基于GNSS的西秦岭北缘断裂带现今活动特征研究

基于1999~2007年、2009~2013年、2013~2017年和2017~2021年共4期GNSS地壳运动速度场构建GNSS速度剖面,分析西秦岭北缘断裂带各次级断裂现今地壳差异运动特征,并进一步建立负位错模型反演获取各次级断裂现今闭锁程度与滑动亏损速率。结果表明:1)西秦岭北缘断裂带现今整体呈现出以左旋走滑为主、兼逆冲挤压的活动特征。2)1999~2007年,锅麻滩段和天水-宝鸡段整体处于强闭锁状态,漳县段和鸳凤段仅部分区段闭锁且闭锁程度较低,闭锁深度也较浅;2009~2013年,西秦岭北缘断裂带中段闭锁程度有所减弱,鸳凤段东部与天水-宝鸡段东部由较强闭锁转变为蠕滑状态,锅麻滩段和天水-宝鸡段中西部依然呈强闭锁状态;2013~2017年,西秦岭北缘断裂带整体处于较强闭锁状态,仅天水-宝鸡段东部呈蠕滑状态;2017~2021年,锅麻滩段中西部、漳县段、鸳凤段东部和天水-宝鸡段中部处于较强闭锁状态,鸳凤段中西部与天水-宝鸡段西部则呈蠕滑状态。3)各次级断裂滑动亏损速率整体分布特征与断裂闭锁程度基本一致。西秦岭北缘断裂带锅麻滩段和天水-宝鸡段中部现今处于较强闭锁状态,具有较强的应变能累积背景。

青海喇家遗址极可能由地震导致的砂土液化泥流造成:“12·18”积石山地震的启示

形成于3900年前的青海省民和县喇家遗址,号称“东方庞贝”,是一处举世闻名的灾难遗址,但其成因争论由来已久、悬而未决。学者提出的多种“洪水成因”之说,已深入民众之心,但这次灾难事件真的和洪水有关么?2023年12月18日甘肃积石山县的6.2级地震的震中距喇家遗址仅16 km,不仅使喇家遗址博物馆损坏严重,而且触发的泥流在离遗址仅5 km处的民和县中川乡金田村和草滩村,造成了民房和村民被直接掩埋的灭顶之灾,可能是喇家灾难遗址形成过程的重现,成为对比研究喇家遗址成因的重要实证材料。通过对此次地震灾害的野外实地调查和综合研究,或许能解开喇家遗址成因之谜。积石山地震使黄土之下古河床砾石层中地下水沿地表破裂喷出上涌,进而造成黄土液化并顺冲沟快速往下游流动形成泥流,流经草滩村、金田村时泥流遇阻,漫出冲沟将部分房屋冲毁甚至导致村民被掩埋。特殊的地层结构及富集的地下水,在地震的触发之下造成砂土液化并形成泥流,是造成中川乡地震灾害的重要原因。现场调查表明,草滩村一家五口被掩埋的悲剧,并非典型的“砂涌”造成,更无“洪水”的痕迹,而是地震的次生泥流灾害所致。将今论古,结合喇家遗址的文化遗存保存状况及沉积物特征进一步推断,喇家遗址的形成可能与强降雨形成的山间洪流无关,更不是由所谓的“大洪水”造成的。3900年前的古地震及其造成的砂土液化和快速流动的泥流,极可能是造成喇家遗址瞬时灾难的主要成因。

祁连山北缘—河西走廊西段晚新生代逆冲推覆断裂发育模式

祁连山北缘—河西走廊西段地处青藏高原东北缘,是我国新构造活动最强烈的地区之一。通过野外对研究区主要活动断裂的调查研究、结合年代学测试和综合分析,认为祁连山北缘—河西走廊西段地区的旱峡—大黄沟断裂、玉门断裂、新民堡断裂和阴洼山断裂都是晚更新世至全新世活动断裂。旱峡—大黄沟断裂形成于中新世晚期,一直活动至今;玉门断裂形成于上新世早期,在距今7.6ka左右和3.2ka左右发生过2次强烈的新构造活动(古地震),也是2002年玉门地震的发震断裂;阴洼山断裂形成于上新世晚期(3.0Ma左右),在距今19.9～21.0ka、8.6～10.0ka、4.1～5.0ka发生过3次强烈的新构造活动,也可能是1785年惠民堡(现新民堡)地震的发震断裂;但是位于近盆地中心的新民堡断裂形成时代明显晚的多,起始于中更新世晚期(0.17Ma左右),在距今28.3ka、4.4ka和1.2ka左右发生过强烈的3次新构造活动。在运动形式上,上述4条断裂均为自南南西向北北东的逆冲推覆。在变形性质上,新民堡断裂以非地震性的蠕滑为主,其他3条断裂主要为地震性的粘滑变形。在祁连山北缘—河西走廊西段的北北东剖面上,逆冲推覆断裂表现为前展-后展复合发育模式,即形成时代最新的是位于酒西盆地中心的新民堡断裂,在酒西盆地中心以南部分的剖面中断裂发育为前展式,由祁连山腹地向河西走廊盆地中心断裂形成时代越来越新,而酒西盆地中心以北部分的剖面中断裂发育为后展式,即从盆地中心到盆地北缘断裂形成时代越来越老。

柴达木盆地北缘断裂(锡铁山段)的构造地貌特征与晚第四纪活动速率

柴达木盆地北缘断裂是控制柴达木盆地东北部的边界活动断裂,对其晚第四纪的活动性进行研究对于理解南祁连山地区的应变分配模式以及该地区断裂向柴达木盆地内部的挤压扩展过程具有重要意义。文中通过遥感解译、地质考察、开挖探槽、GPS地形剖面测量及OSL测年等开展了相关研究,结果表明:柴达木盆地北缘断裂锡铁山段的遥感影像线性特征明显,存在一系列断层陡坎、断层三角面、水系扭错等地貌现象,是一条以走滑为主、逆冲为辅的全新世活动断裂。综合分析锡铁山镇西和全集河东2处不同期次洪积扇的垂直位错以及相应地貌面的年龄,并通过实测该区地貌面的水平、垂直位错数据,得到该断裂全新世晚期(3.2ka BP)以来的水平滑动速率为1.81~2.1mm/a,平均逆冲速率为0.33~0.38mm/a。

2002年12月14日甘肃玉门5.9级地震的发震构造研究

野外调查结果表明,2002年12月14日发生在甘肃省玉门地区的5.9级地震,其宏观震中和仪器震中都位于祁连山北缘断裂上。仪器震中为39.8°N,973°E;宏观震中为397°N,973°E。震中区烈度为Ⅷ度,极震区呈长椭圆形,长轴走向N65°W,长度为15km;短轴走向N25°E,长度为12km。本次地震的发震断层应为祁连山北缘断裂内的次级断裂——旱峡-大黄沟断裂,地震为该断裂最新活动的结果。

基于河流地貌对祁连山北缘西段地壳活动性的研究

祁连山是青藏高原的东北边界,它既吸收了青藏高原东北方向的地壳挤压缩短,也协调了阿尔金断裂带的左旋走滑分量。祁连山北缘西段的河流地貌特征显示,晚更新世以来北祁连山的隆升作用较为强烈。基于对活动断裂带附近阶地面的高程测量和年代测定,估算了北祁连山山前的玉门断裂64 ka以来的垂直滑移速率为0.33±0.02 mm/a,水平缩短速率为0.53±0.03 mm/a。结合前人数据并对比发现,祁连山北缘断裂带的活动区域正逐渐向北扩展,且其主要活动范围已由原来的主边界断裂带转移到山前的新生断裂及其相关褶皱带中。在祁连山北缘西段,祁连山北缘断裂带所承担的地壳缩短要大于祁连山内部的昌马断裂,这也进一步反映了晚更新世以来北祁连山的地壳挤压活动强度要大于中祁连山。

秦岭北缘断裂带特征及对某输水工程线路方案的影响评价

秦岭北缘断裂带为秦岭山地和渭河盆地的分界断裂,是一条全新世以来多次活动的活动性区域断裂。某输水工程拟定的两个线路方案与该断裂周至—长安段走向近一致,距离较近,断裂带对选线影响较大。在详细描述周至—长安秦岭北缘断裂带特征的基础上,结合勘探成果,对拟定两个线路方案进行了影响评价,得出了隧洞方案受断裂影响较小的结论。

武威盆地南缘断裂晚第四纪活动地表形迹与活动速率

武威盆地南缘断裂位于河西走廊东端,是祁连山北缘逆断裂系的重要组成部分,是1927年古浪8级地震的发震断裂之一。基于遥感影像解译、野外地质观测和14C年代学数据等方法对武威盆地南缘断裂进行了详细的几何学调查和运动学定量。依据平面上几何展布的不连续性和走向的变化,该断裂可以分为5段:康宁桥段(F_1)、南营河段(F_2)、上古城村—张流沟段(F_3)、他家庄段(F_4)和严家庄段(F_5)。该断裂为晚更新世以来活动断裂,地表活动形迹长约60km,以逆冲为主,局部兼具左旋走滑分量,沿断层走向断错地貌发育。断裂全新世以来的垂直滑动速率(0.44±0.08)mm/a,南营河段(F_2)晚更新世以来左旋走滑速率(1.43±0.08)mm/a。

西秦岭北缘一个新生代伸展型角度不整合及其地质意义

通过对西秦岭北缘漳县地区渐新统—中新统含盐红层地层与下伏造山带地层之间的角度不整合及其之上的砾岩、地层序列、沉积旋回等特征研究,提出了该角度不整合为伸展型角度不整合的认识。该伸展型角度不整合的存在指示了西秦岭北缘漳县渐新统—中新统含盐红层盆地具有伸展断陷盆地的属性,意味着在渐新世—中新世漳县含盐盆地形成和沉积充填时期,青藏高原东北缘(至少西秦岭北缘)一直处于伸展构造环境。这与印度板块与欧亚板块碰撞汇聚动力学作用向东北缘扩展形成的以挤压缩短和隆升为主的构造环境不协调,也就是说,青藏高原东北缘在渐新世—中新世可能尚未卷入现今青藏高原构造系统。

复杂断裂带引水隧洞围岩稳定分析及处理措施

为应对隧洞施工中出现的围岩大变形、超挖、掉块严重、断裂带出现大变形、大塌方等工程地质问题,以天水城区引洮供水工程2号隧洞为例,根据隧洞的前期勘察资料及施工检测资料,分析隧洞围岩变形机理,提出了控制围岩松弛、围岩及时封闭,恶劣围岩强支护的工程对策,得出了隧洞勘察应充分考虑岩石条件、岩体结构面性状、地下水活动状态以及结构面与隧洞组合关系,合理的进行围岩分类,对抑制围岩变形具有重要作用。

西秦岭北缘构造带漳县地区夷平面和沟谷水系地貌特征分析

基于30 M分辨率DEM影像数据,利用数字高程模型技术和GIS空间分析,对西秦岭北缘漳县地区夷平面和沟谷水系等信息提取,结合区域地层岩石、断裂构造分析,得到结论:①该地区山顶夷平面形成于上新世之后,也就是第四纪初,夷平面的解体和沟谷水系、多级河流阶地发育才标志着西秦岭北缘的地壳隆升;②该地区存在东西、北西、近南北和北东四个沟谷水系优势方向,这与该地区构造统计节理的四个优势方向基本吻合,并且一级水系漳河走向与区域近东西向断层走向展布相吻合,这说明西秦岭北缘漳县地区沟谷水系方向主要受断层和构造节理控制.

2023年甘肃积石山MS6.2地震:一次逆冲为主的浅源强震

基于区域数字地震台网波形数据,在三维空间内利用波形拟合反演方法获得2023年12月18日甘肃积石山MS6.2地震最佳震源机制解,结果表明:节面Ⅰ走向305°,倾角56°,滑动角61°;节面Ⅱ为走向169°,倾角43°,滑动角125°;矩震级MW6.02。最佳拟合的空间精细位置为102.377°E, 35.968°N,深度9 km。结果显示,地震破裂沿NW方向扩展。初步推断此次地震的发震断层面为节面Ⅱ,发震断层是拉脊山北缘断裂(积石山东缘断裂),是一次逆冲为主,兼少量走滑分量的浅源强震事件。