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J. Asian Earth Sci.:北天山独山子背斜的缩短速率研究——来自LiDAR数据和地震反射剖面的证据

2018-06-28

新生代印度洋板块和欧亚板块的持续碰撞作用,在北天山前陆盆地中形成三排近平行的褶皱带。独山子背斜位于天山最北侧的褶皱带(图1),定量化研究独山子背斜的缩短速率和古地震不仅有助于区域地震危险性的评估,而且对认识天山逆冲前端的扩展过程具有重要的意义。然而,由于缺乏可靠的地形数据和地下结构数据,以及松散砾石堆积对大型古地震探槽开挖的制约,对独山子背斜的缩短速率和古地震序列的认识一直存在争议。

图1 a. 东天山构造地貌图;b. 北天山前陆盆地构造地貌图;c. GPS速度剖面

中国地震局地质研究所的苏鹏博士及其导师何宏林研究员与合作者基于高精度的LiDAR地形数据、高分辨率的地震反射剖面以及野外观测,对独山子背斜的全新世变形特征开展了研究(图2),主要取得以下认识:

1. 距今7.5-10千年以来,独山子背斜的缩短量为17.0 ± 1.1m,对应的缩短速率为2.0 ± 0.2 mm/a。独山子背斜的缩短速率最多占东天山缩短速率(>11mm/a)的18%。独山子背斜万年尺度的缩短速率约为百万年尺度缩短速率(0.3 ± 0.1 mm/a)的6倍。

2. 距今7.5-10千年以来,独山子前缘断层在观测点的平均滑动速率约0.9 ± 0.1 mm/a,平均同震滑动量约2.5 ± 0.1 m,地表破裂型地震的复发周期约2.8 ± 0.3千年。

图2 a 跨独山子背斜的河流阶纵剖面;b、c分别为未解释和经解释的地震发射剖面

该项研究成果发表在国际地学期刊Journal of Asian Earth Sciences上(Peng Su, Honglin He,Zhanyu Wei, Renqi Lu, Feng Shi, Haoyue Sun, Xibin Tan, Haijian Hao. 2018. A newshortening rate

across the Dushanzi anticline in the northern Tian ShanMountains, china from lidar data and a seismic reflection profile. Journal ofAsian Earth Sciences, 163: 131-141, https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.06.008