滑动速率是量化断层活动强度、评估地震危险性、理解区域活动构造变形的一个重要参数。计算断层活动速率取决于错断幅度和被错断的地貌面的年龄，然而包括侵蚀和堆积的地表过程会改变逆冲断层陡坎形态，造成错断幅度的低估，尤其在黄土堆积区。此外，复杂的地表过程还会影响年代样品的代表性。因此，准确限定逆冲断层的活动速率充满挑战。

针对上述问题，中国地震局地质研究所与北京大学联合培养的刘晴日博士生，在合作导师熊建国副研究员、张会平研究员和李有利教授的指导下，以祁连山北缘民乐-大马营断裂为研究对象，针对断层西端玉带沟出山口处的错断现象进行了详细研究（图1）。采用SfM摄影测量技术和RTK GPS精准测量约束了地表的断层陡坎高度和阶地河流砾石层面的位错量。结合超过20个AMS 14C限定的阶地废弃年龄，限定了民乐-大马营断裂的活动速率，并讨论了获得准确的陡坎高度和可靠的阶地废弃年代（基于14C）的一般方法。主要结论如下：

（1）基于对比分析，建议用采自断层下降盘最厚层黄土下面的河流砂层的样品来代表阶地的废弃年代，以受上覆沉积物保护的河流砾石层的错断量代表断层原始的错断量。用最可靠的年龄和垂直错断量，估计MDF的垂直滑动速率为自 42.3 ± 0.5 ka (T10) 以来的0.25-0.28 mm/a 和自 16.1 ± 0.2 ka (T7)以来的0.14-0.24 mm/a。

（2）由同一阶地不同测量剖面所获得的垂直滑动速率存在明显差异（图2）。在所有结果中，如果接受所有的垂直滑动速率而不考虑其垂直错断量和年龄的合理性，会得到诸多错误结果。错误与正确的垂直滑动速率之间甚至能达到1个数量级的差别，提前规避错误能够节约许多时间和金钱。

（3）用探槽或暴露剖面上阶地冲积砾石层顶所标识的陡坎高度来代表垂直位错量是最可靠的。但如果在阶地表层所建立的测量剖面足够长，那么断层陡坎高度的不确定性就能被更好地限制，这样得到的测量结果也能作为断层垂直错断量（图3）。

（4）在下降盘远离断层且黄土覆盖较好的位置，砾石层顶部的冲积砂中炭样的年龄最接近阶地废弃的年龄。此外，同一阶地沉积序列与年龄的一致性、不同级阶地序列与阶地年龄的一致性也是约束阶地废弃年龄的有效辅助手段。

（5）本研究获得的活动速率小于中部和东部，这可能由于研究区位于断层西部末端（图4）。该断层处于祁连山-河西走廊人口最稠密的地区，由单点的滑动速率代替整条断层的活动性会忽略其空间变化，地震事件的遗漏会导致对地震危险性的错误评估，因此对于断层活动性及其危险性应沿断层走向进行多点研究后综合判断。

本研究旨在为获取断层滑动速率提供测量学和年代学研究依据，为地震危险性研究提供参考。

图1 区域地形及活动构造。(a)青藏高原东北部及周边区域地形及活动构造。(b)民乐-大马营断层周边活动构造及河流系统。

图2 玉带沟东岸T7阶地陡坎高度测量。(a)T7阶地的暴露剖面，各地层间的分界线由不同颜色的实线所标识。(b)T7阶地黄土顶面、冲积砾石层顶面和基岩面的剖面形态。剖面由RTK GPS测定，陡坎高度运用蒙特卡洛模拟得到。

图3 逆断层陡坎演化与高度测量模型。(a)陡坎形态随时间变化的模型。1-5代表了不同时期的陡坎形态(Stewart& Hancock, 1988)。I-I’和II-II’分别代表了跨断层的短、长剖面线。H是断层陡坎的垂直位错量。(b)测量由不同长度剖面线得到的陡坎高度。I-I’和II-II’与(a)中的剖面线对应。

图4 民乐大马营断层活动速率沿断层走向分布图。玉带沟(YD)的活动速率由本文获得。炒面庄(CM)、大香沟(DXG)、明泉沟(MQG)的垂直活动速率参考Lei et al. (2020)，水平缩短速率是结合断层倾角计算得到的。童子坝河(TZB)和斜河的活动速率分别参考Zhong et al. (2020)和Xiong et al. (2017)。

本研究的合作方还包括张会平研究员团队和李有利教授团队的部分成员。研究成果于2021年3月在线发表于《地球科学前沿》（Frontiers in Earth Science）：Liu Qingri, Li Youli, Zhang Huiping, Huang Feipeng, Zhao Xudong, Lei Jinghao, Xin Weilin, Xiong Jianguo*, Zhang Peizhen. (2021). Effects of erosion and deposition on constraining vertical slip rates of thrust faults: A case study of the Minle-Damaying Fault in the north Qilian Shan, NE Tibetan Plateau. Frontiers in Earth Science, doi: 10.3389/feart.2021.635702.

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