数字地形分析是活动构造和构造地貌研究中的一种重要手段, 目前已被广泛应用于地表过程分析中。随着高精度数字地形数据获取的日益便捷, 精细定量化研究地貌参数已成为一个重要趋势。呼图壁断裂和独山子断裂位于天山山脉北麓, 地表迹线十分典型而显著。在这2个区域内, 前人已经完成了区域大比例尺活动断裂地质地貌填图, 并发表了大量研究成果。因此, 它们是十分理想的探索断层迹线自动化提取方法的2个区域。在实际提取过程中, 根据逆断层陡坎的倾向是否与其所在地貌面坡向一致, 文中分别定义了正向和反向逆断层陡坎。基于对这2种不同断层陡坎形态的分析, 利用ArcGIS软件平台并选择恰当的地貌参数实现了对断层地表迹线的提取。通过坡度计算、冲沟提取、数据密度分析和流程建模等步骤, 建立了2套智能化提取流程。最终提取结果与以往的地质地貌填图和遥感数据目视解译结果基本一致。除此之外, 独山子研究区的提取结果还揭露了未曾被识别的反向断层陡坎迹线。这不仅说明文中提出的方法具有很好的适用性, 同时也能够提取十分细小的逆断层地表迹线。与传统方法相比, 这种人机交互式的半自动化方法大大提高了工作效率。但是, 如何真正实现任意地质构造背景中逆断层地表迹线的完全自动化提取, 仍然是未来一个重要的研究方向。

阿拉善地块南缘地处青藏高原东北缘地壳扩展前锋带的北侧, 对该地区活动断裂晚第四纪的运动性质、滑动速率等开展研究, 有助于理解阿拉善地块的晚第四纪构造变形特征及其对青藏高原向N扩展的响应。文中结合遥感影像解译与野外地质地貌考察, 对阿拉善地块南缘的北大山断裂进行了分段和活动性研究。结果表明, 北大山断裂左旋走滑断错晚第四纪洪积扇和阶地等地貌, 形成显著的位错阶地坎、冲沟以及断层陡坎。通过对断错地貌线等标志的测量、复原、统计分析等, 发现断裂的地貌位移值分布于3~20m, 发育新鲜断层自由面的断层陡坎和左旋错动的纹沟指示了断层的最新一次活动。基于同期洪积扇年龄估算得到北大山断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0.3~0.6mm/a。北大山断裂的运动学特征与区域NE向应力场一致, 可能受到了青藏高原NE向扩展的影响。

受新生代印度-欧亚板块碰撞的远程效应影响, 西准噶尔地区平行斜列的走滑断裂系统被重新激活。托里断裂作为其中重要的组成部分, 获取其晚第四纪构造变形特征对于认识和理解天山以北区域的构造变形和地壳缩短吸收方式都具有重要意义。文中基于野外调查结果和无人机三维重建技术分析了托里断裂晚第四纪的构造变形特征, 并利用光释光测年方法对托里断裂的地貌面期次进行定年, 进而通过冲沟和阶地陡坎等标志性地貌的位错量和地貌年龄计算托里断裂的晚第四纪活动速率。研究结果表明: 托里断裂由东、 西2支分支断裂构成, 均以左旋水平走滑为主。东支断裂使喀普舍克河T3和T2阶地分别产生了(89±31)m和(39±13)m的水平位错量, 结合T3阶地(52.9±5.1)ka和T2阶地(23.4±1.5)ka的形成年龄, 计算得到其活动速率约为(1.7±0.8)mm/a; 西支断裂使铁斯巴汗河T2阶地产生了(34.0±6.8)m的水平位错量以及喀普舍克河T3阶地上最大为(37.5-4.1/+2.7)m的冲沟水平位错量, 结合T2阶地(18.8±1.3)ka的形成年龄, 计算得到其活动速率为(1.8+0.5/-1.3)mm/a。结合前人对塔城东断裂的研究结果分析认为, 西准噶尔地区的平行左旋走滑断裂系统具有书斜构造模型的特点, 并通过断裂系的平行走滑运动吸收了西准噶尔地区大部分挤压缩短量, 在控制该区域SN向地壳缩短过程中发挥了重要作用。

依据山前洪积扇顶部的扇形地形和向下游方向逐渐降低的地形特征, 文中首先分析了断层面直立、 向河流上游倾斜、 向河流下游倾斜3种条件下左旋走滑断层错动在洪积扇顶部形成的断层陡坎的坡向和高度变化。 其次, 分析了左旋逆走滑断层、 左旋正走滑断层在不同断层倾向条件下, 断层错动在洪积扇顶部形成的断层陡坎的坡向和高度变化。 利用无人机实测地形数据、 谷歌卫星影像, 结合野外地质地貌调查, 发现新疆塔城盆地东缘NE-SW走向的冬别列克断裂近垂直穿过了自SE-NW发育的阿合别斗河。 阿合别斗河处洪积扇的中轴线为NW向, 坡向朝N, 断层活动使其顶部发育了高约5.2m、 坡向SE的反向断层陡坎。 而在河床左、 右两岸各1km之外的山前洪积扇上, 断层陡坎为坡向NW的正向断层陡坎, 坎高1~5m不等。 阿合别斗河左岸T2、 右岸T4与左、 右两岸T5阶地的左旋水平位错量分别为(10.1±0.2)m、 (10.6±0.7)m、 (29.1±0.2)m、 (20.0±0.7)m, 垂直位错量分别为(1.5±0.1)m、 (3.6±0.3)m、 (4.7±0.2)m、 (5.2±0.1)m。 野外调查发现2处断层露头, 断层面均倾向SE。 根据阿合别斗河附近的断错地貌和走滑断层断错地貌模型, 认为冬别列克断层在地貌面S1形成后为左旋逆走滑性质, T5阶地面形成后断层的性质转变为左旋正走滑并多次活动, 形成了自SW-NE连续分布的正向断层陡坎—无陡坎—反向断层陡坎—无陡坎—正向断层陡坎的地貌现象。

位于天山南麓库车坳陷中的东秋里塔格背斜带是典型的活动逆断裂褶皱带, 1949年的库车M7$\frac{1}{4}$地震发生在该逆断裂褶皱带上。 目前, 仍然没有发现此次大地震的地表破裂带, 也没有确定其发震断层。 同时, 由于这一地区相关的年代学研究匮乏, 对于这一地区的古地震事件仍然缺乏系统性地认识。 文中基于野外调查获取的地表地质特征和通过石油地震反射剖面解读的深部构造, 定性地分析了研究区内的地表活动断层与深部低倾角滑脱断层、 褶皱变形的关系。 我们聚焦于冲破至地表的活动断层, 选择在库车塔吾背斜北翼和东秋里塔格背斜南翼的突破断层上开挖了5个探槽, 分析了探槽中与古地震事件相关的构造和地层沉积特征。 根据OSL(光释光)和¹⁴C测年结果, 利用逐次限定法识别出了6次古地震事件。 在这些古地震事件中, 有的地表破裂同时发生在褶皱带南、 北两翼的突破断层上, 有的仅在褶皱带北翼的突破断层上发生。 总体而言, 这些古地震事件引起的地表破裂具有南天山低角度逆断层古地震破裂变形普遍存在的2种现象, 即单条断层多次破裂和多条断层同时破裂。 已揭示的古地震事件具有一定的丛集性, 在距今7.4ka以来具体表现为: 距今5.7~7.4ka共发生了3次古地震事件, 在距今3.3~4.7ka发生了1次古地震事件, 最新的丛集事件可能以1949年库车M7$\frac{1}{4}$地震的发生为标志。 研究区地震丛集的发生近似有2.5~4ka的重复周期, 1949年库车M7$\frac{1}{4}$地震之后是否还会发生强震, 还有待进一步的观察和详细研究。

博罗可努-阿齐克库都克断裂(简称博-阿断裂)是天山内部一条长约1 000km的右旋走滑活动断裂, 研究其晚第四纪的活动特征有助于理解大陆内挤压环境下活动走滑断裂在区域构造应变分配和造山过程中的作用并评价其地震危险性。 文中选取博-阿断裂精河段作为研究对象, 利用遥感影像解译、 野外调查、 探槽开挖以及第四纪测年等方法进行了古地震研究。 博-阿断裂精河段断错了多期洪积扇, 在Fan2和Fan3洪积扇上开挖了2个探槽。 通过识别探槽内的地层与断层的切盖关系、 裂缝、 崩积楔等标志, 结合沉积层的光释光定年结果, 共识别出4次古地震事件。 地震的发震时间分别为: E1(19.4±2.5)~(19.0±2.5)ka BP; E2(18.6±1.4)~(17.3±1.4)ka BP; E3(12.2±1.2)~(6.6±0.8)ka BP; E4 6.9~6.2ka BP。 地震的复发间隔分别为(1.2±0.5)ka、 (8.7±3.0)ka和(2.8±3)ka。 探槽内记录的最新一次古地震的离逝时间为6.2~6.9ka, 由断裂上单次事件的位移限定的最新一次地震的震级为M_W7.4。 较长的古地震离逝时间揭示了博-阿断裂精河段可能存在较强的地震风险。

前人对于郯庐断裂带安徽段出露部分的活动性开展了不同程度的研究, 并获得了丰富的成果, 而对于隐伏于合肥盆地中的段, 其活动性如何, 甚至断裂是否存在一直未能取得明确认识。 文中利用浅层地震勘探及钻探联合地质剖面探测方法, 对隐伏于合肥盆地中的郯庐断裂带西分支断层——乌云山-合肥断裂开展了详细的探测研究工作, 在合肥城区由北向南跨断裂布设了4条浅层地震勘探测线和2排联合钻孔剖面, 采用¹⁴C、 OSL和ESR 3种测年手段共获得了34个钻孔地层剖面样品的年龄数据, 结果显示乌云山-合肥断裂错动的最新地层为中更新统青灰色黏土层, 断层活动表现为逆断性质, 最大垂直错距达2.4m, 最新活动时代为中更新世晚期, 上断点最浅埋深达17m。 文中研究证实了郯庐断裂带穿切合肥盆地, 且第四纪以来仍有活动, 所得成果充实了对郯庐断裂带安徽段总体活动的认识。

喜马拉雅东构造结位于青藏高原东南端，是欧亚板块与印度板块碰撞、会聚的地带，其内部的南迦巴瓦峰地区是喜马拉雅山东段的最高山峰，雅鲁藏布江围绕南迦巴瓦峰形成一个"几"字形的大转弯。南迦巴瓦地区东侧的雅鲁藏布江河谷位于喜马拉雅山的南麓，属于亚热带湿润气候区，分布有茂密的热带雨林植被。该地区的阿尼桥右旋走滑断裂带是南迦巴瓦构造结的东边界断裂。利用30m分辨率的DEM数据，在ArcGIS软件平台上获得了南迦巴瓦及其周边地区的地形坡度和高程变异系数2个定量地貌参数。在地形坡度分布图上，墨脱附近的雅鲁藏布江东西两岸的山体地形为坡度>30°的陡坡，在陡地形坡度的背景下，存在NE走向、断续分布的坡度为5°~25°的缓坡条带。地形高程变异系数分布图上，墨脱附近的雅鲁藏布江两岸地形为高程变异系数>0.9的高地形起伏区，在高地形起伏区的背景上，发育NE走向、断续分布的高程变异系数为0.2~0.9的缓地形起伏条带。通过野外地质地貌调查和探槽开挖，发现上述地貌参数异常条带处为活动断裂通过的位置。上述工作表明，地形坡度和高程变异系数2个地貌参数的定量分析有助于发现地形坡度大、植被覆盖严重、剥蚀强度大的地区的活动断层。

博罗可努-阿齐克库都克断裂（博-阿断裂）是中天山与北天山的板块会聚边界，它NW向斜切天山山脉，是一条继承性的右旋走滑活动断层。研究其活动性质、限定其滑动速率有助于理解天山地区晚第四纪构造变形模式、应变速率分配情况及评估区域地震危险性。文中通过卫星遥感影像解译及野外考察，基于地貌面高程、水系密度和切割深度等，将精河东南的冲洪积扇分为4期，由老到新分别命名为Fan1、Fan2、Fan3和Fan4。利用无人机航拍获取断裂附近的高精度影像，并对冲洪积扇上发育的冲沟、阶地陡坎等进行构造地貌解译，发现Fan1、Fan2和Fan3 3期冲洪积扇上发育右旋位错冲沟及断层陡坎。其中，Fan2b、Fan3a和Fan3b上的冲沟最小右旋位错约6m，最大位错分别为（414±10）m、（91±5）m和（39±1）m；Fan2b与Fan3a分界的地貌陡坎被右旋位错（212±11）m。结合前人在天山北麓得到的阶地或冲洪积扇的堆积年龄，并与古里雅冰芯气候曲线进行对比，推测Fan2b、Fan3a和Fan3b 3期冲洪积扇的下切年龄分别为56~64ka、35~41ka和10~14ka。博-阿断裂自冲洪积扇Fan2b、Fan3a和Fan3b形成以来的滑动速率分别为3.3~3.7mm/a、2.2~2.6mm/a和2.7~3.9mm/a，利用蒙特卡洛模拟方法拟合得到晚更新世以来其平均右旋走滑速率为（3.1±0.3）mm/a。

天山是典型的陆内再生造山带，其内部构造变形样式复杂且多样。其中尤为显著的是多条长度长、线性良好的NW-SE和ENE-WSW的走滑断裂切割山体内部，并表现出线性笔直的槽谷型地貌景观。现今天山内部的多次强震活动与这类走滑断裂关系密切，因此精细化厘定这些断裂的活动速率和活动特征对于认识现今天山内部变形方式和变形过程具有重要的意义。文中对南天山内部1条NW-SE向右旋走滑断裂——开都河断裂的活动特征进行研究。开都河断裂起自大尤鲁都斯盆地南缘并向SE延伸，切穿南天山焉耆盆地内部，在盆地西南部形成线性连续且笔直的陡坎地貌，尤其是断层在穿过中晚更新世2期洪积扇时断错了扇体上一系列不同时代的河流冲沟，形成从3～248m不等的右旋位错量。通过利用多视角摄影测量技术沿断裂对近12km线性构造地貌进行了条带状航拍，建立了分辨率高达0.25m的数字地形数据。精确测量了22个典型右旋位错值，发现其位错峰值主要集中在3.5m、7.0m、11.8m和14.5m，总结认为开都河断裂单次地震右旋走滑位移量大致在3～4m之间。此外，利用原地宇宙成因核素深度剖面法测定断错洪积扇面的暴露年龄约为235.7ka。结合所测得的冲沟最大的右旋位移量248m，得到开都河断裂晚更新世以来最小右旋走滑速率约1mm/a。通过与天山内部其余活动构造变形速率进行对比，认为开都河断裂在调节天山内部构造变形中起到重要作用，应是天山内部主要的变形构造和应力应变积累区，未来具有发生强震的危险性。

佛洞庙-红崖子断裂是祁连山北缘断裂带中构造活跃的断裂之一，断裂东段胡家台背斜区发育多种类型的构造，且部分断裂被证实在1609年M7 1/4红崖子地震中发生破裂，但复杂的地表破裂特征所反映的深部发震构造样式还不清楚。因此，文中选取了佛洞庙-红崖子断裂东段胡家台背斜区及附近多组活动构造为研究对象，利用差分GPS对变形的河流阶地、洪积扇等进行测量，并对背斜核部出露的地质剖面进行了实测，获得了不同类型构造的活动特征。结合已有穿过背斜的地震反射剖面，构建构造地貌与深部结构之间的对应关系，从而探讨地震的发震构造样式。研究表明，背斜区发育了胡家台背斜以及多条逆断裂或逆-走滑断裂，背斜为祁连山北麓逆断裂向N逆冲扩展形成，并伴随形成背斜东侧1条逆冲兼右旋走滑断裂和北侧另1条逆断裂，这些逆断裂或逆-走滑断裂为调节局部构造应变差异而产生。黄草坝探槽结果表明，1609年红崖子地震破裂了黄草坝T₁阶地；再结合前人关于此次地震的野外考察和文献资料考证，认为1609年M7 1/4红崖子地震发生在祁连山山麓逆断裂上，地震至少破裂了NWW向山前F₁、胡家台背斜东侧NNW向F₂和EW向F₃断裂，震源深度可能为8～22km。

佛洞庙-红崖子断裂位于祁连山北缘断裂带中段，是1条活动逆断裂。在佛洞庙-红崖子断裂东、中、西各段落开挖整理了5个探槽。通过探槽揭示的各地层单元的沉积特征、各单元之间的层序关系以及断层对不同地层的切割关系，共辨认出了4次古地震事件。根据探槽中各地层单元的¹⁴C样品和光释光样品测年结果，对4次古地震事件给出了年龄制约：最早事件E4发生在距今约10.6ka，事件E3发生在距今约7.1ka，事件E2发生在距今约3.4ka，事件E1为1609年红崖堡地震。这4次地震事件的间隔分别约3.5ka、3.7ka和3.0ka，平均复发间隔约3.4ka，具有准周期重复特征。

位于祁连山北缘活动断裂带中段的佛洞庙-红崖子断裂发生过1609年红崖堡7 1/4级地震。通过详细的地貌解译和地形测量，在比现代冲洪积扇和河床略高的次新地貌面上发现了全长约95km的地表破裂带，西起酒泉洪水坝河，东至肃南头道东湾。通过探槽研究和年代学测试，确认该破裂带的产生晚于公元元年。对比区域上前人对历史强震震中分布的研究，认为该地表破裂带即1609年红崖堡7 1/4级地震地表破裂带。地形测量结果表明，1609年红崖堡地震以逆冲倾滑为主，平均垂向位移1.1m，最大垂向位移1.8m。局部由于走向的变化兼具右旋走滑（NNW走向的小泉段）或左旋走滑（NEE走向的红山村东段）。依据地表破裂长度、断层最大位移与断层倾角，估算出地震震级为M_W7.0～7.4，与前人认识（震级M7 1/4）接近。

天山是典型的陆内再生造山带，研究其现今内部断裂的变形特征和活动速率对于认识整个天山造山带的应变分配方式和变形过程具有重要意义。现今天山活动构造的研究大部分集中在天山两侧向盆地扩展的前缘部分，然而对于天山内部活动构造的定量化研究并不多见。该研究聚焦于南天山与其内部山间盆地之间的边界断裂——焉耆盆地北缘断裂，通过野外地质调查可将该断裂分为东西2段，其中东段逆冲断错了一系列山前洪积扇，形成了线性明显的陡坎地貌。通过利用高精度差分GPS对23组断层陡坎的测量，发现其垂向位移大致可分为1.9m、2.4m和3.0m 3组，推测单次地震的同震位移量为0.5～0.6m。其中保存于3.0m左右陡坎的地貌面为区域性地貌面，通过利用原地宇宙成因核素测定该地貌面的暴露年龄约为5ka，这与博斯腾湖沉积物所记录到冷暖气候交替的时间段相符，说明气候的冷暖变化控制了南天山前地貌面的形成和废弃。结合断层陡坎高度及地貌面年龄可得焉耆盆地北缘断裂东段5ka以来的倾滑速率为0.6～0.7mm/a，SN向的地壳缩短速率约为0.4mm/a，垂向滑动速率约为0.5mm/a。依据地震矩计算公式评估焉耆盆地北缘具有发生7.5级强震的可能性。该研究为认识现今天山的变形过程和变形方式提供定量化的数据支持，对于理解天山内部的强震发生地点和地震危险性具有重要的现实意义。

佛洞庙-红崖子断裂属于祁连山北缘断裂带中段逆冲推覆的前锋断裂，也是酒东盆地与祁连山之间的边界逆断裂。断裂运动学速率的准确限定对于理解青藏高原现今构造变形机制及其区域地震危险性至关重要。文中选取该断裂中、西段丰乐河口、石羊圈2个地点，通过地质地貌填图，综合应用地形剖面测量、光释光定年、宇宙成因核素定年和¹⁴C定年等手段，获得了约40ka以来的断裂平均垂直滑动速率约为1.1mm/a；考虑到断裂倾角为40°~50°，平均缩短速率为0.9~1.3mm/a。跨酒东盆地的GPS速度剖面给出的酒东盆地10a尺度缩短速率约为1.4mm/a，与地质缩短速率1.0~1.5mm/a几乎一致；酒东盆地内部的隐伏断裂或褶皱变形也可能吸收部分地壳缩短。酒东盆地总体地壳缩短速率约占整个祁连山造山带缩短速率的1/5，高原向NE方向扩展的前锋带现今仍具有强烈的地震活动性。

墨脱断裂位于东喜马拉雅构造结南迦巴瓦峰的东侧。在遥感信息解译的基础上，结合前人的研究成果，通过详细的野外调查，获得了墨脱断裂在中国境内的空间展布、运动性质和断错晚第四纪以来地层的证据。在雅鲁藏布江大峡谷内的墨脱村和地东村开挖的探槽均揭示出墨脱断裂断错了晚第四纪地层，其中墨脱村探槽地质剖面上显示出断裂最新活动具有逆冲性质，地东村探槽剖面上表现出的最新活动则为正断性质。结合断裂沿线典型的断错地貌分析，认为墨脱断裂晚第四纪以来以左旋走滑运动为主，不同段表现出逆断或正断的倾滑分量。地东村探槽揭示断裂断错的最新地层¹⁴C年代约为（2 780±30）a BP，表明墨脱断裂全新世晚期发生过断错地表的事件。墨脱断裂的左旋走滑运动与阿萨姆构造结的向N推挤相关。

随着获取高分辨率数字地形数据技术的成熟化，越来越多地被应用到地球科学研究中。一种低成本且操作简单的获取高分辨率地形数据的新技术——SfM（Structure from Motion）的出现，将使得活动构造研究中高分辨率数据的使用更加广泛。文中首先介绍了SfM技术的工作原理和操作流程，选取祁连山北缘洪水坝河东岸进行数据采集，生成DEM数据的点云平均密度为220.667点/m²，像素分辨率达6.73cm，覆盖面积达0.286km²。其次，详细对比了SfM数据与差分GPS数据之间的精度。结果表明，SfM数据经过高程误差垂向校正和倾斜校正以后，与DGPS数据之间的高程差值基本上集中在约20cm左右，倾斜校正将高程差降低了约50%。90%置信区间内2种数据之间的高程差为10~15cm，局部误差在30cm左右，但所占比例不足10%，若采用更加精确的校正方法，可能误差还会更低。基于SfM数据提取的断层陡坎高度沿断裂走向分布显示，洪水坝河东岸最新一次构造活动垂直位移量在1m左右。因此，具有较高垂直精度的SfM数据，在植被稀少地区能够替代DGPS进行高精度地形测量。2种数据之间仍然存在的高程误差可能与生成DEM的方式以及SfM数据精度有关，SfM数据精度还受控于地面控制点数量、相机分辨率、照片密度、拍摄高度等条件，同时也与地表形态等内在因素有关。

通过对三危山断裂沿线微地貌的实地调查，发现山前主要分布2期冲洪积扇，多呈上叠式排布。对比区域冲洪积扇的分布和形成年龄，结合文中的光释光测年（OSL）结果，认为三危山山前老冲洪积扇形成于晚更新世晚期至全新世早期。发育于冲洪积扇上的纹沟、断裂通过的山脊被同步左旋位错，最大和最小位错量分别为5.5m和1.7m，但大多分布在3.0～4.5m之间。结合光释光测年（OSL）结果，得出三危山断裂在距今1.4万a和2.0万a以来的左旋走滑速率分别为（0.33±0.04）mm/a和（0.28±0.03）mm/a。

通过浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测，揭示了信宜-廉江断裂带东支西南段隐伏断裂的存在。2条浅层地震勘探剖面资料显示，信宜-廉江断裂带东支西南段隐伏断裂的上断点埋深和垂直断距分别为60m和4～7m（L5-1和L5-2测段，横山镇剖面）、85m和5～8m（L5-3测段）、73m和3～5m（L6测线，田头仔村剖面），均断错了第四系底部。2条钻孔联合剖面揭示了上断点埋深和垂直断距分别为66m和7.5m（横山镇剖面）、75m和5m（田头仔村剖面），其中横山镇钻孔剖面显示断裂带宽约27m。采用电子自旋共振方法对钻孔联合剖面中的第四系年代进行测定，显示信宜-廉江断裂带东支西南段隐伏断裂最新活动时代为早更新世晚期（田头仔村剖面）到中更新世早期（横山镇剖面）。由横山镇钻孔联合剖面和田头仔村钻孔联合剖面获得的滑动速率分别为0.1mm/a和0.013mm/a。基岩出露区沙井断层剖面的断面上发育有2期断层泥，由电子自旋共振方法测得晚期的断层泥年龄为（348±49）ka，沿断面还发育有近水平擦痕，反映断裂的最新活动方式以右旋走滑运动为主。

在详细调查盐水沟以东秋里塔格背斜带地质、地貌特征的基础上，结合地震反射剖面揭示的深部构造形态，讨论了背斜区地表断层的分布特征、活动性及形成机制。盐水沟以东的秋里塔格背斜带包括库车塔吾背斜和东秋里塔格背斜。库车塔吾背斜核部断层是发育于古近系盐膏层中的滑脱断层向地表的延伸，在晚更新世仍持续活动。库车塔吾背斜北翼断层为受局部挤压应力控制而产生的褶皱调节断层，发育于北翼山前活动枢纽内，成组近平行出现，走向上展布不连续；探槽开挖结果表明，该断层全新世有过断错地表的古地震事件。发育于东秋里塔格背斜南翼靠近核部的博斯坦断层为较大规模的低倾角逆冲断层，向下可能与控制表层背斜生长的断坡相连。东秋里塔格背斜南翼断层是发育于断展褶皱陡倾前翼的剪切逆冲断层，亦平行成组出现，断续分布，在哥库洛克一带断层错断了全新世洪积扇。活动褶皱及其褶皱相关断层均为深部断层滑动经过复杂的褶皱变形传播到近地表的表现，是深部断层活动的指示构造。褶皱调节断层仅是褶皱过程中产生的局部变形，与控制褶皱生长的深部断层仅存在间接的关系。此类断层的滑动位移、速率等不代表深部控制背斜生长断层的运动学参数，但这些次级断层部分记录了活动褶皱区的古地震事件。

通过对东秋里塔格背斜地区内与褶皱陡坎伴生的次级断层进行的地质调查, 确定了该次级断层属于伸出向斜的逆冲断层, 也给出了次级断层的发生时间晚于褶皱作用起始时间的1个变形实例.褶皱陡坎中发育的次级断层使得陡坎上盘地层沿断层面整体向上迁移, 不仅次级断层使得阶地面发生掀斜并增大褶皱陡坎的坡度, 而且直接影响了区域缩短增量计算的真实性.计算结果显示, 当不考虑次级断层对褶皱陡坎高度的影响时, 计算所得缩短增量为51.42m, 考虑次级断层对褶皱陡坎高度的影响时, 计算得到的地壳缩短量为45.23m.二者相差6.19m, 偏差占总缩短增量的13.7%, 是一个不可忽视的量值.东秋里塔格背斜北翼和南翼的褶皱陡坎发育于相同岩性的基岩中而且具有相同的形成机制.但是背斜北翼在水平距离不足300m的范围内发育了3级褶皱陡坎, 这表明北翼相对于南翼, 其活动枢纽带更为紧闭.这是由于北翼存在更加强烈的挤压应力及更加快速的隆升作用.因此, 次级断层的研究对于正确认识区域构造演化、了解褶皱与断层相互作用关系具有重要意义.但是仍存在很多问题: 1)受观察剖面范围有限、次级断层分布不连续和断距沿延伸方向不断增大等因素的制约, 次级断层对缩短增量造成的影响可能被低估, 计算结果应为缩短量的最小值. 2)次级断层增加的陡坎高度与断层的断距、倾角具有怎样的定量关系? 3)若次级断层只发育于活动枢纽带内, 又会产生怎样的影响?这些问题还需更多的研究实例来进行更加深入的研究.

焉耆盆地为南天山内部的一个山间盆地, 盆地北缘发育1排第四纪新生褶皱带, 即和静逆断裂-褶皱带.中晚第四纪以来, 由于和静逆断裂-褶皱带的持续活动使得在褶皱生长过程中形成的多期洪积地貌面发生反向掀斜变形.利用高精度差分GPS, 对褶皱带中部哈尔莫敦背斜区内的多期变形地貌面的地形形态进行了测绘, 判定背斜的生长主要以翼旋转为主.利用背斜北翼不同地貌面的反向掀斜角度, 分别计算了不同期次地貌面的隆升和缩短变形量.结合原地宇宙成因核素深度剖面法和光释光测年法, 对背斜区内的F₄, F_3b, F₂洪积台地面和T₁阶地面的形成年龄进行了测定, 发现背斜在距今约550ka、428.3_-47.2^+57.6ka和354.3_-34.8^+34.2ka不同时段的平均隆升速率从 0.31±0.24mm/a下降至 0.15±0.02mm/a, 同时背斜北翼的翼旋转速度也呈逐渐减小的趋势.但背斜自起始变形开始, 缩短速率却大致保持恒定为约 0.3mm/a.而这一恒定的缩短速率与现今横跨和静逆断裂-褶皱带所观测的GPS速率具有很好的一致性, 说明在天山内部的哈尔莫敦背斜区, 短尺度的GPS速率可以代表长尺度的地壳应变速率, 同时反映出山体内部一系列断层和褶皱构造在吸收和调节整体变形量时也起到一定的作用.

古地震研究是构造地质基础研究工作之一, 获得较为精细的古地震结果有利于提高对断层构造变形的样式、强度以及时间的认识.焉耆盆地是南天山东段的山间盆地, 现今的构造应力场特征以挤压兼有走滑为主.盆地南北缘断裂均为全新世活动断裂, 南缘开都河断裂以走滑运动为主.盆地北缘断裂向盆内扩展的新生和静逆断裂-褶皱带以逆冲运动为主, 且具备发生7级以上大地震的能力.因此, 对于焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带的古地震破裂方式和发生时间的研究具有重要意义.调查发现, 其中的哈尔莫敦背斜南翼主逆断裂以30°左右向盆内逆冲, 在河漫滩和T₁阶地上形成了3排断层陡坎.在3条断层陡坎上开挖的5个探槽中, 通过标志地层建立的时间序列可以确定6次古地震事件的先后关系.利用 ¹⁴C和光释光(OSL)测年手段获得了探槽中相关地层和坎前堆积物的沉积时代, 利用逐次限定法得到了各次古地震事件的发生时间和全新世以来2ka左右的古地震复发间隔.结果显示F₁断层在所有的古地震事件中都发生了破裂, F₂断层只在事件E时产生了破裂, F₃断层只在事件D和事件E中发生过破裂.从古地震事件上分析, 事件D是一次3条断层同时破裂的事件, 事件E是一次F₁和F₃ 2条断层同时破裂的事件, 其他事件都只在F₁断层上破裂.和静逆断裂的古地震破裂同时存在必然性和不确定性.

等高线图、晕渲图和分层设色图等作为传统的三维数据的二维可视化方法，有各自的优点并被广泛地应用于屏幕显示和平面制图中。随着三维数据分辨率的不断提高，传统可视化方法已不能完全满足显示、挖掘隐含信息的要求。一种新的地形参数（openness）以及由此而产生的新的可视化方法（RRIM）被提出，这在很大程度上增强了二维显示的立体感和直观性。同时，在构造地貌研究的应用中，对细微构造的识别有着其他可视化方法无法比拟的优越性。良好的室内地貌解译工作不仅能够提高工作效率而且能够在一定程度上减少野外工作量。同时，对于森林覆盖严重、自然条件恶劣、不易到达而又具有研究价值的区域，RRIM提供了一种更好的工作方法，有着非常重要的实用价值。

汉中盆地周缘断裂包括汉中盆地北缘断裂、汉中盆地南缘断裂、青川断裂北段、茶坝-林庵寺断裂北段及梁山南缘断裂5支主要的断裂，通过对这几条断裂几何展布、运动性质及活动时代的野外调查，结合前人相关研究结果，揭示出汉中盆地周缘断裂晚第四纪活动性具有明显的东西差异，汉中盆地的控盆断裂，即汉中盆地北缘、南缘断裂的活动性较弱，为中更新世—晚更新世早期活动断裂，而盆地西侧的3条断裂均为晚更新世晚期活动断裂。该盆地晚第四纪以来活动性的西强东弱还表现在其第四纪沉积物厚度及小震分布的东西差异方面。

以甘孜-玉树断裂带东南段的地质地貌为研究对象,在遥感解译的基础上,通过对典型地区的详细野外调查和探槽研究对该段晚第四纪活动性进行研究。在断裂沿线的生康乡、仁果乡、错阿乡、日阿乡进行了断错地貌分析和晚第四纪滑动速率计算, 生康区的水平滑动速率为(7.6±0.5)mm/a, 垂直滑动速率为(1.1±0.1)mm/a; 仁果区的水平滑动速率为(8.0±0.3)mm/a,垂直滑动速率为(1.1±0.1)mm/a; 错阿区的水平滑动速率为(10.3±0.4)mm/a; 日阿区的水平滑动速率为(10.8±0.8)mm/a, 垂直滑动速率为(1.1±0.1)mm/a。在仁果乡和错阿乡进行了探槽研究,两处探槽都揭示了多次古地震事件,虽然揭露的断层构造样式有所不同,但总体上都是以走滑为主兼有一定的逆冲分量。综合古地震事件和滑动速率分析表明,甘孜-玉树断裂带东南段晚第四纪尤其是全新世以来活动剧烈。

采用全取岩心的钻探方法,在1679年三河-平谷8级地震的地震断层两侧各完成了一个深约50m的钻孔。在2个钻孔中分别采集了¹⁴C、OSL和TL测年样品,且测定了样品的沉积年代。结合钻孔中揭露出地层的沉积特征,可以把XD1孔中晚更新世地层划分为4段,相应地也可把XD6孔揭露的晚更新世地层划分为4段。2个孔中的地层段可以相互对应,它们的地层沉积时代大致相同。在断层上升盘的XD1孔岩心中,大致按照0.5m的间隔采集样品,在断层下降盘的XD6钻孔岩心中,大致按照1m的间隔采集样品,实验室用高锰酸钾滴定法、邻菲啰啉分光光度法分别测定了每件样品的FeO和Fe₂O₃含量。分析2个钻孔中同沉积时段地层中FeO、Fe₂O₃含量,以及Fe²⁺/Fe³⁺比值,发现灰黑色沉积物中Fe²⁺/Fe³⁺比值大于灰黄色沉积物中Fe²⁺/Fe³⁺比值,灰黑色沉积物处于较强的还原环境中。断层上升盘、下降盘同沉积时段地层均为灰黑色时,断层下降盘地层中Fe²⁺/Fe³⁺比值大于断层上升盘相应的地层,其沉积的还原环境强于断层上升盘。

焉耆盆地是塔里木盆地东北缘天山山间的重要坳陷区,盆地北缘发育的和静逆断裂-褶皱带是一条现今活动强烈的逆断裂-褶皱带,对其第四纪以来缩短量和隆升量的计算有利于分析该区域的构造活动情况,对缩短速率和隆升速率的估计可以与天山造山带其他区域的活动速率进行横向对比,从而反映出焉耆盆地在天山晚新生代构造变形的作用。在深部资料不足的情况下,对背斜形态完整、构造样式简单的和静逆断裂-褶皱带,利用地表可获得的地层和断层产状,通过恢复褶皱几何形态,计算褶皱的缩短量、隆升量和断层滑动量,得到逆断裂-褶皱带早更新世晚期(1.8Ma)、中更新世(780ka)和晚更新世中期(80ka)以来的缩短量分别为1.79km、0.88km和26m,初步估计的缩短速率分别为0.99mm/a、1.13mm/a和0.33mm/a。显示和静逆断裂-褶皱带自开始形成以来构造活动强度并不一致。与地壳形变观测结果对比,作为南天山东段最主要的坳陷区,焉耆盆地吸收了这一区域(86°～88°E)的大部分地壳缩短,且主要表现为盆地北缘新生逆断裂-褶皱带的强烈变形。

逆断裂-背斜是天山地区一种重要构造形式。对逆断裂-背斜区中的活动断裂和背斜之间的组合关系和形成机制的探讨,有利于帮助我们认识在挤压应力作用下形成的构造系统。焉耆盆地北缘哈尔莫敦背斜是盆地北缘断裂向盆地内扩展的新生逆断裂-背斜。背斜主逆断裂以30°左右的倾角向盆内逆冲,现今构造运动强烈。通过对哈尔莫敦背斜航片解译和陡坎剖面测量以及对断层的探槽开挖,认识到在横穿背斜河流的各级阶地(地貌面)上,形成了3种具有不同性质的断裂,分别为背斜前翼(南翼)前的主逆断裂、背斜前翼(南翼)上的反冲逆断裂和背斜顶部的弯矩正断裂。主逆断裂在T₁阶地上形成了3条断层陡坎,高度分别为4m、0.8m和1.8m; 在T₂阶地上只形成1条16m的高陡坎。反冲逆断裂在T₂阶地面上形成了2～4条反向陡坎,高度可达4m。弯矩正断裂在背斜顶部除T₁以外的各级阶地上形成了最多10条的陡坎,单条陡坎高度可达14.5m。阶地越老,断层陡坎总高度也越大。分析3种断裂的成因认为: 主逆断裂控制着哈尔莫敦背斜的发育; 反冲逆断裂协助释放挤压应力,反冲逆断裂和主逆断裂之间部分被挤出; 变形背斜褶皱核部顶端产生局部张应力环境,形成弯矩正断裂。反冲断裂和主逆断裂属于同期发育,但二者规模相差数倍,弯矩正断裂与褶皱变形同期发育,伴随着褶皱变形的起始,同步开始由背斜顶面向下逐步扩展生长。

位于天山南麓焉耆盆地北缘的和静逆断裂-褶皱带是天山地区的一个最新的变形带。通过对褶皱带西段夏尔木登背斜、哈尔莫顿背斜区遥感卫星影像(ETM+)和分辨率为25m的数字高程模型(DEM)数据解译分析,并结合野外考察,对两个背斜的地形横剖面、纵剖面,水系发育特征,两翼11个小型汇水盆地的水系密度、面积高度曲线和积分值分析表明,夏尔木登背斜和哈尔莫敦背斜在第四纪时期发生了隆升,而且夏尔木登背斜先于哈尔莫敦背斜开始隆升。夏尔木登背斜自中部向东西两侧扩展,哈尔莫敦背斜则自西向东扩展。第四纪构造活动是驱动横穿两个背斜的一系列河流向东迁移的驱动因素,并形成一系列自西向东谷底高程逐渐降低的风口。夏尔木登背斜两翼汇水盆地的河流水系密度自中部由5.37km^-1 分别向东西两侧降低到2.65km^-1 和3.07km^-1,盆地内的冲沟坡度角也逐渐由中部向两侧变陡。而哈尔莫敦背斜表现出以垂向的构造隆起和向东的侧向生长为主的变形模式,水系密度自西向东逐渐降低,由3.87km^-1降低到2.37km^-1,冲沟坡度角由4°上升到6°,面积高度曲线由S形逐渐变为向上凸起,积分值也由0.45增加到0.76。此外,自西向东横穿背斜的11条地形横剖面指示了褶皱的高度由西向东逐渐递减,也证明了和静逆断裂-褶皱带整体自西向东的侧向扩展变形。