荥经-马边-盐津构造带是青藏高原东南缘与四川盆地之间的重要边界构造带, 虽然晚第四纪以来地震活动频繁, 但构造带内各断裂的活动性尚不明确, 对认识和评价区域现今地壳变形模式和地震危险性带来了很大的不确定性。特别是构造带南段的雷波断裂带附近曾发生过多次6级以上强震, 但该断裂带的研究程度很低, 其最新活动时代的厘定还缺乏可靠依据。为解决这一问题, 文中基于高分辨率遥感影像解译和野外地质地貌调查, 在雷波断裂带的北支和南支断裂上分别开展了古地震探槽研究工作。基于古地震事件识别标志, 在2条分支断裂上分别揭示了3次和7次古地震事件, 相关放射性碳样品的测年结果限定了北支断裂3次古地震事件的发震时间分别为21190—20590BC(EP1)、 20550—12120BC(EP2)和12090BC之后(EP3), 而南支断裂最新的2次古地震事件的发震时间为9270—5040BC(EL6)和5000BC之后(EL7)。古地震探槽研究结果表明, 雷波断裂带在全新世以来曾发生过多次地表破裂型强震事件, 为全新世活动断裂; 其北支和南支断裂揭露的事件互不相同, 指示雷波断裂带的分支断裂为独立的发震构造。通过收集并分析1920年以来中国西部地区产生地表破裂的走滑型地震的震级, 认为雷波断裂带上揭露的古地震事件的震级下限为6.5级, 并估计断裂带具有发生7级以上地震的能力。

随着断层面形貌测量、 宇宙成因核素测年等技术的发展, 基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是, 受沟谷侵蚀、 沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响, 并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此, 必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力, 难以掌握基岩断层面的整体信息, 即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术, 可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构, 为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例, 采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术, 获得了基岩断层面的高精度三维地形数据, 通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、 沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素, 分析了侵蚀、 埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征, 选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点, 展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。

同震地表破裂带的空间展布及形变特征是地球深部断层活动在地表的直观地貌表现, 不但记录着地震破裂和断层运动的信息, 还反映了区域应力和地壳运动状况。因此, 开展震后地震地表破裂带调查对于了解发震断层的构造活动尤为重要。高精度地形观测技术可以获取前所未有的高时空分辨率的地球表面特征, 为辨别历史地震地表破裂遗迹、 提取地表同震位移、 活动构造地质填图等提供高质量数据。文中选取富蕴1931年地震地表破裂带作为研究区, 利用SfM(Structural from Motion)摄影测量技术生成分辨率为1m的数字高程模型(DEM), 详细识别地表破裂并测量冲沟的右旋位移。基于地表破裂的几何及构造地貌特征, 将富蕴地震地表破裂带由北向南分为S1、 S2、 S3、 S4 4段, 其间以挤压隆起或拉分盆地相连接。沿破裂带共获得194组最新冲沟的右旋水平位移, 得到1931年同震位移的平均值为(5.06±0.13)m。同震位移局部缺失或突变的区域与几何阶区的位置也有良好的对应关系。以上结果填补了对富蕴地震地表破裂精细形态研究的空白, 也进一步展示高分辨率的地形数据在活动构造研究中良好的应用价值。

随着断层面形貌测量、地球化学元素测定和第四纪定年方法等技术的发展与突破，利用基岩断层面记录的信息研究古地震成为可能的技术方法之一。国内外学者从不同专业角度开展了大量基岩断层面的古地震研究，取得了一系列创新性成果。文中对基岩断层面古地震研究的结果进行了总结和梳理，系统地介绍了基岩断层面古地震研究方法的发展历史、基本原理和应用实例，并对比了各种方法的优劣与局限，指出了目前研究存在形貌表达参数繁多且优劣不明、宇生核素法限定古地震年代的不确定性较大、定年方法种类较少难以满足不同岩性断层面的测年需求、形貌与物化特征等参数未与绝对定年方法紧密联系并建立可靠的年龄标尺、缺乏断层面暴露前后经历的物理化学生物过程的机理性研究以及单一方法研究居多而多方法综合比对不够等一系列问题。建议在今后的基岩断层面古地震研究工作中应当加强对各形貌学模型参数值的可靠性、适用性及精度的总结评估；改进当前测年技术的数学模型，优化核素产生机制和产率模型，并及时引入新兴的高精度测年技术；适时地构建区域内相对定年指标（X）与绝对定年年龄（T）的关系模型，建立年代标尺；积极开展基岩断层面样品的形貌结构和矿物成分分析等微观尺度的研究，加强对断层面所经历的一系列物理、化学和生物过程的机理性研究以及多学科、多方法综合对比性研究。总之，从定性描述到定量表达、从单一学科方法到多学科交叉融合、从某一技术指标探索到多源数据技术综合运用，注重相对定年指标（X）与绝对定年年龄（T）的结合、注重显微尺度的机理性研究，是基岩断层面古地震研究方法的发展趋势。将基岩断层面的古地震研究与松散沉积物区的探槽技术紧密结合，将更为有效地恢复活断层带上更加完整的古地震序列和强震活动历史，从而对区域地震危险性给出更为合理的评价。

与断层活动相关的构造地貌是多次强震活动与长期地表过程共同作用的结果，其形态特征包含着丰富的强震活动信息。但由于测量手段和数据精度的限制，如何从形态复杂的构造地貌中准确识别这些信息一直是活动构造研究的难点。近年来，结合运动重建模型（SfM，Structure from Motion）的小型无人机（sUAV，small Unmanned Aerial Vehicle）低空航测技术为研究者提供了一种低成本、高灵活性、快速获取高精度3D地形数据（DEM）和正射影像（DOM）的方法。文中利用该方法获得了海原断裂唐家坡西田埂位错区域的高精度、高分辨率DEM数据，然后基于DEM数据进行了构造地貌解译和断层陡坎形貌分析。通过地貌单元划分并对其与断层的切割关系进行解译，识别出一系列走滑断裂的伴生构造，并讨论走滑断层发育过程中的破裂类型及其样式。基于对冲沟水平位错量、断层陡坎垂直位错量的统计和断层陡坎坡度拐点的分析，认为研究区地貌面形成以来经历了2次地表破裂型地震事件。其中，最新一次事件的水平和垂直位移量分别为（4.3±0.4）m和（0.95±0.14）m，该位移量也代表了1920年海原地震的同震位移量；较老一次事件的水平和垂直位移量分别为（4.3±0.95）m和（0.85±0.22）m。