国土资源遥感, 2019, 31(1): 237-246 doi: 10.6046/gtzyyg.2019.01.31

技术应用

龙门山断裂带北东段活动断裂的遥感影像解译及构造活动性分析

谢小平1, 白毛伟,1, 陈芝聪1, 柳伟波2, 席书娜3

1.曲阜师范大学地理与旅游学院,日照 276826

2.四川省地质矿产勘查开发局化探队,德阳 618000

3.四川省煤田地质局一三七队地质遗迹研究院,成都 610000

Remote sensing image interpretation and tectonic activity study of the active faults along the northeastern segment of the Longmenshan fault

XIE Xiaoping1, BAI Maowei,1, CHEN Zhicong1, LIU Weibo2, XI Shuna3

1.School of Geography and Tourism, Qufu Normal University, Rizhao 276826, China

2.Geochemical Exploration Party, Sichuan Bureau of Exploration and Development of Geology and Minerals Resources, Deyang 618000, China

3.Institute of Geological Relics, No. 137 Geological Party, Sichuan Coalfield Geological Bureau, Chengdu 610000, China

通讯作者: 白毛伟(1991-),男,硕士研究生,主要从事第四纪地质学研究。Email:17863349965@163.com

责任编辑: 陈理

收稿日期: 2017-09-6   修回日期: 2017-11-27   网络出版日期: 2019-03-15

基金资助: 国家自然科学基金项目"龙门山地区涪江上游晚新生代水系演化与新构造响应研究".  41072164

Received: 2017-09-6   Revised: 2017-11-27   Online: 2019-03-15

作者简介 About authors

谢小平(1966-),男,博士后,教授,主要从事沉积学研究。Email:xp.xie@263.net。 。

摘要

活动断裂活动性的强弱显著影响着人们的生命、财产安全。在系统总结活动断裂的遥感影像解译标志的基础上,综合利用Landsat ETM+影像、ASTER GDEM数字高程模型及Google Earth影像等多种数据资料,结合前人研究成果,获得研究区活动断裂的空间展布情况: 平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂在空间展布上大致平行。通过对错断水系错位量的测量、夸张三维地貌的对比、历史地震震级对比和地形起伏度等比较分析,得出了断裂的性质和活动性强弱情况: 平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂为研究区内主要的活动断裂,均为右旋走滑兼逆冲断裂; 平武—青川断裂的活动性最强,北川—映秀断裂北东段及茶坝—林庵寺断裂的活动性次之,广元—江油断裂的活动性最弱。龙门山断裂带北东段主要活动断裂的活动性由北西向南东减弱。

关键词: 遥感解译 ; 活动断裂带 ; 断裂活动性 ; 龙门山断裂带北东段

Abstract

In this paper, the authors systematically summarized the remote sensing interpretation signs of active faults and, by using Landsat ETM+, ASTER GDEM and Google Earth image data in combination with previous research results, obtained the spatial distribution of active faults in the study area and analyzed in detail fault properties and activities. It is shown that Pingwu — Qingchuan fault, the northeastern segment of Beichuan — Yingxiu fault, Chaba — Linansi fault and Guangyuan — Jiangyou fault are roughly parallel in spatial distribution. On the basis of the measurement of offset streams dislocation, the contrast of exaggerated 3D landforms, the historical earthquakes analysis and the analysis of topographic relief extent of land surface, the authors have reached the conclusion that Pingwu — Qingchuan fault, the northeastern segment of Beichuan — Yingxiu fault, Chaba — Linansi fault and Guangyuan — Jiangyou fault are main active faults in the zone, which are all right-lateral strike-slip and thrust faults. Among them, the activity of the Pingwu — Qingchuan fault is strongest, the activity of the the northeastern segment of Beichuan — Yingxiu fault and Chaba — Linansi fault is weaker than that of Pingwu — Qingchuan fault, and the activity of the Guangyuan — Jiangyou fault is the weakest.

Keywords: remote sensing interpretation ; active fault zone ; fault activity ; the northeastern segment of the Longmenshan fault zone

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本文引用格式

谢小平, 白毛伟, 陈芝聪, 柳伟波, 席书娜. 龙门山断裂带北东段活动断裂的遥感影像解译及构造活动性分析. 国土资源遥感[J], 2019, 31(1): 237-246 doi:10.6046/gtzyyg.2019.01.31

XIE Xiaoping, BAI Maowei, CHEN Zhicong, LIU Weibo, XI Shuna. Remote sensing image interpretation and tectonic activity study of the active faults along the northeastern segment of the Longmenshan fault. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES[J], 2019, 31(1): 237-246 doi:10.6046/gtzyyg.2019.01.31

0 引言

据《中国地震信息网》统计数据显示,仅2016年上半年全球7级以上(包括7级)的强震就有7起,对地震所在国造成了巨大的生命、财产损失。因此,对地震进行监测、地震的安全性进行评估、地壳的稳定性进行评定具有重大的现实意义。关于活动断裂与地震之间的关系主要是通过活动断裂的空间展布、活动断裂的几何学特征、活动断裂的运动学特征、活动断裂的分段、活动断裂的活动性、强震的复发间隔、距最近一次强震的离逝时间和特征地震的同震位移量等方面进行研究[1]。活动断裂在中国西部的青藏高原广泛分布,新构造运动特别是活动断裂控制着地震的活动,且活动断裂的展布与地震的带状分布有一致相关性,活动断裂的活动特征与沿断裂产生的地震裂缝也有同一性[2,3]。中国大陆的地震具有活跃期与平静期交替、呈一定的带状分布、震级西强东弱、分布广泛的特征,表现出一定的时空分布规律。青藏高原内部发育正断层和走滑断层型地震,而在青藏高原周缘低海拔地区(喜马拉雅逆冲推覆带、龙门山断裂带和祁连山断裂)则发育逆冲断裂及逆冲型地震[4]。青藏高原内部及周缘发育有走滑断裂,北部以左旋走滑运动为主,南部以右旋走滑运动为主[5,6]。因此,龙门山断裂带具有逆冲推覆兼右旋走滑的性质[7,8]

遥感影像的宏观性和直观性为构造地貌的研究提供了宏观的影像资料,而高空间分辨率的卫星遥感影像可以通过遥感解译微构造地貌研究活动断裂的空间展布特征和运动特征。付碧宏等[9]利用遥感影像解析了汶川大地震后地表破裂带的几何学特征及变形特征,得出沿北川—映秀断裂带北东段分布的破裂带最大垂直位移量为6.0 km,最大右旋水平位移量达5.8 km; 路静等[10]利用ETM光学影像和遥感1号雷达影像建立了研究区的解译标志,得出了平武—青川断裂活动性最强,对研究区地震的发生起着重要控制作用的结论。近年,遥感技术应用在地区断裂研究中具有突出表现,尤其以高空间分辨率影像或高精度数据为基础,在地震滑坡及地表破裂方面已经有了较成熟的方法[9,10]。但是,利用高空间分辨率影像对龙门山北东段地区主要断裂分段活动性的探讨相当缺乏,尤其是对主要活动断裂错动地貌现象的厘定还基本处于空白。

利用Google Earth遥感影像、ASTER DEM数据及野外调查资料所建立的解译标志,对龙门山北东段地区断裂进行分段性解译; 然后,结合三维解译软件对各段断层错动地貌进行量测; 最后,对龙门山断裂带北东段活动断裂的空间展布和第四纪活动性进行了初步探讨。

1 研究区概况

龙门山是青藏高原和四川盆地的分界线; 龙门山造山带是扬子地块和松潘—甘孜地块的分界线; 龙门山地区是中国中西部地质、地貌、气候的陡变带[11,12]。青藏高原东缘的龙门山造山带作为环青藏高原造山带之一,享有"打开全球造山带机制的金钥匙"和"大陆动力学理论形成的天然实验室"的美誉[13,14]。与其他环青藏高原造山带相比,龙门山造山带构造活动复杂,形成年代较晚,构造地貌保存最为完整、年龄分辨率高[15,16]。因此,龙门山造山带不仅是研究现今青藏高原构造活动规律的有利场所,而且也是验证歹字型构造体系、川滇菱形块体挤出模式或旋转模式、大陆逃逸模式、断块旋转运动模式和下地壳流模式等的有利场所,未来也有可能提出其他新的模式[2,17]

龙门山造山带在平面展布上呈NE—SW向,区内断裂带具分带性和分段性(图1),自西向东分别为龙门山后山断裂带、龙门山中央断裂带及龙门山山前断裂带; 自北向南分别为北段、中段及南段[18,19,20]。研究区选择在龙门山造山带北段,即四川省绵阳市北川县以北,陕西省汉中市勉县以南地段。区内断裂带具有分带性,分别为龙门山断裂带北东段后山主干断裂带(平武—青川断裂带)、中央主干断裂带(茶坝—林庵寺断裂带)、前山主干断裂带(广元—江油断裂带)[21,22,23]

图1

图1   龙门山北东段Google Earth遥感影像

Fig.1   Google Earth remote sensing image of the northeastern segment of the Longmenshan


2 活动断裂解译标志

活动断裂遥感影像解译标志主要分为线性解译标志、垂直错动解译标志和水平错动解译标志3大类。结合Landsat,Google Earth和DEM等多种数据,建立了活动断裂的遥感影像解译标志。

2.1 线性解译标志

活动断裂在卫星遥感影像上一般呈浅色或深色线条,其与两侧的色调有较大的差异。识别标志在宏观上对活动断裂的遥感影像解译具有明显的效果,主要表现为构造地貌在空间上有规律的线性展布,如沿断裂走向出现的直线状断层槽地、直线状陡崖、陡坎、湖泊的线性展布,盆地的线性排列,河流同步拐点的连接线等。通常活动断裂两侧有明显的色调线、带、面异常。一般情况,具有不同色调与形态的构造地貌体,其分界线呈现一定的线性几何图形。如隆升面与凹陷面的分界线、不同地貌类型的分界线、第四纪松散沉积与基岩的分界线等。

2.2 垂直错动解译标志

断裂垂直差异错动的运动方式表现为: 一盘上升,一盘下降; 或两盘同时上升,且上升幅度有较大差异; 或两盘同时下降,且下降幅度有较大差异。通过对研究区遥感影像的信息特征和形态特征等的分析,发现研究区主要活动断裂的垂直错动解译标志有4个方面。

2.2.1 冲—洪积扇整齐排列

断裂的垂直差异错动,造成断裂两侧构造地貌的巨大差异,其中上升盘隆升成为山地,下降盘断陷形成盆地、湖泊或者接受第四纪沉积,发育成线性斜列的冲—洪积扇。山前活动断裂控制多期冲—洪积扇的规模程度间接反映断裂垂直差异错动具有强弱的变化过程,反映断裂的活动强度。

2.2.2 断层崖和断层三角面

在断裂垂直差异错动的过程中,相对上升的一盘,通常将沿断裂的方向形成陡峭的断层崖。在岩性坚硬的地区,受外营力的影响较弱,断层三角面不易发育; 而在岩性软弱的地区,断层崖受到外营力长期的塑造作用,逐渐演化为侵蚀沟谷与断层三角面相间分布的构造地貌。

2.2.3 断陷盆地与断陷湖泊

当盆地或湖泊的相对两侧边界受到活动断裂的控制,且断裂的一侧为隆升地貌类型,则说明活动断裂具有垂直差异错动。研究区山前活动断裂的一盘断陷,形成了一些规模较小,呈串珠状展布的盆地。

2.2.4 水系形态

水系形态是识别活动断裂垂直差异错动的重要标志。通常情况下,垂直差异错动显著的活动断裂两侧水系形态有较大的差别,是不同水系形态的转折点。相对上升的一盘表现为深切的树枝状水系或格子状水系; 相对下降的一盘如果有掀斜作用,水系形态表现为平行状水系。

2.3 水平错动解译标志

断裂的构造活动不仅有上述的垂直差异错动,还存在水平错动。从方向上来说,水平错动包括右旋走滑活动和左旋走滑活动。断裂的走滑活动通常造成断裂两侧构造地貌的变形,断裂走滑活动造成的走滑位移量大小不一,位移量越大,说明断裂的活动性越强。

2.3.1 山脊错动

活动断裂的水平错动对新生代以来发育成形的现代地貌有重要的塑造作用。活动断裂多期剧烈的水平错动可能将连续的山脊错开为多节较短的山脊,也可能使山脊线扭动呈波浪形,且使其变形。

2.3.2 盆地与湖泊扭动变形

活动断裂控制盆地或湖泊的边界,当活动断裂发生水平错动时,受活动断裂控制的湖泊或盆地的边界形态将发生扭动变形,一般呈平行四边形; 活动断裂拦腰错截湖泊或盆地,当活动断裂发生水平错动时,一般将使湖泊或盆地的形态扭动变形为"S"形或"L" 形。

2.3.3 河流同步转折

地质历史时期,活动断裂的水平错动对水系的演化起重要作用。通常流向的同步转折作为断裂水平错动的识别标志。河流跨越活动断裂时,均会发生同步水平错动。特别地,河流经过山前活动断裂时,均会发生肘状弯曲,其肘部突出的方向可指示活动断裂是左旋还是右旋水平错动。

2.3.4 谷地同步不对称

当河流跨过活动断裂时,通常会引发同步河流侧蚀作用,造成两岸谷坡的不对称。通常可以根据两岸谷坡的陡峭程度判断活动断裂的水平错动方向。

2.3.5 冲—洪积扇形态变形

通常冲—洪积扇展布的几何图形以中轴线为轴而相互对称的扇形。受山前活动断裂控制的冲—洪积扇展布的几何图形往往为不对称图形。此外,新、老冲—洪积扇的侧叠形式也可以作为断裂水平错动的证据,而新、老冲—洪积扇的侧叠方向则指示断裂水平错动的方向。

3 解译结果及活动性分析

3.1 解译结果

依据上述活动断裂的遥感解译标志,结合处理后的Google Earth影像、ASTER GDEM及研究区三维影像等数据,对龙门山断裂带北东段主要活动断裂进行详细的解译。

3.1.1 平武—青川断裂(F1)

该断裂自陕西省勉县起,向西南进入四川省,经过青川县,继续向西南延伸至平武县为止。该断裂属于龙门山断裂带北东段的后山主干断裂带,是巴颜喀拉地块与龙门山造山带的边界,是一条活动强烈的右旋走滑断裂[10]。通过遥感解译发现,该断裂各处的解译标志均指示其为右旋走滑断裂。由于断裂右旋走滑的剪切作用使在板桥乡附近的白龙江河段产生收缩效应(图2(a)); 在沙州镇附近的湖泊呈直线状展布(图2(b)); 在青溪县和青川县等地的直线状断层槽地较明显(图2(c)、(d)); 平武县和青溪县断层三角面显著(图2(e)、(f)); 在平武县、青溪县和青川县等地均存在明显的水系位移错动(图2(e)、(f))。上述指示标志与活动断裂右旋走滑运动的性质完全吻合。

图2-1

图2-1   平武—青川断裂遥感影像解译标志

Fig.2-1   Remote sensing image interpretation marks of the Pingwu—Qingchuan active faults


图2-2

图2-2   平武—青川断裂遥感影像解译标志

Fig.2-2   Remote sensing image interpretation marks of the Pingwu—Qingchuan active faults


3.1.2 北川—映秀断裂北东段(F2)

该断裂总体走向为NE—SW,属于龙门山造山带的中央主干断裂带,断裂内历史地震遗迹明显。卫星遥感图像解译表明该断裂为右旋走滑断裂[13,14,15],在黄家坝村附近存在着数量众多且明显的断层三角面(图3(a)); 在曲山镇、桂溪乡、平通镇和南坝镇等地存在着明显的水系错动(图3(b)); 水系在断裂内均同时向东发生弯曲,连接这些河流弯曲曲率最大点的直线基本上与北川—映秀断裂一致(图3(b))。上述指示标志与活动断裂右旋走滑运动的性质完全吻合。

图3

图3   北川—映秀断裂遥感影像解译标志

Fig.3   Remote sensing image interpretation marks of the Beichuan—Yingxiu active faults


3.1.3 茶坝—林庵寺断裂(F3)

该断裂属于龙门山断裂带北东段的中央主干断裂带,在柏树村、陕西省勉县东南、朝天区和茶坝等地的卫星遥感影像上主要表现为陡崖(图4(a))、断层三角面(图4(b))、断层槽地和断层眉脊等构造地貌。如在柏树村该断裂近EW走向,呈线性陡崖展布(图4(a)); 在勉县东南该断裂为山地与平原的相交界线,呈曲线弯曲延伸,发育断层三角面(图4(b)); 在朝天区西侧,水系经过该断裂时均发生水平错动,连接这些河流拐点的直线与该断裂重合(图4(c))。上述指示标志与活动断裂右旋走滑运动的性质完全吻合。

图4

图4   茶坝—林庵寺断裂遥感影像解译标志

Fig.4   Remote sensing image interpretation marks of the Chaba—Linansi active faults


3.1.4 广元—江油断裂(F4)

该断裂位于龙门山构造带北东段山前地区,属于龙门山造山带的前山主干断裂带,总体走向为NE—SW,是扬子地块与龙门山造山带的分界线北段。遥感影像解译该断裂主要为右旋走滑兼逆冲的性质[23],在东坝镇东南侧该断裂的水平错动造成直线状地层槽地明显(图5(a)); 由于断裂右旋走滑的剪切作用使在广元市、竹园镇附近的河段产生收缩效应(图5(b)); 该断裂在永胜镇、铜广乡的北部是山地与平原的分界线,在遥感影像上可以看出活动断裂发育的构造地貌(断层三角面)明显(图5(c)); 在江油北部可以看到波状弯曲的线性槽地明显(图5(d)); 河流在经过该断裂时,河道明显发生了转折(图5(e)); 受两大逆冲活动断层的控制,该断裂带内发育了3个小型的断陷盆地(图5(f))。上述指示标志与活动断裂右旋走滑兼逆冲的性质完全吻合。

图5

图5   广元—江油活动断裂的遥感影像解译标志

Fig.5   Remote sensing image interpretation marks of the Guangyuan—Jiangyou active faults


根据遥感解译结果,发现龙门山断裂带北东段断裂极其发育,其中规模较大的断裂主要有平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂。上述4条主要断裂的走向大致平行,均呈NE—SW向展布,有较多的NE—SW或NNE—SSW向的小断裂充填在4大主干断裂之间。研究区内发育了一系列沿断裂带展布的第四纪盆地,其形态各异、规模不一、沉降幅度也有较大的差异。

3.2 主要活动断裂活动性分析

形态各异的构造地貌类型往往是由活动断裂的差异性运动造成,断裂的活动性往往是活动断裂研究的核心。李勇和Densmore等[24,25]通过构造地貌的研究计算了龙门山断裂带第四纪以来的活动速率,其中汶川—茂县断裂的垂直移动速率为0.30.8 mm/a,水平移动速率为0.81.2 mm/a; 北川—映秀断裂的垂直移动速率为0.4 mm/a,水平移动速率为0.81.3 mm/a; 灌县—安县断裂的垂直移动速率为0.3 mm/a,水平移动速率为0.71.5 mm/a; 贾营营等[23]根据涪江上游水系错动距离估算出第四纪以来北川—映秀断裂和灌县—安县断裂北东段的平均走滑速率分别为1.67 mm/a和1.33 mm/a; 白毛伟等[26]通过宇宙核素成因埋藏年龄测试技术及涪江上游水系错动距离精确地计算出江油断裂第四纪以来的水平错动距离和垂直错动距离分别为2.17 mm/a和0.054 mm/a。因此,根据一系列的地貌标志可以评价断裂的活动性。例如,通过河道的错动距离、断层崖的高程可以估算出断裂的水平及垂直错动速率; 根据断陷湖盆的面积大小、断层三角面的大小可以评估断裂的活动性强弱。

3.2.1 活动断裂与错动量

断裂的错动受到地震的震源、震级的控制,而由于断裂各处岩性各异,河流的错动量均受其影响。地震的震源、震级与断裂的活动强度呈正相关性,断裂的活动强度与断裂的错动量呈正相关性,则地震的震源、震级与断裂的错动量呈正相关关系。活动断裂的错动分为水平错动与垂直错动,由于受遥感影像及DEM数据空间分辨率的限制,活动断裂的活动性分析主要是定量评价水平错动量及定性评价垂直错动大小。

受遥感影像空间分辨率的限制,遥感解译结果中河流较小的水平错动基本无法测量,只有龙门山断裂带北东段后山、中央和前山主干断裂带内的河流水平错动明显。在平武—青川断裂,3条规模相近的河流经过平武县、青川县和沙州镇时,河流发生明显的水平错动,水平位错距离分别为3.3 km,2.4 km和7.5km左右(图6(a)—(c))。从总体上看,平武—青川断裂从南西向北东使河流的水平错动量有逐渐增加的趋势,说明该断裂的运动幅度自南西向北东逐渐增强。北川—映秀断裂北东段的东部、中部和西部有3条规模相近的河流经过,在曲山镇、徐坪坝和南坝镇处河道发生明显的转折,说明了该断裂水平错动的性质。河流在曲山镇、徐坪坝和南坝镇3处的水平错动距离分别为8.6 km,5.6 km和3.5 km左右(图6(d)—(f))。从总体上看,北川—映秀断裂北东段自南西向北东使河流的水平错动量有逐渐减小的趋势,说明该活动断裂的运动幅度自南西向北东逐渐减弱。茶坝—林庵寺断裂经过的河流水系除白龙江外规模均要相对小一些,白龙江经过该断裂时在金洞乡处发生水平错动,规模相对较小的河流经过该断裂时分别在羊木镇、周家坪处发生明显水平错动,3处河流水平错动距离分别为1.6 km,2.3 km和2.6 km(图6(g)—(i))。从总体上看,茶坝—林庵寺断裂自南西向北东使河流的水平错动量有逐渐增长的趋势,该断裂的活动强度自南西向北东逐渐增强。规模大体相似的河流经过广元—江油断裂时在大康镇、北城乡和上寺乡发生明显的水平错动,3处河流水平错动距离分别为2.5 km,3.1 km和5.7 km左右(图6(j)—(l))。从总体上看,广元—江油断裂从南西向北东使河流的水平错动量逐渐增大,说明该活动断裂的运动强度有逐渐增强的趋势。

图6

图6   龙门山北东段主要活动断裂带内水系错动距离

Fig.6   Drainage dislocation distance in main active fault zone along the northeastern segment of the Longmenshan


受遥感影像及DEM数据空间分辨率的限制,无法实际测量各断裂的垂直错动距离。通过三维模拟的方式对各断裂发育的断层三角面及断层崖的相对高度进行比较,定性分析各断裂的活动强度(图7)。

图7-1

图7-1   龙门山北东段主要活动断裂带内断层三角面三维可视化模拟

Fig.7-1   Triangle surface 3D visualization simulation in main active fault zone along the northeastern segment of the Longmenshan


图7-2

图7-2   龙门山北东段主要活动断裂带内断层三角面三维可视化模拟

Fig.7-2   Triangle surface 3D visualization simulation in main active fault zone along the northeastern segment of the Longmenshan


图7所示影像采用ETM+遥感影像B7(R),B4(G),B3(B)假彩色波段组合,并对上述断裂内发育的断层三角面夸大2倍进行三维模拟,平武—青川断裂与北川—映秀断裂北东段的断层三角面的垂直位错要明显大于茶坝—林庵寺断裂与广元—江油断裂,因此可以判断平武—青川断裂与北川—映秀断裂北东段的活动性要比茶坝—林庵寺断裂与广元—江油断裂的活动性强。

3.2.2 活动断裂与盆地

第四纪盆地的发育程度与断裂活动性强弱呈正相关性,盆地的形态、规模和沉降幅度是评价断裂活动性的重要指标。研究区内发育了一系列基本沿断裂分布的第四纪盆地,呈串珠状分布,盆地的长轴方向与断裂的走向相符。其中,沿平武—青川断裂分布的发育较为成熟的盆地约13个,规模较大的有平武盆地、玉溪盆地及青川盆地,盆地沉降幅度大; 沿北川—映秀断裂北东段分布的发育较为成熟的盆地大约有6个,规模均较小,但盆地的沉降幅度大; 沿茶坝—林庵寺断裂分布的发育较为成熟的盆地约有4个,规模较小,且沉降幅度小; 沿广元—江油断裂分布的盆地大约有10个,发育规模较大,沉降幅度也较大,上述沿断裂分布的盆地形态呈四边形或"月牙形"(图8)。

图8

图8   龙门山北东段活动断层解译结果与盆地位置

(ETM+ B7(R),B4(G),B3(B)假彩色波段组合)

Fig.8   Interpretation results of active faults and basin locations in the northeastern segment of the Longmenshan


盆地的长轴越长,则主控盆地发育的断裂的水平错动性就越强; 盆地的沉降幅度越深,则主控盆地发育的断裂的垂直错动性就越强。由平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂控制发育的盆地,无论是盆地数量,还是盆地的规模均比其他断裂大,说明这4条断裂的活动性最为强烈。

3.2.3 活动断裂与历史地震

断裂带的活动强度控制着地震震级的大小,且活动断裂的展布与地震的带状分布呈一致相关性。自1900年以来研究区地震震级Ms在[4.0,5.0)范围内累计出现了241次; 地震震级Ms在[5.0,6.0)范围内累计出现了25次; 地震震级在Ms≥6.0范围内累计出现了5次。区内地震沿主要断裂带分布,带状分布明显,地震活动贯穿整条断裂带(图9)。

图9

图9   龙门山北东段活动断裂与地震空间展布的一致性

(ETM+ B7(R),B4(G),B3(B)假彩色波段组合)

Fig.9   Consistency of active faults and earthquake spatial distribution along the northeastern segment of the Longmenshan


4级内小地震沿平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段及茶坝—林庵寺断裂呈串珠状密集分布。研究区内分布在从西北的平武—青川断裂带、北川—映秀断裂带北东段、茶坝—林庵寺断裂带至东南的广元—江油断裂带上的地震累计出现次数呈现减少的趋势,5级和6级强地震数目也逐渐减少。说明研究区内,第四纪以来,平武—青川断裂带的活动性最强,向南东断裂带的活动性减弱,广元—江油断裂带的活动性最弱。

3.2.4 断裂与地形起伏度

断裂的现代活动必将导致断裂两侧断块的垂直差异运动。断裂活动越强烈,其两侧的断块落差越大。地形起伏度是指在某一研究区域内,所有栅格单元的最高点与最低点高程的差值,是描述地表单元地势的起伏复杂程度和某一研究域内地形变化的宏观指标[27,28]。其表达式为

R=Hmax-Hmin,

式中: R表示最大地形起伏度; HmaxHmin分别表示分析窗口内最大与最小高程值。以i×i(i=1,2,…,n)矩形栅格作为分析窗口,以1×1作为起始窗口,到17×17分析窗口终止,计算最大地形起伏度(表1)。

表1   窗口边长与最大地形起伏度关系

Tab.1  Relationship between the side length of window and the maximum degree of topographic relief

指标窗口大小(i×i)
1234567891011121314151617
窗口边长/m306090120150180210240270300330360390420450480510
最大地形起伏度/m4819831 5511 9092 0152 0152 0182 0212 0242 0362 0382 0382 0122 0712 0712 0682 071

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表1中边长值与最大地形起伏度值进行数据拟合,获得曲线如图10所示,发现当分析窗口为5×5时产生"拐点"。

图10

图10   地形起伏度曲线

Fig.10   Relife curve of land surface


因此,利用ArcGIS10.1软件中的邻域分析功能,采用5×5的分析窗口,对龙门山北东段的ASTER DEM数据进行计算处理,获得研究区栅格单元的最高点与最低点高程值; 利用ArcGIS10.1软件中的栅格计算功能,获得研究区的最大地形起伏度如图11所示。

图11

图11   龙门山北东段地形起伏度

Fig.11   Topographic relief extent of land surface in the northeastern segment of the Longmenshan


图11中可以看出,平武—青川断裂两侧的断块高程差异最为明显,地形起伏度最大; 北川—映秀断裂北东段及茶坝—林庵寺断裂两侧断块高程差异次之; 广元—江油断裂两侧断块的高程差异最小,地形起伏度明显降低,说明平武—青川断裂带的活动性最强、北川—映秀断裂带北东段及茶坝—林庵寺断裂带的活动性次之,广元—江油断裂带的活动性最弱。

4 结论

遥感影像解译结果显示,研究区内断裂活动发育了典型的构造地貌,例如错断水系、走滑盆地、断层崖或断层三角面等; 活动断裂数目众多,主要有平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂等4条大型活动断裂; 总体上,活动断裂之间在空间展布上大致平行。通过水系错动距离、断层崖或断层三角面的相对高差、走滑盆地的长宽比值、地震展布及震级以及地形起伏度等研究表明,研究区内4条主要活动断裂的活动性是北西侧强、南东侧弱,由北西向南东递减。

解译分析结果与陈立春等[29]野外研究的结果一致; 对龙门山北东段主要活动断裂活动性的研究结果与路静等[10]的研究结果一致,并且弥补了龙门山北东段主要活动断裂构造地貌错动距离厘定的空白现状。但是,本文没有对构造地貌的形成年代进行精确的测年,从而无法精确计算活动断裂的活动速率,这将是今后研究的方向。

参考文献

吴中海, 张岳桥, 胡道功 .

新构造、活动构造与地震地质

[J]. 地质通报, 2014,33(4):391-402.

DOI:10.3969/j.issn.1671-2552.2014.04.001      URL     [本文引用: 1]

新构造、活动构造和地震地质研究都是开展地震危险性评价的重要基 础性地质工作.在综述新构造、活动构造和地震地质的基本含义、相互联系与区别、主要工作内容及方法的基础上,简要回顾了国内外在相关研究领域的主要进展, 提出了中国活动构造与地震地质工作中应注意的主要问题和对未来工作的几点建议.最后,重点介绍了青藏高原东南缘开展活动构造体系和玉树地区活动断裂与地震 地质调查研究工作所取得的主要进展与成果.

Wu Z H, Zhang Y Q, Hu D G .

Neotectonics,active tectonics and earthquake geology

[J]. Geological Bulletin of China, 2014,33(4):391-402.

[本文引用: 1]

Molnar P, Tapponnier P .

Cenozoic tectonics of Asia:Effects of a continental collision

[J]. Science, 1975,189(4201):419-426.

DOI:10.1126/science.189.4201.419      URL     PMID:17781869      [本文引用: 2]

****

Taylor M, Yin A .

Active structures of the Himalayan-Tibetan orogen and their relationships to earthquake distribution,contemporary strain field, and Cenozoic volcanism

[J]. Geosphere, 2009,5(3):199-214.

DOI:10.1130/GES00217.1      URL     [本文引用: 1]

张培震, 邓起东, 张竹琪 , .

中国大陆的活动断裂、地震灾害及其动力过程

[J]. 中国科学(地球科学), 2013,43(10):1607-1620.

URL     [本文引用: 1]

中国是一个地震灾害严重的国家,强震主要发生在天山、青藏高原和华北地区,其他地区的7级以上破坏性强震相对较弱.天山的强震主要发生在山体两侧的前陆逆冲推覆带上,山体内部也发生构造变形并控制着一系列中强地震的发生.华北西部鄂尔多斯内部构造活动性微弱,周边的地震活动却十分强烈.华北平原的强震主要发生在平原内部的北北东走向隐伏断裂上,特别是这些北北东走向隐伏断裂与燕山南缘张家口-渤海断裂带的交汇部位是巨大地震的发生场所.青藏高原的活动断裂和强震发生均与海拔高度相关:逆冲断裂和逆冲型强震主要发生在高原周边的低海拔区,高海拔的高原内部则以拉张性质的南北向正断裂和共轭走滑断裂为主,走滑断裂发育在高原的不同海拔不同部位,但北部是左旋走滑运动,南部是右旋走滑运动.中国大陆的强震总体上具有分布广泛、西强东弱、动静交替和分块成带的特征,形成这种地震活动图像的原因是中国大陆的强震受控于活动地块的运动和变形.活动地块是被形成于晚新生代、至今强烈活动的构造带所分割和围限的地质单元,其内部相对稳定,具有相对统一的运动方式,主要构造变形和强震都发生在边界带上,有历史记载以来的全部8级强震和80%以上的7级以上强震都发生在活动地块边界带上.在板块挤压、板内地幔对流等动力作用下,大陆活动地块发生相对运动和变形,上地壳的刚性地块运动和非刚性连续变形都是深部黏塑性流动的地表响应,中国大陆的现今构造变形可以用耦合的地块运动和连续变形模式来描述,活动地块的运动和变形是"陆内变形"的重要方式之一.

Zhang P Z, Deng Q D, Zhang Z Q , et al.

Active faults,earthquake hazards and associated geodynamic processes in continental China

[J]. Scientia Sinica Terrae, 2013,43(10):1607-1620.

[本文引用: 1]

Chen Z H, Burchfiel B C, Liu Y , et al.

Global positioning system measurements from eastern Tibet and their implications for India/Eurasia implications for India/Eurasia intercontinental deformation

[J]. Journal of Geophysical Research(Solid Earth), 2000,105(b7):16215-16227.

[本文引用: 1]

Fu B H, Awata Y .

Displacement and timing of left-lateral faulting in the Kunlun Fault Zone, northern Tibet,inferred from geologic and geomorphic features

[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2007,29(2):253-265.

DOI:10.1016/j.jseaes.2006.03.004      URL     [本文引用: 1]

http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1367912006000770

李勇, 周荣军 , Densmore A L, .

青藏高原东缘龙门山晚新生代走滑-逆冲作用的地貌标志

[J]. 第四纪研究, 2006,26(1):40-51.

DOI:10.3321/j.issn:1001-7410.2006.01.006      URL     Magsci     [本文引用: 1]

文章以青藏高原东缘龙门山活动构造的地貌标志为切入点,在汶川-茂汶断裂、北川断裂、彭灌断裂和大邑断裂等主干活动断裂的关键部位,对断错山脊、洪积扇、河流阶地、边坡脊、断层陡坎、河道错断、冲沟侧缘壁位错、拉分盆地、断层偏转、砾石定向带、坡中槽、弃沟和断塞塘等活动构造地貌和断裂带开展了详细的野外地质填图和地貌测量,利用精确的地貌测量数据和测年数据,定量计算了龙门山主干断裂的逆冲速率和走滑速率,结果表明在晚新生代时期龙门山构造带仅具有微弱的构造缩短作用,其中逆冲速率的速度值小于1.1mm/a,走滑速率的速度值小于1.46mm/a,表明走滑分量与逆冲分量的比率介于6 ∶ 1~1.3 ∶ 1之间,以右行走滑作用为主。在此基础上,对各主干活动断裂的逆冲速率和走滑速率进行了定量的对比研究,结果表明自北西向南东4条主干断裂的最大逆冲分量滑动速率具有变小的趋势,而走滑分量的滑动速率则具有逐渐变大的趋势,显示了从龙门山的后山带至前山带主干断裂的走滑作用越来越强。由此推测现今的龙门山及其前缘盆地不完全是由于构造缩短作用形成的,而主要是走滑作用和剥蚀卸载作用的产物。另外,根据沉积、构造、盆地充填体的几何形态、地貌、古地磁等标定和对比了龙门山在中生代和新生代的走滑方向,表明龙门山构造带在中生代与新生代之交走滑方向发生了反转,即由中生代时期的左行变为新生代时期的右行。

Li Y, Zhou R J, Densmore A L , et al.

Geomorphic evidence for the late cenozoic strike-slipping and thrusting in Longmen mountain at the eastern margin of the Tibetan Plateau

[J]. Quaternary Sciences, 2006,26(1):40-51.

Magsci     [本文引用: 1]

李勇, 周荣军 , Densmore A L, .

青藏高原东缘龙门山晚新生代走滑挤压作用的沉积响应

[J]. 沉积学报, 2006,24(2):153-164.

DOI:10.3969/j.issn.1000-0550.2006.02.001      URL     Magsci     [本文引用: 1]

<FONT face=Verdana>成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地的长轴方向平行于龙门山,呈现为北东—南西向展布的线性盆地。盆地中充填了3.6Ma以来的半固结—松散堆积物,最大厚度为541 m,在垂向上由下部的大邑砾岩、中部的雅安砾石层和上部的上更新统至全新统砾石层组成,其与下覆地层均为不整合接触,显示该盆地是一个单独的成盆期,并非是在中生代前陆盆地基础上形成的继承性盆地。在垂直于龙门山造山带方向上,成都盆地具不对称的楔形结构,沉积基底面整体向西呈阶梯状倾斜,盆地中充填的碎屑物质均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征;而且盆地的沉降中心具有逐渐向远离造山带方向迁移的特征,显示盆地的挤压方向垂直于龙门山主断裂,造成了成都盆地在垂直于造山带方向上的构造缩短。在平行于龙门山造山带方向上,成都盆地具有一系列的北东向延伸的次级凸起和凹陷,凹陷和凸起相间分布,且在空间上呈斜列形式展布于盆地的底部,其中次级凹陷(沉降中心)和冲积扇具有向平行龙门山造山带方向迁移的特征,表明成都盆地西缘的龙门山断裂具有右旋走滑的特征。鉴于以上特征,认为成都盆地是在龙门山造山带晚新生代走滑与逆冲的联合作用下形成的走滑挤压盆地。<BR></FONT>

Li Y, Zhou R J, Densmore A L , et al.

Sedimentary responses to late Cenozoic thrusting and strike-slipping of Longmen Shan along eastern margin of Tibetan Plateau

[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2006,24(2):153-164.

Magsci     [本文引用: 1]

付碧宏, 时丕龙, 张之武 .

四川汶川MS8.0大地震地表破裂带的遥感影像解析

[J]. 地质学报, 2008,82(12):1679-1687.

DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2008.12.005      URL     Magsci     [本文引用: 2]

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。

Fu B H, Shi P L, Zhang Z W .

Spatial characteristics of the surface rupture produced by the MS8.0 Wenchuan earthquake using high-resolution remote sensing imagery

[J]. Acta Geologica Sinica, 2008,82(12):1679-1687.

Magsci     [本文引用: 2]

路静, 张景发, 姜文亮 , .

龙门山断裂带北段活动特征的遥感地质解译研究

[J]. 地震, 2009,29(b10):164-172.

DOI:10.3969/j.issn.1000-3274.2009.z1.022      URL     [本文引用: 4]

文中通过龙门山断裂北段卫星遥感影像的解译分析,对该区活动断裂的分布与发育情况进行了研 究。文章选取ETM光学影像和遥感1号雷达影像为主要数据源,结合研究区已有研究成果,分析了遥感影像上地质地貌特征,建立了研究区的解译标志,对龙门山 断裂带北段主要断裂(平武-青川断裂、南坝-林庵寺断裂、江油-广元断裂)分布特征与活动性进行了深入的遥感解泽。研究结果表明,平武青川断裂对不同规模 的水系位错的影响较大,且广元地区历史地震主要分布在该断裂带上,凶此平武-青川断裂活动性最强,对该区地震的发生起着重要的控制作用。

Lu J, Zhang J F, Jian W L , et al.

Interpretation of active tectonics along the northern segment of the Longmenshan fault zone from RS images

[J]. Earthquake, 2009,29(b10):164-172.

[本文引用: 4]

李勇, 黎兵, 周荣军 , .

剥蚀-沉积体系中剥蚀量与沉积通量的定量对比研究——以岷江流域为例

[J]. 地质学报, 2007,81(3):332-343.

DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2007.03.006      URL     Magsci     [本文引用: 1]

岷江流域与成都盆地之间是以岷江为联结的剥蚀-沉积体系。根据成都盆地已有的钻孔资料和原始数据,用Sufer软件制作成都盆地晚新生代等厚图,利用等厚线计算了成都盆地残留的沉积通量,并通过成都盆地的地质演化再造恢复了成都盆地潜在的沉积通量,结果表明,成都盆地潜在的沉积通量为1665km3。同时,采用了输沙量、宇宙核素、数字高程模型、河流下切速率和裂变径迹等方法分别计算了岷江上游流域的剥蚀速率、剥蚀厚度和剥蚀量,结果表明,岷江流域的剥蚀速率应介于0.26~0.5mm/a之间,剥蚀厚度介于0.94~1.44km之间,剥蚀量介于21213.50~32636.16km3之间。在此基础上,我们对成都盆地沉积通量与岷江流域的剥蚀量进行了对比分析,结果表明,在岷江上游流域与成都盆地之间的剥蚀―沉积体系中,成都盆地沉积通量与岷江流域的剥蚀量之间的比率介于5.11%~7.85%之间,成都盆地沉积通量与岷江流域剥蚀量不相匹配,成都盆地属于半封闭盆地,因此,不能利用成都盆地晚新生代以来沉积物充填体积恢复岷江上游流域的剥蚀速率、剥蚀厚度和剥蚀量。

Li Y, Li B, Zhou R J , et al.

The quantitative correlation between denudation volume and flux in the denudation-accumulation system:Examples from Minjiang River drainage system

[J]. Acta Geologica Sinica, 2007,81(3):332-343.

Magsci     [本文引用: 1]

杨农, 张岳桥 .

龙门山断裂活动和川西高原隆升历史的裂变径迹测年

[J]. 地质力学学报, 2010,16(4):359-371.

DOI:10.3969/j.issn.1006-6616.2010.04.004      URL     [本文引用: 1]

Twelve samples of tectonites,metasediments and granites taken from the western Sichuan Plateau were dated in this study by apatite fission track dating method.The results are used to reconstruct uplifting history and fault activity of the Longmenshan tectonic belt in eastern margin of the Tibetan Plateau.It is shown that the recent activity of the two major boundary faults: the Wenchuan-Maowen fault and the Yingxiu-Beichuan fault,occurred in early Pleistocene (FT ages of 1.2 ~ 1.3 Ma); the Miyaluo fault developed in the interior of the plateau was strongly active in middle Pleistocene (around 0.5 Ma); the back Longmenshan tectonic zone started to uplift in Miocene; and the interior of the plateau began rapid uplift in latest Pliocene to Middle Pleistocene. The uplifting of the plateau caused formation of deep-incised river morphology.

Yang N, Zhang Y Q .

Tission-track dating for activity of the Longmenshan fault zone and uplifting of the western Sichuan Plateau

[J]. Journal of Geomechanics, 2010,16(4):359-371.

[本文引用: 1]

侯增谦, 吕庆田, 王安建 , .

初论陆-陆碰撞与成矿作用——以青藏高原造山带为例

[J]. 矿床地质, 2003,22(4):319-333.

DOI:10.3969/j.issn.0258-7106.2003.04.001      URL     [本文引用: 2]

青藏高原碰撞造山带以其成矿规模大、形成时代新、矿床类型多、保存条件好诸特征而被誉为研究大陆成矿作用的天然实验室。文章基于青藏高原已有的矿产勘查与研究成果 ,概述了大陆碰撞过程中的主要成矿作用及其成矿带的时空分布 ,初步分析了陆_陆碰撞所造就的成矿背景和成矿环境以及控制成矿作用的关键地质过程 ,并草拟了可供今后研究的工作模型。初步研究认为 ,始于 6 0Ma的印度大陆与亚洲大陆碰撞至少形成了 3个重要的控矿构造单元 ,即雅鲁藏布江以北的主碰撞变形带 ,雅鲁藏布江以南的藏南拆离_逆冲带和高原东缘的藏东构造转换带。主碰撞变形带以巨大规模的地壳缩短、双倍地壳加厚、大规模逆冲系和SN向正断层系统发育为特征 ,控制了冈底斯斑岩铜矿带 (含浅成低温热液金矿 )、安多锑矿化带和风火山铜矿化带及腾冲锡矿带的形成及分布 ;藏南拆离_逆冲带由藏南拆离系 (STDS)和一系列北倾的叠瓦状逆冲断裂带构成 ,控制了藏南变质核杂岩型金矿化、热液脉型金锑矿化和蚀变破碎带型金锑矿化的形成 ;藏东构造转换带以发育大规模走滑断裂系统、大型剪切带、富碱斑岩带和走滑拉分盆地为特征 ,控制了玉龙斑岩铜矿带、哀牢山和锦屏山金矿带及兰坪盆地银多金属矿带的分布。按成矿系统的基本思想 ,初步将青藏高原碰撞

Hou Z Q, Lyu Q T, Wang A J , et al.

Continental collision and related metallogeny:A case study of mineralization in Tibetan orogen

[J]. Mineral Deposits, 2003,22(4):319-333.

[本文引用: 2]

李勇, 孙爱珍 .

龙门山造山带构造地层学研究

[J]. 地层学杂志, 2000,24(3):201-206.

DOI:10.3969/j.issn.0253-4959.2000.03.006      URL     [本文引用: 2]

龙门山造山带属青藏高原东缘的陆内造山带 ,是一个独立的地层复合体 ,地层记录具有复杂性、混杂性、不连续性、不完整性和分带性等特征 ;根据龙门山造山带地层的构造变形、变位和变质特征以及边界断裂特征 ,可将龙门山造山带划分为 A、B、C三个构造地层带 ,其中 A带位于青川—茂汶断裂与北川—映秀断裂之间 ,属变形变质构造地层带 ,主要由志留系—泥盆系浅变质岩和前寒武系杂岩构成 ;B带位于北川—映秀断裂与彭灌断裂之间 ,属变形变位构造地层带 ,主要由上古生界—三叠系沉积岩构成 ;C带位于彭灌断裂与广元—大邑断裂之间 ,属变形构造地层带 ,主要由侏罗系至第三系红层构成。对不同类型构造地层带采用了不同的地层学研究方法 ,并建立了各个构造地层带的独立的地层系统 ,其中 A带采用构造—地 (岩 )层分析方法 ,B带采用构造片—地层分析方法 ,C带采用构造层序地层分析方法。

Li Y, Sun A Z .

Tectostratigraphy of Longmenshan orogen

[J]. Journal of Stratigrephy, 2000,24(3):201-206.

[本文引用: 2]

高名修 .

晚新生代地壳构造运动研究

[J]. 地质力学学报, 2008,14(4):295-319.

DOI:10.3969/j.issn.1006-6616.2008.04.001      URL     [本文引用: 2]

通过地球表面清、新的构造地貌与现代水文网记录,研究晚新生代年轻地壳构造运动。研究发现高 原-山带-盆地排列有序形影相依的定式,与现代水文网的演化相辅相成,揭示高原边缘山带本质上就是高原边缘流水深切割的产物。论证了于晚中新世时期全球曾 准平原化,发育了全球统一的准平原,散布全球不同高度的高原面、齐平山顶面与盆地底面时代相当可广泛对比。现代构造地貌演化始于导致晚中新世准平原面分裂 解体的上新世以来,同时证明晚新生代地壳构造运动属垂直拱曲块断差异升降构造运动,仅在某些特定部位局部派生次级不同规模的引张构造变形和层间滑动薄皮挤 压构造变形。现代水文网发育经历了上新世一早更新世属盆地向心水系伴以河湖相沉积,以及中更新世以来串珠状水系与相关的河流相沉积,两套地层呈假整合或不 整合,明确记录了晚新生代地壳构造运动进程的两个主要阶段。约近70~80万年的中更新世以来,新一轮强烈的地壳的差异升降构造运动,显著的改造了已有的 格局。自俄罗斯远东山地,经蒙古高原和青藏高原至印度西北阿拉瓦利山,地球表面规模最雄伟的、分开太平洋水系与北冰洋水系的亚洲巨型分水岭的出现,标志新 兴的全球现代构造地貌与水文网的形成,奠定了今日构造地貌与水文网的景观。研究表明,大陆与大洋晚中新世全球统一准平原面一脉相承,晚新生代地壳构造运动 完全可以对比。深入系统研究年轻的晚新生代地壳构造运动不仅有实用价值,同时也有重要的科学意义,特别是为探究全球构造运动本质和地球动力学提供了一个新 的视角。

Gao M X .

Study on late Cenozoic crustal tectonism

[J]. Journal of Geomechanics, 2008,14(4):295-319.

[本文引用: 2]

李玶, 汪良谋 .

云南川西地区地震地质基本特征的探讨

[J]. 地质科学, 1975,10(4):308-326.

URL     Magsci     [本文引用: 1]

<p>云南川西地区是多震的地方(图1),从公元前116年到1974年6月,据记载共发生M&ge;4.75级的地震481次,其中6&le;M&lt;7的99次,7&le;M&lt;8的14次,M&ge;8的3次。震源深度一般小于30公里,均为浅源地震。本区强震多发生在深大断裂带上,而且都有一定的地质标志可循,与近代地壳运动、板块构造在成因上有着密切关系。</p>

Li P, Wang L M .

Exploration of the seismo-geological features of the Yunnan-West Sichuan Region

[J]. Scientia Geological Sinica, 1975,10(4):308-326.

Magsci     [本文引用: 1]

Tapponnier P, Peltzer G, Le Dain A Y, et al.

Propagating extrusion tectonics in Asia:New insights from simple experiments with plasticine

[J]. Geology, 1982,10(12):611-616.

DOI:10.1130/0091-7613(1982)10&lt;611:PETIAN&gt;2.0.CO;2      URL     [本文引用: 1]

付碧宏, 时丕龙, 王萍 , .

2008年汶川地震断层北川段的几何学与运动学特征及地震地质灾害效应

[J]. 地球物理学报, 2009,52(2):485-495.

DOI:      URL     Magsci     [本文引用: 1]

<FONT face=Verdana>2008年5月12日<EM>M</EM><SUB>S</SUB>8.0 汶川大地震的主要发震断层是龙门山断裂带的映秀—北川断裂.本研究通过地震后的实地调查和地震前后高空间分辨率航空与卫星影像的解译,对映秀—北川断裂带北川段(擂鼓镇—曲山镇)同震地表破裂带的几何学与运动学特征及相关地震地质灾害进行了详细分析.研究结果表明5·12汶川大地震沿映秀—北川断裂带产生的地表破裂带正穿过北川县城—曲山镇中心,并在曲山镇周围诱发了一系列大型滑坡和岩崩等地质灾害,致使北川县城遭到毁灭性破坏.野外考察表明北川段最大逆冲量和右旋走滑量都达8~10 m,这也是映秀—北川地表地震破裂带中位移量最大的地段.同时,值得注意的是曲山镇一带正是地震断层几何学和运动学特征改变的转换地带:曲山镇及其南西部断层倾向北西,呈现以逆冲为主兼右旋走滑的特征;在曲山镇北东断层倾向南东,表现为右旋走滑分量与垂直分量相当,走滑活动特征更明显.研究结果还表明,逆冲-走滑型(或斜向逆冲型)同震地表破裂带的几何学和运动学特征直接影响地震地质灾害及其破坏程度,地震地质灾害的分布表现出明显的不对称性:断层NW盘(上盘)远远强于SE盘(下盘).地震断层的几何学特征与断层运动的应力及坡向的自由面之间相互作用,加强了滑坡、岩崩等地质灾害的破坏力.因此,汶川大地震为我们研究逆冲-走滑型同震地表破裂的几何学、运动学特征及其地震地质灾害效应提供了契机.</FONT>

Fu B H, Shi P L, Wang P , et al.

Geometry and kinematics of the 2008 Wenchuan earthquake surface ruptures around the Qushan Town of Beichuan County,Sichuan:Implications for mitigation of seismic and geologic disasters

[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2009,52(2):485-495.

Magsci     [本文引用: 1]

Fu B H, Shi P L, Guo H D , et al.

Surface deformation related to the 2008 Wenchuan earthquake,and mountain building of the Longmen Shan,eastern Tibetan Plateau

[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2011,40(4):805-824.

DOI:10.1016/j.jseaes.2010.11.011      URL     [本文引用: 1]

The 12 May 2008 8.0 Wenchuan earthquake, China, was one of largest continental thrusting events worldwide. Based on interpretations of post-earthquake high-resolution remote sensing images and field surveys, we investigated the geometry, geomorphology, and kinematics of co-seismic surface ruptures, as well as seismic and geologic hazards along the Longmen Shan fold-and-thrust belt. Our results indicate that the Wenchuan earthquake occurred along the NE–SW-trending Yingxiu–Beichuan and Guanxian–Anxian faults in the Longmen Shan fold-and-thrust belt. The main surface rupture zones along the Yingxiu–Beichuan and Guanxian–Anxian fault zones are approximately 235 and 7202km in length, respectively. These sub-parallel ruptures may merge at depth. The Yingxiu–Donghekou surface rupture zone can be divided into four segments separated by discontinuities that appear as step-overs or bends in map view. Surface deformation is characterized by oblique reverse faulting with a maximum vertical displacement of approximately 1002m in areas around Beichuan County. Earthquake-related disasters (e.g., landslides) are linearly distributed along the surface rupture zones and associated river valleys.The Wenchuan earthquake provides new insights into the nature of mountain building within the Longmen Shan, eastern Tibetan Plateau. The total crustal shortening accommodated by this great earthquake was as much as 8.502m, with a maximum vertical uplift of approximately 1002m. The present results suggest that ongoing mountain building of the Longmen Shan is driven mainly by crustal shortening and uplift related to repeated large seismic events such as the 2008 Wenchuan earthquake. Furthermore, rapid erosion within the Longmen Shan fold-and-thrust belt occurs along deep valleys and rupture zones following the occurrence of large-scale landslides triggered by earthquakes. Consequently, we suggest that crustal shortening related to repeated great seismic events, together with isostatic rebound induced by rapid erosion-related unloading, is a key component of the geodynamics that drive ongoing mountain building on the eastern Tibetan Plateau.Research highlights? Alternative geodynamic model to drive mountain building on the eastern Tibet. ? Maximum co-seismic vertical uplift of approximately 10 m. ? The crustal deformation related to repeated great seismic events is a key component. ? Earthquake-induced rapid unloading may induce isostatic rebound of the lower crust. ? A feedback mechanism between active deformation and erosional processes.

李智武, 刘树根, 陈洪德 , .

龙门山冲断带分段-分带性构造格局及其差异变形特征

[J]. 成都理工大学学报(自然科学版), 2008,35(4):440-454.

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2008.04.014      URL     [本文引用: 1]

龙门山冲断带地处青藏高原东缘,介于松潘-甘孜褶皱带与四川盆地之间,由一系列走向北东、倾向北西的逆冲断层及其所夹的岩片组成。分段-分带性构造格局是龙门山冲断带的基本特点和重要特色。龙门山自西向东发育有4条主干断裂:茂县-汶川断裂、北川-映秀-五龙断裂、安县-都江堰(原称"灌县")-双石断裂和广元-大邑-雅安(隐伏)断裂。由这些主干断裂分隔,龙门山冲断带沿倾向表现出明显的分带性变形特征,以其典型构造特征自西向东称为弧形韧性变形带、基底冲断-同劈理褶皱带、同心褶皱-叠瓦冲断带、前陆扩展变形带和前陆坳陷带,它们自西向东显示层次渐浅、韧性递减、脆性渐强的变形特点。龙门山冲断带沿走向以北川-安县与卧龙-怀远一线为界可三分为北段、中段和南段,北段以出露轿子顶基底杂岩和唐王寨向斜及其前缘叠瓦冲断系为主要特征,中段以出露彭灌基底杂岩及其前缘发育飞来峰为典型特征,南段以出露五龙、宝兴基底杂岩及其前缘发育飞来峰为典型特征。自北东向南西,龙门山冲断带沿走向具有构造起始和定型时期渐晚、脆性渐强、前陆卷入变形的程度渐强、新生代隆升渐快和活动性增强的变化趋势。

Li Z W, Liu S G, Chen H D , et al.

Structural segmentation and zonation and differential deformation across and along the Lomgmen thrust belt,West Sichuan,China

[J]. Journal of Chengdu University of Technology(Science and Technology Edition), 2008,35(4):440-454.

[本文引用: 1]

金文正, 汤良杰, 杨克明 , .

川西龙门山褶皱冲断带分带性变形特征

[J]. 地质学报, 2007,81(8):1072-1080.

DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2007.08.007      URL     Magsci     [本文引用: 1]

通过野外地质考察和地震资料解释,将龙门山褶皱冲断带划分为5个构造带,即青川-茂汶断裂以西为松潘-甘孜构造带,青川-茂汶断裂与北川-映秀断裂之间为韧性变形带,北川-映秀断裂与马角坝-通济场-双石断裂之间为基底卷入冲断带,马角坝-通济场-双石断裂与广元-关口-大邑断裂之间为前缘-褶皱冲断带,广元-关口-大邑断裂以东为前陆坳陷带,在构造变形特征上,各条断裂在演化上具有前展式特征,在松潘-甘孜构造带和韧性变形带构造变形强烈,形成推覆构造带等构造变形样式,在前缘-褶皱冲断带和前陆坳陷带,变形强度较弱,形成背冲断块或断层相关褶皱等构造,西北部区域的变形表现为塑性变形特征,向南东方向渐变为塑-脆性变形和脆性变形,在剖面上各条断裂所形成的深度向盆地方向逐渐递减。龙门山褶皱冲断带的分带性变形特征是由多种因素共同影响的结果,这些因素主要有板块构造背景的决定作用、多套滑脱层的控制作用和岩性因素的制约作用。

Jin W Z, Tang L J, Yang K M , et al.

Deformation and zonation of the Longmenshan fold and thrust zone in the Western Sichuan Basin

[J]. Acta Geologica Sinica, 2007,81(8):1072-1080.

Magsci     [本文引用: 1]

Liu S F, Qian T, Li W P , et al.

Oblique closure of the northeastern Paleo-Tethys in central China

[J]. Tectonics, 2015,34(3):413-434.

DOI:10.1002/2014TC003784      URL     [本文引用: 1]

A branch of the Paleo-Tethys Ocean once separated the north China plate from the south China plate. However, the mode of closure of the northeastern Paleo-Tethys Ocean during the Late Paleozoic to Early Mesozoic has been debated. One reason for this debate is that the collisional suture zone was later buried by large-scale thrust faults in the southern Qinling-Dabieshan orogen, which made it difficult to reconstruct the amalgamation of the supercontinent in central China. New regional geologic mapping provides stratigraphic and structural constraints on the mechanism of this ocean closure. Our results indicate that dextral transpressional suturing in the southern Qinling-Dabieshan foreland fold-thrust belt resulted in the formation of the northern Yangtze foreland basin, where the stratigraphy precisely shows the time-transgressive closure of the ocean, and the orogenic sediments shed over 1000km westward from eastern China to the closing Paleo-Tethys. Therefore, we propose an oblique subduction model to describe the closure of the Paleo-Tethys Ocean. Investigation of basin subsidence as a function of subduction history in a time-dependent global geodynamic model demonstrated that long-wavelength topography superimposed on the thrust-load subsidence was dragged by the subducted and retreated sinking Paleo-Tethys slab. Our findings suggest that prolonged slab pull during the oblique subduction of the oceanic plate continued to drive deep continental subduction, thereby forming high- and ultrahigh-pressure metamorphic rocks and leading to sustained ocean closure and foreland basin formation.

贾营营, 付碧宏, 王岩 , .

青藏高原东缘龙门山断裂带晚新生代构造地貌生长及水系响应

[J]. 第四纪研究, 2010,30(4):825-836.

DOI:10.3969/j.issn.1001-7410.2010.04.17      URL     Magsci     [本文引用: 3]

<p>河流地貌对新构造活动具有非常敏感的响应,水系形态能够较好地记录构造活动方式,水系形态分析可以为研究新构造的演化过程提供有力的证据。位于青藏高原东缘的龙门山与四川盆地是青藏高原周边最陡的地形梯度带,沿高原东缘发育青衣江、岷江、涪江和嘉陵江等一系列斜交于龙门山断裂带的水系。利用卫星遥感图像和数字高程模型(DEM)数据提取构造地貌和水系特征,对龙门山构造带水系形态进行分析研究,发现龙门山南西段冲断带褶皱具有横向生长的演化特征,逆冲褶皱带的构造演化影响青衣江和岷江水系的演化和重组,同时也控制着研究区晚新生代的沉积格局。受断裂带右旋走滑作用的影响,龙门山北东段水系表现出系统右旋错位特征,在北川县擂鼓镇至曲山镇一带涪江水系上游的重要支流&mdash;湔江出现3.8km的右旋错位,并导致湔江北川段出现河流袭夺和水系重组现象。根据涪江上游发生的5km和4km最大右旋错位及其涪江流域形成的最早沉积记录的年代大约为3Ma,估算映秀-北川断裂带和灌县-安县断裂带北东段上新世-第四纪以来的平均走滑速率分别为1.67mm/a和1.33mm/a,而龙门山断裂带北东段的长期走滑速率至少为3.0mm/a。<br />本研究表明可以将水系形态作为研究区域构造变形的重要地貌标志,该方法同样适用于世界上其他构造活动变形地区。</p>

Jia Y Y, Fu B H, Wang Y , et al.

Late Cenozoic tectono-geomorphic growth and drainage response in the Longmen Shan fault zone,east margin of Tibet

[J]. Quaternary Science, 2010,30(4):825-836.

Magsci     [本文引用: 3]

李勇, 周荣军 , Densmore A L, . 青藏高原东缘大陆动力学过程与地质响应[M]. 北京: 地质出版社, 2006.

[本文引用: 1]

Li Y, Zhou R J, Densmore A L , et al. The Response of Geological and Progress of Continental Dynamics of the Eastern Margin Tibetan Plateau[M]. Beijing: Geological Press, 2006.

[本文引用: 1]

Densemore A L, Ellis M, Li Y , et al.

Active tectonics of the Beichuan and Pengguan faults at the eastern margin of the Tibetan Plateau

[J]. Tectonics, 2007, 26(4):TC4005,1-17.

DOI:10.1029/2006TC001987      URL     [本文引用: 1]

[1] The steep, high-relief eastern margin of the Tibetan Plateau has undergone rapid Cenozoic cooling and denudation yet shows little evidence for large-magnitude shortening or accommodation generation in the foreland basin. We address this paradox by using a variety of geomorphic observations to place constraints on the kinematics and slip rates of several large faults that parallel the plateau margin. The Beichuan and Pengguan faults are active, dominantly dextral-slip structures that can be traced continuously for up to 200 km along the plateau margin. Both faults offset fluvial fill terraces that yield inheritance-corrected, cosmogenic 10Be exposure ages of <15 kyr, indicating latest Pleistocene activity. The Pengguan fault appears to have been active in the Holocene at two sites along strike. Latest Quaternary apparent throw rates on both faults are variable along strike but are typically <1 mm yr0908081. Rates of strike-slip displacement are likely to be several times higher, probably 090804109000910 mm yr0908081 but remain poorly constrained. Late Quaternary folding and dextral strike-slip has also occurred along the western margin of the Sichuan Basin, particularly associated with the present-day mountain front. These observations support models for the formation and maintenance of the eastern plateau margin that do not involve major upper crustal shortening. They also suggest that activity on the margin-parallel faults in eastern Tibet may represent a significant seismic hazard to the densely populated Sichuan Basin.

白毛伟, 谢小平, 陈芝聪 , .

龙门山北东段山前涪江第四纪冲洪积扇地貌演化及其构造响应

[J]. 沉积学报, 2017,35(1):85-92.

DOI:10.14027/j.cnki.cjxb.2017.01.009      URL     Magsci     [本文引用: 1]

<p>青藏高原东缘龙门山北东段山前涪江冲积扇在武都盆地内的覆盖面积约为25 km<sup>2</sup>,区域构造上为江油断层、香水-让水断层等组成的江油断裂带右旋走滑构造域。通过宇宙核素成因埋藏年龄测试技术精确地测定发源于龙门山北东段主要河流-涪江自第四纪以来发育的三期冲积扇形成年代,即早更新世冲积扇(1.84 Ma)、中更新世冲积扇(0.54 Ma)和全新世冲积扇。由于龙门山北东段-江油断裂的右旋走滑兼逆冲运动,导致涪江早更新世冲积扇扇头右旋错动约3.2 km,之后形成新的冲积扇(中更新世积扇)。随着江油断裂继续的继续活动,中更新世冲积扇扇头又被右旋错动了约0.8 km,之后形成全新世的冲积扇。涪江形成以来总共右旋错动距离约为4 km。同时,早、中更新世冲积扇褶皱隆升了约50 m,早更新世冲积扇总共褶皱隆升了约100 m。这在一定程度上反映了龙门山构造带北东段第四纪以来沉积对构造演化的响应过程。</p>

Bai M W, Xie X P, Chen Z C , et al.

Geomorphological evolution of the Quaternary alluvial fans and its response to tectonic activity along the Fujiang River,northeastern Longmen Shan

[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2017,35(1):85-92.

Magsci     [本文引用: 1]

刘振东, 涂汉明 .

中国地势起伏度统计单元的初步研究

[J]. 热带地理, 1989,9(1):31-38.

URL     Magsci     [本文引用: 1]

本文叙述了探索中国地势起伏度最佳统计单元的方法和过程。根据分析,得出以21km<sup>2</sup>为适合中国大陆地区特别是中高山地区的最佳统计单元。

Liu Z D, Tu H M .

Study on statistical unit of relief amplitude in China

[J]. Tropical Geography, 1989,9(1):31-38.

Magsci     [本文引用: 1]

涂汉明, 刘振东 .

中国地势起伏度最佳统计单元的求证

[J]. 湖北大学学报(自然科学版), 1990,12(3):266-271.

URL     [本文引用: 1]

地势起伏度是描述地貌形态的定量指标,亦是区域地貌对比研究和地貌类型划分的客观依据。通过对全国600个样点和两个小区的详细研究,运用模糊数学方法,本文得出并论证了中国地势起伏度最佳统计单元的存在。更多还原

Tu H M, Liu Z D .

Demonstrating on optimum statistic unit of relief amplitude in China

[J]. Journal of Hubei University(Nature Science), 1990,12(3):266-271.

[本文引用: 1]

陈立春, 陈杰, 刘进峰 , .

龙门山前山断裂北段晚第四纪活动性研究

[J]. 地震地质, 2008,30(3):710-722.

DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2008.03.010      URL     Magsci     [本文引用: 1]

5月12日汶川8.0级地震沿龙门山断裂带中央断裂映秀—石坎段、前山断裂白鹿—汉旺段形成了典型的逆断层-褶皱地震地表形变带,两侧构筑物遭受了毁灭性的破坏。中央断裂地震地表形变带突破了以往所认识的断裂活动分段边界,向北扩展了约60km,余震亦具有从中段向北段迁移的趋势。龙门山断裂带北段在此次地震中地表有什么影响或破坏?该段晚第四纪是否有过地震活动?在前人工作的基础上,我们对前山断裂北段的地震地表特征和晚第四纪活动性进行了详细的地质地貌调查,并重点选择2个影像线性特征清晰、震害较强烈的疑似地点进行了探槽揭露,以期为解决这些问题以及灾后重建积累翔实可靠的基础资料及获得相应的初步认识。主要结论是:前山断裂北段地质地貌、构造、5月12日汶川8.0级地震的地表表现等与其南侧的灌县-安县断裂(中段)均存在显著差异,晚第四纪活动迹象不明显,前山断裂晚第四纪活动段可能终止在永安镇往南一带;永安镇一带前人认为的"活动断裂陡坎"应为侵蚀河岸。

Chen L C, Chen J, Liu J F , et al.

Investigation of late Quaternary activity along the northern range front fault,Longmenshan

[J]. Seismology and Geology, 2008,30(3):710-722.

Magsci     [本文引用: 1]

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