活动断裂上大地震的复发行为是评估区域地震危险性重要依据，但不同活动断裂体系的大震复发时空特征具有很大的不同。有的地震可能只在单条断裂上产生破裂，而有的大地震使多条断裂产生级联破裂，造成更大的危害。评估活动断裂体系是否会产生复杂的级联破裂，需要对厘清断裂带的几何形态、运动学特征和大震复发历史。
党河南山西段活动断裂分布图
党河南山北缘逆冲断裂是青藏高原东北缘祁连山地球一条重要的断裂带，它西端与阿尔金断裂大型走滑断裂带相接，并构成了走滑-逆冲转换体系，控制祁连山地壳缩短和山脉隆升。同时，党河南山北麓建有甘肃省肃北蒙古自治县县城，敦格铁路线在此多次穿过党河南山北缘断裂和阿尔金断裂，因此评估该区域地震危险性具有重要的理论和实用意义。基于此，天津大学地科院刘静教授团队与合作者对党河南山北缘断裂的三维几何结构和滑动速率进行了重新厘定。
党河南山北缘断裂断错地貌
近处可看到铁路线穿过断层陡坎
党河南山北缘逆冲断裂西段在地貌上断层迹线十分明显，主要表现为由冲洪积扇和阶地褶皱抬升形成的两条断层陡坎，呈左阶展布。对于南支断裂，本研究采用差分GPS采集了多条长大于5km的地形剖面，约束了拔河高7-60m的4级阶地面变形特征，构建逆冲-褶皱缩短模型，限定了4级阶地的缩短量。在北支断裂上，利用无人机载LiDAR，获得高分辨率变形地貌特征，并测得不同阶地抬升量在1.5-3.6 m之间，并基于古地震探槽获得的断裂剖面，约束了最高一级阶地的缩短量为4.5 m。同时，本研究利用宇宙成因核素和光释光测年技术，获得了各地貌面的年龄，限定党河南山北缘断裂带的抬升速率和缩短速率分别为1.4±0.4 mm/yr和0.8±0.2mm/yr，与晚中新世以来党河南山的平均缩短速率结果一致。此外，基于党河南山北缘断裂和阿尔金断裂几何结构特征，以及以往区域内古地震序列的研究成果，分析认为在本研究区内有可能发生复杂的走滑—逆冲运动的级联破裂，其震级在Mw7以上。
断层陡坎测量和缩短量约束
本研究成果以“Shortening Rates and Recurrence of Large Earthquakes From Folded and Uplifted Terraces in the Western Danghe Nan Shan Foreland, North Tibet”为题，发表在国际著名地学杂志 Journal of Geophysical Research: Solid Earth 上。
论文信息：Shao, Y., van der Woerd, J., Liu-Zeng, J., Yuan, D., Yao, Y., Zou, X., & Wang, P. (2023). Shortening rates and recurrence of large earthquakes from folded and uplifted terraces in the Western Danghe Nan Shan foreland, north Tibet. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, e2021JB023736. https://doi. org/10.1029/2021JB023736
