岷山-龙门山断裂带古地震活动沉积记录的研究

汶川地震的发生指示低滑动速率的龙门山断裂带具有发生特大地震的动力学条件,正确评价一条断裂的地震危险性仅仅靠断裂滑动速率和历史地震的记录是不够的，还需要对该断裂带的区域构造环境、古地震活动历史和最近一次强震的离逝时间等开展研究。岷山-龙门山断裂带构成青藏高原北部巴颜喀拉地块的东界, 曾多次发生7级以上强震，然而陡峻的地貌和强烈的剥蚀使得发震断裂活动习性的定量研究受到限制，尽可能获得年轻沉积物中断裂活动和古地震事件的沉积记录是当前急需解决的科学问题。本项目拟对岷山-龙门山地区河流谷地中保存的河、湖相地层进行研究，通过对古地震的沉积记录-震积岩（层）的识别和分析、对事件相关沉积的OSL和14C测年,结合区域活动断裂的地质调查和现代(历史)地震沉积记录的对比,获得晚第四纪古地震事件的时间序列、地震强度和发震断层等相关信息，为探讨这一地区孕震构造环境和断裂活动的相互联系提供基础资料。

青藏高原东缘的强烈隆升造就了高耸的山脉和深切的河流。河谷沉积中蕴含了丰富的构造活动信息，但是研究工作受到了高山峡谷区缺乏可测年物质的制约。受汶川地震堰塞湖的启发，我们对岷山—龙门山的河谷沉积开展了工作。从河床沉积和阶地剖面中，识别出众多的古堰塞湖沉积，对它进行OSL和14C测年。在河湖相地层中发育有大量的软沉积物变形构造，从成因上将这些变形构造分为两大类，一类是崩塌、滑坡和泥石流对河谷中未固结的堰塞湖沉积的冲击、扰动形成的软沉积物变形构造，如岷江上游杂谷脑河谷中的T3阶地剖面。另一类是震积变形，是强烈地震引发液化和流动作用形成的小型的层内变形构造。我们对岷江上游叠溪古堰塞湖的研究表明，在沙湾一带的古堰塞湖地层剖面中，已识别出发生于2.6－1.3万年期间、分布于不同高度的7个变形构造层。以广泛发育的振动液化变形构造特征，伴随有崩塌、滑坡引发的大型褶曲构造等的第3构造层是强烈地震所致。通过该项工作，我们拓展了构造强烈隆升区年代学的研究对象，提出了从第四纪河湖相地层中获取强震、崩滑塌等灾害性事件的沉积记录的可能性和可行性。.对高原东缘的河流阶地、河床覆盖层等开展了地层结构、年代等方面的研究，获得以下认识。（1）通过对黄土覆盖区的河流低阶地的研究，提出了划分阶地地层结构和准确确定阶地年龄的新方法。阶地的地层结构自下而上为：河床相砂砾石层、交互式沉积层和风成黄土层。阶地剖面的时间跨度可达数万年，风成黄土底部的年龄远小于河床相砂砾石层的年龄，阶地年龄应以交互式沉积层中的河漫滩顶部年龄为最大近似值。通过该项工作，我们强调了阶地高度、隆升速率和断层滑移速率等相关研究中，阶地剖面沉积相的识别和划分、关键层位地层准确定年的重要性。（2）青藏高原东缘高山峡谷区河流阶地的成因模式需要解释多级阶地发育所代表的下切与河床深厚覆盖层广泛分布所代表的堆积这两种现象的普遍共存问题。岷江等河谷中厚约40－100m的河床覆盖层是约4万年前全球气候显著降温、伴随东亚季风降雨减少，导致河流沉积物通量增加的结果。