柴达木块体内部都兰南断裂晚第四纪活动特征

盖海龙; 姚生海; 殷翔; 苏旭; 刘炜

doi:10.11899/zzfy20230207

柴达木块体内部都兰南断裂晚第四纪活动特征

doi: 10.11899/zzfy20230207

盖海龙^{1, 2,},
姚生海^{1, 2, ,},
殷翔^{1, 2},
苏旭^{1, 2},
刘炜^{1, 2}

1.
青海省地震局, 西宁 810001
2.
青海格尔木青藏高原内部地球动力学国家野外科学观测研究站, 青海格尔木 816000

基金项目: 中国地震局地震科技星火计划项目（XH20061Y）；青海省中青年科技人才托举工程（2022QHSKXRCTJ49）

详细信息

作者简介:
盖海龙，男，生于1988年。工程师。主要从事活动构造及其工程应用方面的工作。E-mail：nwuhailong@sina.cn

通讯作者:
姚生海，男，生于1980年。高级工程师。主要从事活动构造和古地震研究等方面的工作。E-mail：shenghaiyao@sina.com

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出版历程
- 收稿日期: 2022-05-23
- 刊出日期: 2023-06-30

The Late Quaternary Activity Characteristics of the Dulan South Fault in the Qaidam Block

Gai Hailong^{1, 2
,},
Yao Shenghai^{1, 2
, ,},
Yin Xiang^{1, 2},
Su Xu^{1, 2},
Liu Wei^{1, 2}

1.
Qinghai Earthquake Agency, Xining 810001, China
2.
National Field Observation and Research Station for Geodynamics in the Qinghai-Tibet Plateau, Golmud 816000, Qinghai, China

摘要

摘要: 青藏高原是新生代期间印度与欧亚板块持续强烈陆陆碰撞作用下形成的陆内活动造山带，发育了复杂的活动断裂系统，并成为东亚显著的陆内强震活动区。已有学者对高原活动断裂的研究多集中于地块边界带上，缺少对块体内部变形的研究。近期在开展青海省海西州都兰县察汗乌苏镇地震小区划工作中，调查发现在柴达木地块东南部的都兰次级断块内部存在明显的晚第四纪活断层−都兰南断裂。通过对都兰南断裂开展详细的野外地质调查、高分辨率遥感影像解译和无人机低空摄影精细测量等，得到该断裂的构造地貌特征、空间几何展布及运动特性，并通过开挖探槽和地质测年等，对其最新活动时代及滑动速率等进行初步约束。研究结果表明，该断裂为全长约43 km、全新世活动的左旋走滑断裂，并在其东段存在长约6 km的地表破裂带。在该断裂东段，地表的晚第四纪累积左旋位移达（14.5±1.8）m，西段的左旋走滑量为（6.7±0.8）m，初步估算其东段的水平走滑速率为1.56～1.9 mm/a，西段的水平走滑速率为0.9～1.16 mm/a。该断裂的发现及全新世活动的厘定表明，青藏高原内部活动构造变形样式复杂，断块内部通常存在不同程度的弥散变形。因此，断块内部的强震危险性不容忽视。该活动断裂的发现为认识都兰次级断块内部变形样式、应变分配等提供了参考，为都兰地区地震危险性的认知提供了支撑，对防御和减轻区域地震灾害风险具有一定指导意义。
- 都兰南断裂 /
- 全新世活动 /
- 地表破裂 /
- 左旋走滑 /
- 运动速率
Abstract: The Qinghai Tibet Plateau is an intracontinental active orogenic belt formed under the continuous strong continental collision between India and Eurasia during the Cenozoic era. It has developed an extremely complex active fault system and has become an extremely significant intracontinental strong earthquake activity area in East Asia. Previous studies on active faults in the plateau have focused more on the boundary zone of the block, but paid less attention to the internal deformation of the block. Recently, during the seismic zoning of Chahanwusu Town, Dulan County, Haixi Prefecture, Qinghai Province, it was found that there was an obvious late Quaternary active fault - Dulan South fault in the Dulan secondary fault block in the southeast of Qaidam block. Through detailed field geological survey, high-resolution remote sensing image interpretation and low altitude photography fine measurement of the Dulan South fault, the structural and geomorphic characteristics, spatial geometric distribution and movement characteristics of the fault are obtained. The latest activity age and sliding rate are preliminarily constrained by excavation of trench and geological dating. The results show that the fault is a 43 km long, Holocene left lateral strike slip fault, and there is a 6 km long surface fracture zone at its east end. In the east section of the fault, the accumulated left lateral displacement of the surface in the late Quaternary is (14.5 ± 1.8) m, and the left lateral strike slip of the west section is (6.7 ± 0.8) m. It is preliminarily estimated that the horizontal strike slip rate in the east section is about 1.56～1.9 mm/a, and that in the west section is about 0.9～1.16 mm/a. The discovery of the fault and the determination of Holocene activity indicate that the active tectonic deformation style in the Qinghai Tibet Plateau is very complex, and there is usually dispersion deformation in the fault block with different degrees. Therefore, the risk of strong earthquakes in the fault block cannot be ignored. The new discovery of this active fault provides an important basis for understanding the internal deformation style and strain distribution of Dulan sub-fault block, provides strong support for the recognition of seismic risk in Dulan area, and has a certain guiding significance for the prevention and mitigation of regional seismic disaster risk.
- Dulan South fault /
- Holocene activities /
- Surface rupture /
- Left lateral strike slip /
- Motion rate

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引言

国内外众多的大地震现场考察及其灾害现象分析研究表明，活动断层不仅是产生地震的根源，也是造成地震灾害的原因（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2018）。地震发生时沿断层线的破坏较严重，人员伤亡明显较断层两侧的其他区域严重（徐锡伟，2006；徐锡伟等，2016）。新活动断裂的发现可能会改变人们对某个地区地震活动情况的认识，改变某项重大工程地震危险性程度的评估结果，也可能会改变对区域地震危险性的认识（哈广浩等，2021）。

青藏高原是新生代期间印度与欧亚板块持续的强烈陆陆碰撞作用下形成的陆内活动造山带，发育了复杂的活动断裂系统，并成为东亚显著的陆内强震活动区。新生代以来，印度板块与欧亚大陆的持续碰撞使青藏高原不断向周边扩展和增生（Molnar等，2009），受北侧戈壁—阿拉善地块和东侧鄂尔多斯块体的阻挡，由东昆仑断裂带、阿尔金断裂带和祁连-海原断裂带围限的青藏高原东北缘区域正在经历地壳缩短、剪切变形和块体挤出等强烈的地壳变形过程，发育了大量的褶皱、逆冲与走滑断裂等活动构造（邓起东等，2002；张培震等，2013）。在该区域边界广泛发育着走向NWW的逆冲兼左旋走滑断裂带，同时在区域内部发育了NNW向的逆冲兼右旋走滑性质的鄂拉山断裂和日月山断裂（袁道阳，2003）。多年来，国内外学者对该区域的主要断裂开展了大量研究工作，取得了一定成果（袁道阳等，2004；Zhang等，2004；Yuan等，2011；李智敏等，2018；吴果等，2022）。然而，已有学者对该区域活动断裂的研究多集中于地块边界带上，而对块体内部断裂的变形方式、应变分配等方面的研究较少，认识不足。近年来发生了多次强震，如兰坪地块内部的2021年漾濞6.5级地震（王光明等，2021）、巴颜喀拉块体内部的2021年玛多7.4级地震（盖海龙等，2021；李忠武等，2022）等，可知块体内部变形不容忽视。

本文在柴达木地块东南部的都兰次级断块内部新发现的都兰南左旋走滑活动断裂，进一步表明青藏高原内部的地壳变形复杂，断块内部可能存在弥散变形特点，因此断块内部的强震危险性不容忽视。该活动断裂的发现为认识都兰次级断块内部变形样式、应变分配等提供了重要依据，为都兰地区地震危险性认知提供了有力支撑，对于防御和减轻区域地震灾害风险具有一定指导意义。

1. 区域构造背景

青藏高原中北部巴颜喀拉块体和祁连—柴达木块体是以NWW走向的东昆仑大型左旋走滑断裂为界的2个活动地块，该区域是我国现今地震活动最强烈的地区之一，近年来发生了多次6.5级以上强震，包括了2022年1月8日发生在祁连-海原断裂带上的门源6.9级地震、2021年5月22日发生在东昆仑断裂带上的玛多7.4级地震、2017年发生的九寨沟7.0级地震、2010年4月4日发生在甘孜—玉树断裂带上的玉树7.1级地震、2008年发生在龙门山断裂带上的汶川8.0级特大地震。都兰南断裂所在的周边区域位于巴颜喀拉块体和祁连—柴达木块体的交界部位，属柴达木次级地块的东南缘地区。该断裂周边区域内发育了多条活动性断裂（图1），其中以NWW向的东昆仑左旋走滑断裂（图1（b）中F14）和NNW向的鄂拉山右旋走滑断裂（图1（b）中F2）最显著。鄂拉山断裂带被认为是夹持在海原-祁连断裂和东昆仑主边界断裂之间祁连—柴达木活动地块内部的右旋次级构造，是分隔柴达木盆地和茶卡—共和盆地的边界断裂，断裂同时控制了上述两盆地之间鄂拉山的隆升和新构造变形。在都兰南断裂的东北部还存在2条近平行的NW走向晚更新世-全新世右旋走滑断裂，分别为夏日哈断裂（图1（b）中F11）和英德尔康断裂（图1（b）中F12）。

图 1 研究区地震构造

Figure 1. Seismic tectonic map of the study area

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2. 断裂特征

2.1 断裂几何展布与遥感影像特征

都兰南缘断裂位于柴达木盆地东南缘，青海省海西州都兰县热水乡以南（图1、图2）。断裂距都兰县城直线距离约15 km，距都兰县热水乡驻地约5.5 km。断裂西起都兰县热水乡西南部阿木它以西，向东经龙哇尕当、恰外、柴湾沟地区，跨约G109国道，经热水乡智尕日村南部，跨越察汗乌苏河，从热水乡扎麻日村南部延伸至桃斯托河西北岸，向东未穿越桃斯托河，断裂延伸约43 km，倾向总体向北，具有左旋走滑特征。断裂在察汗乌苏河以西部分，走向近EW，在察汗乌苏河以东走向逐渐由NEE向变为NE向（图2），且断裂在察汗乌苏河两侧不连续，故以察汗乌苏河为界，将断裂分为东、西段。断裂东段桃斯托河西北岸遥感影像线性特征明显（图3），形似被开挖的沟渠展在山前，长约6 km，且冲沟有被错断的痕迹，疑似为地震造成的地表破裂遗迹。

图 2 都兰南断裂几何展布

Figure 2. Geometric display of the the Dulan South fault

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图 3 都兰南断裂地表破裂遥感影像（影像据Google map，红色箭头为断裂疑似位置）

Figure 3. Remote sensing image of surface ruptures at the Dulan South fault （According to google map, the red arrow is the suspected location of the break）

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2.2 断裂典型地貌特征

地貌特征是地质构造格局的基本反映，是新构造运动中断裂活动、块体运动和侵蚀风化作用的综合结果（姚生海等，2020）。在遥感解译的基础上，沿着断裂进行了野外地质调查，在重点段位开展了无人机低空摄像测量。重点考察点位置如图2所示，其中2处重点考察点描述如下。

2.2.1 考察点1（桃斯托河西北岸）

在桃斯托河西北岸，遥感影像显示线性特征明显，断裂形成长约6 km的地表破裂带（图3）。通过无人机低空摄影测量得到了该地表破裂带东段的数字高程模型（图4（a））及正射影像图（图4（b））。在数字高程模型和正射影像图中，断裂形成的线性特征明显，断裂断错了冲沟和山体，且具有明显的左旋走滑特征（图4）。在数字高程模型中测得4处近南北走向的冲沟、山脊S1～S4（图4（a））左旋断错点位移分别为（11.7±1.2）、（14.5±1.5）、（15.8±1.5）、（16.0±1.6 ）m，平均左旋位移为（14.5±1.5） m（表1）。沿断裂形成的地表破裂带反向陡坎明显，陡坎高度0.5～1.0 m，通过图4（a）中P1、P2、P3、P4剖面实测的陡坎高度分别为1.0、0.6、0.8、1.0 m（图5），平均高度为0.85 m（表2）。同时沿断裂带发育串珠状断塞塘，断塞塘中杂草明显多余周边其他地方（图4（b））。沿着地表破裂现场考察，断裂在地貌上显示出明显的断层凹槽（图6（a）、图6（b）、图6（c））和断层反向陡坎（图6（c）、图6（d））；陡坎高0.5～2.0 m，长10～50 m（图6（c））；断层凹槽宽3～10 m，凹槽内发育众多的断塞塘，断塞塘多近似呈椭圆状或圆形，直径不一、深浅不一（图6（e）、图6（f））。小的断塞塘直径为1 m左右，深50 cm；大的断塞塘长轴方向直径5～10 m，短轴方向直径5～10 m，深1～2 m。断塞塘呈串珠状分布，与断裂走向一致（图4（b））。

图 4 都兰南断裂东段地表破裂

Figure 4. Surface rupture at the eastern end of the Dulan South fault

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表 1 地表破裂沿线冲沟左旋位错实测位移

Table 1. Measured displacement table of left-handed dislocation of gullies along the surface rupture

实测水平位移点	水平位移/m	平均水平位移/m
S1	11.7±1.2	14.5±1.8
S2	14.5±1.5
S3	15.8±1.5
S4	16.0±1.6

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图 5 断层陡坎垂直高度测量

Figure 5. Measurement of vertical height of fault steep

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表 2 断层陡坎垂直高度实测位移

Table 2. Measured displacement of vertical height of fault scarp

实测垂直位移点	垂直位移/m	平均垂直位移/m
P1	1.0	0.85
P2	0.6
P3	0.8
P4	1.0

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图 6 沿地表破裂发育的断层凹槽、反向陡坎和断塞塘

Figure 6. Fault grooves, reverse steep ridges and fault ponds develop along surface ruptures

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2.2.2 考察点2（G109国道以西1.5 km处）

在都兰县热水乡境内G109国道以西1.5 km处（图2），通过无人机低空摄影测量得到了该处数字高程模型（图7（a））和正射影像图（图7（b）），由数字高程模型可知，断裂周围冲沟较发育，且冲沟有明显的左旋走滑特征（图7），在数字高程模型中测得的2处冲沟S5、S6（图7（a））左旋错动位移分别为（7.0±0.8）、（6.4±0.8） m（表3），与实际测得的冲沟左旋位移基本吻合（图8（a）、图8（b））。

图 7 G109国道以西1.5 km处断裂沿线地貌特征

Figure 7. Landform features along the fault 1.5 km to the west of G109 national highway

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表 3 断裂沿线冲沟左旋位错实测位移

Table 3. Measured displacement table of gully left-handed dislocation along the fault

实测水平位移点	水平位移/m	平均水平位移/m
S5	7.0±0.8	6.7±0.8
S6	6.4±0.8	6.7±0.8

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图 8 G109国道以西1.5 km处断裂沿线左旋位移

Figure 8. Photo of left-handed displacement along the fault line 1.5 km west of G109 national highway

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2.3 断裂探槽特征、断裂活动时代与运动速率的厘定

滑动速率是断裂运动学特征的重要参数之一，通过对构造地貌的测量和复原，选择合适的地貌面年龄、断裂变形量与地貌开始变形的年龄，从而获得断裂滑动速率，反映断裂的位移特征、运动强度及活动方式等（姚生海等，2020）。

在对断裂高分辨率遥感影像解译、无人机低空摄影精细测量和野外地质调查的基础上，在断裂东段断层凹槽、断塞塘发育较好的地区和西段冲洪积扇面分别开挖了探槽剖面（图4、图7），在探槽剖面上分别采集了OSL地质测年样品和¹⁴C地质测年样品，以获得断错地层或地貌面的地质年龄，进而厘定其运动速率。

2.3.1 考察点1（桃斯托河西北岸）

探槽地理坐标为（36.221 2°N，98.407 8°E），地貌上位于山前冲积扇后缘，断裂在此处形成反向陡坎及串珠状断塞塘，陡坎高约1.5 m、长约5 m，断塞塘直径2.0 m左右，探槽跨越了断塞塘和反向陡坎（图9（a））。探槽长约28 m，宽约3 m，深约3.5 m（图9（b））。

图 9 探槽与断裂位置示意

Figure 9. Schematic diagram of the location of exploration trenches and faults

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通过清理探槽剖面，拍照拼接得到了探槽NE壁的剖面（图10（a）），该剖面中存在3条较大的地震裂缝（图10（b））。裂缝自下而上贯穿至顶，最大裂缝宽约50 cm，形成漏斗形断层楔，断层楔内充填了后期的堆积物，堆积物由全新统黄土块及磨圆度较差的角砾组成，充填不严实，有少量的植物根系顺裂缝生长（图10（a））。由于上覆地层较潮湿及松软，不能具体区分是否为一次地震形成，但通过对地貌、剖面的分析认为，该断裂存在多期活动的特征，运动特征以走滑为主，地层有挠曲变形，断裂倾角较陡，垂直运动分量较小。

图 10 探槽剖面及解译

Figure 10. Sectional view and interpretation of the trench

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剖面中的地层详细描述如下：

U1地层：腐植土，层厚50 cm左右，有大量的植物根系，土质以粉质黏土为主，潮湿，密实。

U2地层：粉质黏土层，含有少量的粉细砂，土黄色，层厚0.5 m左右，有少量的植物根系，土质以碎块状为主，有较多的空隙，密实度一般。

U3地层：黄土状土，以粉质黏土为主，含有少量的粉细砂，土黄色，中密，湿，层厚0.8 m左右，局部夹杂有个别角砾。

U4地层：黄土状土，以粉质黏土为主，含有少量的粉细砂，土黄色，层厚1.5 m左右，密实，在该层顶部采集了¹⁴C样品，编号为DLT1-C2。

U5地层：细砂层，较湿，深棕色，干燥时呈灰白色～白色，质密，固结较好、硬度较大，在该层顶部采集了¹⁴C样品，编号为DLT1-C4。

在剖面U4和U5地层中分别采集编号为DLT1-C2和DLT1-C4的¹⁴C的年龄样品，并在美国Beta 实验室进行测试分析，结果如表4所示。测试年龄分别为（5 533±41）a BP和（8 397±21）a BP（图10（b））。

表 4 桃斯托河西北岸探槽¹⁴C样品测试结果

Table 4. Test results of¹⁴C sample from trench on the north west bank of taosto river

实验室编号	样品号	取样位置	测年物质	常规放射性碳年代/a BP	树轮校正2σ/Cal a BP
Beta-536481	DLT1-C2	U4地层	泥炭	4 820±30	5 533±41
Beta-536483	DLT1-C4	U5地层	泥炭	7 600±30	8 397±21

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探槽处在冲洪积扇的前缘部位，且坡度较陡，易形成冲洪积堆积物质。U1地层为腐植土，U2地层中含有植物根系，U3地层中局部夹杂有角砾，均不能较好地代表探槽所处地貌面的形成年龄。剖面显示，地震裂缝贯通了U1～U5地层，U5地层挠曲变形最大，至少在U5地层形成以来断裂发生过活动。在U5地层中采集了¹⁴C样品，测试结果显示该层形成时代为（8 397±21）a BP，断裂最新一次事件的形成时间晚于（8 397±21）a BP，说明该断裂为全新世活动断裂。

因该地区干旱少雨，且冲沟规模小，冲沟沟壁受地表流水的侵蚀和冲刷作用微弱，断裂两侧冲沟沟壁宽度基本一致（图11）。冲沟位错量可代替阶地地貌面的位错量。S1～S4冲沟、山脊的平均位错量为（14.5±1.4）m，据此判断断裂最新一次事件的形成时间晚于（8 397±21）a BP，估算都兰南断裂东段水平活动速率为1.56～1.9 mm/a。

图 11 S4冲沟左旋位错影像

Figure 11. Image of left hand dislocation in S4 gully

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2.3.2 考察点2（G109国道以西1.5 km处）

在都兰县热水乡境内G109国道以西1.5 km左旋错动冲沟S5、S6之间清理开挖地质剖面（图12（a）），并在地质剖面中采集¹⁴C和OSL年龄样品（图12（b））。

图 12 探槽剖面图及解译

Figure 12. Profile and interpretation of trench

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剖面中的地层详细描述如下（图12（c）、图12（d））：

U1地层：腐植土，层厚0.6 m左右，有大量的植物根系，土质以粉质黏土为主，潮湿，密实。

U2地层：古土壤层，层厚0.2 m左右，深棕色，在该层采集了编号为DLT2-C2的样品。

U3地层：粉质黏土层，含有少量的粉细砂，土黄色，中密，层厚1.3 m左右，该层底部夹有不连续的砂砾石层和粗砂，在该层采集了OSL年龄样品DLT2-1、DLT2-2、DLT2-3。

U4地层：细砂层，以风成黄土为主，干燥时呈灰白色～白色，质密，固结较好、硬度较大，在该层采集了编号为DLT2-C1的¹⁴C年龄样品。

在剖面U2、U3、U4地层中分别采集了¹⁴C和OSL年龄样品，¹⁴C年龄样品在美国Beta实验室进行测试分析，OSL年龄样品在中国地质科学院地质力学研究所年轻地质体年代学实验室进行测试分析，测试结果如表5、表6所示。测试年龄分别为（2 922±44）、（4 800±600）、（5 300±500）、（6 497±51） a BP（图12（d）），显示出了较好的年龄序列。

表 5 G109国道以西探槽OSL样品测试结果

Table 5. Test results of OSL sample trench from the trench to west of G109 national highway

实验室编号	样品号	取样位置	环境剂量率/（Gy·ka⁻¹）	测年物质	等效剂量/Gy	年龄/ka
—	DLT2-1	U3地层	—	未取得测试数据	—	—
2020_1_22	DLT2-2	U3地层	3.646±0.160	粉质黏土	17.58±1.97	4.8±0.6
2020_1_23	DLT2-3	U3地层	3.653±0.162	细砂	19.41±1.44	5.3±0.5

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表 6 G109国道以西探槽¹⁴C样品测试结果

Table 6. Test results of ¹⁴C sample from the trench to the west of G109 national highway

实验室编号	样品号	取样位置	测年物质	常规放射性碳年代/a BP	树轮校正2σ/Cal a BP
Beta-570283	DLT2-C1	U4地层	泥炭	5 710±30	6 497±51
Beta-570284	DLT2-C2	U2地层	泥炭	2 820±30	2 922±44

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探槽剖面U1地层为腐植土，U2地层为古土壤层，U3地层中局部夹杂有粗砂及砾石层，均不能较好的代表探槽所处地貌面的形成年龄。U4地层水平层理发育，基本可代表地貌面的形成时代。在U4地层中采集了¹⁴C样品，测试结果显示该层形成时代（6 497±51）a BP，断裂断错了该阶地地貌面，说明断裂最新一次事件的形成时间晚于（6 497±51）a BP。

S5、S6冲沟的平均左旋位移量为（6.7±0.8）m，据此判断断裂在该段最新一次事件的形成时间晚于（6 497±51）a BP，估算都兰南断裂西段水平活动速率为0.9～1.16 mm/a。

3. 讨论与结论

从空间展布来看，都兰南断裂全长约43 km，向东未跨越桃斯托河，可能与东侧的夏日哈断裂右旋走滑运动有关（图1（b）中的F11）。同时，断裂向西延伸可能与柴达木盆地南缘隐伏断裂相接。柴达木盆地南缘隐伏断裂带为东昆仑构造带与柴达木盆地的分界断裂，断裂带西起乌图美仁、塔尔丁至格尔木后转为近EW向，终止于诺木洪以东，全长约700 km，主要表现为向北方向的逆冲。该断裂在第四纪早、中期有过强烈的运动，但到第四纪晚期，特别是全新世以来，许多地段活动不明显，仅在乌图美仁地段活动较明显；在格尔木附近局部地段可见切割晚更新世早中期—中更新世冰积物的次级断层，属晚更新世早中期或中更新世断层；东段早—中更新时有过活动。都兰南断裂表现出了左旋走滑性质，最新的活动时代为全新世。都兰南断裂向西与柴达木盆地南缘隐伏断裂延伸方向基本一致，其可能属于同一构造体系，但都兰南断裂活动性明显强于柴达木盆地南缘隐伏断裂活动性，可能是因为都兰南断裂受到了东边鄂拉山断裂（图1（b）中的F2）、夏日哈断裂（图1（b）中的F11）和英德尔断裂（图1（b）中的F12）等活动断裂右旋走滑的影响，带动了局部的活动。

在断裂东段探槽开挖工作中，选择开挖探槽的断塞塘位置不是十分有利，应选择邻近冲沟口西侧更有利于保存沉积的位置开挖；探槽剖面更多的表现为地裂缝并没有明显的错动地层现象，为准确限定最新一次事件带来了不确定性，进而影响断层准确的运动学参数。此次工作中，断裂两侧坡度较陡，阶地面缺失，通过冲沟测量的位移主要为累积位移，未区分出同震位移量，为该断裂的可能震级上限计算带来了一定的不确定性。

通过对都兰南断裂开展详细的野外地质调查、高分辨率遥感影像解译和无人机低空摄影精细测量等，得到了该断裂的构造地貌特征、空间几何展布及运动特性，并通过开挖探槽和地质测年等，对其最新活动时代及滑动速率等进行了初步约束，得到以下结论：

（1）都兰南断裂是在开展青海省海西州都兰县察汗乌苏镇地震小区划野外工作中，在柴达木地块东南部的都兰次级断块内部新发现的断裂，断裂全长约43 km，断裂带东段有长约6 km的地表破裂带。

（2）断裂具有明显的左旋走滑特征，断错了冲沟和山体，地表的晚第四纪累积左旋位移为（14.5±1.8）m，西段的累积左旋位移为（6.7±0.8）m。

（3）通过跨断裂开挖的探槽地质剖面和年龄样品测试分析，发现断裂最新一次事件的形成时间晚于（8 397±21）a BP，推断该断裂为全新世活动断裂。

（4）估算该断裂晚第四纪以来西段水平活动速率为0.9～1.16 mm/a，东段水平活动速率为1.56～1.9 mm/a。

（5）该活动断裂的新发现为认识都兰次级断块内部变形样式、应变分配等提供了依据，为都兰地区地震危险性的认知提供了支撑，对防御和减轻区域地震灾害风险具有一定指导意义。

致谢感谢陕西省地震局冯希杰研究员在野外工作中给予的指导、中国地震局地质研究所郭鹏副研究员在室内资料处理和研究分析方面给予的帮助及审稿专家提出了宝贵意见和建议。

图 1 研究区地震构造

Figure 1. Seismic tectonic map of the study area

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图 2 都兰南断裂几何展布

Figure 2. Geometric display of the the Dulan South fault

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图 3 都兰南断裂地表破裂遥感影像（影像据Google map，红色箭头为断裂疑似位置）

Figure 3. Remote sensing image of surface ruptures at the Dulan South fault （According to google map, the red arrow is the suspected location of the break）

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图 4 都兰南断裂东段地表破裂

Figure 4. Surface rupture at the eastern end of the Dulan South fault

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图 5 断层陡坎垂直高度测量

Figure 5. Measurement of vertical height of fault steep

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图 6 沿地表破裂发育的断层凹槽、反向陡坎和断塞塘

Figure 6. Fault grooves, reverse steep ridges and fault ponds develop along surface ruptures

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图 7 G109国道以西1.5 km处断裂沿线地貌特征

Figure 7. Landform features along the fault 1.5 km to the west of G109 national highway

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图 8 G109国道以西1.5 km处断裂沿线左旋位移

Figure 8. Photo of left-handed displacement along the fault line 1.5 km west of G109 national highway

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图 9 探槽与断裂位置示意

Figure 9. Schematic diagram of the location of exploration trenches and faults

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图 10 探槽剖面及解译

Figure 10. Sectional view and interpretation of the trench

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图 11 S4冲沟左旋位错影像

Figure 11. Image of left hand dislocation in S4 gully

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图 12 探槽剖面图及解译

Figure 12. Profile and interpretation of trench

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表 1 地表破裂沿线冲沟左旋位错实测位移

Table 1. Measured displacement table of left-handed dislocation of gullies along the surface rupture

实测水平位移点	水平位移/m	平均水平位移/m
S1	11.7±1.2	14.5±1.8
S2	14.5±1.5
S3	15.8±1.5
S4	16.0±1.6

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表 2 断层陡坎垂直高度实测位移

Table 2. Measured displacement of vertical height of fault scarp

实测垂直位移点	垂直位移/m	平均垂直位移/m
P1	1.0	0.85
P2	0.6
P3	0.8
P4	1.0

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表 3 断裂沿线冲沟左旋位错实测位移

Table 3. Measured displacement table of gully left-handed dislocation along the fault

实测水平位移点	水平位移/m	平均水平位移/m
S5	7.0±0.8	6.7±0.8
S6	6.4±0.8	6.7±0.8

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表 4 桃斯托河西北岸探槽¹⁴C样品测试结果

Table 4. Test results of¹⁴C sample from trench on the north west bank of taosto river

实验室编号	样品号	取样位置	测年物质	常规放射性碳年代/a BP	树轮校正2σ/Cal a BP
Beta-536481	DLT1-C2	U4地层	泥炭	4 820±30	5 533±41
Beta-536483	DLT1-C4	U5地层	泥炭	7 600±30	8 397±21

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表 5 G109国道以西探槽OSL样品测试结果

Table 5. Test results of OSL sample trench from the trench to west of G109 national highway

实验室编号	样品号	取样位置	环境剂量率/（Gy·ka⁻¹）	测年物质	等效剂量/Gy	年龄/ka
—	DLT2-1	U3地层	—	未取得测试数据	—	—
2020_1_22	DLT2-2	U3地层	3.646±0.160	粉质黏土	17.58±1.97	4.8±0.6
2020_1_23	DLT2-3	U3地层	3.653±0.162	细砂	19.41±1.44	5.3±0.5

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表 6 G109国道以西探槽¹⁴C样品测试结果

Table 6. Test results of ¹⁴C sample from the trench to the west of G109 national highway

实验室编号	样品号	取样位置	测年物质	常规放射性碳年代/a BP	树轮校正2σ/Cal a BP
Beta-570283	DLT2-C1	U4地层	泥炭	5 710±30	6 497±51
Beta-570284	DLT2-C2	U2地层	泥炭	2 820±30	2 922±44

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引言
1. 区域构造背景
2. 断裂特征
2.1 断裂几何展布与遥感影像特征
2.2 断裂典型地貌特征
2.3 断裂探槽特征、断裂活动时代与运动速率的厘定
3. 讨论与结论

柴达木块体内部都兰南断裂晚第四纪活动特征

doi: 10.11899/zzfy20230207

作者简介: 盖海龙，男，生于1988年。工程师。主要从事活动构造及其工程应用方面的工作。E-mail：nwuhailong@sina.cn

通讯作者: 姚生海，男，生于1980年。高级工程师。主要从事活动构造和古地震研究等方面的工作。E-mail：shenghaiyao@sina.com

计量

出版历程

The Late Quaternary Activity Characteristics of the Dulan South Fault in the Qaidam Block

引言

1. 区域构造背景

2. 断裂特征

2.1 断裂几何展布与遥感影像特征

2.2 断裂典型地貌特征

2.2.1 考察点1（桃斯托河西北岸）

2.2.2 考察点2（G109国道以西1.5 km处）

2.3 断裂探槽特征、断裂活动时代与运动速率的厘定

2.3.1 考察点1（桃斯托河西北岸）

2.3.2 考察点2（G109国道以西1.5 km处）

3. 讨论与结论

计量

出版历程

目录

引言

1. 区域构造背景

2. 断裂特征

2.1 断裂几何展布与遥感影像特征

2.2 断裂典型地貌特征

2.3 断裂探槽特征、断裂活动时代与运动速率的厘定

3. 讨论与结论

作者简介:
盖海龙，男，生于1988年。工程师。主要从事活动构造及其工程应用方面的工作。E-mail：nwuhailong@sina.cn

通讯作者:
姚生海，男，生于1980年。高级工程师。主要从事活动构造和古地震研究等方面的工作。E-mail：shenghaiyao@sina.com