构造地貌能够记录构造运动的长期积累,并能通过相关参数定量表达。但是,由于地貌还受到气候和岩性等因素的影响,所以如何利用相关参数来表达地貌与构造之间的关系是一个研究热点。文中利用水平分辨率为90m的SRTM数据,采用元分维模型,通过变差函数法计算了滇西南地区的二维分形参数。并对比了在不同岩性不同气候条件下分形参数的分布特征。结果显示,二维分形参数与岩性、气候因素相关性不强。而分维值与构造活动因素相关性很好,在构造活动强烈区域分维值较低,在构造活动不强烈区域分维值较高。这说明分维值能在一定程度上反映构造活动的强弱,为研究区域构造活动提供了一种新的手段。
基岩断层面形貌特征的定量分析方法是研究断层活动历史和识别古地震的有效手段, 是对探槽技术的有力补充, 可以弥补在基岩区开展古地震研究技术手段的严重不足。文中以山西霍山山前断裂上的断层面(崖)为例, 采用各向同性变差函数法计算了断层面形貌的2D分维值, 并通过沿断层走向逐条平均的方式获得了2D分维值在断层倾向上的分布特征, 结果显示断层面形貌在倾向上具有显著的分带性特征, 由此获得的每个分带的特征分维值随断层面高度的增加呈阶跃式增加。这种断层面形貌在倾向上的显著分带性特征、特征分维值的阶跃式增加反映了断层面的出露方式不是渐进式, 而是不连续的间歇式; 这种间歇式分带性出露方式与断层的周期性地震活动相关, 每个分带的特征值与每个分带的出露时间相关, 即与地震发生时间相关。因此: 1)可以通过每一个断层面分带的特征分维值估计该分带出露的时间; 2)断层面分带的宽度可以用来估计每次破裂地震的同震位移量。霍山山前断裂带上3个基岩断层面形貌分带揭示出3次地震事件; 3个2D特征分维值不仅显示3个分带自上而下由老变新的阶跃特征, 而且3个阶跃之间大致相等的特征分维值差显示了3次地震发生间隔是大致相等的; 断层面分带的宽度反映出破裂地震的倾向同震位移量大约为3.5m。此外, 在阶跃式分带之间还存在宽0.5~1m的较窄分带, 这些窄分带的特征分维值是随断层面高度增加而逐渐增大的, 显示在间震期基岩断层面被逐渐剥露的特征。
以霍山山前断裂为实验区,基于高分辨率IRS-P5 DEM数据提取了横穿断裂的冲沟,在23条冲沟纵剖面上识别出断裂活动诱发裂点。在其中5条冲沟上识别出1级裂点,裂点几乎位于断裂上; 在2条冲沟上识别出2级裂点,最新裂点也位于断裂上。这些位于断裂上的裂点,高度达4~9m,推测它们形成之后并未向上游明显迁移,并可能接受了多次事件的叠加。在其他16条冲沟上识别出2~3级裂点,最新一级裂点自断裂向上游迁移了40~70m,次新一级裂点主要分布在距断裂150~250m的河段内,第3级裂点距断裂300~500m。设定最新裂点形成于1303年洪洞8级地震(事件Ⅲ)发生时,再假定全新世中晚期以来研究区内河流溯源侵蚀速率基本不变,则推算出次新裂点对应的古地震事件(事件Ⅱ)发生在距今3 336~2 269a之间,最早一次事件(事件Ⅰ)发生在距今5 618~4 504a之间,霍山山前断裂强震重复周期为1 500~2 600a。这与前人通过探槽揭露的古地震事件序列和强震重复周期基本一致。