地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (1): 63-80.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.01.005
刘春茹(), 袁仁茂*(), 尹功明, 姬昊, 魏传义, 田颖颖, 马玺, 党嘉祥
收稿日期:
2023-03-08
修回日期:
2023-06-09
出版日期:
2024-02-20
发布日期:
2024-03-22
通讯作者:
*袁仁茂, 男, 1972年生, 研究员, 主要研究方向为工程地质、 地质灾害、 活断层致灾机理、 工程地震等。 E-mail: 作者简介:
刘春茹, 女, 1980年生, 2007年于中国科学院地球化学研究所获地球化学专业博士学位, 研究员, 主要研究方向为第四纪年代学与新构造运动, E-mail: liuchunru@ies.ac.cn。
基金资助:
LIU Chun-ru(), YUAN Ren-mao*(), YIN Gong-ming, JI Hao, WEI Chuan-yi, TIAN Ying-ying, MA Xi, DANG Jia-xiang
Received:
2023-03-08
Revised:
2023-06-09
Online:
2024-02-20
Published:
2024-03-22
摘要:
开展发震断层活动历史研究是地震、 滑坡等自然灾害研究和防治的基础, 年代测定一直是断层活动历史研究的热点和难点。在缺乏第四纪沉积物的碳酸盐岩基岩区, 宇生核素暴露测年是确定断层活动历史的主要手段, 但测年结果受曝露面表面风化、 侵蚀和溶蚀作用影响较大。碳酸盐是ESR年代学研究的主要测年矿物之一, 可以测量碳酸盐的结晶年龄。在碳酸盐岩基岩区的大型断层面和滑坡滑动面上, 因高速摩擦生热可形成重结晶碳酸盐, 为ESR测年提供了可靠的测年计时零点, 有望通过ESR测年法获得重结晶碳酸盐的结晶年龄, 即断层和滑坡最近一次的活动时代。以往用于ESR测年的碳酸盐都是自生碳酸盐, 如珊瑚、 石笋、 文石等, 尚未对断层和滑坡滑动面上的重结晶碳酸盐开展过相关研究。因此, 文中介绍了重结晶碳酸盐ESR测年的最新研究, 以丽江-小金河断裂剑川剖面的断层面和小江断裂与则木河断裂交会处的巧家滑坡后缘滑动面上的重结晶碳酸盐为研究对象, 通过微观结构观察、 热退火实验、 光晒退实验及与前人的沉积物14C和光释光测年结果进行比对等, 对将重结晶碳酸盐ESR测年法用于碳酸盐岩基岩区断层和滑坡活动性分析的可行性和可靠性进行分析和论证, 并建立了重结晶碳酸盐ESR测年技术, 该技术可广泛地用于碳酸盐岩基岩区的断层和滑坡活动历史研究。
刘春茹, 袁仁茂, 尹功明, 姬昊, 魏传义, 田颖颖, 马玺, 党嘉祥. 重结晶碳酸盐ESR年代学在碳酸盐岩基岩区断层和滑坡活动性研究中的应用进展[J]. 地震地质, 2024, 46(1): 63-80.
LIU Chun-ru, YUAN Ren-mao, YIN Gong-ming, JI Hao, WEI Chuan-yi, TIAN Ying-ying, MA Xi, DANG Jia-xiang. APPLICATION PROGRESS OF RECRYSTALLIZED CARBONATE IN THE STUDY OF FAULT AND LANDSLIDE ACTIVITY IN CARBONATE BEDROCK AREA[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(1): 63-80.
图2 丽江-小金河断裂剑川剖面碳酸盐岩基岩断层面和重结晶碳酸盐样品 a 断层剖面; b 断层面重结晶碳酸盐; c 采自滑动面的重结晶碳酸盐样品。图c中, A为完全重结晶的碳酸盐层, B为部分重结晶的碳酸盐层, C为未发生重结晶的碳酸盐岩基岩(修改自Yin et al., 2021)
Fig. 2 Carbonate bedrock fault planes and recrystallized carbonate samples in the Jianchuan section of the Lijiang-Xiaojinhe Fault.
图3 巧家滑坡碳酸盐岩的基岩断层面和重结晶碳酸盐样品 a 滑坡滑动剖面; b 滑坡滑动面上的重结晶碳酸盐; c、 d 采自滑动面的重结晶碳酸盐样品, 其中S1、 S2和S3为3个重结晶碳酸盐亚层, S4为基岩碎块(修改自Liu等(2023))
Fig. 3 Fault planes and recrystallized carbonate samples of the carbonate bedrock in the Qiaojia landslide.
图4 巧家滑坡后缘滑动面上的重结晶碳酸盐样品的微观照片 a 光学显微镜照片; b—d 扫描电镜背散射照片。红色箭头指示岩石碎片, 蓝色箭头指示气孔(引自Liu等(2023))
Fig. 4 Micrograph image of recrystallized carbonate samples on the backsliding surface of the Qiaojia landslide.
图5 丽江-小金河断裂剑川剖面滑动面碳酸盐的ESR信号特征 A、 B、 C所指代的样品与图2一致(引自Yin等(2021)).
Fig. 5 Characteristics of ESR signals of carbonate on the sliding surface of the Jianchuan section, Lijiang-Xiaojinhe Fault.
图6 巧家滑坡后缘滑动面上重结晶碳酸盐样品S1中g=2.000 6信号的等时退火曲线(引自Liu等(2023))
Fig. 6 Isochronous annealing curve of g=2.000 6 signal in recrystallized carbonate sample S1 on the sliding surface of the rear edge of the Qiaojia landslide(Cited from Liu et al., 2023).
图7 富宁-那坡断裂滑动面上重结晶碳酸岩g=2.000 6 ESR信号的瞬时退火曲线(加热时间为5s)
Fig. 7 Instantaneous annealing curve of g=2.000 6 ESR signal of recrystallized carbonate rock on the sliding surface of Funing-Napo Fault(heating time is 5s).
图8 巧家滑坡后缘滑动面上重结晶碳酸盐样品S1的光晒退特征(引自Liu等(2023))
Fig. 8 The bleaching characteristics of recrystallized carbonate sample S1 on the sliding surface of the rear edge of Qiaojia landslide(Cited from Liu et al., 2023).
图9 不同时间的云南丽江-小金河断层面上的重结晶碳酸盐 2016年新开挖露头, 曝露后便开始快速风化
Fig. 9 Recrystallized carbonates on the Lijiang-Xiaojinhe fault plane in Yunnan in different periods.
[1] |
安芷生, 符淙斌. 2001. 全球变化科学的进展[J]. 地球科学进展, 16(5): 671—680.
|
|
|
[2] |
白世彪, 崔鹏, 葛永刚, 等. 2021. 古滑坡测年方法与定年精度的提高途径[J]. 地学前缘, 28(2): 19—34.
DOI |
|
|
[3] |
陈以健, 卢景芬, 蔡同茂, 等. 1987. 洞穴次生碳酸盐的ESR年龄测定[J]. 地质评论, 33(4): 339—345.
|
|
|
[4] |
丁锐, 任俊杰, 张世民, 等, 2018. 丽江-小金河断裂中段晚第四纪古地震历史[J]. 地震地质, 40(3): 622—640.
|
DOI |
|
[5] |
冯振, 吴中海, 曹佳文, 等. 2019. 小江断裂带巧家段巨型古滑坡及其工程地质特征[J/OL]. 地球学报, 40(4): 629—636. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3474.P.20190124.1354.002.html.
|
|
|
[6] |
韩非, 尹功明, 刘春茹, 等. 2012. 中国早更新世考古遗址电子自旋共振-铀系联合法牙齿化石测年问题研究[J]. 第四纪研究, 32(3): 492—498.
|
|
|
[7] |
何宏林, 魏占玉, 毕丽思, 等. 2015. 利用基岩断层面形貌定量特征识别古地震: 以霍山山前断裂为例[J]. 地震地质, 37(2): 400—412.
DOI |
DOI |
|
[8] |
李建平, 刁少波, 刘春茹, 等. 2015. ESR测年法在海洋碳酸盐岩测年中的应用[J]. 海洋地质前沿, 31(10): 65—70.
|
|
|
[9] |
刘星. 1998. 云南石林地区钙华的ESR测年及其地质意义[J]. 中国岩溶, 17(1): 9—14.
|
|
|
[10] |
罗明, 陈杰, 刘进峰. 2017. 岩石暴露与埋藏面释光测年进展及其应用[J]. 地震地质, 39(1): 183—192.
|
DOI |
|
[11] |
冉勇康, 邓起东. 1999. 古地震学研究的历史、 现状和发展趋势[J]. 科学通报, 44(1): 12—20.
|
|
|
[12] |
任美锷, 刘振中. 1983. 岩溶学概论[M]. 北京: 商务印书馆:1—331.
|
|
|
[13] |
王盈. 2019. 金沙江巧家—东川段堰塞湖沉积及滑坡灾害[D]. 北京: 中国地震局地质研究所:44—45.
|
|
|
[14] |
王治华. 1996. 特大规模滑坡遥感调查: 巧家县城滑坡[J]. 环境遥感, 14(4): 280—284.
|
|
|
[15] |
向宏发, 徐锡伟, 虢顺民, 等. 2002. 丽江-小金河断裂第四纪以来的左旋逆推运动及其构造地质意义: 陆内活动地块横向构造的屏蔽作用[J]. 地震地质, 24(2): 188—198.
|
|
|
[16] |
薛传东, 刘星, 杨浩. 2003. 滇中路南石林地区钙华特征与更新世气候变迁[J]. 矿物岩石, 23(3): 61—68.
|
|
|
[17] |
业渝光, 和杰, 刁少波, 等, 1990. 西沙石岛风成灰岩的ESR和14C年龄[J]. 海洋地质与第四纪地质, 10(2): 103—110.
|
|
|
[18] |
业渝光, 和杰, 刁少波, 等, 1991. 南海全新世珊瑚礁ESR和铀系年龄的研究[J]. 地质评论, 39(2): 165—171.
|
|
|
[19] |
尹功明, 孙瑛杰, 业渝光, 等. 2001. 大荔人所在层位贝壳的电子自选共振年龄[J]. 人类学报, 20(1): 34—38.
|
|
|
[20] |
尹金辉, 杨雪, 郑勇刚. 2016. 基岩就地14C测年及古地震潜在应用[J]. 地震地质, 38(3): 773—782.
DOI |
DOI |
|
[21] |
|
[22] |
DOI URL |
[23] |
DOI URL |
[24] |
DOI URL |
[25] |
|
[26] |
DOI URL |
[27] |
|
[28] |
DOI |
[29] |
DOI URL |
[30] |
DOI URL |
[31] |
DOI URL |
[32] |
DOI URL |
[33] |
DOI URL |
[34] |
DOI URL |
[35] |
DOI URL |
[36] |
|
[37] |
DOI URL |
[38] |
|
[39] |
|
[40] |
|
[41] |
DOI URL |
[42] |
DOI URL |
[43] |
DOI URL |
[44] |
|
[45] |
DOI URL |
[46] |
DOI URL |
[47] |
PMID |
[48] |
DOI URL |
[49] |
DOI URL |
[50] |
|
[51] |
|
[52] |
DOI URL |
[53] |
DOI URL |
[54] |
DOI URL |
[55] |
DOI URL |
[56] |
DOI URL |
[57] |
DOI URL |
[58] |
|
[59] |
DOI URL |
[60] |
|
[61] |
DOI URL |
[62] |
DOI URL |
[63] |
|
[64] |
|
[65] |
DOI URL |
[66] |
|
[67] |
|
[68] |
PMID |
[1] | 罗明, 陈杰, 覃金堂, 尹金辉, 杨会丽, 刘进峰, 龚志军. 基岩断层面黏滑和蠕滑时岩石表层光释光信号模拟[J]. 地震地质, 2024, 46(2): 357-370. |
[2] | 李浩峰, 徐岳仁, 郭雅丽, 刘晗, 赵昕雨, 陆玲玉, 唐嘉诚. 滇西南1976年龙陵MS7.3、MS7.4 双强震触发滑坡遥感解译及其构造意义[J]. 地震地质, 2024, 46(1): 117-140. |
[3] | 邹俊杰, 何宏林, 周永胜, 魏占玉, 石峰, 耿爽, 苏鹏, 孙稳. 小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用[J]. 地震地质, 2023, 45(4): 833-846. |
[4] | 马思远, 许冲, 陈晓利. 地震崩塌滑坡危险性应急评估模型效果对比--以2022年6月1日 MW5.8芦山地震为例[J]. 地震地质, 2023, 45(4): 896-913. |
[5] | 靳立周, 王盈, 常文斌, 田颖颖, 袁仁茂. 基于D-InSAR和PFC2D技术的白格滑坡稳定性分析[J]. 地震地质, 2023, 45(1): 153-171. |
[6] | 石文芳, 徐伟, 尹金辉, 郑勇刚. 秦岭北缘古地震基岩崩塌和滑坡施密特锤暴露年龄[J]. 地震地质, 2022, 44(6): 1384-1402. |
[7] | 姬昊, 刘春茹, 张沛全, 李冰溯, 聂冠军, 魏传义, 尹功明. 重结晶碳酸盐在碳酸盐岩区基岩断层定年中的应用--以广西那坡断裂北段R剪切断层为例[J]. 地震地质, 2022, 44(5): 1142-1155. |
[8] | 魏延坤, 陈晓利. 不同地震滑坡危险性评价方法的适用性探讨——以玛多MS7.4地震为例[J]. 地震地质, 2022, 44(3): 590-603. |
[9] | 闫小兵, 周永胜, 李自红, 扈桂让, 任瑞国, 郝雪景. 山西浮山断裂的晚第四纪活动与位移速率[J]. 地震地质, 2022, 44(1): 35-45. |
[10] | 高帆, 韩竹军, 袁仁茂, 董绍鹏, 郭鹏. 滇东南地区小江断裂南段历史滑坡特征及其地震地质意义[J]. 地震地质, 2021, 43(6): 1412-1434. |
[11] | 常昊, 常祖峰, 刘昌伟. 金沙江断裂带活动与大型滑坡群的关系研究:以金沙江拿荣—绒学段为例[J]. 地震地质, 2021, 43(6): 1435-1458. |
[12] | 白仙富, 聂高众, 叶燎原, 戴雨芡, 余庆坤. 基于GIS和logistic模型的地震滑坡致死人数快速评估方法[J]. 地震地质, 2021, 43(5): 1250-1268. |
[13] | 陈晓利, 刘春国, 传一健, 兰剑, 魏延坤. 鲁甸地震的滑坡物质运移规律与地形特征[J]. 地震地质, 2021, 43(1): 92-104. |
[14] | 魏勇, 许强, 董秀军, 郭鹏, 李松林, 李骅锦. 近景摄影测量在探槽地质信息获取中的应用——以泾阳南塬庙店4#滑坡为例[J]. 地震地质, 2020, 42(5): 1240-1254. |
[15] | 周鑫, 周庆, 高帅坡, 李晓峰. 重庆小南海滑坡原始地形恢复及滑坡体体积计算[J]. 地震地质, 2020, 42(4): 936-954. |
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