冲积扇形态发育对逆断层-褶皱带构造活动的地貌响应

The seismogenic structure of thrust earthquakes is complex. So it is challenged to evaluate the activity intensity of thrust fault-fold belts and the risk of their earthquakes. Paleoseismic research is difficult to obtain the accurate activity and history of great earthquakes. The tectonic geomorphological research can improve the deficiency of the paleoseismic result. Recent years, the high-resolution images and DEM (Digital Elevation Model) is developing rapidly. This new technique can be used to research the relationship between topography parameters of alluvial fans and the slip rate of thrust faults, even the surface rupture of paleoearthquakes. And then, it can advance the recognition of the activity form and the risk of earthquakes in the thrust system. In this project, we can extract the topography parameters of alluvial fans in the front of the thrust fault-fold belts by high-resolution images and DEMs in the Kalpin system, the southwestern Tianshan. And then we can analysis the corresponding relationship between topography parameters and the slip rate of thrust fault and the paleoseismic parameters. The result of the project can reveal which topography parameter indicate the characteristic of the surface rupture and the activity intensity of the thrust-fold belt. This study may be favorable to active tectonic research of the thrust fault-fold belt and its risk of earthquakes. On the other side, the study also may reveal that the seismic rupture how to influence the topography development of geomorphological surfaces near the thrust fault-fold belt.

逆冲型破坏性地震发震构造的复杂性，使准确评价逆断层-褶皱带活动性和地震危险性成为亟待解决的课题。古地震研究方法对逆断层-褶皱带的活动性和大地震历史存在较大困难，利用构造地貌研究有利于弥补其研究不足。近年来高精度影像和DEM发展迅速，通过其提取山前冲积扇形态参数，与逆断层活动速率以及古地震破裂参数进行定量分析，探索其内在关系是重要研究方向。地貌形态与构造活动关系可提高对逆断层活动性和地震危险性的认识程度。本项目拟在西南天山柯坪推覆系利用高精度影像和DEM提取各排逆断层-褶皱带山前冲积扇以及流域的形态参数，与各排逆断层-褶皱带的活动速率和古地震破裂规律建立对应关系，揭示受逆断层-褶皱带影响的冲积扇形态参数中，哪些可以指示逆断层-褶皱带的活动强度和地震破裂的长度等特征。这有助于利用构造地貌方法推进逆断层-褶皱带构造活动性和地震危险性的研究，也可以揭示地震破裂行为对断层附近地貌面形态发育的影响。

一条断层长期以来活动强度和破裂端点的位置比较稳定，这条断层就具有明显的分段特征。了解断层分段特征对它的地震危险性判断具有重要意义。断层弯曲、分叉和横向构造是逆断层走向上最为常见的端点，但它们被破裂贯通的频次很高。所以如果没有历史地震记录，仅依靠构造不连续端点作为段落边界和仅通过古地震探槽，都难以准确确定逆断层的分段特点。利用构造地貌学方法，如果断裂具有分段规律，肯定会在断裂带附近的地貌面造成影响。各个不同段落的破裂行为和活动性强度的差异会对这个段落中的地貌面参数产生影响。在排除导致地貌面参数改变的其他原因后，可以将其与构造活动的分段特征建立联系，从而作为逆断裂分段的一项证据。.本项目通过三年时间，对柯坪塔格逆断裂-褶皱带山前的冲积扇形态参数进行分析，发现最新一期冲积扇的地貌形态与构造活动强度和断裂分段特征具有比较好的相关性。柯坪塔格逆断裂-褶皱带可分为三个构造活动段落，分别为西柯坪塔格段、东柯坪塔格段和柯坪岔口段。三个段落的西柯坪塔格段活动性最强，东柯坪塔格段次之，柯坪岔口段不活动。在三个段落中的冲积扇形态有明显的不同，（1）西柯坪塔格段（高构造活动段）冲积扇表现为：冲积扇展开角很大（open fans），冲积扇宽长比大于1，冲积扇宽长比与流域宽长比相差高达1.38倍，冲积扇坡度中等且纵剖面以直线型为主（74%），冲积扇和流域面积幂指关系中c值较小，n值小于1；（2）东柯坪塔格段（低构造活动段）表现为：冲积扇展开角小，冲积扇窄而长（close fans），冲积扇宽长比小于1，冲积扇宽长比与流域宽长比相差0.29倍，冲积扇坡度最大且多为下凹形（84%），冲积扇和流域面积幂指关系中c值最大，n值大于1；（3）柯坪岔口段（不活动段）：冲积扇展开角一般，具有蘑菇型冲积扇，冲积扇宽长比大于1，流域宽长比也大于1，冲积扇宽长比与流域宽长比仅相差0.09倍，冲积扇坡度最小，冲积扇和流域面积幂指关系中c值中等，n值小于1。.该项目取得了以下两点主要进展和重要认识：1、柯坪塔格逆断层-褶皱带的冲积扇形态与逆断层的活动性具有响应关系，是逆断层的分段特征造成了不同段落内冲积扇形态差异；2、冲积扇形态中的宽长比、坡度、纵剖面曲线、展开角等参数对构造活动响应比较明显。