基于DEM地形特征因子的海原断裂带中东段构造活动性分析

海原断裂带是中国西北地区重要的活动断裂带,也是青藏高原东北边界的重要组成部分。海原断裂带活动性研究对深入了解青藏高原东北缘构造格局和第四纪构造地貌具有重要意义,对于地质灾害预测和地质风险评估也有很大的参考作用。本次研究基于数字高程模型(DEM)数据,利用ArcGIS软件对该段各流域的地貌参数进行提取计算,定量获得该段各流域的地貌形态特征,最后对研究区的相对构造活动性程度进行分析。面积-高程积分(HI)表明断裂带两侧的地形梯度差异显著,断裂带及其南侧盆地坡度更大,山地更陡峭,地貌侵蚀作用也更强。流域盆地不对称度(AF)表明研究区内海原断裂带中东段由西至东发生掀斜的程度越来越小,流域盆地的形态也从不对称向对称变化。盆地延伸率(Re)则显示断裂北侧盆地的狭长程度要明显高于断裂南侧,但更倾向于由于早期构造活动或者地壳停止运动后的缓慢调整和变形造成。标准化坡降指数(SL)结果显示断裂带南侧河流坡降较大,北侧则较小;经过断裂的流域SL值中,王滩-黄鼠滩段(西段)明显要高于其他段,表明此段的地貌演化的活跃程度明显更高。地震活动则显示断裂东段地震更为密集,但西段受哈斯山段复杂的断层-褶皱系统影响较大,因此综合地形特征因子的分析结果,可以推断海原断裂带中东段存在断裂活动性差异。南侧地形陡峭、起伏较大且河流发育良好,表明该区域可能存在较活跃的构造活动,而北侧地形相对平缓、河流发育较弱以及较小的坡降指数,则表明该区域可能存在较弱的构造活动。

联合GPS和InSAR研究海原-六盘山断裂现今的地壳变形特征

海原—六盘山构造区为青藏高原东北部构造变形最为显著的区域之一,历史强震活动频繁,是研究青藏高原NE向扩展的重要窗口和地震孕育过程的理想场所。文中处理了跨海原-六盘山断裂2014—2020年期间2个轨道的时序Sentinel-1A/B SAR数据,获得了该区域InSAR视线向现今的地壳形变场。融合公开发表的近十多年时间尺度的水平GPS地壳运动速度场,获得了研究区高密度地壳水平形变场。对比GPS、水准和InSAR观测结果,以及GPS-InSAR融合的高密度水平形变场,分析讨论了该区域的地壳形变、应变场特征及其与构造之间的对应关系。主要结论如下:1)GPS和InSAR观测表明,1920年海原8.5级大地震的震后黏弹性松弛效应在海原断裂南侧至今仍较为明显;2)GPS-InSAR高分辨率水平形变场表明,狭义海原断裂左旋滑动速率的递减主要发生在中东段,而中西段递减并不显著,可能与海原断裂向六盘山断裂之间由左旋走滑向逆冲推覆构造转换有关;3)六盘山断裂中—南段的地壳垂直形变和水平形变场特征均显示,该段断裂可能处于强震孕育的中晚期,根据反演得到的断层运动参数和地震地质资料,估算六盘山断裂中—南段发生强震的最大矩震级约达7.5级;4)研究区应变积累较快的区域主要集中在海原断裂附近和海原断裂—香山-天景山断裂之间的左旋剪切区,香山-天景山断裂东南段的应变率场和周围相比明显偏小,存在应变不匹配现象,可能与强震孕育有关。

2022年门源M_(S)6.9地震前祁连—海原断裂带闭锁程度及地震危险性研究

利用2015—2021年GPS速度场,采用负位错程序反演祁连—海原断裂带的闭锁程度及滑动亏损速率,结合断层面小震分布特征研究2022年门源M_(S)6.9地震震前异常特征,综合分析该断裂带各段的地震危险性,并根据跨断层GPS剖面获取断裂带滑动速率,对区域地壳变形特征进行探讨。结果表明:在2022年门源地震前,冷龙岭断裂处于强闭锁状态,并且闭锁深度在15 km,滑动亏损速率也较大,小震分布也相对较少,这些特征与中强地震的发生密切相关。而金强河断裂、冷龙岭断裂西段和托莱山断裂东段现今闭锁程度较高,闭锁深度深,滑动亏损速率大,具有较高的地震危险性。进一步结合小震分布和2022年门源地震前闭锁特征,认为未来需关注托莱山东段的中强地震危险性。祁连—海原断裂带现今走滑速率为3.9~4.3 mm/a,说明该断裂带整体运动一致性较好,挤压速率从西段的2.9 mm/a向东逐渐减小为1 mm/a,说明青藏高原东北缘现今的地壳形变主要以祁连山上的地壳短缩和祁连—海原断裂带上的左旋走滑运动为主。

2016年以来门源2次6级地震的应力触发及其对祁连-海原断裂带地震危险性的指示

祁连—海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,调节着青藏高原北东向的推挤和阿拉善地块的东向运动.前人动力学模拟指出,该断层有效摩擦系数可低至0.05,远小于通常在库仑应力计算及相关地震危险性分析中采用的0.4.本文基于库仑应力理论讨论了2016年门源6.4级对2022年门源6.9级地震的应力触发,并讨论了其对青藏高原东北缘地震危险性的指示意义.结果显示:随着有效摩擦系数降低,断层面最大库仑应力加载可达0.013 MPa,表明2016年门源6.4级地震可以增加2022年门源6.9级地震震源区的地震危险性.库仑应力随着有效摩擦系数的降低而增加,暗示祁连—海原断裂带的低有效摩擦系数可以促进2016年门源6.4级地震对2022年门源6.9级地震的应力触发.本文同时给出了祁连—海原断裂带两个库仑应力增强的区域,即西段的托莱山断裂和中段的天祝空段,这两个区域同时也是历史大震破裂空段和断层高闭锁段,预示着这两个断层段未来地震危险性高,值得进一步关注.

利用背景噪声资料研究海原断裂带及邻区Rayleigh波相速度和方位各向异性

海原断裂带是位于青藏高原东北缘的一条NWW走向大型边界断裂带,为了研究该区域地壳速度结构与变形特征,使用中国地震局地震预测研究所布设的跨海原断裂带流动地震台阵(SACHY-Array)和研究区域内固定地震台站共61个台站(40个流动台站和21个固定台站)的垂向连续波形数据.采用背景噪声互相关方法,提取了面波相速度频散曲线,反演得到周期范围为5~30 s、分辨率1°×1°的Rayleigh波相速度和方位各向异性图像.结果表明,短周期5~10 s内,河西走廊过渡带东部、鄂尔多斯地块西北部以及银川地堑南部均呈现低速异常体,祁连造山褶皱带东段表现为相对高速体;海原断裂带西南侧快波偏振方向为NWW、NW向,鄂尔多斯西缘及邻区快波偏振方向主要为近NS向,各向异性方向与区域断裂走向基本一致.15~30 s周期内,河西走廊过渡带东部及银川地堑南部的低速异常逐渐减弱且范围不断减小,15 s周期左右,河西走廊过渡带东部的低速体在烟筒山断裂带下方有错断的趋向,陇中盆地中央、鄂尔多斯西南缘均存在高速异常体;方位各向异性方向与短周期基本一致,不过各向异性强度较弱.本文认为,海原断裂带是高低速过渡带,位于断裂带北侧的河西走廊过渡带表现为低速异常,而位于南侧的祁连褶皱造山带表现为高速异常,海原断裂带及邻区具有复杂的地壳结构,并可能存在局部的地壳破坏变形;地壳方位各向异性作为地壳变形的重要约束指标,说明了海原断裂带及邻区各向异性可能主要由青藏高原东北缘地壳的剪切变形所产生,青藏高原的NE向推挤作用是这一地区的主要动力来源.

宁夏海原:车轮滚滚,财源滚滚

每年春节过后,就业都会首先成为重要的民生事项。为提升求职者的就业率,确保就业群体有更稳定的工作,有组织、有培训、有带动的劳务输出就势在必行。党的二十大报告指出,就业是最基本的民生。强化就业优先政策,健全就业促进机制,促进高质量充分就业。

海原地震台2008年汶川大地震钻孔应变观测报告

一、台站简介海原地震台小山形变观测点位于海原县海城镇小山自然村,海拔高程2218m,距离1920年海原地震主断裂带500m。海原地震台属于宁夏地震局区域台网。小山形变观测点是宁夏地震局在海原建立的地壳形变前兆观测点之一。于2006年6月由宁夏地震局勘选,2006年10月开始打井。2007年4月开始土建工程的施工。小山观测点共有形变观测手段2个,分别为:竖直摆井下倾斜仪、

海原走滑断裂带及其尾端挤压构造

研究了青藏高原东北部地区海原活动断裂带的几何学、运动学和动力学特征、左旋位移总量及全新世滑动速率,对海原走滑断裂带东南端发育的尾端挤压区的构造特征及地壳缩短量进行了研究,分析了走滑断裂带的走滑量与端部挤压区地壳缩短量之间的转换平衡关系。

青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世—中新世NW SE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期—上新世NNE SSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末—早更新世NE SW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENE WSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NE SW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末—早更新世NE SW向强烈逆冲活动,后期ENE WSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。

海原断裂高湾子地点三维探槽的开挖与古地震研究

对海原断裂高湾子地点进行大比例尺地质地貌填图和三维探槽开挖，揭示出７次古地震事件，除１９２０年地震外，它们的年龄分别为距今（１０００４±３１９６），（６６８９±１６９），（６１２０±５０５），（４２０８±５７７），（２７６３±３７２）和（１００５±４６５）ａ；重复间隔分别为（３３１５±３２００），（５６１±５３２），（１９２０±７６６），（１４２５±６８６），（１５７８±５９５）和（９８０±４６５）ａ。事件Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ的水平位移量分别为（５．６±２．３），（１．５±１．１），（１．５±１．１），（２±１）和（７±０．５）ｍ。显示出重复间隔时间的分段性和特征行为的分级性。两次类似１９２０年强度的地震间隔期间。

海原断裂带东南段土壤气体地球化学特征

在海原断裂带东南段4个地点跨断层测量了土壤气中He、H2、N2、O2、CH4、C2H6、Rn和Hg的浓度及He、H2、CH4、Rn和Hg的通量。测量结果表明,N2/O2、Hg和Rn的背景值分别是4.2、50.4ng/m3和5.8kBq/m3;土壤气中He和CH4在海原断裂带东南段端部有强烈异常,并且脱气强烈,通量分别达到6.9mgm-2d-1和390mgm-2d-1;土壤气中H2和Rn是指示海原断裂东南段破裂位置非常有利的气体组分,在靠断裂中部区域通量达到最高,分别为5.5mgm-2d-1和828.6mBqm-2s-1;土壤气中Hg在断裂带的异常可作为指示断裂破裂位置的参考信号,其通量最高达到211.2ngm-2h-1。

深地震反射剖面揭示的海原断裂带深部几何形态与地壳形变

由于活动的青藏高原不断的隆升和推挤作用,在西南向东北的推挤作用和周缘块体的阻挡以及东北缘内部块体挤压形变的作用下,形成了多个走向不同的青藏高原东北缘构造体系.新生代构造变形和地震活动强烈,区内分布多条大型深断裂带.海原断裂是青藏高原东北缘发育的弧形活动断裂带中规模最大、活动最为强烈的一条左旋走滑型断裂带,是重要的大地构造区边界,也是控制现今强震活动的活断层.本文利用2009年完成的高分辨率深地震反射剖面的北段资料,对其进行初步构造解释,揭示出海原断裂带的深部几何形态和其两侧地壳上地幔细结构.结果显示海原断裂并不是简单的陡立或者较缓,其几何形态随着深度变化.在海原断裂之下的Moho并未错断的反射特征显示海原断裂并不是直接错断莫霍面的超壳断裂.海原断裂带及两侧岩石圈结构和构造样式的研究为探讨青藏高原东北缘岩石圈变形机制提供地震学依据.

用GPS数据反演海原断裂带断层滑动速率和闭锁深度

以"中国地壳运动观测网络"区域站在海原断裂带附近的所有观测数据及跨断裂GPS剖面观测数据作为约束,用Smith3-D体力模型反演了海原断裂带断层滑动速率和断层闭锁深度.从西到东断裂共分为5段,采用遗传算法拟合GPS水平运动速度场,拟合残差均方根为1.1mm/a.反演结果为:毛毛山断裂左旋走滑运动速率为3.5mm/a,闭锁深度为22.0km;老虎山断裂左旋走滑速率为6.5mm/a,闭锁深度为10.3km;海原断裂带西段、中段和东段的滑动速率依次为4.5mm/a、5.6mm/a和5.5mm/a,闭锁深度依次为8.4km、3.6km和4.3km.表明毛毛山断裂左旋走滑运动速率小,闭锁深度大,有利于应变能的积累,使得该断裂及附近地区存在发生强震的背景.

宁夏海原盆地地下水水化学特征及其演化规律

结合宁夏海原盆地已有的地质、水文地质资料,基于水化学、同位素数据分析了研究区的水文地球化学特征。总体上当地的地下水化学场从补给区到径流区到排泄区具有明显的分带性,符合干旱区盆地的水质演化规律;地球化学模拟表明当地水岩相互作用从补给区的以溶滤-混合作用为主逐渐演变成排泄区的以溶滤-蒸发为主。水中的溶解性总固体含量升高主要由岩盐和石膏的溶解引起,第三系岩性及径流条件对地下水水质有很大的影响。同位素特征表明西华山—南华山断裂控制着当地地下水的补给,地下水开采对深层地下水水质的影响尚不明显;在有些地区,由于地下水开采加速了地下水径流,水质有变好的趋势。

青藏高原东北缘海原弧形构造区地壳电性结构探测研究

对青藏高原东北缘海原弧形构造区(105°～107°E,36°～37.5°N)的5条大地电磁测深剖面进行处理分析和二维反演,得到研究区内东西宽约160km、深约60km范围的地壳电性细结构.结果表明:研究区呈现南西—北东的带状分布特征.由南西—北东可分为6个电性区块,依次为西吉盆地(Ⅰ)、西、南华山隆起(Ⅱ)、兴仁堡-海原盆地(Ⅲ)、中卫-清水河盆地(Ⅳ)、中宁-红寺堡盆地(Ⅴ)和鄂尔多斯西缘带(Ⅵ).各区块在平面上呈北西撒开、南东收缩的“扫帚状”形态;弧形构造区弧顶附近构造完整、规模大,自弧顶向北西、南东两端构造规模逐渐减小.地表到深度10km左右,西、南华山隆起和鄂尔多斯西缘带呈高阻特性,西吉、兴仁堡-海原、中卫—清水河和中宁-红寺堡4个盆地的电阻率较低且呈盆地凹陷形状.其中兴仁堡-海原盆地电性基底最深,显示为南西深北东浅的“簸箕状”起伏形态.研究区发育不连续的壳内低阻带,与该区中、强震活动密切相关.1920年海原大震区存在明显的电性结构差异,震区南西侧和上部区域为相对高阻,北东侧和下部区域为相对低阻.

海原-六盘山断裂带现今构造变形特征

基于1999—2007年GPS水平速度场资料,利用块体模型和跨断层速度剖面,并结合断裂带两侧应变场的分布,分析了海原-六盘山断裂带分段及整体运动变形特征。结果表明:托莱山与冷龙岭断裂的滑动性质为走滑兼挤压;金强河断裂变形最显著,剪切应变积累程度最高;毛毛山-老虎山断裂中的毛毛山段比老虎山段应变积累大;海原断裂(狭义)左旋走滑速率为5 mm/a,海原地震至今仍以蠕滑调整为主;六盘山北段有2.4 mm/a的挤压量,其挤压应变积累相对显著,而六盘山中南段变形不明显。海原-六盘山断裂带由西向东整体呈现出走滑兼挤压-走滑-挤压的构造转换样式。

海原断裂带土壤气与地下水地球化学特征研究

选取海原断裂带曹洼(CW)、菜园(CY)、万家水(WJ)、水泉(SQ)、三塘(ST)、松山(SS)和安远(AY)7个测区进行土壤气测量与地下水地球化学检测,依据海原断裂带不同构造部位的土壤气浓度、水化学组分和同位素组成等,分析了海原断裂带的构造活动性分段特征。结果显示:研究区内土壤气Rn释放量较高的区域主要集中于ST、SQ测区,且断裂带中部区域气氡浓度相对较低;氦浓度及其同位素检测结果表明ST、SQ和CY测区土壤逸出气中含有幔源气体;泉水化学组分及氢氧同位素分析结果显示SQ和ST测区地下水与围岩介质之间的水-岩相互作用程度较高、水-岩反应平衡状态较高、地下水循环深度较大;泉水氚活度分析结果显示水泉(SQ)测区地下水补给区较远、水循环周期较长、新老水体的交换作用缓慢。综合分析认为,相比其他区段,海原断裂中西段(SQ-ST)接近1920年8.5级地震破裂段,其断裂带闭锁程度较弱、与地壳深部的连通性较好,更有利于地下流体的扩散与运移。

以海原断裂甘肃老虎山段为例浅析 走滑断裂古地震记录的完整性——兼论古地震研究中的若干问题

在简单介绍海原断裂老虎山段松山探槽点古地震工作的基础上,分析了制约走滑断裂上古地震记录完整性的因素。松山探槽点跨断裂开挖的2个探槽揭示颜色和粒度不同的地层互层的沉积序列呈近水平面状展布。在断裂带内地层发生错断、旋转和拖曳等变形现象。多个层位上的这种变形表明该点揭示了6次古地震事件。炭屑的^(14)C年龄限定了6次事件均发生在距今3500～3900年以来,其中最新的4次事件从老到新分别为0～410aAD、890～1000年之后不久、1440～1640 aAD和1990年景泰-天祝Mw5.8级历史地震。该序列及其他例子表明连续的、高沉积速率的微构造环境是走滑断裂上探槽选取的重要原则。

青藏高原东北缘海原断裂带晚新生代构造变形

海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,其新生代以来丰富的构造变形样式是研究高原向北东方向扩展的天然实验室。采自断裂带上盘南华山的磷灰石裂变径迹热年代学结果、横跨海原断裂带的地震反射剖面分析揭示了海原断裂带晚新生代以来经历了先逆冲、后走滑的两阶段变形过程。海原断裂第一阶段强烈的北东方向逆冲推覆变形始于(12±3)Ma,造成了断裂上盘山体的快速隆升与断裂下盘的挠曲变形,同时,破坏了高原东北缘新生代巨型沉积盆地。海原断裂这种挤压变形代表了青藏高原在约12Ma扩展至现今高原东北部,使其成为高原东北缘的最新组成部分。约5.4Ma,海原断裂第二阶段变形以不断增加的左旋走滑分量为特征,沿断裂带所产生的左旋走滑位移被其尾端的六盘山、马东山以东西向的地壳缩短调节吸收。海原断裂上新世左旋走滑运动,可能主要是青藏高原东北缘北东向挤压变形作用后期高原东北部物质沿其主要边界断裂向东有限挤出的结果。