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巴塘断裂晚第四纪活动特征及地震危险性评价

巴塘断裂晚第四纪活动特征及地震危险性评价

作者：项闻长安大学

学位级别：硕士

川滇地块作为我国现今构造活动最为强烈的地区之一,新生代以来,受印度板块不断向北推挤碰撞亚欧板块以及高原物质向东侧向蠕滑作用导致川滇地块边界断裂持续应变积累,在空间上限制了过去、现在和未来破坏性地震的发生。一直以来,对于川... 详细信息

川滇地块作为我国现今构造活动最为强烈的地区之一,新生代以来,受印度板块不断向北推挤碰撞亚欧板块以及高原物质向东侧向蠕滑作用导致川滇地块边界断裂持续应变积累,在空间上限制了过去、现在和未来破坏性地震的发生。一直以来,对于川滇地块边界断裂晚第四纪以来的活动形变、滑动速率和古地震研究工作一直是活动构造领域的一个研究热点。2008年汶川地震后,通过对东部边界断层系统的活动构造变形进行了大量研究,对该断层系统破裂历史的时空格局有了初步认识,而针对块体西边界断裂的研究工作则相对匮乏。巴塘断裂作为川滇地块西边界金沙江断裂带内部最为活跃的右旋走滑断裂之一,沿线发育的多处地表强烈形变特征以及频发的强震都指示出该断裂晚第四纪以来的活动性已不容忽视。然而,对于巴塘断裂长期尺度上的古地震结果目前仍是空白,且针对断裂的定量化速率的研究也较为匮乏。长期以来,川滇地块西边界地震破裂的模式和行为尚不明确,给青藏高原东南部地震灾害评估带来很大的不确定性。特别是对于我国目前正在建设的西部高铁和铁路而言,查明沿线断层的活动性并恢复该地区强震的复发序列尤为重要。为了解决上述问题,我们以川西巴塘断裂为研究对象,基于野外地震地质调查、无人机地形测绘、遥感影像解译和浅层地震勘探等手段查明巴塘断裂的具体空间展布情况,首次将其划分为三段:北段(莫西-黄草坪)、中段(黄草坪-茶雪村)和南段(茶雪村-莽岭),并对人口密集的断裂中段表现为三条右行右阶排布的分支断裂的具体展布情况进一步限定得到中段北支、中段中支和中段南支。随后,我们结合前期调查结果选取合适的具有水平线性位移特征的断错地貌面对巴塘断裂的位移速率开展定量化研究工作。利用黄草坪北部山麓洪积扇处的废弃冲沟断错测得巴塘断裂右旋走滑速率为(5.2±0.3)mm/a;利用巴塘县城莫曲河二级阶地侧缘陡坎位错计算得到断裂右旋走滑速率为(6.4±0.3)mm/a,综合两地实测结果得到巴塘断裂晚第四纪以来的平均右旋滑动速率约(5.8±0.3)mm/a,并认为其在板块构造运动和青藏高原物质向东侧向挤压的过程中可能逐渐替代金沙江断裂带北段吸收了部分运动势能。同时,我们基于高分辨率DEM寻找合适的古地震探槽开挖地点并结合年代学手段和浅层地震勘探技术开展巴塘断裂古地震研究工作。通过对黄草坪开挖的两个探槽进行解译,共识别出三次古地震事件,发生时间分别为E3:4466-4282 cal BP、E2:3570-3264 cal BP、E1:1283 cal BP-现今,且最近一次地震事件存在较大可能性为1870年巴塘M7/级地震。可见巴塘断裂中段的古地震事件似乎在时间上不是均匀间隔的,并不满足大震复发的准周期模式。此外,我们还基于物探剖面资料建立巴塘断裂在黄草坪段的深部几何结构模型,认为巴塘断裂在此处应具有多条倾斜走向的分支断层以花状形态延伸至地表,这些分支断层在晚第四纪存在较强活动,并在深处弯曲并合并为一条向东倾斜的斜滑巴塘断层面。通过对巴塘断裂中段黄草坪地表最新小陡坎的垂直位错量进行频率统计分析,得到巴塘断裂单次同震垂直位错量约1.1 m,估算单次同震水平位错量约2.8 m。利用矩能量和矩震级公式计算得到巴塘断裂在未来具有发生7.3～7.5级强震的可能性。

关键词：巴塘断裂活动特征滑动速率古地震

青海玉树巴塘断裂的构造地貌与活动性特征研究

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青海玉树巴塘断裂的构造地貌与活动性特征研究

作者：游建飞成都理工大学

学位级别：硕士

巴塘断裂是一条主要以左旋走滑为主且兼逆冲分量的全新世活动断裂,其在历史上发生过一些地震,其作为玉树断裂南支的主干断裂,并分解了一部分甘孜-玉树断裂在玉树段的走滑变形。我们对主干断裂的研究已积累了大量的科研成果,而对于分支... 详细信息

巴塘断裂是一条主要以左旋走滑为主且兼逆冲分量的全新世活动断裂,其在历史上发生过一些地震,其作为玉树断裂南支的主干断裂,并分解了一部分甘孜-玉树断裂在玉树段的走滑变形。我们对主干断裂的研究已积累了大量的科研成果,而对于分支活动断裂的关注程度则相对较少,这些分支断裂往往有着相对较强的晚第四纪活动特征,而且分支活动断裂也具备了孕育强震的能力。所以本文以巴塘断裂作为最具典型性、最具代表性的分支断裂,利用地表勘探、DEM数据、探槽等手段对研究区的地质背景、构造地貌特征、几何学、运动学、构造意义及其成因机制进行研究和分析,对此,得到了以下几个认识:(1)基于ArcGIS对巴塘断裂周边DEM数据进行分析,得到巴塘断裂周边的坡度在0-72°之间,起伏度在0-1546m之间,在其周边的夷平面在5000m左右,水系密度范围在0-0.75 km/km2之间,并且巴塘断裂周边的坡度、地形起伏度、水系密度、最大高程、最小高程和平均高程均受到断裂控制。(2)巴塘断裂作为玉树断裂南支的主干断裂,其与玉树断裂构成了“入”字型构造样式,其分为波洛滩断裂、加查那断裂和巴陇达断裂3条断裂。巴塘断裂和玉树断裂构成的三角区域内整体断陷,所以在巴塘断裂和玉树断裂整块区域的海拔普遍偏低,但是巴塘断裂区域内的断陷幅度向SE逐渐增大。巴塘断裂在剖面上呈负花状的构造样式,在几何学特征上为NW向左旋剪切兼NNE向拉张作用。(3)巴塘断裂在第四纪以来的平均水平滑动速率为2.1～3.9mm/a,垂直滑动速率为0.22～0.69mm/a,根据探槽分析,希弄达最近一次发震在4550a前,巴塘断裂的地震平均复发周期约为1500a,并且复发时间趋势上是逐步变短的,且巴塘断裂具有发生7.0～7.5级地震的能力。(4)玉树断裂和巴塘断裂具有构造活动造成的水系偏转特征,根据水系偏转分析得到不同段的活动性具有明显的差异性,当江断裂北段的活动性相较于南段要强的多,结古-结隆断裂北侧的活动性比南侧的活动性弱,而巴塘断裂的主断裂波洛滩断裂的活动性明显强于加查那断裂和巴陇达断裂。(5)根据巴塘断裂带的构造运动学转换,因甘孜-玉树断裂玉树段、巴塘断裂和甘孜-玉树断裂在相古地带共同构成三联点构造,造成巴塘断裂和玉树段共同承担了甘孜-玉树断裂的走滑变形,并且巴塘断裂分解了甘孜-玉树断裂带玉树段约2/5的走滑变形。甘孜-玉树断裂因青藏高原中的羌塘块体向东南方向运动而整体做顺时针运动所形成,巴塘断裂作为其玉树段的南支的主干断裂,很可能是在该大背景下形成的。

关键词：巴塘断裂几何学运动学构造地貌

金沙江断裂带中段（巴塘断裂）温泉的成因机制分析

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金沙江断裂带中段（巴塘断裂）温泉的成因机制分析

作者：卿文浦成都理工大学

学位级别：硕士

研究区位于金沙江断裂带中段的巴塘断裂区域,区内地质条件复杂,水热活动强烈,出露的高温温泉及沸泉数量超过金沙江断裂带总数的60%。研究区出露的温泉点沿着金沙江断裂呈串珠状、带状分布。选取温泉点密度、距活动断层距离、大地热流分... 详细信息

研究区位于金沙江断裂带中段的巴塘断裂区域,区内地质条件复杂,水热活动强烈,出露的高温温泉及沸泉数量超过金沙江断裂带总数的60%。研究区出露的温泉点沿着金沙江断裂呈串珠状、带状分布。选取温泉点密度、距活动断层距离、大地热流分布、居里面深度、莫霍面深度、地震点密度和岩浆活动7个指标因子,基于ARCGIS软件对金沙江断裂带的水热活动强度进行分区,共分为1个水热活动强烈区,5个水热活动中等区,2个水热活动一般区。根据ARCGIS的分区结果,同时结合金沙江断裂带大部分高温温泉都集中分布在巴塘断裂附近的实际情况,因此本文选取水热活动强烈区（巴塘断裂）作为主要研究对象,以收集文献中的水化学数据为基础,对巴塘断裂的高温温泉的水化学特征和地热流体的成因模式进行系统的整理分析,获得以下几点认识:（1）从水化学类型来看,巴塘断裂附近出露的6处高温温泉的水化学类型除波戈溪温泉外均为HCO3-Na型,波戈溪温泉为HCO3-Na·Ca型,河水样为HCO3·SO4-Mg·Ca型。受河流地表水等的影响,该区地热水在南北向（措普沟-热坑-茶洛-当恩村-查青卡-波戈溪）存在主要阳离子Na+的浓度百分比逐渐降低,Ca2+浓度百分比逐渐升高的趋势,主要阴离子亦存在HCO3-浓度百分比逐渐降低,SO42-浓度百分比逐渐升高的趋势,推测该趋势是由于河水等地表水混入比例增大引起的。（2）通过分析地热水中的离子关系,判断出该区的主要阴阳离子来源于硅铝酸盐的溶解作用及风化作用,并且地热水在深部运移及水岩作用过程中发生了阳离子吸附交替作用,Na+、K+进入液相,Ca2+、Mg2+进入固相。氢氧同位素特征揭露的该区地热水主要以大气降水和周围终年雪山的冰雪融水为补给,补给高程为3900-5000m。（3）综合各地热温标与冷水混入比例计算结果,得到一个推论:如果泉口温度高于80℃且水样中Si O2浓度也大于200mg/L,以及泉口附近有大量钙华沉积,就可以认为该处地热水未受到地表冷水的混入。这可以作为判断巴塘断裂的温泉是否受到冷水混合的一个定性判断标准。最后,根据以上结论,同时结合地球物理探测及水文地质资料,提出了巴塘断裂高温温泉的成因概念模型,为该区今后的地热资源开发和利用提供参考。

关键词：巴塘断裂热水分区地球化学特征热储温度

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青海玉树巴塘断裂晚第四纪活动性研究

防灾科技学院学报 2015年第4期17卷 9-17页

作者：王腾文游建飞颜丙雷贾召亮张威马超刘韶成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 四川省地震局工程地震研究院四川成都610041

青海玉树巴塘断裂为甘孜-玉树断裂玉树段一条NWW向分支断裂,以左旋走滑为主,兼微量逆冲。断裂沿线错断地貌明显,以错断洪积扇、冲沟、河流阶地为主。通过遥感图像解译、野外构造填图、断层沉积物的测年限定出巴塘断裂的水平走滑速率为2.... 详细信息

青海玉树巴塘断裂为甘孜-玉树断裂玉树段一条NWW向分支断裂,以左旋走滑为主,兼微量逆冲。断裂沿线错断地貌明显,以错断洪积扇、冲沟、河流阶地为主。通过遥感图像解译、野外构造填图、断层沉积物的测年限定出巴塘断裂的水平走滑速率为2.21~3.43mm/a,垂直滑动速率为0.16~0.45mm/a。另外,综合分析巴塘断裂承担了甘孜-玉树断裂玉树段近2/5的走滑变形。

关键词：甘孜-玉树断裂巴塘断裂晚第四纪活动性滑动速率构造地貌

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玉树地区巴塘断裂第四纪以来活动性研究

云南地质 2016年第2期35卷 137-142页

作者：游建飞李勇王腾文成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

甘孜-玉树断裂带是一条走向NWW,以左旋走滑为主,兼具逆冲分量的全新世活动断裂。甘孜-玉树断裂带中的各种错动地貌都十分发育,且保存完好。本文以甘孜-玉树断裂带玉树段巴塘断裂的地质地貌为研究对象,通过对野外的一些详细调查并结合前... 详细信息

甘孜-玉树断裂带是一条走向NWW,以左旋走滑为主,兼具逆冲分量的全新世活动断裂。甘孜-玉树断裂带中的各种错动地貌都十分发育,且保存完好。本文以甘孜-玉树断裂带玉树段巴塘断裂的地质地貌为研究对象,通过对野外的一些详细调查并结合前人的研究成果对该段晚第四纪活动性进行研究,发现该断裂带沿线上的河流阶地、冲沟错位明显。同时也可为评估甘孜-玉树断裂的长期地震危险性提供资料。最后计算出甘孜-玉树断裂带玉树段巴塘断裂滑动速率每年为2.21mm^3.04mm。

关键词：甘孜-玉树断裂带巴塘断裂活动速率青海玉树

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浅层地震勘探在巴塘断裂活断层填图中的应用

四川地质学报 2021年第S2期41卷 70-73,78页

作者：王仕海张光明四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队成都610213 四川中成煤田物探工程院有限公司成都610031

巴塘断裂活断层填图中,针对第四系覆盖层较厚,断层出露较差、地表形迹、地貌特征不明显的部位,采取浅层地震勘探方法探测。在上莫西村、松多村至竹巴龙村共布设7条测线,解译浅层地震数据可精确定位活断层位置,查明其几何学特征,工作区... 详细信息

巴塘断裂活断层填图中,针对第四系覆盖层较厚,断层出露较差、地表形迹、地貌特征不明显的部位,采取浅层地震勘探方法探测。在上莫西村、松多村至竹巴龙村共布设7条测线,解译浅层地震数据可精确定位活断层位置,查明其几何学特征,工作区内巴塘断裂通过测线处的覆盖层厚度约10~100m,巴塘断裂北端并未止于上莫西村,有往北延伸的趋势。

关键词：巴塘断裂浅层地震活断层

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川西巴塘茶树山滑坡发育特征及形成机理

现代地质 2017年第5期31卷 978-989页

作者：任三绍郭长宝张永双周能娟杜国梁中国地质大学(北京) 北京100083 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081

川西巴塘茶树山滑坡位于金沙江断裂带和巴塘断裂带的交汇处,区内地质构造复杂,新构造活动强烈,大型滑坡频发。茶树山滑坡为一古滑坡堆积体复活形成的滑坡。该滑坡自2001年7月首次出现滑动变形之后以蠕滑变形为主,不断的变形作用促使滑... 详细信息

川西巴塘茶树山滑坡位于金沙江断裂带和巴塘断裂带的交汇处,区内地质构造复杂,新构造活动强烈,大型滑坡频发。茶树山滑坡为一古滑坡堆积体复活形成的滑坡。该滑坡自2001年7月首次出现滑动变形之后以蠕滑变形为主,不断的变形作用促使滑坡变形速度加快,滑坡体上出现了各种滑动形迹,于2006年1月7日发生大规模滑动。该滑坡目前仍处于不稳定状态,滑坡体变形破坏迹象较为明显,有进一步发生变形破坏的可能。在野外调查的基础上,对茶树山滑坡滑带土进行了大型直剪试验研究,获得了不同含水率条件下的滑带土抗剪强度变化规律,结果表明随含水率增大滑带土强度有明显减小的趋势。综合野外调查、物探钻探以及试验分析认为茶树山滑坡的形成机理为:受断裂构造作用,岩体结构面密集发育,岩体破碎程度高,岩土体力学性质差;上部透水层和下部隔水层的二元结构为滑坡体的富水提供了有利条件,强降雨作用使滑坡稳定性处于临界状态,渠水入渗和冻融作用直接诱发滑坡的发生。采用FLAC^(3D)对目前茶树山滑坡的稳定性进行模拟,结果表明,在强降雨条件下滑坡体出现明显的变形迹象,滑移面即将贯通,可能再次发生大的滑动。从滑坡形成机理角度考虑,加强排水、避免渠水再次入渗可以有效地控制坡体稳定性。

关键词：茶树山滑坡巴塘断裂大型直剪试验数值模拟形成机理

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川西巴塘地区活断层探查与三维地质建模研究

川西巴塘地区活断层探查与三维地质建模研究

作者：冯骁阳长安大学

学位级别：硕士

川西巴塘地区隶属甘孜藏族自治州,位于金沙江断裂带的中部,区内巴塘断裂斜切金沙江断裂带中部而过。论文研究区覆盖巴塘县城及四周横断山脉,玛曲河贯穿全境,区域上受甘孜-理塘构造带影响,地质构造复杂,新构造活动强烈,历史地震频发。巴... 详细信息

川西巴塘地区隶属甘孜藏族自治州,位于金沙江断裂带的中部,区内巴塘断裂斜切金沙江断裂带中部而过。论文研究区覆盖巴塘县城及四周横断山脉,玛曲河贯穿全境,区域上受甘孜-理塘构造带影响,地质构造复杂,新构造活动强烈,历史地震频发。巴塘及临近地区断裂地质资料和研究成果众多,但多为二维地质图件和文字资料,三维资料如卫星影像等多以反映地表地貌、地形空间形态为主。巴塘地区地下地层情况、断裂等地质构造展布的三维可视化数据较为缺乏。论文通过前期收集、整理研究区地质资料和前人研究成果,结合研究现场进行的钻探,物探和野外地质调查等工作所取得的认识。基于专业地质建模分析软件Gocad,在缺乏大范围深部钻孔、探井和地震数据情况下,利用剖面控制法,对研究区地表以下的地层展布情况、断裂构造形态进行三维可视化建模和地质解译,得出以下结论。（1）区内巴塘断裂可分为北、中、南三段,表现出右列展布特征,各段之间有700～800m宽的阶区阻挡,互不相连。（2）综合多种探查手段,巴塘断裂在临近探查点位间表现出明显不同的断裂性质,有时具有逆冲分量、有时正断形成地堑。认为巴塘断裂作为全新世走滑断层,在变形过程中,地表通常以花状构造为主,不同部位所表现的断层性质可完全不同,甚至相反。因此可将巴塘断裂的变形方式理解为具有枢纽断层的特点。（3）Gocad软件中建立的三维模型能立体直观的进行各地质体的分析和计算,其栅状体与实体展示功能都是二维地质资料不具备的,体现出Gocad软件构造建模的优越性。（4）通过研究区三维地质模型的建立过程,总结了一套在缺乏大范围深部探井、钻探及地震资料情况下,利用图切剖面和平面地质图构建三维模型的完整技术流程和方法,为地质填图、地质解译和地质教学工作提供了新视角,补全了巴塘地区缺乏的三维地质资料。

关键词： Gocad 巴塘断裂三维地质模型