隐伏活动断层的定量研究与三维建模：以龙门山山前带为例

Concealed and active faults could trigger strong earthquakes or large earthquakes. However, they are difficult to precaution because of their buried deeply. In this proposal, we plan to study the Guankou blind thrust, Pengxian blind thrust, Dayi blind thrust and another fault named Range front blind thrust in the Longmen Shan front. By integrating with superficial geology and structural deformation, the shallow artificial reflection profiles will combine with the petroleum industrial reflection profiles. The theory of Fault Related-Folding, Fold-Accommodation Faults, and Maximum Effective Moment Criterion will be comprehensive applied. Our goal is to quantitative calculate the geometry and kinematics of these blind thrusts, respectively. We will analyze the relationship between the blind thrusts, the folds and kink-bands, as well as their shallow tectonic-sedimentary responses. Quantitative analysis of the chronology of the Late Cenozoic growth strata was conducted to constrain the grow timing of blind thrusts precisely. Based on the Big Data and SKUA-GOCAD platform, a three-dimensional model of the main fault system in the study area will be constructed. Taking advantage of this three-dimensional model, the geometric structure and distribution, the differences and segmentation of these blind thrusts should be well shown. The results of this study are of great scientific significance to the in-depth understanding of the growth patterns, evolution processes, and formation mechanisms of these blind thrusts in the frontal Longmen Shan Mountain, as well as their relationship with hidden earthquakes.

隐伏活动断层可以产生中强震或大地震，但具有隐蔽性强、研究难度大的特点。本申请以龙门山山前带的关口、彭县、大邑隐伏断层和前缘盲冲断层为研究对象。通过将浅表地质、构造形变与深、浅人工地震反射剖面等数据的结合；综合运用逆断层相关褶皱理论、褶皱调节断层原理和最大有效力矩准则，定量计算隐伏活动断层的几何学和运动学；研究隐伏断层、褶皱与膝折带形变三者之间的内在联系，及其浅表的构造—沉积响应。对晚新生代生长地层展开年代学的定量分析，以准确约束隐伏活动断层的发育时限。最终基于大数据和SKUA-GOCAD平台，建立研究区主要断裂系统的三维模型；进一步揭示山前隐伏断层的几何结构、三维空间展布，断层生长的差异性和分段性。研究结果对深入理解隐伏活动断层在龙门山山前的生长方式、演化过程、形成机制，以及与隐伏地震的关系等方面具有重要的科学意义。

隐伏活动断层可以产生中强震甚至大震，破坏性不容忽视。但隐伏断层具有隐蔽性强、研究难度大的特点。本项目以龙门山山前带的隐伏断层（彭县隐伏断层、芦山地震盲断层等）为主要研究对象，通过将浅表地质、构造变形、地震学、InSAR形变观测，与深、浅人工地震反射剖面等数据结合；综合运用逆断层相关褶皱理论和三维建模技术方法，定量计算隐伏活动断层几何学和运动学；研究隐伏断层与中强地震构造的相互关系，及其浅表的构造—沉积响应。研究还重点分析了2020年的龙泉山M5.1级地震、2022年的芦山M6.1级地震的构造特征；研究了青藏高原东缘的龙门山构造带深部结构和孕震环境，并对潜在的地震危险性进行分析。基于大数据和SKUA-GOCAD平台，建立研究区主要断裂系统的三维模型；进一步揭示山前隐伏断层的几何结构、三维空间展布、断层分段性等。研究结果对深入理解隐伏活动断层在龙门山山前的生长方式、形成机制，以及与隐伏地震的关系等方面具有重要的科学意义。通过本项目研究工作，在活动断层的三维建模技术方面，通过多学科交叉数据的融合，产生了多元约束条件下的活动断裂三维建模新技术和新方法，形成了较为成熟的系统流程，适用于盆地及其周缘各类隐伏断层的三维建模。通过对龙门山山前带多条活动断层的构造定量解释和三维建模，对龙门山断裂带主要断裂的空间展布、断层的级联关系，以及分段特征、地震构造模型等有了进一步的认识，为深入分析该地区断层的级联破裂、地震危险性评估和防震减灾提供了一定的研究基础和科学依据。依托本项目，共发表了8篇论文，其中SCI期刊检索6篇，EI期刊检索2篇，并形成研究区的三维建模数据库1套。本项目研究对支撑后续两个国家重点研发计划项目/课题（2018YFC1504104和2021YFC3000604）发挥了重要的作用，并在四川阿坝州(含盆地地区)1:25万活动断层普查项目断层危害性评估中得到实践和应用。