本文關(guān)鍵詞：青川斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)性及其對(duì)區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)模式的約束

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【摘要】：印度板塊與歐亞板塊的碰撞造成了青藏高原的隆升和高原內(nèi)部活動(dòng)塊體的向東運(yùn)動(dòng)。由于相對(duì)剛性的四川盆地的阻擋,巴顏喀拉塊體與其發(fā)生了擠壓碰撞,并使得中生代的古龍門山構(gòu)造帶復(fù)活,發(fā)生逆沖推覆運(yùn)動(dòng)。雖然龍門山斷裂帶表現(xiàn)出來的滑動(dòng)速率非常低,不到1 mm/yr,但是卻先后于2008年和2013年在斷裂帶的中段和南西段產(chǎn)生了汶川Ms 8.0級(jí)地震和蘆山Ms 7.0級(jí)地震,顯示了斷裂帶非常強(qiáng)的發(fā)震能力。這兩個(gè)地震的相繼發(fā)生使地學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)集中到了尚未發(fā)生地震的龍門山斷裂帶北東段上。汶川地震對(duì)周邊斷裂造成的靜態(tài)庫倫應(yīng)力擾動(dòng)的計(jì)算結(jié)果表明,汶川地震在斷裂帶的北東段上激發(fā)了1.8×104Pa的靜態(tài)庫倫應(yīng)力增量,使該斷裂段未來破裂地震的發(fā)生時(shí)間提前了230年,意味著該斷裂段可能具有較高的地震危險(xiǎn)性。相較于岷山隆起,龍門山斷裂帶北東段過去的地震活動(dòng)明顯較少,似乎表明斷裂帶中段上的滑動(dòng)變形主要向北東方向傳遞到了岷山隆起及其邊界斷裂上,使得斷裂帶的北東段被屏蔽而不再活動(dòng)。但是汶川地震產(chǎn)生的地表破裂并未聯(lián)接或終止于岷山隆起,反而越過了岷山隆起向北東發(fā)展,終止在斷裂帶北東段的青川斷裂南側(cè)。汶川地震重新定位的余震分布也顯示,地下的破裂已經(jīng)發(fā)展到了青川斷裂上。那么,龍門山斷裂帶的北東段究竟是不是活動(dòng)的,是否具有發(fā)生強(qiáng)震的能力?到目前為止,對(duì)斷裂帶北東段的活動(dòng)性仍然存在著較大的爭(zhēng)議。一些研究結(jié)果表明,龍門山斷裂帶北東段在晚更新世之前曾活動(dòng)過,但晚更新世以來活動(dòng)已經(jīng)停止；而一些研究則表明,北東段的青川斷裂全新世仍在活動(dòng)。除了對(duì)斷裂段的活動(dòng)性存在很大爭(zhēng)議外,已經(jīng)開展的研究工作對(duì)斷裂的滑動(dòng)速率、破裂地震活動(dòng)歷史、強(qiáng)震復(fù)發(fā)行為等參數(shù)的研究還十分薄弱。而這些活動(dòng)性參數(shù)卻是認(rèn)識(shí)斷裂活動(dòng)特征,評(píng)價(jià)區(qū)域地震危險(xiǎn)性,了解區(qū)域地殼變形機(jī)制和構(gòu)造演化至關(guān)重要的基礎(chǔ)資料。此外,對(duì)現(xiàn)代地震的地表破裂觀測(cè)表明,斷裂的同震位移沿?cái)嗔褞Р⒎蔷鶆蚍植嫉?而傳統(tǒng)的地質(zhì)研究方法常常選取幾個(gè)典型地質(zhì)點(diǎn)來進(jìn)行活動(dòng)參數(shù)研究,難以代表斷裂的整體活動(dòng)特征。而且,斷裂活動(dòng)是活動(dòng)塊體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在其邊界的表現(xiàn)形式,因此活動(dòng)塊體內(nèi)部的變形特征不能僅僅通過對(duì)斷裂帶的研究來認(rèn)識(shí),傳統(tǒng)研究手段對(duì)我們認(rèn)識(shí)活動(dòng)塊體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)、變形特征和運(yùn)動(dòng)機(jī)制存在一定的局限性。近年來得到長足發(fā)展的基于數(shù)字高程模型(DEM)的數(shù)值地貌參數(shù)研究方法能在很大程度上彌補(bǔ)這一不足。為解決上述問題,厘定龍門山斷裂帶北東段的晚第四紀(jì)活動(dòng)性、運(yùn)動(dòng)模式、滑動(dòng)速率、古地震活動(dòng)歷史、強(qiáng)震破裂行為、最新事件的離逝時(shí)間等活動(dòng)性參數(shù),本文選取了該斷裂段上最為重要的一條斷裂——青川斷裂作為目標(biāo)斷層,以斷裂及周邊區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)研究區(qū),開展了地質(zhì)地貌的定量研究以及數(shù)值構(gòu)造地貌的分析工作,并取得了如下認(rèn)識(shí)：(1)通過對(duì)覆蓋青川斷裂的高分辨率航空照片和衛(wèi)星影像的綜合遙感解譯以及詳細(xì)的實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證,結(jié)合構(gòu)造地貌和地質(zhì)證據(jù),確定斷裂南起平武,向北東經(jīng)青川、勉縣進(jìn)入漢中盆地后隱伏,全長超過200 km,整體走向NE,傾向NW。斷裂具有非常長的活動(dòng)歷史,幾何結(jié)構(gòu)非常連貫,不存在明顯的階區(qū)等分段特征,具有較高的成熟度。(2)青川斷裂的線性特征非常明顯,線性地貌如斷層槽谷、線性擠壓脊等發(fā)育良好,說明斷裂帶的走滑運(yùn)動(dòng)作用顯著。沿?cái)嗔褞Оl(fā)育的不同規(guī)模、等級(jí)的沖溝或者河流發(fā)生系統(tǒng)性的右旋位錯(cuò),其中水系等級(jí)最高的嘉陵江的右旋位錯(cuò)量達(dá)到18 km,其余較低等級(jí)的水系的右旋位錯(cuò)量則從數(shù)百米到數(shù)公里不等,確定了斷裂的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以右旋走滑為主。結(jié)合區(qū)域隆升歷史研究成果,我們估計(jì)青川斷裂自中新世晚期以來的平均右旋滑動(dòng)速率為～1.5 mm/yr。此外,利用被右旋斷錯(cuò)的河流階地上累積的斷錯(cuò)量和前人對(duì)階地的區(qū)域性測(cè)年結(jié)果,本文將青川斷裂晚第四紀(jì)的平均右旋走滑速率限定在～0.7 mm/yr。(3)青川斷裂在嘉陵江以南的段落廣泛發(fā)育擠壓脊,而在嘉陵江以北則連續(xù)發(fā)育斷層三角面,指示斷裂帶在南西段和北東段的構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境和運(yùn)動(dòng)方式存在著差異。在野外觀測(cè)種發(fā)現(xiàn),基巖斷層面上的擦痕的側(cè)伏角由南西向北東逐漸從接近于0°變化為約45°,顯示斷裂的正斷運(yùn)動(dòng)分量向北東有逐漸增加的現(xiàn)象。(4)在對(duì)斷裂進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,選取了兩個(gè)斷層槽谷作為古地震探槽研究場(chǎng)所,開展了青川斷裂的全新世活動(dòng)性和古地震研究。通過對(duì)探槽揭示的地層和構(gòu)造的細(xì)致分析,在兩個(gè)探槽中都鑒別出了古地震事件。利用放射性碳測(cè)年技術(shù)建立了探槽沉積物的地層層序,并將兩個(gè)探槽中的古地震事件的時(shí)間分別限定在5120-3820 B.C.和4115-3000 B.C.之間。這兩個(gè)探槽中識(shí)別出的古地震事件的發(fā)生時(shí)間相近,而且青川斷裂具有成熟的幾何結(jié)構(gòu),連續(xù)性好,因此判斷它們應(yīng)為同一次古地震事件,也是青川斷裂最新的一次破裂事件。因此,該事件的發(fā)震時(shí)間被限定在4115-3820 B.C.,意味著離逝時(shí)間超過6000年,與GPS觀測(cè)到的較慢的應(yīng)變速率相符。由于斷裂成熟的幾何結(jié)構(gòu),該古地震事件很可能破裂了整條斷裂(-200 km),利用地震震級(jí)與破裂長度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系估測(cè)出這次地震的震級(jí)可能在Mw 7.6-7.9之間。因此青川斷裂的強(qiáng)震破裂行為具有震級(jí)大、發(fā)震間隔長的特征。(5)青川斷裂最新一次地震事件的離逝時(shí)間約為6000年,根據(jù)GPS和地質(zhì)觀測(cè)到的斷裂右旋滑動(dòng)速率,估計(jì)青川斷裂上已經(jīng)累積了～4.2-9 m的滑動(dòng)量,與一個(gè)震級(jí)為Mw～7.3-7.5級(jí)地震的矩能量相當(dāng)。再考慮到汶川地震使龍門山斷裂帶北東段靜態(tài)庫倫應(yīng)力增加,進(jìn)而使斷裂可能的發(fā)震時(shí)間提前了～230年,推斷該區(qū)域在未來的地震危險(xiǎn)性較高。(6)本文利用分辨率為90 m的SRTM-3的DEM作為數(shù)據(jù)源,提取了龍門山北段的區(qū)域水系陡峭指數(shù)；利用ALOS衛(wèi)星立體像對(duì)提取的高精度DEM作為數(shù)據(jù)源,沿?cái)嗔烟崛×藬鄬由媳P小型匯水盆地的陡峭指數(shù)、斷層兩盤小型匯水盆地的面積高度積分值兩個(gè)參數(shù)。龍門山北段的水系陡峭指數(shù)在青川斷裂西側(cè)的岷山地區(qū)最高,并向東逐漸降低；斷層上盤的小型匯水盆地的陡峭指數(shù)也呈現(xiàn)出沿青川斷裂向北東逐漸降低的趨勢(shì)；斷層上盤匯水盆地的面積高度積分值也呈現(xiàn)出相同的現(xiàn)象,但是斷層下盤的面積高度積分值卻相對(duì)穩(wěn)定。綜合各項(xiàng)構(gòu)造地貌參數(shù)分析,青川斷裂上盤的碧口地塊的隆升速率呈現(xiàn)出從西向東逐漸降低的特點(diǎn),反映來自西側(cè)的擠壓力迫使地塊發(fā)生變形隆升并沿青川斷裂向東滑動(dòng),而斷裂下盤的地塊運(yùn)動(dòng)則相對(duì)穩(wěn)定一致,沒有顯著的差異。因此,地質(zhì)地貌顯示的青川斷裂從南西向北東運(yùn)動(dòng)方式的差異,可能是斷裂上盤地塊縮短變形導(dǎo)致差異性垂向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。(7)論文還利用龍門山北段主要斷裂的幾何結(jié)構(gòu)和已知的滑動(dòng)速率,估算了巴顏喀拉塊體沿東昆侖斷裂的滑動(dòng)在這些斷裂上的分解量。結(jié)果顯示僅憑龍日壩、岷江和虎牙三條斷裂不足以完全吸收東昆侖斷裂的滑動(dòng)速率,而加上青川斷裂上根據(jù)現(xiàn)今GPS速率估算的分解量,正好能使之達(dá)到平衡。因此龍門山斷裂帶北東段起到了吸收協(xié)調(diào)巴顏喀拉塊體沿東昆侖斷裂運(yùn)動(dòng)的作用。巴顏喀拉塊體向東運(yùn)動(dòng)的斜向推擠,使青川斷裂呈現(xiàn)出以右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主,上盤地塊發(fā)生差異性垂向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。龍門山北段各斷裂上分配到的滑動(dòng)速率之和與東昆侖斷裂的滑動(dòng)速率之間的吻合則意味著巴顏喀拉塊體或者青藏高原向東擴(kuò)展的影響不超過龍門山斷裂帶北東段。換言之,龍門山斷裂帶北東段是巴顏喀拉塊體向東運(yùn)動(dòng)的終止構(gòu)造。
【關(guān)鍵詞】：青藏高原東緣 龍門山斷裂帶 青川斷裂 晚第四紀(jì)活動(dòng)性 古地震歷史 構(gòu)造地貌 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)模式
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P315.2
【目錄】：

• 摘要4-8
• Abstract8-15
• 第1章 緒論15-24
• 1.1 選題依據(jù)、目的及意義15-19
• 1.2 研究內(nèi)容和方法19-21
• 1.3 研究思路和主要工作量21-24
• 第2章 區(qū)域地質(zhì)背景24-34
• 2.1 區(qū)域構(gòu)造背景24-29
• 2.1.1 區(qū)域地質(zhì)發(fā)展簡(jiǎn)史25-27
• 2.1.2 區(qū)域主要活動(dòng)斷裂27-29
• 2.2 區(qū)域地層分布29-31
• 2.2.1 區(qū)域地層格局29-31
• 2.2.2 第四系地層31
• 2.3 龍門山斷裂帶研究進(jìn)展31-34
• 第3章 青川斷裂構(gòu)造地貌與地質(zhì)特征34-60
• 3.1 斷裂整體特征34-35
• 3.2 斷錯(cuò)水系特征35-44
• 3.3 其它地貌特征44-52
• 3.4 斷層露頭52-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 第4章 青川斷裂古地震歷史和強(qiáng)震行為60-79
• 4.1 古地震研究內(nèi)容60
• 4.2 青川斷裂古地震歷史60-77
• 4.2.1 都家壩探槽60-69
• 4.2.2 唐家壩探槽69-77
• 4.3 青川斷裂強(qiáng)震行為77-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第5章 青川斷裂水系參數(shù)特征與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)79-92
• 5.1 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)79-83
• 5.1.1 數(shù)字高程模型概況79-80
• 5.1.2 SRTM數(shù)據(jù)80
• 5.1.3 ALOS-PRISM數(shù)據(jù)及其DEM生成80-83
• 5.2 水系參數(shù)原理及方法83-88
• 5.2.1 河流水力侵蝕模型及坡度-面積關(guān)系83-86
• 5.2.2 面積高度積分值H_i與曲線86-88
• 5.3 水系參數(shù)特征88-91
• 5.3.1 陡峭指數(shù)88-90
• 5.3.2 面積高度積分90-91
• 5.4 本章小結(jié)91-92
• 第6章 相關(guān)問題討論92-98
• 6.1 青川斷裂地震危險(xiǎn)性92-93
• 6.2 龍門山斷裂帶北東段構(gòu)造作用及區(qū)域動(dòng)力學(xué)模型93-96
• 6.3 本章小結(jié)96-98
• 第7章 結(jié)論與展望98-103
• 7.1 主要認(rèn)識(shí)和結(jié)論98-101
• 7.1.1 青川斷裂幾何結(jié)構(gòu)、構(gòu)造地貌與地質(zhì)特征98-99
• 7.1.2 青川斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)性、古地震歷史和強(qiáng)震破裂行為99
• 7.1.3 青川斷裂水系參數(shù)特征與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)99-100
• 7.1.4 青川斷裂地震危險(xiǎn)性100
• 7.1.5 龍門山斷裂帶強(qiáng)震行為100
• 7.1.6 龍門山斷裂帶北東段構(gòu)造作用及動(dòng)力學(xué)模型100-101
• 7.2 主要進(jìn)展和創(chuàng)新101
• 7.3 下一步研究工作的重點(diǎn)101-103
• 參考文獻(xiàn)103-112
• 致謝112-114
• 作者簡(jiǎn)介114-115
• 發(fā)表論文115-116
• 參加科研項(xiàng)目116

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧文澤;陳九輝;郭飚;劉啟元;李順成;李昱;尹昕忠;齊少華;;龍門山斷裂帶精細(xì)速度結(jié)構(gòu)的雙差層析成像研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年04期

2 冉勇康;王虎;李彥寶;陳立春;;中國大陸古地震研究的關(guān)鍵技術(shù)與案例解析(1)——走滑活動(dòng)斷裂的探槽地點(diǎn)、布設(shè)與事件識(shí)別標(biāo)志[J];地震地質(zhì);2012年02期

3 何宏林;;活動(dòng)斷層填圖中的航片解譯問題[J];地震地質(zhì);2011年04期

4 黎小剛;周榮軍;劉保金;石金虎;葉友清;梁明劍;;四川青川縣喬莊鎮(zhèn)城區(qū)活動(dòng)斷裂探測(cè)與評(píng)價(jià)[J];震災(zāi)防御技術(shù);2010年04期

5 趙洪壯;李有利;楊景春;;北天山流域河長坡降指標(biāo)與Hack剖面的新構(gòu)造意義[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

6 WANG ErChie;;Mesozoic and Cenozoic tectonic evolution of the Longmenshan fault belt[J];Science in China(Series D:Earth Sciences);2009年05期

7 李勇;黃潤秋;周榮軍;Alexander L.DENSMORE;Michael A.ELLIS;閆亮;董順利;Nicholas RICHARDSON;張毅;何玉林;陳浩;喬寶成;馬博琳;;龍門山地震帶的地質(zhì)背景與汶川地震的地表破裂[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2009年01期

8 鄧起東;;關(guān)于四川汶川8.0級(jí)地震的思考[J];地震地質(zhì);2008年04期

9 陳立春;陳杰;劉進(jìn)峰;李峰;楊曉平;冉勇康;;龍門山前山斷裂北段晚第四紀(jì)活動(dòng)性研究[J];地震地質(zhì);2008年03期

10 楊曉平;馮希杰;戈天勇;宋方敏;師亞芹;劉玉法;;龍門山斷裂帶北段第四紀(jì)活動(dòng)的地質(zhì)地貌證據(jù)[J];地震地質(zhì);2008年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王明明;漢中盆地發(fā)育機(jī)制及構(gòu)造演化研究[D];中國地震局地質(zhì)研究所;2013年

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