龙门山断裂带南段及其前陆区晚第四纪逆冲活动的河流地貌记录

Quantitative study of thrust tectonic zone is the base to create its kinematic model and to evaluate the seismic risk. River landforms is a powerful tool for rebuilding the deformation history of thrust zone in late Quaternary. The research target of this project is Qingyijiang river, which traverse the entire south segment of Longmenshan fault zone and its foreland. We plan to get the elevations and distributions of river terraces by means of high-resolution DEM and ortho-rectified images; to study the strata, the geometry and geneses of the river terraces by field surveying, to grade and to classify the terraces, to identify the cyclic terraces of watershed scale; to carry out large scale tectonic geomorphologic surveying across active fault by RTK GPS; to constrain the ages of terraces by multiple dating methods and the timescale of loess-paleosoil sequence; to correlate the river terraces and to establish their longitudinal profiles based on space relations, terrace types, relative and absolute datings; finally，to rebuild the deformation history of river terraces in late Quaternary, to estimate the shortening rate of the crust and the slip rates of the faults, and to discuss the mechanism of mountain building of Longmenshan. This project can promote the application of river landforms in active tectonics and a better understanding of the uplifting mechanism of Longmenshan mountain.

开展逆冲构造带晚第四纪活动的定量研究是建立其运动学模型、评价其未来地震危险性的前提与基础。河流地貌学方法为重建逆冲构造带晚第四纪活动历史提供了有力的工具。本项目拟以横穿龙门山断裂带南段及其前陆区的青衣江为研究对象，通过高精度DEM与卫星正射影像获取河流阶地的高程信息与空间分布；通过野外调查研究阶地的地层结构、几何特征与成因，对阶地进行分级分类，识别可进行流域对比的贯通阶地；在断裂带两侧辅以RTKGPS测量，获取精细的构造地貌信息；基于多种测年方法与上覆黄土地层层序对阶地进行年代约束；在此基础上开展基于空间关系、阶地类型、相对年代与绝对年代等方面的阶地对比，建立河流阶地纵剖面；最后基于阶地变形特征重建晚第四纪构造变形历史，估算地壳缩短率与断层滑动速率，并探讨龙门山隆升机理。该项研究有助于推进河流地貌学在活动逆冲构造带研究中的应用，也有助于深化对龙门山隆升机理的认识。

项目背景：龙门山地区因强烈隆升而遭受侵蚀，缺乏赖以开展断裂活动性研究的新生代沉积。因此长期以来，龙门山及其前陆区最新变形特征缺乏地质约束。青衣江横穿整个龙门山南段及其前陆地区，为通过河流地貌学方法重建龙门山逆冲构造带第四纪活动历史提供了方便。本项目作为面上项目2012年获得国家自然科学基金资助。.主要研究内容：⑴青衣江河流阶地：包括阶地分级、测量、断代与对比；⑵古青衣江冲积扇：包括名邛古冲积扇与丹思古冲积扇；⑶龙门山南段及其前陆区第四纪构造变形：通过河流阶地与洪积扇变形研究逆冲活动与褶皱作用，估算地壳缩短，分析构造变形模式。.重要成果：⑴通过地貌调查、冲积物化学分析与断代建立了青衣江距今～540ka以来的河流地貌面序列，发现青衣江经过两次改道，依次形成了名邛冲积扇、丹思冲积扇与现今河谷地貌。⑵通过青衣江河流阶地纵剖面定量研究了龙门山南段及其前陆区第四纪构造变形，得到了龙门山南段主要断裂的逆冲错动速率，以及前陆区主要背斜的地壳缩短速率；得到龙门山南段地壳缩短速率在山区为0.3-0.6mm/yr，在前陆区为2.4-3.8mm/yr，地壳缩短主要发生在前陆区。⑶通过河流阶地变形确定蒙顶山背斜为断弯褶皱类型，其下部的断坡可能为2013年芦山7.0级地震的发震断层。⑷通过古冲积扇变形在前陆区发现了两条南北走向的逆冲断层，揭示在巴颜喀拉块体与川滇块体的双重推挤作用下龙门山南段发生了北东向与南北向构造的叠加。.关键数据：青衣江河流阶地、古冲积扇的测年数据与高程数据，龙门山南段主要断裂晚第四纪平均滑动速率，龙门山南段及其前陆区晚第四纪地壳缩短速率。.科学意义：把冲积砾石层中基质的化学成分作为风化程度替代性指标，成功地应用于河流阶地的分级与对比。提出了芦山地震同震变形与发震构造的新解释。首次通过地质地貌学方法获得了龙门山南段及其前陆区晚第四纪地壳缩短速率，揭示龙门山南段与中北段的应变分配方式与动力环境显著不同。