五台山北麓断裂晚第四纪分期活动及其与气候变化在时间上的关系

我国工程地震中目前基于第四纪气候分期对断层进行时代分类，并把晚更新世以来活动的断层作为活断层，对全新世活动断层要采取抗断措施。这一分类方案将断层的危险性与气候分期挂钩，但缺乏构造活动分期研究成果的支持。尽管已经发现，在第四纪冰川活动区，气候变化通过冰川与湖泊的消长等地表过程改变地壳应力状态，导致断层活动强度的周期性变化；但在广大的非冰川活动区域，情况尚不十分清楚。因此开展断层活动分期及其与气候变化的时间关系研究无疑具有重要的理论与现实意义。.山西五台山北麓断裂在第四纪期间具有分期活动的地貌表现。该断裂位于东亚季风气候区，气候变化显著，并导致地表过程的周期性变化。本项目将通过断层崖、河流地貌分析与古地震研究三种方法系统研究该断裂晚第四纪分期活动特征，并结合黄土高原区已有的气候年表建立断层活动分期与气候变化的时间关系。研究成果将为该地区开展基于构造活动分期的断层时代分类提供直接依据。

工程地震中把晚更新世以来活动的断层作为活断层，并对全新世活动断层采取抗断措施。这一分类方案将断层的危险性与气候分期挂钩，但缺乏构造活动分期研究成果的支持。山西五台山北麓断裂位于东亚季风气候区，该地区第四纪气候变化显著。本项目通过精确的断代方法研究了66ka以来山前洪积作用与全新世古地震事件，进而探索了洪积作用与气候变化、断层活动的关系，在此基础上分析了断裂分期活动特征，达到了预期研究目标。.较强洪积作用发生在寒冷期，沉积物粒度粗，包括距今66ka至60ka、50ka至40ka、7.5ka至5.3ka、2.3ka至现在。在温暖期，山前以漫洪作用为主，沉积物粒度细，土壤化程度高，沉积速率仅为寒冷期的1/2至1/3，弱洪积作用发生在距今60ka至50ka、40ka至30ka、15ka至7.5ka和距今5.3ka至2.3ka之间。根据全新世精确的断代资料，较强洪积作用发生在气候从温暖期到寒冷期的快速转变阶段，包括距今7.5ka至5.3ka、距今2.3ka以来，其共同特点是较前期出现了剧烈波动，有利于物理风化与洪积作用。.五台山北麓广泛发育一级高出山前平原30m至40m的晚第四纪洪积台地，其向上游河段对应T2阶地，其前缘陡坎为五台山北麓断裂。构成洪积台地的洪积地层年代为距今66ka至30ka，沉积较连续且沉积速率主要受气候变化控制，指示这段时间断层活动较弱，上升盘能够持续接受洪积作用。洪积台地在距今30ka左右结束了洪积作用、转为风尘堆积，这个时期正是气候由暖湿转干冷、山前洪积作用转强的时期，这表明山前断层进入较强活跃期，洪积台地发生抬升，脱离了洪水作用。自30ka以来，上升盘河段的河流阶地一般不发育，指示河流持续下切，没有明显的侧蚀展宽作用，断层活动强度总体较稳定。.横跨五台山北麓断裂南峪口段的探槽研究表明，该断裂段距今7600a以来发生了3次地表破裂型古地震事件，其时代分别为距今6700a至7600a之间，距今5100a至6700a之间，距今2300a至2700a之间。.根据以上研究，五台山北麓断裂距今66ka至30ka为相对稳定期，距今30ka以来进入较活跃期，断层活动分期与气候变化的多阶段性在时间上无明显的对应关系。研究结果对现行基于第四纪气候分期的活动断层时代分类方案提出了质疑。