龙门山中北段北川-映秀断裂晚第四纪活动性研究

发布时间：2020-10-24 05:58

　　 龙门山地处青藏高原东缘,从青藏高原到四川盆地西边界约50km宽度范围内海拔高程落差达4.5km,是世界上最陡峻的地形梯度带之一。奇特而复杂的地形及地质构造特征引起了学界对青藏高原东向扩展的广泛研究。关于青藏高原东缘的变形机制主要有两种端元假说:大陆逃逸模式和下地壳流模式。龙门山断裂带作为青藏高原东缘的活动边界断裂,对其活动性定量研究有助于检验端元模型的合理性。龙门山中北段由后山断裂(汶川-茂汶断裂)、中央断裂(北川-映秀断裂)与前山断裂(灌县-安县断裂)等三条分支断裂组成了叠瓦状冲断带。龙门山中北段地势特征明显不一致,中段地形陡峻,北段地形缓和。地形分段差异与2008年汶川地震同震位错分布似有一致性。2008年汶川Ms8.0级地震沿着中央断裂与前山断裂形成240km和72km地表破裂带,同震位移沿北川-映秀断裂中段以逆冲为主、北段以右旋走滑错动为主,沿灌县-安县断裂主要为逆冲错动。2008年汶川地震的同震变形是否代表了龙门山断裂带长期活动习性,对认识龙门山中北段造山作用与地震复发行为,具有同等重要的意义。目前对龙门山断裂带中北段的晚第四纪活动习性研究缺乏系统性,已有认识与2008年汶川地震同震位错方式不一致。前人依据岷江阶地的变形特征估算了三条分支断裂晚第四纪的平均垂直滑动速率约0.2～0.6mm/a,右旋走滑速率约～1mm/a;或利用洪积扇断层陡坎、洪积扇上冲沟位错恢复,估算三条断裂晚第四纪平均垂直速率与走滑速率均约～1mm/a。上述工作认为整个北川-映秀断裂的长期活动方式为走滑兼逆冲,但汶川地震中,其南段为逆冲兼走滑,北段为走滑兼逆冲。如果晚第四纪长期活动习性的认识是正确的,则地震错动行为存在可变性。这一推论的正确与否,有赖于更系统的断层活动速率研究或古地震研究进行检验,尤其需要在资料缺乏的龙门山断裂带北段开展工作。各类流域地貌参数可以反应第四纪不同时间尺度的构造隆升特征,而河流阶地是理想的断错地貌标志。本文先从地貌参数的角度分析了龙门山中北段构造活动的差异变化情况,再针对北川-映秀断裂北段的河流阶地断错地貌进行详细的调查、测量与断代研究,采用概率密度函数法估算断层了滑动速率及其误差。论文取得了以下认识:(1)通过GDEM V2数据和Arcmap10.1平台对龙门山中、北段进行地貌指数研究,获得了坡度、地形起伏度和面积-高程积分的分布图,进一步分析了地貌指数对构造隆升的响应,显示龙门山中段构造隆升强于北段。(2)选取北川-映秀断裂北段的四个断错地貌点位开展了无人机高精度测量,并利用概率密度函数法与地表缩短效应分析,获取了不同级阶地陡坎的位错量。凤凰村河流T1/T2阶地陡坎、T2/T3阶地陡坎以及T3阶地后缘水平位移分别为～12.9m、～17.8m、～30.4m,T3阶地面垂直位移4.5±0.5m,T2垂直位移2.6±0.6m。依据前人在T3阶地面上的探槽样品年龄估算了凤凰村断裂段全新世平均走滑速率约为2.3±0.02mm/a,垂直滑动速率约为0.56±0.07mm/a,地壳缩短速率约为0.65±0.07mm/a。
【学位单位】：中国地震局地壳应力研究所
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P315.5
【部分图文】：

中国地裳局地壳应力研究所??西向南东分别发育了后山断裂系、中央断裂系、前山断裂系、山前隐伏断裂系（邓??起东，１９９４），沿走向以北川－安县一线和卧龙－怀远一线为界分为南段，中段，北??段，三段在构造特征、地层沉积演化历史、隆升特征、前陆响应等方面具有显著??差异（李智武，２００８）。北川－映秀断裂属于龙门山中段中央断裂系断裂，走向ＮＥ，??倾向ＮＷ，倾角５０°?－７０°，其北西侧地层变形层次较深且多已变质，南东侧地??层变形层次浅且无明显变质（林茂炳，１９９１，?１９９６），地表上以脆性变形为主，运??动特征为北西向南东的逆冲推覆兼具右旋走滑（龙学明等，１９９４）。??１０２°Ｅ?１０４ＱＥ?１０６°Ｅ??

Ｄａ?＝?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｐｐｅｒ?ｔｒｅａｄ?ａｆｔｅｒ?ｉｔｓ?ａｂａｎｄｏｎｍｅｎｔ?ｂｕｔ?ｂｅｆｏｒｅ?ｉｎｃｉｓｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｏｗｅｉ?ｔｒｅａｄ??Ｅ?＝?ｌａｔｅｒａｌ?ｅｒｏｓｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｔｓｐｉａｃｅｄ?ｒｉｓｅｒ?ａｆｔｅｒ?ａｂａｎｄｏｎｍｅｎｔ?ｏｆ?ｕｐｐｅｒ?ｔｒｅａｄ?ｂｕｔ?ｐｒｉｏｒ?ｔｏ?ｉｎｃｉｓｉｏｎ?ｏｆ?ｔｔｉｅ?ｌｏｗｅｒ?ｔｒｅａｄ??图１－３上阶地与下阶地演化模式（引自Ｃｏｗｇｉｌｌ，２００７）??１．３研宄方法及思路??本文受助于国家自然科学

?＾???逆冲后标志线??图１－４地表水平缩短引起的视位移效应平面示意图（修改自张智慧，２００８）??考虑北川－映秀断裂逆冲兼走滑的运动特征，以及河流和阶地弓形的几何形??态学特征，根据前人对视位移公式的研究剔除上述分析中的误差求得走滑位移的??相对真实值（张智慧等，２００８）。视位移公式为：??ＡＳ?＝?ＡＤ?ｘ?ｃｏｔ（ａ）?＝?ＡＨ?ｘ?ｃｏｔ（０）?ｘ?ｃｏｔ（ａ）??１０??
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本文编号：2854102