地震地表破裂带是断裂活动最为直观的地貌证据, 其破裂样式、 同震位移量及空间几何展布特征是判定活动断裂分段及长期活动习性的重要依据。 文中在对新疆巴里坤盆地开展活动断裂调查研究的过程中, 综合遥感解译、 野外断裂踏勘、 小型无人机航拍、 地表断错位移分析以及古地震槽探等方法, 根据在巴里坤盆地南缘断裂西段的雄库尔—邵家庄之间和巴里坤盆地中央东部等多处新发现的总体呈EW向展布的最新地表构造形变遗迹, 并对比历史文献记载中这2次地震震害的分布特征, 进一步厘定了巴里坤1842年和1914年2次M71/2历史地震地表破裂的空间展布及特征。 结果表明, 沿巴里坤盆地南缘断裂西段分布的1842年M71/2地震地表破裂带的同震运动以左旋走滑为主, 在雄库尔与巴里坤县城之间呈雁列状展布, 且自西向东还具有向巴里坤盆地中央扩展的趋势。 新厘定的地表破裂带长度至少可达65km, 最大水平位错量出现在雄库尔—洛包泉一带, 多个冲沟水系的同震位错平均观测值为(4.1±1.0)m, 并具有约4m的特征位移量, 由此推断1842年M71/2历史地震的震中位置应在雄库尔—洛包泉一带。 此外, 位于巴里坤盆地中央东部的奎苏镇—伊吾盆地盐池乡附近的褶皱盲断层带应是1914年M71/2地震的发震构造, 该地震的地表变形带全长约90km, 表现为河漫滩等最新地貌面和冲积砾石层的显著褶皱变形, 并且有多处露头剖面显示与同震褶皱变形伴生的弯矩断层已断错至地表。 因此, 1914年M71/2地震的震中位置应在地表构造形变最为显著的奎苏镇东附近。 文中取得的研究结果不仅进一步更新和完善了对巴里坤盆地2次历史地震震中位置及发震断裂的认识, 并可为分析区域地震危险性提供重要的参考资料。
沿大型走滑断裂带经常发生导致多个断层段同时破裂的级联破裂地震事件。海原断裂带在1920年海原M 81/2地震时3个段同时发生破裂,干盐池拉分盆地即为其西段和中段的分段边界。沿该盆地内新生断层的古地震研究揭示了晚更新世末期以来的至少7次古地震事件证据,最新1次事件为1920年海原地震,1920年海原地震之前的1次事件可能与1092年历史地震对应。对比分析表明,这些事件可能均为超过8级的大地震,其复发呈现地震丛集与单个事件相间排列的规律,当前可能处于最近的1个地震丛集期内。该古地震序列与整个海原断裂带的大地震活动历史的对比表明,干盐池拉分盆地内新生断层在级联破裂地震事件发生时并非总是同时破裂,该断层是否参与破裂可能与该次级联破裂事件的震级大小有关。讨论整个走滑断裂带大地震活动历史时应避免仅依据具有一定规模的拉分盆地内部断层的破裂记录。
东天山至阿尔泰一带吸收了约10mm/a的地壳缩短量,占印度-欧亚大陆缩短量(约40mm/a)的¼,其中一部分变形量在阿尔泰一带通过断裂的右旋走滑和块体的逆时针旋转的联合作用吸收,但东天山一带的地壳变形吸收和调节方式目前仍然存在争议。通过近年来在东天山东段碱泉子、巴里坤山和哈尔尼克山进行的野外地质调查工作,发现东天山东段展布1个左旋走滑断裂系。自西向东,碱泉子-托莱泉断裂、巴里坤盆地南缘断裂和哈尔尼克山中央断裂构成该断裂系的主要格架,这个断裂系在东天山晚第四纪乃至新生代以来的造山过程中调节了山脉隆升过程的变形分配。这些断裂的晚第四纪活动随着断裂走向与区域主应力(NE向)夹角大小的变化呈现不同的活动特征。具体来说,近EW向的碱泉子-托莱泉断裂展现出以走滑为主的特征,这种特征一直延伸到EW-NW向巴里坤盆地南缘断裂的雄库尔一带,但自洛包泉以东巴里坤盆地南缘断裂开始发育逆冲分量,在巴里坤县城以东断裂的活动则表现为逆冲伴随走滑,往东NWW-EW向的哈尔尼克山中央断裂则又呈现出以走滑为主的特征。断裂系的活动特征耦合在东天山东段的造山过程之中,调节和吸收了部分地壳变形,造山带根部断层的变形在造山过程中可能并不是唯一起决定性作用的释放方式。
查明地表破裂带的展布对确定历史地震震中位置和震级大小有着十分重要的意义。东天山地区历史记载有1842年巴里坤附近的7级地震和1914年巴里坤附近的7 1/2级地震,发震构造存在争议。通过野外地质调查,确认东天山存在3条与这2次历史地震相关的地表破裂带,即碱泉子-洛包泉断裂上的鄯善北塔孜布拉克地表破裂带,巴里坤盆地南缘断裂上的雄库尔地表破裂带以及伊吾盆地南缘断裂上的盐池破裂带。综合该地区历史地震文字记录和目前的研究程度分析,认为雄库尔地表破裂带可能与1842年地震相关,而盐池破裂带则与1914年地震相关,塔孜布拉克破裂带可能代表了1次漏记的历史强震。在雄库尔破裂带以东约100km的巴里坤县城南发现巴里坤盆地南缘断裂干扰的堆积地层年龄为(3110±30)a,据此我们不能排除雄库尔地表破裂带延伸至巴里坤县城南一带的可能性。该区域位于文字记载的极震区之内,加之文字记载的1842年地震的影响范围不小于1914年地震,认为1842年地震震级不应小于1914年地震。
对于历史记录的公元849年大地震的发震构造尚存在一定争议, 公元前7年大地震是否发生在河套断陷带, 也没有得到确认。通过影像解译、野外地质地貌调查和探槽开挖, 结合14C和单颗粒OSL测年, 利用构造地貌分析及古地震手段, 对大青山山前断裂、乌拉山山前断裂及狼山山前断裂的最新破裂事件进行了对比研究。为了尽可能降低古地震定年的不确定性, 采取了序列采样、重点层位多采样等措施。结合以往研究成果认为, 大青山山前断裂应为公元849年大地震的发震构造, 而狼山山前断裂最近1次地震破裂事件可能与公元前7年大地震有关。