地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (4): 837-855.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.04.005
花春雨1)(), 苏鹏1,2),*(), 石峰1,2), 席茜1), 郭钊吾1)
收稿日期:
2023-07-06
修回日期:
2023-11-10
出版日期:
2024-08-20
发布日期:
2024-09-23
通讯作者:
苏鹏
作者简介:
花春雨, 女, 1999年生, 2024年于中国地震局地质研究所获构造地质学专业硕士学位, 主要研究方向为活动构造与构造地貌, E-mail: huachunyu1024@163.com。
基金资助:
HUA Chun-yu1)(), SU Peng1,2),*(), SHI Feng1,2), XI Xi1), GUO Zhao-wu1)
Received:
2023-07-06
Revised:
2023-11-10
Online:
2024-08-20
Published:
2024-09-23
Contact:
SU Peng
摘要:
正断层阶区有软连接(soft-link)和硬连接(hard-link)2种端元连接模式。判定正断层阶区现今的连接模式不但有助于理解正断层的生长演化过程, 也能指示未来正断层上发生的地震是否会在阶区内形成地表破裂, 这对于评价阶区内工程场地的地震安全性具有重要意义。判定正断层阶区内是否存在活动的连接断层是区别正断层阶区现今连接模式的直接方法。然而, 在多数情况下, 由于正断层阶区内的变形量相对小, 加上人类活动对阶区内地貌的改造, 导致在本以硬连接模式生长的正断层阶区内也很难直接看到断层陡坎, 这为判定正断层阶区内是否存在活动的连接断层带来了困难。山西裂谷系是东亚大陆显著的活动裂谷带, 也是中国重要的强震带。口泉断裂位于山西裂谷系北部, 是大同盆地的西缘边界断裂。口泉断裂在禅房村附近发育一个正断层阶区, 文中称之为禅房阶区。文中以口泉断裂禅房阶区为例, 通过构造地貌野外调查、 地貌数据分析和地质雷达探测研究禅房阶区的连接模式。结果显示, 口泉断裂禅房阶区内部存在活动的连接断层, 说明禅房阶区的连接方式为硬连接模式。文中研究基于构造地貌野外调查、 地貌数据分析和地质雷达探测的综合方法, 可有效定位弱活动断层的空间展布, 降低单一方法的不确定性。
花春雨, 苏鹏, 石峰, 席茜, 郭钊吾. 正断层阶区现今连接模式综合研究——以山西裂谷系口泉断裂禅房阶区为例[J]. 地震地质, 2024, 46(4): 837-855.
HUA Chun-yu, SU Peng, SHI Feng, XI Xi, GUO Zhao-wu. COMPREHENSIVE STUDY OF THE CURRENT CONNECTION MODE OF A NORMAL FAULT STEPOVER: AN EXAMPLE OF THE CHANFANG STEPOVER ON THE KOUQUAN FAULT IN THE SHANXI RIFT SYSTEM, CHINA[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(4): 837-855.
图 1 正断层阶区连接方式端元模型 (据Peacock, 1991; Peacock et al., 1994; Larsen, 1998; Gürboğa, 2014修改)
Fig. 1 End-member connection models of normal fault stepovers (modified from Peacock et al., 1991, 1994; Larsen, 1998; Gürboğa, 2014).
图 3 禅房阶区的构造地貌图、 地质图及测线位置图 a 禅房阶区构造地貌图, 底图是基于“高分七号”(GF-7)数据生成的数字高程模型(DEM)叠加阴影图; b 禅房阶区地质图, 据图3a解译、 野外调查及文献(徐伟等, 2011)编制; c 地质雷达测线及调查点位置图
Fig. 3 Maps of tectonic geomorphology, geology, and GPR survey lines of the Chanfang stepover.
图 5 利用高分辨率地貌数据分析禅房阶区的构造地貌特征图 a DEM阴影图, 黑色框标出了图5c; b 图5a对应的地貌面解译图; T1为山前冲洪积扇, T2为基岩台地; c DEM阴影图叠加等高线图, AA'—FF'标出了地形剖面的位置, 位置见图5a
Fig. 5 Using high resolution topographic data to analyze the tectonic geomorphology of the Chanfang stepover.
图 7 地质雷达测线1的探测结果及解释图 横坐标为距测线起点的距离(单位: m), 左侧纵坐标为时深转换后的深度(单位: m), 右侧纵坐标为反射波的双程走时(单位: ns), 测线位置见图 3
Fig. 7 Result of the Ground Penetrating Radar(GPR) survey line 1 and its tectonic interpretation.
测线编号 | 断层编号 | 空间地理坐标 | |
---|---|---|---|
北纬 | 东经 | ||
GPR1 | F1 | 39°43'53.35″ | 112°50'53.32″ |
F2 | 39°43'46.84″ | 112°50'58.62″ | |
F3 | 39°43'42.33″ | 112°51'3.62″ | |
GPR2 | F1 | 39°43'51.48″ | 112°50'41.47″ |
F2 | 39°43'45.34″ | 112°50'45.72″ | |
F3 | 39°43'41.59″ | 112°50'56.76″ |
表 1 地质雷达探测到的禅房阶区中连接断层的位置
Table1 Ground penetration radar(GPR) constrained the connection fault locations in the Chanfang stepover
测线编号 | 断层编号 | 空间地理坐标 | |
---|---|---|---|
北纬 | 东经 | ||
GPR1 | F1 | 39°43'53.35″ | 112°50'53.32″ |
F2 | 39°43'46.84″ | 112°50'58.62″ | |
F3 | 39°43'42.33″ | 112°51'3.62″ | |
GPR2 | F1 | 39°43'51.48″ | 112°50'41.47″ |
F2 | 39°43'45.34″ | 112°50'45.72″ | |
F3 | 39°43'41.59″ | 112°50'56.76″ |
图 9 禅房阶区综合研究结果图与阶区连接模式图 a 构造地貌野外调查、 地貌数据分析和地质雷达探测综合结果图; b 禅房阶区连接模式图
Fig. 9 Summarizing the study results of the Chanfang stepover and the stepover connection mode.
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