中条山北麓断裂中南段全新世地震事件的初步研究

通过对中条山北麓断裂进行探槽研究,揭露了全新世以来,断裂中段和南段的3次古地震事件,包括1次发生在8 570-8 010a BP、贯通断裂中段和南段的8级以上特大地震,以及4 800-6 010a BP和2 110-320a BP发生的2次7级左右的大地震,地震复发间隔约为3 500a。研究表明,中条山北麓断裂的南段和中段在全新世发生过多次活动,活动性较强。

中条山北麓断裂形变异常分析

以运城盆地及周边M_L5.0以上地震活动,与盆地的主控构造中条山北麓断裂的活动关系进行研究,表明地震与断层(活构造)的活动有直接关系。目前,对活断层进行形变测量和地球物理场的动态观测是揭示地壳运动最为有效的手段。

中条山北麓断裂解州段晚更新世滑动速率研究

中条山北麓断裂是鄂尔多斯块体东南缘运城盆地南缘主边界断裂,控制运城盆地的构造演化过程。滑动速率是活动断裂定量研究最重要的参数之一,也是断层活动方式和强度的直接反映,该段滑动速率值对运城盆地的地震危险性评估、中长期预测有着重要意义。以中条山北麓断裂解州段为重点,利用高分辨率遥感影像解译、地质地貌调查、无人机测量、断层剖面分析以及地层年代测定等方法,对该断裂的晚第四纪活动习性、地貌面变形以及活动速率开展详细研究,获得以下三点认识:①中条山北麓断裂解州段存在一系列与主断层相平行的次级断裂,越靠近盆地内部,断层发育时间越晚,活动性越强;②晚更新世以来盐池一带主要发育三期洪积扇,最早一期洪积扇废弃年龄为14.1~15.7 ka,地貌面上的断层陡坎平均高度为10.2~11.7 m;断层的平均垂直滑动速率为0.65~0.83 mm/a;③小李村南(15.7±2.5)ka以来断裂平均垂直滑动速率为0.45~0.62 mm/a;(107.4±18.6)ka以来平均垂直滑动速率约为0.1 mm/a,晚更新世断裂的活动性有逐渐增强的趋势。

中条山北麓断裂跨断层水准数据异常特征分析

中条山北麓断裂是运城盆地的主控断裂.作为第四纪以来的活动断裂,其活动情况与运城盆地及周边的地震活动间存在一定的关系.采用异常参数R值法和年滑动速率比法对布设在此断裂的流动水准场地观测数据进行分析,发现2种数据分析方法结合起来能更准确地发现观测数据的异常变化,研究结果可为运城盆地及周边地区的地震预测研究提供参考.

山西中条山北麓断裂盐池段全新世古地震事件和滑动速率研究

中条山北麓断裂是控制运城盆地南界的主深断裂,虽然对其研究不多,历史地震较少较弱,但活动强度不容低估。通过航空影像解译、地貌测量以及探槽开挖,对运城盐池以南小李村一带的断层分布、地貌面变形以及活动性进行了研究。依据三个探槽中断层活动痕迹,得知全新世以来该段至少发生过三次较强的古地震事件,时间分别为：1～3.5,3.6～4.4和7.4～8.8 ka BP。通过14C测年确定了断层上下盘相同年代的砾石层,并用差分GPS测量了其高差以及所在位置的地形剖面,得到（24.7±0.2）ka BP以来中条山北麓断裂带的平均滑动速率为（0.75±0.05）mm a^-1。结合他人的资料,计算出一次大地震的垂直断距可能为2.35 m,除以平均滑动速率,得到特征地震重复间隔可能为2940～3360 a。

山西中条山北麓断裂夏县段新构造运动

通过分析夏县段中条山北麓山麓剥蚀面上的黄土地层,认为山麓剥蚀面形成于2.4 Ma以前。与邻近盆地内钻孔的研究成果对比,得到中条山北麓断裂第四纪以来的垂直活动幅度约700 m,抬升速率为0.29 mm/a。GPS测量得到断层将末次冰期极盛期形成的冲沟阶地垂直错断7 m,垂直活动速率为0.28~0.5 mm/a。探槽揭示,距今2万年以来断层有四次活动——距今8000年之前、距今4100年前后、距今3100年和距今720年以后。断距分别为大于2m、0.6m、1.55 m和0.25 m。断层活动速率为0.22~0.55 m/a。

中条山北麓河流地貌特征及其对断裂构造演化的响应

河流地貌发育特征对构造活动异常敏感,因此能够有效揭示活动断裂的分段性差异。通过提取地形信息,综合分析河流地貌参数的空间分布,筛分构造、气候、岩性特征等影响因素,量化构造活动强度,是活动断裂分段性的重要研究切入点之一。中条山北麓断裂是控制中条山与运城盆地差异升降的活动断裂,由南向北可划分为韩阳段、永济段、盐湖段和夏县段,断裂各段的活动性与现今中条山地形地貌的塑造密切相关,是应用河流地貌研究断裂分段性的理想地区。文中通过提取中条山北坡基岩山区流域水系的河道地形信息,获取了河道标准化陡峭指数k_(sn)、坡度S、水系高程剖面的几何特征、河流裂点位置及裂点上、下游下切量等参数。结果显示,纵向上中条山北坡基岩河道记录了1期加速下切事件,在横向上,河道标准化陡峭指数k_(sn)、坡度与河道下切量等地貌参数存在明显的空间变化,高值区位于韩阳段-永济段,向W分段性递减,与中条山西高东低的地形起伏相符,但与活动速率高值区及盆地新生界沉积中心(盐湖段)的位置不一致。不一致的主因可能与华山山前断裂部分活动性沿中条山北麓断裂韩阳段西延隐伏断裂的迁移有关,二者活动性在韩阳段-永济段叠加,并被河流地貌敏感记录,形成地貌参数的高值异常区,暗示中条山北麓断裂的构造活动中心已经向W迁移。

中条山北麓中段洪积扇上全新世断层陡坎的发现及其新构造意义

通过室内航片解译和野外调查,发现中条山北麓中段虞乡镇西南山前洪积扇上发育走向NW290°的陡坎。野外差分GPS测量和DEM数据分析得到其最大高度为13 m,最小高度只有3 m,高度的差别主要与陡坎所在的地貌面的发育先后有关,早期冲积扇上发育的陡坎高度较大,晚期冲积扇上发育的陡坎高度较小。另外,断层下降盘冲沟扇状堆积也影响同一期洪积扇面上陡坎的高度,离开冲沟越远,堆积作用越弱,陡坎就高一些。探槽研究揭示,虞乡镇西南洪积扇上断层陡坎晚更新世晚期以来至少发生过两次古地震事件,断层第一次活动时间在16720±70 aBP以后,7700±40 aBP之前,接近16720±70 aBP;断层第二次活动的时间在7700±40～7020±40 aBP之间,垂直断距大于2.2 m,说明该陡坎为全新世断层陡坎。对比研究估计,该断层垂直活动速率约为0.9 mm/a。