就地宇宙成因核素测年是基岩断层面和滑坡、 崩塌体古地震研究中至关重要的年代测定方法之一, 其测定的目标矿物较多。石英因其成分简单、 分布广泛且易于进行化学处理而成为就地宇宙成因核素测年中的一种理想测年矿物。从野外采集的岩石中分离出纯石英是就地宇成核素测年实验的首要步骤, 同时也是一个关键环节。常规的HF/HNO₃蚀刻分离提纯石英的方法耗时长、 效率低, 影响就地宇宙成因核素测年方法在活动构造中的应用。文中报道了一种采用实验室集成的石英浮选提纯装置及提纯方法, 选取活动构造研究中2种宇成核素测年常用的长英质岩石样品——花岗质片麻岩和石英岩, 经破碎、 筛分出0.25~0.50mm粒径的颗粒作为试验样, 成功实现了石英与长石等杂质矿物的有效分离, 获得的石英组分中石英占90%以上, 效果显著。结果表明, 花岗岩类样品浮选分离后的石英组分再用HF/HNO₃继续蚀刻2、 3次后, 石英中的Al含量降至200ppm以下, 完全满足宇宙成因核素测年的要求, 隐晶质的石英岩经过浮选分离再蚀刻提纯, 比全岩粉碎后直接提纯减少了一倍以上的时间。文中的浮选提纯装置和方法极大地减少了HF/HNO₃蚀刻时的用酸量, 降低了成本, 同时也节省了蚀刻时间, 提高了宇成核素测年石英分离提纯的效率。同时, 还可为低温热年代学中提取锆石、 磷灰石的处理流程提供借鉴。

文中采用蒙特卡罗随机抽样方法, 研发了一套融合传统二维潜在震源区(下文简称“潜源”)和三维断层源的概率地震危险性算法。该算法不仅适用于传统的区域面源, 同时还能考虑地震的破裂尺度并兼容三维断层源的概率地震危险性计算。文中研发的算法可高效实现断层源地震事件集的三维模拟, 并将地震破裂尺度引入到概率地震危险性计算中, 显著提高了近断层地区地震危险性计算的合理性。为了提高程序的执行效率, 算法采用预先在平面潜源中充填网格点的方式随机模拟地震事件在潜源内的均匀分布。对于椭圆衰减的地震危险性计算, 算法采用了预先构建不同震级、距离及不同场点与潜源长轴方向夹角下的短轴距的三维矩阵, 通过查表和插值方式直接获得相应场点的短轴距, 避免了循环迭代逼近短轴距计算效率低下的问题。分别利用五代图的概率地震危险性程序和文中研发的算法, 计算了湖南长-株-潭(长沙-株洲-湘潭)城市群所处的中强地震活动环境的区域地震危险性以及近断层源的常德、株洲2个场点在不同概率水平下(重现期分别为50a、475a和2 475a)的地震危险性。比较研究表明, 五代图的程序低估了三维断层源附近的地震危险性, 且随着概率水平的降低, 低估的程度越来越高。最后, 利用太平洋地震工程中心(Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEER)验证概率地震危险性程序的算例(数据集1案例10)验证了文中算法的可靠性。

地震崩塌、 滑坡是较为严重的地震次生灾害, 研究地震崩塌、 滑坡发生的时代及其活动规律, 从而恢复断裂带古地震活动历史、 地震复发周期, 有助于地震危险性评价及地震灾害防御工作。文中选择秦岭北缘断裂带和华山山前断裂中段被历史文献记录的地震基岩崩塌、 滑坡为研究对象, 使用施密特锤测量416个岩块的反弹值, 并对其进行统计分析, 计算了崩塌、 滑坡体暴露岩石的风化因子, 讨论了施密特锤暴露测年法的分辨率, 评估了施密特锤测年的可靠性, 同时建立了古地震基岩崩塌、 滑坡历史记录年代与反弹值参数之间的关系曲线。结果表明: 施密特锤暴露测年方法提供了一种简单、 快速、 廉价、 无破坏的原位相对测年方法, 初步建立的岩石风化因子-年龄校正曲线为T=(19 723±888)×f_w-(2 145±166), 基于该校正曲线, 可以对形成年龄>500a的基岩崩塌和滑坡进行分期, 为确定秦岭北缘古地震基岩崩塌、 滑坡形成时代提供一种新的相对测年手段。施密特锤岩石反弹值还可用来评估宇宙成因核素暴露测年样品是否存在先期暴露、 翻滚、 二次埋藏等复杂暴露历史带来的核素继承浓度问题, 帮助选择合格的宇宙成因核素测年样品的采集地点, 保证测年数据的可靠性, 提高测年效率。在秦岭北缘的气候和岩性条件下, 岩石经历2ka风化后, 表面强度减小约(25%±1%), 约1ka后减小(16%±1%), 约0.5ka后减小(15%±1%)。

喀喇昆仑断裂是青藏高原西部一条大型边界断裂, 调节了印度板块与欧亚板块的碰撞变形, 在青藏高原西部构造演化过程中扮演着重要角色。阿里地区断裂迹线清晰, 断错地貌显著, 显示出晚第四纪强烈活动的特征。目前, 断裂最近的强震活动时代、 复发间隔等地震活动性参数尚不清楚, 极大地限制了地震危险性评估的准确性。文中对阿里地区的断裂几何结构、 断错地貌进行了调查, 在扎西岗乡、 门士乡、 巴嘎乡等地对断错地貌面及断塞塘进行了光释光年代样品采集。研究结果表明, 断裂以扎西岗乡、 索多村为界分可为3段, 各段断裂结构及性质差异显著; 断裂最近的强震活动在扎西岗乡西、 门士乡东以及巴嘎乡一带, 时间分别约为2.34kaBP、 3.01kaBP及2.54kaBP。断裂最近的强震活动距今的时间可能已非常接近地震复发间隔, 其能量积累或已达到了非常高的程度, 再次发生强震事件的危险性很大, 需引起足够重视, 尽快对断裂的古地震事件、 复发间隔等地震活动性参数开展细致的研究。

地震目录是开展活动构造、 地震区划、 地震预测和防震减灾等工作的重要基础, 对地震目录的完整性、 可靠性进行分析是地震学研究的基本前提之一。 目前, 中国海域及邻区统一的地震目录编纂及其完整性分析尚属空白。 基于此现状, 文中广泛收集了中国海域及邻区的地震台网、 全球地震台网的分布情况和地震资料, 并基于此开展了以下工作: 1)研究了不同海域、 不同时段的地震观测能力; 2)分析了中国海域及邻区地震震中定位精度的时、 空分布特点; 3)采用正交回归方法拟合了中国海域及邻区面波震级、 体波震级与矩震级之间的转换关系式, 建立了中国大陆地震台网与中国台湾地区地震台网M_L震级、 中国大陆地震台网与菲律宾地震台网M_S 震级的转换关系式, 并最终建立了中国海域及邻区统一震级标度的地震目录; 4)基于震级累积频度(N-T)关系分析了中国海域及邻区统一地震目录不同范围、 不同震源深度各震级档的完整起始年限。 本研究是中国国内首次针对海域地震活动特征进行的海域及邻区统一地震目录的编制工作, 填补了中国海域及邻区地震目录编制的空白, 为中国海域及邻区活动构造、 地震活动性和地震危险性分析提供了基础, 为编制海域地震区划图以及海域建设规划和工程建设的防震减灾工作提供技术支撑。 此外, 文中对地震监测能力的分析可为今后地震台网的优化布局提供科学参考。

由于唐山—河间—磁县地震构造带的位置、 断错层位与上断的埋深尚不明确, 在大名断裂、 沧西断裂、 大城东断裂附近布设了4条浅层地震勘探测线。 测线DZ1位于邯郸市大名县东南部的龙王庙镇, 以探测大名断裂。 在该测线上共探测出5个断点, 均为正断裂, 上断点埋深95~125m, 断距为6~12m, 错断晚更新统而未错断全新统。 DZ2测线位于沧州市献县县城东部, 以探测沧西断裂。 在该测线上共探测出3个断点, 均为正断裂, 上断点埋深170~190m, 断距为7~10m, 断裂上断点切割中更新统。 DZ3和DZ4测线位于大城县里坦镇西, 共探测出4个断点, 上断点埋深120~130m, 断距为5~15m, 均为正断裂, 断裂上断点切割中更新统。 根据探测结果分析认为: 大名断裂是晚更新世活动断裂, 沧西断裂和大城东断裂是中更新世活动断裂, 这3条断裂均有发生6级左右地震的能力。 大城东断裂是先存地壳 “深断裂”向上撕裂状扩展的 “新生断裂”。

河套断陷带是一个复式断陷盆地，存在2个次级凸起和3个次级凹陷。包头凸起分隔了白彦花凹陷和呼和凹陷，基底为前寒武纪花岗片麻岩，上覆地层为第四系。文中利用浅层地震勘探、活动断裂填图以及跨断层钻孔剖面等手段详细研究了包头凸起的构造特征。浅层地震勘探揭示白彦花凹陷和呼和凹陷都是北深南浅的箕状凹陷，包头凸起是SE陡NW缓、NE宽SW窄的不对称凸起，西沙湾-兴胜断裂和大青山山前断裂分别为凸起的NW和SE边界断裂。凸起的SE边界断裂是全新世活动断裂，属于大青山山前断裂西端的包头段，其在物探剖面上表现为S倾、上陡下缓的铲式断裂，错断了呼和凹陷内的全部沉积地层；断裂在地表沿晚更新世湖积台地南缘展布，构造地貌标志显著。西沙湾-兴胜断裂为隐伏断裂，地震勘探和钻孔联合剖面都揭示该断裂未错断晚更新世湖相地层，为早-中更新世断裂。几何形态、岩性构成和边界断裂等多方面证据均表明包头凸起是大青山隆起的西延，分隔了乌拉山山前断裂和大青山山前断裂，2条断裂构成独立的发震构造。河套断陷带具有复杂的结构形态，许多与其相关的科学问题需要进一步系统研究，解析断陷带的形成与演化过程需要更多地关注断陷带内部的次级构造。

基于数字高程模型（DEM）空间分析技术，系统提取了华山山前河流相关地貌参数，包括河流坡降指标SL、河流水力侵蚀模型标准化陡峭指数k_sn、流域盆地面积高程积分HI、谷底宽度与谷肩高度之比Vf、山前曲折度Smf等。研究表明，各参数指标大致以华县及华阴为界，空间上差异分布，表现为华县—华阴段河段SL在断裂附近出现极高值，河流SL均值、k_sn均值、HI值、Vf值以及Smf值集中在500～700、120～140、0.5～0.6、0～0.1及1.0～1.1之间；蓝田—华县段及华阴—灵宝段的指标分布特征大致相同，上述指标值集中在300～500、100～120、0.4～0.5、0.2～0.6及1.2～1.5之间。综合分析发现，构造活动是造成上述指标差异的主要因素，对各指标进行构造活动等级划分，计算出华山山前相对构造活动强度（Iat），结果显示在华县—华阴段Iat值集中在1～1.5之间，其他部位集中在1.5～3之间；表明华山山前华县—华阴段构造活动最强，其他部位活动相对较弱。华山山前构造活动主要受控于华山山前断裂。野外地质调查表明，华山山前断裂在华县—华阴段活动最强，全新世以来仍发生过多次活动；在蓝田—华县段及华阴—灵宝段断裂仅在晚更新世有过活动，未见全新世活动迹象，活动性整体偏弱。利用河流地貌参数获取的华山山前构造活动强弱与野外地质调查得出的结论一致，表明以河流地貌参数作为构造活动的研究对象，能有效地反映区域的差异构造运动。

基于华山山前断裂1︰5万活动断层填图成果，对断裂沿线地层地貌、断层三角面、河流阶地、陡坎地貌以及典型断错剖面等进行了详细的研究。研究表明：1）华山山前断裂按几何结构、断错地貌表现分西段（蓝田-华县段）、中段（华县-华阴段）及东段（华阴-灵宝段）3段；2）西段及东段断裂错断了T₂阶地及马兰黄土，T₁阶地跨断裂连续，测年结果表明，T₂阶地形成于晚更新世中期，T₁阶地形成于全新世早期，由此得出西段及东段断裂在晚更新世有过活动，全新世以来活动弱或不活动；3）中段断错地貌显著，河谷两侧发育Ⅲ级阶地，跨断裂阶地均被错断，测年结果表明：T₁阶地形成于2~3ka BP，T₂阶地形成于6~7ka BP，T₃阶地形成于60~70ka BP，结合阶地陡坎高度，得出不同时段的平均垂直滑动速率：T₃-T₂时期0.4mm/a；T₂-T₁时期1.1mm/a；T₁以来1.6mm/a；4）中段在晚更新世晚期以来发生过多次活动，在石堤峪、沟峪等地见漫滩陡坎，结合文化层及炭样年龄，可知漫滩形成于距今400~600a，对比历史地震资料，漫滩陡坎应为华县1556年地震的遗迹；5）结合前人研究认为，公元1556年华县8（1）/（2）级地震的发震构造为华山山前断裂及渭南塬前断裂，其它断裂是否参与有待进一步研究。

利用西昌测网2012—2014年6期流动重力观测资料, 分析了区域重力场差分动态变化和累积动态变化特征, 以及近震源区测点的时序变化曲线, 认为鲁甸6.5级地震前2年并没有出现明显的趋势性累积异常, 而可能的前兆信号与断层滑动面两侧的测点2014-03—2014-06时段的重力点值差异性变化相关.针对此异常采用等效源模型反演至震源深度范围内的密度值变化在10^-5g/cm³量级, 推测该质量源在短期内的变化可能与地壳内部介质孔隙流体的充填或运移相关, 在短期构造运动等动力条件下, 孕震区可能由于流体物质运移、充填并诱发断层滑动, 导致地震的发生.

通过1/5万活断层地质填图, 对山西峨嵋台地北缘断裂晚第四纪活动性进行了详细研究.以谭家庄、南柳附近的2个阶区为界, 将断裂分为西、中、东3段.谭家庄以西该断裂中更新世早期有过活动, 之后未见明显活动迹象.谭家庄至南柳之间断裂晚更新世以来活动强烈, 全新世仍有活动, 最新活动发生在(2.00～1.29)ka BP, 晚更新世晚期以来滑动速率≥0.36mm/a.南柳至西彰坡段晚更新世以来活动明显, 尚未发现全新世活动的直接证据, 晚更新世以来断层滑动速率≥0.1mm/a.

通过口泉断裂1／5万地质填图,调查了口泉断裂中段(上神泉至杨家窑段)晚第四纪以来断错地貌特征。从山麓麓原面到山间沟谷河床一共可以划分出5级层状地貌面,最顶部(第5级地貌面)为山麓剥蚀面,推测为形成于新近纪的唐县期夷平面; 第4级地貌面由大河间T₃阶地以及山麓地带发育的同期洪积台地组合而成,形成于中更新世末、晚更新世初; 第3级、第2级地貌面在山区只见于山间河谷,分别代表着T₂及T₁阶地,山前不同部位展布T₂及T₁同期洪积扇,分别形成于晚更新世末、全新世中期; 第1级地貌面为河漫滩及山前现代洪积扇。口泉断裂中段晚第四纪活动以小峪口至楼子口段最为明显,T₁阶地断距超过3m,T₂阶地断距不＜17.5m。根据测年、T₂阶地断距与断代,得出小峪口至楼子口段滑动速率不＜0.53mm/a,石井至鹅毛口段滑动速率为0.4mm/a,大峪口至禅房段滑动速率为0.17mm/a。这可能表明口泉断裂中段晚第四纪活动中心位于小峪口至楼子口一带,向两侧活动强度减弱。