基于大量震例的地表破裂带宽度统计是确定活动断层错断变形区范围最客观的方法, 能够为重大工程的活动断层避让原则和距离制定提供数据支撑。文中收集了75例文献记录的地表破裂带宽度和49例地表破裂矢量数据, 对文献记录的地表破裂带宽度进行了汇总, 并对地表破裂矢量数据进行了空间分析, 在考虑断层性质及几何结构的情况下, 获得各类地震地表破裂带宽度和分布式破裂密集分布区。根据文献记录数据统计, 正断层、逆断层、走滑断层在几何复杂段的地表破裂带宽度分别为8100m、3700m、10100m, 在平直段分别为160m、120m、400m。根据矢量数据分析, 正断层上盘、下盘, 逆断层上盘、下盘, 走滑断层在主破裂两侧连续分布地表破裂的最大范围分别约为14000m、7000m, 6400m、4300m, 17700m, 其中地表破裂密集分布区域边界与主断层的距离分别为700~800m、200~300m, 1000~1100m、400~500m, 500~600m。综合确定活动断层变形区范围边缘在正断层上盘、下盘, 逆断层上盘、下盘, 走滑断层两盘到主断层的距离分别为400~500m、200~300m, 500~600m、200~300m, 400~500m。考虑断层定位、地表破裂的新生性并排除特殊震例影响, 确定活动断层错断变形区范围边缘在边界清晰的断层平直段距主断层破裂带外围边缘的最小距离为400~500m。在断层的阶区、端部、拐折等几何复杂段及薄皮状逆断层上盘等特殊构造位置, 还应针对活动断层错断变形区范围进行专门研究。利用丰富详细的地表破裂数据能够得到更全面的认识, 文中的研究方法及结果可作为在活动断层附近选址的重大工程对活动断层避让的参考, 未来仍需要不断补充地震地表破裂数据完善文中的研究结果。

在传统的断裂解译工作中, 人们更重视高分辨率的光学影像和DEM, 而对中分辨率DEM的重视程度较低。文中基于分辨率为12.5m的ALOS-PALSAR DEM和断裂线性解译标志, 对断裂几何学研究薄弱的西秦岭“V”形断裂系进行了目视解译。所得结果包括: 1)新发现了多条断裂线性带, 例如位于礼县-罗家堡断裂和两当-江洛断裂之间的以NE向为主的断裂线性带; 2)完善了已知活动断裂的几何展布图像; 3)西秦岭的断裂线性呈“V”形, NW、 NE 2组断裂的构造转换方式主要包括相互截切和弧形过渡。研究结果表明, ALOS-PALSAR DEM具有突出的断裂线性显示能力, 是高分辨率光学遥感图像的有效补充。研究结果对于完善西秦岭“V”形断裂系的几何图像具有重要意义, 也是进一步深入开展断裂几何学、 运动学研究的基础。

临潭-宕昌断裂是西秦岭造山带内一条重要的分支断裂, 其最新活动特征是分析西秦岭构造变形的重要依据。 临潭-宕昌断裂的新构造活动强烈, 中强地震频繁, 但目前对于断裂的新活动特征研究程度较低, 未见有其全新世活动地质地貌证据的报道。 文中基于遥感解译、 宏观地貌分析研究断裂的长期活动表现和分段性; 同时通过地质地貌考察、 无人机摄影测量、 差分GPS和放射性碳测年等方法定量研究断裂的新活动特征; 最后基于研究结果探讨了断裂及附近区域的地震危险性和区域构造变形。 结果表明: 根据断层迹线收敛程度和宏观地貌差异, 可将临潭-宕昌断裂分为西、 中、 东3段; 断裂的运动性质以左旋走滑为主, 兼具逆冲分量, 左旋走滑使洮河及其支流、 冲沟和山脊等发生同步左旋拐弯, 最大左旋位移可达3km, 逆冲分量使新近纪盆地边缘和内部形成300~500m的垂向位移; 断裂的最新活动时代为全新世, 限定了1次2090~7745aBP(置信度为2σ)的全新世古地震事件; 全新世早期以来, 临潭-宕昌断裂东段主干断裂的左旋走滑速率为0.86~1.65mm/a, 垂直滑动速率为0.05~0.10mm/a。 临潭-宕昌断裂分配了约2mm/a的左旋走滑分量, 是东昆仑-西秦岭阶区变形分配的关键断裂之一。

1303年9月25日的洪洞地震为依据文献资料确定的中国大陆内部第一个M8.0地震，因其宏观震中与1695年临汾地震的宏观震中仅相距40km，且2者仅间隔392a而受到持续关注。文中对历史文献进行重新梳理并对震中区同震次生灾害进行系统解译研究，所得结果表明：1）1303年洪洞地震的极震区包括临汾盆地，也包括太原盆地南部与灵石凸起，后者范围内严重破坏的建筑物的记载数量与临汾盆地相当，说明太原盆地南部与灵石凸起和临汾盆地一样在洪洞地震中遭遇同等或更加严重的破坏，而1695年临汾地震的极震区仅局限在临汾盆地内，且极震区位于洪洞以南；2）位于灵石凸起上的1.1万个黄土地震滑坡由1303年洪洞地震触发，基于文献震害记录和地震次生灾害的集中分布特征，建议将1303年洪洞地震的宏观震中从之前的洪洞附近（36.3°N，111.7°E）向北移动约60km，这样可以较合理地解释密集黄土地震滑坡与宏观震中的空间对应关系，新的宏观震中（36.8°N，111.7°E）位于霍州与灵石之间，同震滑坡加剧了极震区灾情的严重程度；3）文中为重新认识山西地堑系中部2次重要历史强震的关系提供了新的证据和研究思路。

完整了解历史特大地震的震害，不仅可以有效评估已给出震级的可靠性，也是完善地震危险性评价的重要依据。1556年华县M8.5特大地震造成超过83万人死亡，是全球有记录以来死亡人数最为严重的一次，但是长期以来对该次地震震害的了解多局限于断裂带沿线及盆地内部。文中利用Google Earth高分辨率卫星影像，首次较完整地获得同震滑坡密集区2个，分别位于华山山前断裂带的东、西两端，解译滑坡数分别是2 049个和1 515个，滑坡体积之和为2.85~6.40km³，与2008年汶川M_W7.9地震诱发的滑坡体积量相当。这些滑坡是导致渭南、临潼、蓝田（西端）和灵宝（东端）等地非盆地内居民死亡的重要原因。文中结果为深入理解渭河盆地以南1556年华县地震同震次生灾害分布特征和烈度等震线的修订提供参考。

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。

龙门山断裂带南段第四纪沉积差，断层出露不明显，晚第四纪构造活动性资料零星。为了提高对龙门山断裂带南段构造活动性的认识，探索芦山地震的发震构造，文中在分析龙门山断裂带南段的地貌以及构造演化的基础上，对跨盐井-五龙断裂、大川-双石断裂和芦山盆地的青衣江不同段的6级河流阶地进行了差分GPS连续测量和细致研究，结合对高分辨率航拍影像的地质解译，得到了龙门山断裂带南段青衣江各段的河流阶地横剖面，通过不同河段河流阶地的对比分析，建立了龙门山断裂带南段青衣江河流阶地纵剖面。通过对河流阶地的变形分析，发现龙门山断裂带南段晚第四纪以来，盐井-五龙断裂的平均垂向断错速率为0.6~1.2mm/a，大川-双石断裂没有明显的垂向活动，芦山地震的发震断层控制的山前褶皱最新活动。结合龙门山断裂带南段的地壳深部结构资料和芦山地震的精定位余震资料等，认为芦山地震的发震构造不是大川-双石断裂，而是龙门山断裂带南段的山前盲逆断层和反冲断层。

通过高分辨率遥感影像解译、高分辨率DEM三维分析、野外地质地貌调查以及探槽开挖等方法,对蔚县-广灵盆地南缘断裂带上多处断层生长发育的现象进行了分析和研究。结果发现,断层的生长发育主要发生在几何结构不规则的区段,亦即断层的生长是由其几何结构不规则性决定的。这种不规则性主要包括几何形态的不平滑性或不连续性。断层的生长发育具有一种 "截弯取直"的趋势和效应,消除几何结构的不规则性,使断层变得更加平滑和连续,结果是降低了滑动面的粗糙程度,更加有利于盆地内半地堑地块沿滑动面进行下滑运动。此外,断层的生长发育受不规则形态的空间尺度的影响,"截弯取直"的程度随着不规则形态空间尺度增大而降低。

2008年5月12日,四川省汶川县内发生M_S 8.0地震。此次地震沿龙门山中央断裂产生1条长达200km的同震地表破裂带。文中选择位于地震地表破裂带北段的南坝镇、凤凰村以及南段的映秀镇这3个地点,以被断层错断的河流阶地为研究对象,对多级阶地面上的地震地表破裂及断层陡坎地貌进行了野外实测工作。经过测量数据的计算和分析,得到了各级阶地上断层陡坎的高度,该值即为该阶地记录的地震断层的累积垂直位错量。若以本次地震的垂直位错量作为古地震位错量的均值,则可计算得到每级阶地累积的地震次数。研究结果表明,各点T₁阶地形成以来仅经历过1次事件,即本次地震事件;T₂阶地形成以来约经历了5次事件;T₃阶地形成以来约经历了9～11次事件;T₄阶地形成以来约经历了20次事件。在本文研究的基础上,结合前人的阶地测年数据,则可获得古地震复发间隔的可靠数据。

震后应急野外考察表明,2008年5月12日汶川M_S8.0地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带上同时使北川-映秀断裂和灌县-江油断裂两条倾向NW的叠瓦状逆断层发生地表破裂。其中,沿北川-映秀断裂展布的地表破裂带长约240km,以兼有右旋走滑分量的逆断层型破裂为主,最大垂直位移6.2m,最大右旋走滑位移4.9m;沿灌县-江油断裂连续展布的地表破裂带长约72km,最长可达90km,为典型的纯逆断层型地表破裂,最大垂直位移3.5m;另外,在上述两条地表破裂带西部还发育着1条NW向带有逆冲垂直分量、左旋走滑性质的小鱼洞地表破裂带,长约6km。这一地表破裂样式是近期发生的特大地震中结构最复杂的一次逆断层型地表破裂,地表破裂的长度也最长。利用已有的石油地震剖面,结合余震分布和地表破裂带特征等资料构建的三维发震构造模型表明,龙门山推覆构造带现今和第四纪时期以地壳缩短为主,斜滑逆冲型地震表明青藏高原中东部的水平运动在华南地块与巴颜喀拉地块之间的龙门山推覆构造带上转化为地壳的缩短和隆升。

断层活动性的探测研究是城市防震减灾的基础性工作。为了查明郑州老鸦陈断层的位置、性质及其活动性,2006年底跨老鸦陈断层进行了高分辨率的浅层地震P波和S波探测,通过采用不同的地震波激发源、不同的观测系统参数相结合的工作方法,获得了沿剖面不同深度的地下细结构图像,揭示了老鸦陈断层的形态和特征。结果表明,老鸦陈断层为一条倾向NE、走向NW的正断层,该断层错断了新近系(N)以前的地层,在Q+N地层内部没有发现断层引起的地层错断现象。

古地震事件定年具不确定性,为了增加地震事件定年的可信度,文中通过断层活动方式、沉积环境和地震微地貌的综合分析来研究则木河断裂带上的古地震事件。在大箐梁子附近开挖组合探槽,揭露了3次古地震事件,分别距今约160a、3100a和5500～8900a,复发间隔为3000a左右;讨论了与走滑断层型地震相关的沉积过程,揭示了走滑断层在山坡部位形成鼓包和反向陡坎情况下的沉积模式。

阿尔泰构造带的活动断裂主要为NW—NNW向。按构造位置可分为阿尔泰西缘活动断裂带、阿尔泰中央活动断裂带和阿尔泰东缘活动断裂带。阿尔泰东缘活动构造带由科布多(Hovd)活动断裂带、哈尔乌苏湖(Har Us)活动断裂带2条大型右旋走滑活动断裂和中间的挤压盆地带构成。在2条走滑断裂带上,前人发现多处地震地表破裂带。通过对阿尔泰东缘构造带中南段地区的野外调查,在哈尔乌苏湖断裂带中段的Jargalant断裂、科布多断裂带南段的Tugen gol断裂上新发现地震地表破裂带。其中,沿Jargalant断裂地震地表破裂带长约50km,右旋位错量约4～5m,是一次规模大、活动较新的破裂事件。可见,在阿尔泰东缘活动断裂带的不同断裂段上均有保存较好的地震地表破裂,显示阿尔泰东缘是活动强烈的地震构造带。

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。

断层的最新活动时代以及分段特征一直在重大工程安全性评价中具有特别重要的意义。在解决黄河黑山峡地震地质问题时,通过对罐罐岭断裂带的航片解译、野外追踪调查、地形地貌测量和古地震槽探资料研究,从而确定了该断裂带的活动时代以及分段特征。该断裂带发育在青藏块体东北缘,是中卫-同心弧形活动构造带的一部分,总体走向近EW,长约60km,分为5条不连续的次级断层,各段成左阶羽列,晚第四纪以来表现出强烈的左旋走滑兼挤压逆冲活动特征。断层错断了一系列山脊、小冲沟和阶地等,发育醒目的断层陡坎。研究发现,罐罐岭断裂最新一次地震破裂发生在距今700～1200a之间,最大同震位移位于罐罐岭附近,全新世以来水平左旋最大错距达6m。

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。

南天山及塔里木北缘构造带位于帕米尔地区东北侧,地震活动强烈。文中通过地质构造剖面、深部探测资料和地震震源机制解资料,综合研究了该区的地震构造模型。结果认为,该区的构造活动主要表现为天山地块逆冲于塔里木地块之上。天山构造系统包括迈丹断裂及其前缘推覆构造;塔里木构造系统包括深部的塔里木北缘断裂、基底共轭断层和浅部的推覆构造。塔里木北缘断裂是发育于塔里木地壳内部的高角度断裂,其形成原因在于塔里木和天山构造变形方向的差异。塔里木北缘断裂为研究区大地震的主要发震构造,天山推覆构造和塔里木基底断裂系统均具有不同性质的中强地震发震能力。

地震地表破裂带调查表明,昆仑山口西8.1级地震的破裂长度为426km,最大水平位移6m左右,地震破裂位移的分布明显地受断层活动段控制。该次地震的破裂长度远大于统计值,文中应用地壳极限线应变的概念,通过比较中国大陆内部几次走滑型强震的地震破裂最大位移与破裂长度的关系,论述了昆仑山口西8.1级地震中各次级段破裂的相对独立特征,认为该次强震不是一次整体性破裂事件,而是由连续触发的几次地震组成。

沿长约426km的2001年昆仑山口西M_S81地震地表破裂带共获得291个点的地表同震水平左旋位移数据,并在其中111个点获得了垂直位移数据。该地震总体以左旋水平位移为主,兼具一定的垂直位移。最大地表左旋水平位移值可达6.4m,平均水平位移约为2.7m,绝大多数测点的垂直位移均<1m。地表水平位移沿主破裂带走向位移梯度变化于10^-1～10^-4之间,这一起伏变化可能起因于野外测量误差、沿主破裂带岩性或松散沉积物厚度的变化、地表破裂带几何结构的不均匀性、地表破裂走向的变化、不同破裂段在昆仑山口西8.1级地震之前的地震中滑动量的起伏变化,以及大量非脆性变形、次级破裂的存在等。水平位移沿主破裂带的长波长(数十公里至数百公里)起伏变化较有规律,在布喀达坂峰以东表现为分别以5个水平位移峰值为中心而有规律地起伏变化。这5个位移峰值分别对应于不同的次级地震地表破裂段。各破裂段水平位移峰值均向阶区或拐点逐渐衰减,不同地表破裂段位移峰值向两侧衰减的速率是不同的,这种位移梯度的不对称分布可能指示了地震破裂的扩展方向。上述位移分布特征真实地反映了地表可见脆性破裂带上的同震位移状况,可能只是该断错事件的最小滑动量。在活动构造研究中,利用地貌断错量或占地震探槽中的地层断错量来区分一次或多次占地震事件,估计占地震事件的规模并预测未来地震的强度时需谨慎。

研究了渭河盆地南缘和北缘几条断裂第四纪活动性的迁移变化.利用横跨断裂的构造地层剖面,结合断裂上覆黄土地层的年代学研究结果,对断裂活动强度迁移变化的演化阶段进行了研究.结果表明,在大约80～0万年前,渭河盆地南缘的临潼-长安断裂带的活动性发生了显著变化,骊山山前断裂也有活动性迁移现象,渭南塬前断裂开始强烈活动,渭南塬全面抬升;12万年前左右,渭河盆地北缘的口镇-关山断裂活动性明显减弱.该区断层活动的这些变化是对第四纪中晚期的2次重要构造事件的反映.

在地质地貌调查基础上,对灵武断裂进行了古地震槽探揭露。结果显示,距今28ka以来,灵武断裂上发生过5期地表破裂型地震事件,时间大约分别在距今(27.15±0.778),20.0,(13.07±0.06),(10.586±0.05)和6.0ka。根据5期古地震事件的综合对比分析,发现断裂有分段组合破裂的特征,由此并结合槽探揭示的古地震同震位移等估计了古地震的震级。

在海原断裂带内部发现一个第三纪拉分盆地,命名为老龙湾拉分盆地。根据卫片解译结果和野外地质调查,对该盆地内的地层沉积序列、地层分布、相关断裂等特征进行了研究。结果表明,老龙湾拉分盆地发育于海原断裂内的最大斜列部位,盆地沉积受边界断裂控制;盆地内部沉积了巨砾岩、杂砾岩及紫红色-灰绿色泥岩、桔红色角砾岩等地层,最大沉积厚度约4600m。老龙湾盆地内部地层不整合于不同的外围地层之上,根据对盆地内部沉积序列及外围第三系的区域对比,认为盆地沉积开始于中新世中期。由以上特征确定老龙湾盆地为海原断裂带内的第三纪拉分盆地。它为青藏高原东北缘第三纪的走滑断层活动的研究提供了地质证据。