龙门山南段前陆区晚第四纪构造变形样式

龙门山中南段前陆区是青藏高原东缘唯一发育新生代薄皮构造与沉积盆地的地段,研究其最新构造变形样式有助于深入理解青藏高原向东扩展的构造机理.论文通过青衣江河流阶地测量与古青衣江洪积扇形态重建,研究了龙门山南段前陆区晚第四纪活动构造格局及其活动性,取得了如下认识:(1)青衣江河流阶地纵剖面显示,龙门山南段前陆地区晚第四纪变形主要为褶皱作用,总体地壳缩短速率为2.5~3.9 mm·a-1,远大于山区冲断带0.48~0.77mm·a-1的地壳缩短速率,地壳缩短主要由前陆地区吸收;(2)青衣江古洪积扇错断变形显示,龙门山南段前陆区活动构造表现为北西—南东向地壳缩短与近东西向的地壳缩短的叠加作用,两者分别受控于巴颜喀拉块体南东向推挤作用与川滇块体向东推挤作用;(3)自中新世初川滇块体向南东挤出,四川盆地西南角起到分流青藏高原物质的作用,其西南侧物质通过鲜水河—小江断裂带的左旋错动向南东方向分流,其西北侧物质通过龙门山断裂带的右旋错动向北东方向分流,迎面受到了最大的推挤作用,进而向前陆扩展形成了薄皮褶皱构造带.

龙门山断裂带南段应力状态与强震危险性研究

龙门山断裂带可分为南段、中段和北段,2008年汶川M8.0级地震发生在该断裂带中-北段.龙门山断裂带南段是否存在发生强震的危险性倍受关注.利用1977—2012年四川区域地震台网资料,获得了龙门山断裂带南段的地震活动性参数b值图像以及汶川地震前、后b值的差值Δb图像.同时,根据宽频带数字地震波形资料,计算了2007年以来南段及附近区域ML≥3.8级地震的视应力.结果表明,2008年汶川地震后,龙门山断裂带南段天全—芦山、泸定和宝兴北部等区域应力增强,而靠近汶川余震区南端的大邑地区应力水平降低.天全至宝兴段应力水平相对较高,具有发生中-强地震的条件.鲜水河断裂带康定以南段应力水平低,短期内发生强震的可能性较小.

龙门山断裂南段天全段的新活动特征与1327年天全地震的关系

2008年汶川8.0级地震之后,仅过5a时间,2013年在汶川以南的芦山发生了7.0级地震,龙门山断裂带南段的地震危险性成为关注的热点。通过地震地质调查和古地震研究,发现龙门山断裂带南段——双石-大川断裂(芦山地震震区以南段)在全新世有过新活动,主要表现为断续展布的槽谷地貌,探槽揭露断层断错了晚第四纪地层。综合历史地震史料分析认为,1327年天全地震震中应在四川天全一带,与双石-大川断裂新活动有密切关系;通过对比分析,认为其震级可定为6^(1/2)~7级。

芦山地震前后龙门山断裂带南段视应力研究

利用四川台网数字地震记录资料,计算了2008年汶川地震之后、2013年芦山地震之前5年内,龙门山断裂带南段ML3.0级以上地震视应力随时间的变化,以及芦山M7.0级地震序列的视应力值及其时空分布特征。结果表明:①从芦山地震之前1年的时间开始,龙门山断裂带南段有视应力的上升过程;②芦山地震余震序列视应力存在几次比较突出的视应力与震级相关性的被打破以及视应力的突降异常,且在震后3个小时之后,视应力即有明显下降的过程;③从归准化的芦山地震序列视应力σapp的空间分布来看,视应力高值区域分布在主震的西南方向和整个余震区东南边缘,并且这两个高视应力区正好分布在该断层面与华南地块紧密接触的边缘;④主震西侧有一片视应力相对较高的区域;⑤主震以北区域的视应力则相对较低。

龙门山南段山前河流构造地貌研究

通过SRTM数字高程数据,提取龙门山南段山前地区的西河、出江河、斜江河、文井河、三郎河和泰安河6条河流流域,进行河网分级,计算分析河流分支比、集水盆非对称、面积高程积分、地形起伏度等地貌参数,得到以下结论:1)研究区域中构造活动性从NW往SE减弱;高值区域集中于:NW部的山地区域,尤其是双石-大川断裂的NW侧,反应了双石-大川断裂较强的构造活动性.2)研究区域中双石-大川断裂以烂泥坝为界分为2段,其NE段活动性有所减弱.3)河流主干通过双石-大川断层时,形成的河流转向,反映出双石-大川断裂的右行性质及其对水系的控制作用.4)次集水盆地河流偏向形成似环状,可能表明此处剥蚀较强烈;河流偏向向四周发散,可能表明此处抬升较为强烈.5)研究区域的应力方向为NWSE向.

龙门山南段前陆区古冲积扇分析及河流地貌面序列的建立——基于地貌面的测年数据、野外地貌分析与调查

通过对龙门山南段古青衣江冲积扇的调查，分析并还原了不同时期的古地貌面，结合现代青衣江两侧分布的阶地，建立了龙门山南段前陆区中更新世以来的地貌面序列。青衣江贯通龙门山南段前陆区，是利用河流阶地研究区域复杂构造的合适对象。但存在的问题是：一方面，龙门山前陆区气候湿润，风化严重，较老的河流阶地遭受侵蚀严重而不易保存；另一方面，河流阶地只能反映顺河流单一方向的构造活动特征。为解决这些问题，本文一方面对古青衣江残留的名邛冲积扇和丹思冲积扇进行分析，重建古冲积扇面，并实测多条地貌综合剖面反映扇体与沉积特征；另一方面，通过对冲积扇与现代河流阶地的实地测量，对比分析了两者的空间关系，发现名邛冲积扇早于青衣江阶地，而丹思冲积扇a、b两期（DS-a和DS-b）分别与阶地T6、T5同时形成。基于这些详细的地貌分析，建立了前陆区的地貌面序列。在进一步测试了各级地貌面的年龄后，得出了不同时期河流产生地貌面的年龄与分布范围，其中包括大邑砾岩、名邛冲积扇、丹思冲积扇以及现代青衣江阶地T6~T1。地貌面序列的建立扩大了利用河流阶地研究构造活动的时间尺度与空间范围。另外，对地貌面的成因分析发现，其发育明显受控于气候变化：名邛冲积扇和丹思冲积扇均形成于间冰期的气候温暖时，分别为深海氧同位素MIS 13和MIS 9，并在冰期结束沉积，而在随后的间冰期（深海氧同位素MIS 11与MIS 7）发生河流改道导致冲积扇废弃；同时，青衣江各级河流阶地也具有明显的气候阶地特征，与冰期、间冰期的交替相对应。