and its adjacent blocks as a regional tectonic system, vector analysis was used to quantitatively analyze the longitudinal kinematical transformation and transversal slip partitioning on the fault zone in terms of the kinematical parameters of the main faults within the zone. The results show that there is a distributed vertical uplift at a rate of 6.1 mm/yr caused by shortening across the Gongga Mountains region. Based on these results, we established a model of the slip partitioning for the southeastern segment of the Xianshuihe fault zone.     

鲜水河断裂带全新世活动性研究进展综述

鲜水河断裂带是中国西南山区一条现今活动强烈的大型地震断裂。本文在系统总结前人研究成果的基础上, 结合野外地质调查, 综述了鲜水河断裂带空间展布特征、活动性质及强度、历史地震地表破裂特征、地震危险性等方面的研究进展。前人研究结果表明, 鲜水河断裂带以惠远寺为界可分为两段, 进一步可细分为八段;断裂带全新世以来以左旋走滑为主, 兼具逆冲性质;整条断裂现今走滑活动速率约为10mm/a左右, 垂向变形在2mm/a以内;其中断裂带北西段活动速率为10~20mm/a, 南东段则小于10mm/a, 一般为5mm/a左右;断裂带地震活动频繁, 地震活动性北西段明显高于南东段, 强震迁移呈明显的跳跃式特征并具有原地复发性质;断裂带历史地震地表破裂特征与玉树地震所报道的地表破裂特征一致;断裂带地震危险性评价具很多不确定因素, 研究程度相对较低。      

鲜水河断裂带渐新世至早中新世两期变形相关混合岩的锆石U - Pb年代学及其意义

鲜水河断裂带是青藏高原东缘重要的走滑断裂带。沿该断裂带发育长约120 km、宽约3~5 km的混合岩。运动学和年代学资料表明其与鲜水河断裂带渐新世至早中新世的两期变形有关。第一期变形发生在32~27 Ma,混合岩显微构造显示强烈压扁机制,反映了沿鲜水河断裂带的挤压变形机制。第二期混合岩中两个淡色体的样品获得了25.06 Ma和20.9 Ma的锆石U Pb年龄,限定混合岩化的时间约为25~20 Ma。这期混合岩以发育左行走滑的矿物生长线理为特征,反映了走滑的应力体制。与这期混合岩密切相关的5块花岗岩样品均获得了20~19 Ma的锆石U Pb年龄,代表了混合岩化作用的结束。两期混合岩的发现限定了鲜水河断裂带新生代由挤压体制到左行走滑体制的转变,也即鲜水河断裂带新生代走滑起始时间27~25 Ma。该发现对于认识青藏高原东缘新生代的构造变形过程具有重要意义。     

四川汶川MS 8.0大地震地表破裂带的遥感影像解析

2008年5月12日发生于四川盆地西部龙门山断裂带的汶川MS 8.0级大地震造成巨大的人员伤亡和财产损失,并形成了空间上基本连续分布的地表破裂带（地震断层）。根据地表破裂带的解译标志及影像特征,我们充分利用震后中国科学院航空遥感飞机所获取的高分辨率航空遥感图像以及我国台湾福卫-2卫星遥感图像进行详细解译分析,并结合震后的多次野外科学考察与验证,初步查明了四川汶川MS 8.0级大地震所产生地表破裂带的空间分布特征。遥感解译分析表明汶川大地震产生的地表破裂带总计长约300 km,其几何学特征十分复杂,主要沿先存的NE走向活动断裂带呈不连续展布;变形特征以逆冲挤压为主兼具右旋走滑分量。按同震地表破裂带所在断裂带位置,可将其分为两条： 中央地表破裂带：沿映秀-北川断裂带分布,从西南开始呈北东向延伸至平武县水观乡石坎子北东一带,长约230 km,最大垂直位移量达6.0 m左右,最大右旋水平位移达5.8 m;山前地表破裂带：沿灌县-安县断裂带分布,由都江堰市向峨乡一带开始呈北东向延伸至安县雎水镇一带,长约70 km,以逆冲挤压为主,最大垂直位移量可达2.5 m。此外,遥感图像分析还表明上述地表破裂带与地质灾害分布在空间上具有十分密切的相关性,因此,挤压逆冲-走滑型地震断层的致灾效应研究是未来应该加以重视的研究课题。     

基于SBAS InSAR的鲜水河断裂带蠕滑型滑坡特征研究

鲜水河断裂带是青藏高原东部川滇地块的一条重要边界断裂,全新世以来活动强烈,断裂带沿线岩土体结构破碎强烈,在断裂活动诱发地震、断裂蠕滑和强降雨等因素作用下,断裂带沿线滑坡、泥石流等地质灾害发育密度大,危害严重。在前人研究的基础上,采用短基线集(SBAS InSAR)的方法,基于日本对地观测卫星(ALOS 1)所获得的2007—2011年期间15景PALSAR数据,对鲜水河断裂带道孚至炉霍段的活动速率进行分析计算,获取了该段断裂带内蠕滑型滑坡5年间的时间序列形变特征。研究结果表明：鲜水河断裂带道孚至炉霍段近年来以蠕滑滑动为主,蠕滑速率为(94±078) mm/a,断裂的蠕滑作用对区域构造应力场和断裂带内滑坡具有重要的控制作用,表现为距离鲜水河断裂带越近,影像间相干性越强,稳定的相干点越多,干涉效果越好,滑坡滑动累计位移越大。沿鲜水河断裂道孚至炉霍段,共识别出98个蠕滑型滑坡,沿鲜水河断裂带两侧呈线性展布,并分析了典型蠕滑型滑坡的地表形变特征。基于SBAS InSAR的雷达数据处理方法,可以有效地分析地表的缓慢变形以及区域性蠕滑型滑坡的发育发展变化规律,研究结果对于鲜水河断裂带沿线防灾减灾及类似构造活动地区的地质灾害研究具有一定的指导作用。     

松潘—甘孜地区百年地震构造和现今动力学

研究区位于青藏高原的东北隅(96°～107°E,30°～35°N)。基于该地区长度大于2km的4 781条1∶20万数字化实测断裂、1900年以来的5 220条数字地震记录,以及野外地质观测数据,识别出993条不同属性的地震断层,构建了该地区百年地震构造格局。1970年以来十年期地震断层跃迁图像表明,自20世纪80年代中期白马—虎牙强烈震群爆发之后,地震活动在沿各主要走滑断层带自西(北西)向东(南东)迁移的同时,逐渐向中部贡玛—达曲断裂带和南部鲜水河断裂带的东南段集中。地震活动的断裂构造联系主要表现为挤压剪切转换机制和典型的楔顶效应。研究区165个GPS速度矢量展现了与3个地块和以鲜水河断裂带为主的速度域、速度梯度带和速度扰动区。跨研究区南缘鲜水河断裂带的位移速率因贡玛—达曲断裂带汇聚而达到了6.5～8.6mm/a,而跨北缘东昆仑断裂带的位移速度只有1.8～2.2mm/a。因鲜水河断裂走向在其中南段发生向南的急剧偏转,垂直断层面的位移矢量分量不断增强,形成了汶川8.0级地震成核及NE向单边破裂的动力学条件。     

跨断层与GPS地壳形变数据联合反演鲜水河断裂地震危险性

为了探索GPS和跨断层地壳形变数据联合反演效果，本文以鲜水河断裂为研究对象，利用1999~2007期，2009~2013期和2013~2017期中国大陆GPS水平速度场数据，使用贝叶斯反演方法，以跨断层数据为先验条件，估算了川滇菱形块体东边界（主要为鲜水河断裂）的断层运动速率。发现增加跨断层数据后，反演图像的近场和远场速率区别更加显著，不同期次的断层活动速率表现出明显的差异。但是，本方法在震前效果并不明显，尤其是在汶川地震前部分跨断层场地的逆向走滑特征很难表现出来，对于地震预测预报也很难起到优势作用，但从反演效果上来看，可以更直观的反映断层在近场和远场上的速率差异以及地震后断层运动速率的分段特征。最终根据上述研究方法认为鲜水河断裂带在汶川地震后，经过多年的应力调整，目前左旋走滑速率已经基本恢复到震前状态，鲜水河断裂南段持续拉张趋势，川滇菱形块体的顺时针旋转作用持续加强，鲜水河断裂的道孚段和磨西段存均在一定的走滑速率亏损，应注意这两个地区的地震危险性，以及这两个地区地震危险的关联性。     

川藏铁路雅安—林芝段典型地质灾害与工程地质问题

川藏铁路是中国正在规划建设的重点工程,穿越地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部。铁路沿线活动断裂发育、地震频发,新建铁路雅安—林芝段直接穿越或近距离展布于龙门山断裂带、鲜水河断裂带等10条大型区域性活动断裂带,部分断裂活动速率值达10 mm/a,潜在强震危险性高。在内外动力耦合作用下,铁路沿线地质灾害极为发育,密集分布于大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江及其一级支流、活动断裂带和公路沿线,其中高位远程滑坡及链式灾害、深层蠕变-剧滑型滑坡、地震滑坡等灾害危害严重,成为了铁路建设的“拦路虎”。铁路沿线处于以水平构造应力为主导的高地应力环境,穿越华南主体应力区、龙门山—松潘应力区、川滇应力区、墨脱—昌都应力区和喜马拉雅应力区等5个大的一级构造应力区;雅安—康定段最大主应力方向为NWW—NW向,并向林芝方向呈现NNE向偏转,地应力在平面和垂向空间上表现为强烈局部差异性,如折多山某隧道地应力测试结果揭示了在垂向上存在应力释放区。在高地应力条件下,铁路沿线深埋隧道潜在围岩岩爆和大变形危害风险大。铁路建设应加强活动断裂安全避让、重大地质灾害早期识别和监测预警、深埋隧道地应力和岩爆大变形超前预测预报等工作,科学指导铁路选线与防灾减灾。     

中国活动构造研究

本文综述了最近五年来中国活动构造的进展,经过1:50000活动构造地质填图和综合研究,获得了各构造区活动构造的基本特征,其中包括几何学、滑动速率、古地震和大震重复间隔、同震位移等各项定量参数。根据这些定量参数,评价活动构造地震的危险性,同时,还简要地讨论了大陆内部现代构造活动的动力学问题。     

汶川地震破裂带白沙河段同震水平缩短量的估算

同震位移向量由垂直、走滑和水平缩短(或拉张)三分量构成,合理估计各分量是全面认识地震地表变形特征的基础。汶川地震后的现场调查,获得了大量的同震位移数据,但是绝大部分是垂直和走滑两个分量,水平缩短(或拉张)分量十分缺乏,这必然导致我们对汶川地震破裂特征认识的偏差。本文通过对变形的天然地貌面和人工建筑的测量和复原,获得了白沙河破裂段8个观察点水平缩短量数据。同震水平缩短量在白沙河段的分布显示出了其由南西向北东逐渐减小的趋势,它与其他研究获得的垂直和走滑同震位移的分布基本一致。此外,同震水平缩短与同震垂直位移量在该破裂段上的分布,表现为峰、谷互补,可能暗示了地震破裂面倾角沿该破裂段的变化过程： 南段为高角度,中段逐渐转变为低角度,最后在北段再次转为高角度。