晚第四纪以来青藏高原东南缘的构造隆升加剧, 导致该区域河流大幅下切并在河谷两侧形成了多层叠置的阶地地貌, 这些地貌面是定量化认识高原隆升过程及气候变化的关键。巴曲河巴塘段地处金沙江中游纵谷地带, 谷底开阔, 河床平缓, 钻探及浅层地震勘探揭示河谷内第四纪地层最厚处为108m, 且至少经历了2次重要的加积阶段, 2次加积事件分别起始于距今318ka和143ka, 对应于MIS 10~9及MIS 6~5的冰川消融阶段。河谷内部发育4级河流阶地, 其中T1—T3为堆积阶地, T4为基座阶地。结合光释光、 ¹⁴C和宇宙成因核素等年代学方法, 确定T1—T3形成于距今1~5ka之间, T4约形成于距今62ka, 与古气候资料进行对比后发现, T1—T3的下切时间分别与气候由冷向暖的转换有关。而基于阶地的年代和拔河高度计算, 在晚更新世—全新世中期, 巴曲河的下切速率为(1.5±0.3)mm/a; 全新世中期至今, 下切速率增加至(5.5±0.8)mm/a, 增强的下切速率与现今的地壳垂向形变速率匹配, 表明全新世以来地壳隆升的加剧可能是驱动河流快速下切的主要因素。

青藏高原东南缘是现今陆内地壳形变最为强烈的地区之一, 一系列长度和力学性质不同的活动断裂将岩石圈分割为多个活动块体。川滇块体是其中构造活动最为显著的区域之一, 其西边界由多条互相平行的断裂组成, 巴塘断裂是其中的一条主干断裂。 了解该断裂晚第四纪以来的变形特征和速率对于认识川滇块体强震的空间分布及变形模式具有重要意义。巴塘断裂整体走向NNE, 全长115km, 是一条全新世右旋走滑活动断裂。该断裂基本控制了基岩山体边界, 其中坡中槽、 三角面、 断层陡崖等地貌沿断裂呈线性分布, 并在黄草坪及巴塘县城2处区域保存了丰富的晚第四纪活动证据。文中利用无人机摄影测量手段建立了黄草坪及巴塘县城分辨率达亚米级的数字地形数据, 并对被断错的洪积扇、 冲沟等地貌标志物进行了精确测量。在黄草坪地区, 巴塘断裂活动造成的山前冲沟水平偏转量为(46±9)m, 同时在巴塘县城断裂活动使莫曲河洪积扇边缘被右旋断错(40±5)m。文中利用单个砾石宇宙成因核素法及深度剖面法分别确定了黄草坪最老一级地貌面和莫曲河洪积扇的年龄, 分别为(12.5±0.5)ka和(16.4+3.9/-5.6)ka, 据此可以得到巴塘断裂晚第四纪以来的右旋走滑速率为2~4mm/a。该速率值占现今川滇块体西边界整体剪切变形的50%~80%, 但小于利用GPS形变资料反演得到的约10mm/a的结果。这种差异表明川滇块体西边界可能呈现连续-弥散变形特征, 而巴塘断裂是西边界中的一条主要变形构造。

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。

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（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。

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。

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。

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.

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。

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。

利用航空遥感照片和Google earth卫星影像,对天山北麓独山子活动背斜区奎屯河两侧的河流地貌进行解释,结合野外调查发现,奎屯河流经独山子背斜段发育7级基座阶地,阶地基座为上新统独山子组泥岩,其上部为2.5～15m厚的砂砾石层和砂质黏土。在开挖或剥离的各级阶地堆积物剖面中采集细粒堆积物样品,实验室中采用细粒石英光释光测年的简单多片再生法对每件样品进行测试,得到独山子背斜区T₁、T₂、T₃、T₅、T₆和T₇阶地堆积上部的堆积时代分别为距今1.7、14.98、20.7～27.3、29.3～39.2、47～56和103～118ka。结合晚第四纪的气候变化,认为奎屯河T₁～T₇阶地的下切形成时代分别为距今约1.7、14、20、25、30、50和100ka。独山子-安集海断裂带上的古地震资料表明,距今约25ka以来发生了8次古地震事件,发生时间分别为距今2、3.4、4.3、5.8、7.5、12.8、18和24ka。对比古地震发生的时代和阶地形成的时代发现,最新1次、第6次、第7次、第8次古地震事件发生时代分别与T₁、T₂、T₃和T₄阶地形成时代大致相同。T₂阶地形成之后到T₁阶地形成之前还发生了4次古地震事件,这期间沿奎屯河没有发育河流阶地,但奎屯河快速下切约40m。我们认为独山子-安集海断裂带上古地震的发生使得其断层上盘的独山子背斜快速隆起,以及奎屯河河床坡度增大,从而使水流的下切能力增强,引起河流快速下切而形成河流阶地或深切峡谷,活动背斜段的阶地序列可能反映与其相关断裂上的古地震序列。