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。

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。

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。

为高效获取民乐-永昌断裂西段活动构造研究的定量参数，利用ERDAS软件，基于SPOT6立体像对提取高分辨率点云数据，经过滤波和插值生成2m分辨率的数字高程模型（DEM）；DEM数据线性高程精度达1m。基于DEM数据提取的高地貌面上的3条廊带剖面显示，区域存在明显的褶皱变形，后续通过高精度差分GPS实测河流阶地纵剖面进一步揭示T₂阶地存在高度约2.0m的构造抬升。廊带剖面和河流阶地纵剖面显示断裂-褶皱变形整体走向为311°，与小震精定位反演拟合断层参数和震源机制解结果相近，其位置也与地震应急科考资料显示现场情况吻合。上述结果表明，民乐-永昌隐伏断裂西段民乐—大马营段存在明显的构造变形，支持该断裂为2003年民乐-山丹M_S6.1和5.8级地震发震断层的认识。立体像对对于活动构造研究具有重要的作用，可为室内确定构造变形的空间位置和野外详细考察提供重要指导。

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。

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。

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。

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.