2022年1月8日, 青海省门源县发生了 M_S6.9 地震。为及时全面了解地震同震地表破裂带的空间分布并准确判定发震构造, 文中通过对震后高分七号遥感影像进行解译判读, 综合野外考察核实, 获得了门源 M_S6.9 地震同震地表破裂带的展布情况, 并识别出多种典型的同震破裂地貌, 总结了多种同震地貌的影像特征。结果表明, 此次地震产生了2条主要的地表破裂带, 呈左阶斜列展布。北支主破裂带分布于冷龙岭断裂西段, 长约22km, 走向 100°N~120°E; 南支次级破裂带分布在托莱山断裂东段的局部段上, 长约4km, 走向为N90°E, 2条破裂带总长约26km; 沿破裂带形成了一系列典型左旋走滑同震地貌, 如张裂隙、张剪裂隙、挤压脊、挤压鼓包、左旋纹沟、左旋断错路基等; 在此基础上, 文中还对冷龙岭地区典型左旋地貌的累积位错进行了测量, 并与前人的测量结果作对比研究, 得到了较为准确的测量结果。文中基于高分影像对断裂沿线典型的断错地貌开展研究, 不仅可为高分七号卫星数据的地质应用积累实例, 所得结果也可为未来构造地貌研究提供强有力的数据支撑。

北京时间2022年1月8日01时45分, 青海省海北藏族自治州门源回族自治县境内发生 M_S6.9 地震, 震源深度10km, 震中位于青藏高原中北部的祁连-柴达木次级地块的北部、 托莱山断裂带和冷龙岭断裂带的交会部位。此次地震是进入2022年以来全球震级最大的一次地震, 也是青海省境内继2021年5月22日玛多 M_S7.4 地震后又一次6.0级以上地震, 同时也是继1986年8月26日和2016年1月21日2次门源6.4级地震之后该地区发生的震级最高、 地表破裂最长的地震事件。在综合分析震源参数、 余震分布的基础上, 我们第一时间对同震地表破裂进行了野外考察。初步调查表明, 此次门源 M_S6.9 地震的地表破裂带长度>22km, 由北支主破裂和南支次级破裂组成。 其中, 北支主破裂带沿广义海原断裂带中段的冷龙岭断裂西段分布, 长度>18km, 主体呈295°走向, 最大同震水平位错位于中部硫磺沟一带(37.799°N, 101.260 7°E), 水平最大位错量约3.1m, 向两端逐渐衰减; 南支的次级破裂分布在广义海原断裂带中西段的托莱山断裂东段局部段上, 长约4km, 呈275°走向, 水平位错约1.0m, 构成与主破裂带西段左阶斜列的次级分支破裂。南、 北2支破裂段之间以拉张阶区斜列。整个地表破裂主要由线性剪裂隙、 斜列张裂隙和张剪裂隙、 挤压鼓包等多种构造类型组合而成。同震地表破裂具有典型的左旋走滑运动性质, 同时兼有逆冲分量, 最大垂直位错为0.8m。

青藏高原东北缘是青藏高原向NE扩展的最前缘, 是理解高原扩张的最佳场所。日月山断裂是青藏高原东北缘一条NNW走向的右旋走滑断裂, 对其开展活动性研究对于理解高原扩张有重要意义。目前对该断裂南段的晚第四纪活动性质研究较少, 对其晚第四纪的活动特征认识尚且不足。文中基于日月山断裂南段的野外考察资料, 通过高精度遥感影像解译并结合典型位错点无人机摄影测量等方法获得其精细的几何展布, 根据断裂的展布特征自北向南将日月山断裂南段分为贵德和多禾茂2段。结合年代学研究, 初步确定日月山断裂南段存在全新世活动, 结合典型位错点多级地貌面定年与蒙特卡洛方法, 厘定了贵德段和多禾茂段全新世以来的水平滑动速率分别为(3.37+0.55/-0.68)mm/a和(2.69+0.41/-0.38)mm/a。结合前人的研究资料分析认为, 在NE向主应力下, 鄂拉山和日月山等断裂发生右旋走滑和NE向压扁, 共同吸收青藏高原东北缘块体NE向的地壳缩短。

北京时间2021年5月22日02时04分, 青海省果洛藏族自治州玛多县发生了M_S7.4地震, 震中位于巴颜喀拉地块内部, 距地块北边界东昆仑断裂带约70km。 在综合分析震源参数、 余震分布和InSAR反演结果的基础上, 我们第一时间对发震断层和同震地表破裂进行了野外考察。 初步研究表明, 玛多地震的发震断层为NW走向、 左旋走滑的昆仑山口-江错断层, 破裂段为江错段。 地表破裂长160km, 主要由线性剪裂隙、 斜列张裂隙和张剪裂隙、 挤压鼓包、 地震陷坑等多种构造类型组合而成, 在河谷、 沼泽地区伴有大量喷砂冒水、 砂土液化现象和重力滑坡等。 地表破裂带自西向东可依次划分为鄂陵湖南段、 黄河乡段、 冬草阿龙湖段和昌麻河乡段; 不同段之间或走向差别较大, 或以大的拉张阶区分隔。 其中, 鄂陵湖南段、 黄河乡段的西段、 冬草阿龙湖段的中段和昌麻河乡段的地震地表破裂带明显且可连续追踪, 尤以鄂陵湖南段的地表破裂规模最大; 其他段的地表破裂断续展布。 根据冲沟、 道路和拉张阶区裂隙宽度等可确定地表同震位移量为1~2m。

青藏高原东北缘地区的构造变形以NE向挤压缩短、 顺时针旋转和向E挤出为主要特征, 在NE向挤压作用下形成了NNW向的右旋走滑断裂, 进一步将东北缘地区分为多个次级块体。 其中, 鄂拉山断裂与东昆仑断裂围限形成的柴达木次级块体整体以向NW方向的旋转挤出为主要特征, 但处于这2条边界断裂交会部位的柴达木盆地东缘都兰地区的构造变形方式却不清楚。 近期在针对都兰地区的野外地质调查中, 发现了一条NW走向、 长60~70km的右旋走滑断裂带, 即夏日哈断裂带。 该断裂带位于鄂拉山断裂西侧, 由2条近平行的断裂组成, 分别为夏日哈断裂和英德尔康断裂。 经遥感解译与野外地质调查发现, 该断裂线性特征明显, 断错了多期冲积扇、 河流阶地等晚第四纪地质地貌体, 发现了多个断错晚第四纪沉积物的剖面, 显示该断裂带为晚更新世—全新世活动断裂。 综合分析认为, 该断裂与前期发现的近EW走向的热水-桃斯托河全新世左旋走滑断裂, 分别在鄂拉山断裂和东昆仑断裂的影响下共同调节柴达木块体端部的挤出旋转变形。 同时, 该断裂为该区新发现的活动断裂, 具有中强地震的潜在发震能力, 这不仅对理解区域构造变形模式具有重要意义, 也导致对该区域地震危险性的认识发生较大改变。 因此, 亟待在该区域开展更进一步研究工作, 以增进对区域应变分配模式的理解, 为区域地震安全问题提供参考。

在青海都兰最新开展的活动断裂调查工作中, 于都兰-茶卡高地南部新发现了1条长约40km、 走向近NEE的左旋走滑、 局部兼正断性质的全新世活动断裂——热水-桃斯托河断裂。 文中通过野外地质调查与典型段落无人机航拍主要获得了以下2点认识: 1)热水-桃斯托河断裂及其全新世活动的发现尚属首次, 其长约40km, 断裂带东端存在长6km的地表破裂带; 2)断裂切过的冲沟和阶地存在左旋位错现象, 利用无人机获取高分辨率DEM影像, 并对冲沟沟谷的地形剖面进行恢复测量得到的位错量为(9.3±0.5)m、 (17.9±1.5)m和(36.8±2)m。 对2级冲沟阶地位错进行恢复测量得到T₁/T₀阶地陡坎的位错量为(18.2±1.5)m, T₂/T₁阶地陡坎的位错量为(35.8±2)m, 可以看出冲沟位错量和阶地位错量的结果较为一致。 据历史地震记载, 1938年4月10日在热水-桃斯托河断裂地表破裂的东端发生了M53/4地震, 1952年3月21日发生了M_S5.0地震, 可能均与该断裂的活动有关。 但在都兰县县志等相关资料中均未发现有关于这2次地震的文献记录, 这可能与当时地震震中比较偏远、 都兰县人口稀少且发震时间比较久远有关。 东昆仑断裂和鄂拉山断裂最南端会聚形成1个向NW挤出的楔形断块, 位于楔形断块端部的都兰盆地受区域NE-SW向主压应力和2条边界断裂剪切作用的影响, 经历了挤压伴随局部拉张的复杂变形过程。 这主要是由于2条控制楔形断块的边界断裂——东昆仑断裂与鄂拉山断裂之间存在NE-SW向的挤压作用, 在这样的挤压过程中, 楔形断块局部拉张的具体表现形式为两侧断裂发生走滑, 使断块向NW向挤出, 因此该区三角楔形挤出的变形机制与纯粹的刚性块体的挤出机制有所不同。 在靠近鄂拉山断裂的都兰盆地东北缘形成一系列向SE会聚的羽列状逆冲断裂, 其形态上向E与鄂拉山断裂平行, 可能在深部汇入鄂拉山断裂; 靠近东昆仑断裂带的都兰盆地南缘断裂, 即热水-桃斯托河断裂受到东昆仑左旋走滑断裂和鄂拉山右旋走滑断裂共同作用的影响, 表现为左旋走滑的活动特征, 同时楔形断块向NW挤出, 使其东南端出现局部拉张, 故断层局部又表现为拉张性质。 这些断裂共同吸收或转换高原东北缘的剪切应力。 因此, 此次对都兰热水-桃斯托河断裂的新发现为更好地认识和理解青藏高原东北部断块内部的变形方式和机制等提供了重要的约束条件和依据。

日月山断裂位于东昆仑断裂和祁连-海原断裂等主边界断裂控制的柴达木-祁连活动块体内部，属于二级构造。该断裂构造地貌发育，研究其活动特征可获得青藏高原东北缘向外扩展的信息。文中以晚更新世以来清晰的地貌变形为重点，通过RTK测量方法获得沿断层走向的垂直位移量，基于断层生长连接理论，分析了日月山断裂的演化，并讨论其反映的动力学背景，主要获得了以下3点认识：1）根据晚更新世以来洪积扇和阶地等地貌内长约200km的3期断层陡坎的发育特征，将日月山断裂分为5段，最重要的分段位于第三重叠区（CD-3）。2）日月山断层3期位移量分布形态反映了断层由多条次级破裂生长连接而成，处于断层生长连接的第二阶段。以CD-3为界，NW侧的断层持续生长连接；东南侧的断层活动时间相对较短，活动强度相对较弱。3）断层位移量分布曲线极值指示了应变集中和应力积累的位置。以CD-3重叠区为界，NW侧应力和应变主要集中在中部及断层重叠区，东南侧应力长期积累的范围则相对分散。应力状态可能与区域构造应力挤压作用下块体内部的顺时针旋转有关。

日月山断裂位于柴达木-祁连活动块体内部，受到东昆仑断裂和祁连-海原断裂等主边界断裂控制，形成了块体内部夹持于主边界断裂之间的次级构造。该断裂的构造位置特殊，确定其晚更新世以来的活动速率可提供青藏高原东北缘向外扩展的最新活动信息。文中通过建立地貌面时间标尺，分析断错的地貌标志，获得了以下2点认识：1）晚更新世以来，日月山断裂德州段主要发育一级洪积扇面f_p，三级河流阶地面T₁、T₂和T₃。其中洪积扇f_p的废弃年龄约（21.2±0.6）ka，河流阶地T₂的废弃年龄约（12.4±0.11）ka；2）日月山断裂晚更新世晚期以来的右旋走滑速率约（2.41±0.25）mm/a，全新世以来的右旋走滑速率约（2.18±0.40）mm/a，垂直滑动速率约（0.24±0.16）mm/a。日月山断裂德州段的右旋走滑速率在晚更新世晚期以来基本不变。日月山断裂并未切错大型块体的边界，而是青藏高原东北缘地区夹持于区域大型左旋走滑断裂内部的1套右旋走滑断裂中的1支。在青藏高原东北缘整体生长和扩展的过程中，右旋走滑断裂对各次级块体之间的变形协调起着十分重要的调节作用。

2010年4月14日在青海省玉树县发生了M_S7.1地震,形成了长达65km的地表破裂带,甘达村西D1、果庆益荣松多D2是地表破裂带上破裂特征具代表性的2个地点。这2个地点的同震地表破裂特征调查结果显示:1)破裂沿先存的断裂晚第四纪活动遗迹展布,在甘达村西主要表现为张剪切破裂呈雁列状展布,在不连续的岩桥区分布了挤压鼓包,地表破裂带主要集中在古地震坳槽中,通过测量一个错断的围墙得到该点的位错量为1.4m;2)在果庆益荣松多,山前坡积物中展布的破裂带由斜列距约30m的次级破裂右阶斜列组成,而次级破裂则由一系列斜列距3～5m的单条破裂右阶斜列组成,单条破裂主要表现为挤压鼓包-张裂缝相间排列与裂缝带等2种破裂样式,在河谷中则表现为挤压垄脊和陷落塘,实测栅栏位错量为1.3m;3)破裂整体为左旋走滑性质,未见明显垂直错动分量,破裂样式为典型的走滑破裂特征,地表破裂带沿先存断错地貌分布,反映晚第四纪活动的甘孜-玉树断裂是此次地震的发震断裂,该断裂大震活动具有原地重复发生的特点。

青海大通断裂带是青藏高原北部压性盆地带内的一条NE向断裂,构成西宁盆地与大通城关盆地的边界。该断裂带主要由麻子营-庙沟断裂(F₁)和老爷山-南门峡断裂(F₂)2条次级断裂段构成,沿该断裂带有明显垂直断错的地貌现象。野外调查表明,断裂具有长期活动特征,基岩中发育10余米宽的断层破碎带,且沿断裂带一些地段有岩脉侵入。断裂最新活动表现为寒武纪地层逆冲到早第四纪砖红色砾石层之上,沿断层面发育数厘米厚的断层泥。但断层带上覆坡积黄土未被断错。断层泥测年(ESR)结果为(610±61)kaBP;上覆黄土测年(OSL)结果为(14.6±1.5)kaBP。根据测年结果和地质地貌现象判定该断裂带在中更新世有过明显活动。大通盆地内部地层以长轴NW向的褶皱变形为主,根据断层与褶皱变形的关系认为,在NEE向区域挤压应力作用下NE向的大通断裂是断层两侧褶皱带之间不同段落压缩不均匀而形成的横向撕裂。这一特征可能代表了青藏高原东北部一系列NE向断裂的共同特征。这些NE向断裂规模不大,被围限在活动块体内部,与褶皱和压性盆地轴向近垂直。

在西宁市城市活断层探测的基础上,对城市活断层与地层褶皱变形的关系进行了研究,认为湟水河断层和NW向的湟水河北岸断层为背斜顶部张性断层,南川河断层为褶皱不均匀变形形成的横向撕裂断层,北川河东岸断层为向斜核部或翼部发育的挤压断层。并根据褶皱变形平衡剖面和重力资料反演,推测了褶皱变形滑脱面深度,初步建立了西宁市城市活断层的地震构造模型。依据地震构造模型,对城市活断层的发震能力进行了讨论。