本專著展示了我國在造山帶與前陸盆地、活動構(gòu)造與汶川地震的優(yōu)勢與特色，汶川地震前有預測、震后有研究和科學建議，為國內(nèi)外研究造山帶與前陸盆地耦合機制、汶川地震、蘆山地震的災害防治以及災后重建、成都盆地的地震安全評價等提供了科學依據(jù)和典型范例。因此，該專著不僅具有重要的科學意義和社會意義，而且也對四川省今后的地震安全穩(wěn)定、災后重建、生態(tài)恢復與可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導意義。
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目錄
第1章 青藏高原東緣的構(gòu)造地貌特征 1
1.1 青藏高原東緣龍門山活動造山帶的研究歷史 1
1.2 青藏高原東緣的構(gòu)造地貌單元 3
1.3 青藏高原東緣構(gòu)造地貌的幾何形態(tài)分析 7
1.3.1 地形形態(tài)分析 9
1.3.2 地形起伏度分析 11
1.3.3 剖面分析 14
1.4 青藏高原東緣的現(xiàn)代構(gòu)造應力場 15
1.4.1 青藏高原東緣的水平運動(GPS)場 16
1.4.2 青藏高原東緣的垂直形變場 17
1.4.3 青藏高原東緣的構(gòu)造動力學機制 19
第2章 青藏高原東緣的構(gòu)造格架與盆—山—原結(jié)構(gòu) 21
2.1 川藏塊體(松潘—甘孜造山帶) 23
2.2 茂汶韌性剪切帶 25
2.2.1 茂汶剪切帶的空間展布 25
2.2.2 茂汶剪切帶的新活動性 26
2.2.3 茂汶剪切帶的歷史地震 27
2.2.4 茂汶剪切帶與龍門山造山帶的關系 27
2.2.5 茂汶剪切帶的形成機制與形成時間 28
2.3 龍門山造山帶 28
2.3.1 龍門山的地表構(gòu)造特征 28
2.3.2 龍門山的深部構(gòu)造特征 29
2.3.3 龍門山的構(gòu)造演化過程 30
2.3.4 龍門山的構(gòu)造單元劃分 30
2.3.5 龍門山的逆沖作用與走滑作用 33
2.3.6 “新生代龍門山”與“中生代龍門山” 34
2.4 龍門山前陸盆地 35
2.4.1 前陸盆地的輪廓 35
2.4.2 前陸盆地的沉積基底 36
2.4.3 前陸盆地的沉積充填 36
2.4.4 前陸盆地的結(jié)構(gòu) 37
2.4.5 前陸盆地的構(gòu)造分帶 37
2.5 龍門山的擴展性與構(gòu)造單元形成次序的標定 37
2.6 青藏高原東緣的盆—山—原結(jié)構(gòu)模式 38
第3章 龍門山造山帶的活動構(gòu)造與歷史地震 40
3.1 龍門山造山帶的活動構(gòu)造 41
3.1.1 研究方法和技術(shù) 42
3.1.2 北川斷層的活動構(gòu)造 46
3.1.3 彭灌斷層的活動構(gòu)造 50
3.1.4 龍門山山前的變形特征 53
3.1.5 龍門山的地震危險性 56
3.2 龍門山造山帶的歷史地震 56
3.2.1 歷史地震活動的時間分布特征 59
3.2.2 歷史地震的空間分布特征 65
3.2.3 歷史地震的震源深度分布特征 65
3.2.4 歷史地震的震源機制解 66
3.3 龍門山強震復發(fā)周期的討論與估算 70
3.3.1 龍門山強震復發(fā)周期的討論 70
3.2.2 龍門山強震復發(fā)周期的估算 71
第4章 成都盆地的活動構(gòu)造與歷史地震 79
4.1 成都盆地的構(gòu)造格架 79
4.2 成都盆地的歷史地震 82
4.3 成都盆地的活動構(gòu)造 83
4.3.1 關口斷裂和彭灌斷裂 83
4.3.2 大邑斷裂 85
4.3.3 蒲江—新津斷裂與熊坡背斜 91
4.3.4 龍泉山斷裂與龍泉山隆起 101
4.3.5 蘇碼頭斷裂 106
4.3.6 新場—甘溪斷裂 108
第5章 汶川地震 111
5.1 汶川地震的基本參數(shù)、震源機制解及余震的時空分布特征 114
5.1.1 汶川地震的基本參數(shù)與震源機制解 114
5.1.2 汶川地震余震的時空分布特征 117
5.2 汶川地震的地表破裂 118
5.2.1 北川斷裂的地表破裂 119
5.2.2 彭灌斷裂的地表破裂 145
5.2.3 小魚洞斷裂的地表破裂 149
5.2.4 擂鼓斷裂的地表破裂 157
5.3 汶川地震地表破裂的類型和組合樣式 161
5.3.1 平行逆沖斷層型組合樣式 162
5.3.2 捩斷層型組合樣式 162
5.3.3 階梯狀逆沖斷層型組合樣式 163
5.3.4 由捩斷層連接的雁列狀逆沖斷層型組合樣式 164
5.3.5 分叉斷裂型組合樣式 165
5.3.6 前緣逆沖后緣伸展型組合樣式 165
5.3.7 疊瓦狀疊置樣式 167
5.4 汶川地震驅(qū)動的構(gòu)造縮短 168
5.4.1 北川斷裂的構(gòu)造縮短 168
5.4.2 彭灌斷裂的構(gòu)造縮短 169
5.5 汶川地震的地表破裂帶和先存活動斷層之間的對比 169
5.5.1 地表破裂與活動斷層的空間匹配關系 169
5.5.2 地表破裂變形樣式對活動斷層幾何形態(tài)的約束 171
5.5.3 地表破裂運動學特征對龍門山活動變形的約束 171
5.6 汶川地震的地震動 173
5.6.1 儀器與資料 173
5.6.2 加速度峰值 175
5.6.3 加速度反應譜 178
5.6.4 加速度峰值與地震烈度的相關性 179
5.7 汶川地震的破裂過程分析 180
5.7.1 擦痕特征分析 182
5.7.2 利用赤平投影求解斷層的主應力方位 183
5.7.3 汶川地震的地表破裂過程 184
5.7.4 汶川地震發(fā)震斷層的運動特征 186
5.8 汶川地震的發(fā)震模式與成因機制 189
5.8.1 龍門山斷裂模式 189
5.8.2 對汶川地震的構(gòu)造運動學過程的討論 191
5.8.3 對汶川地震構(gòu)造動力學機制的討論 193
5.9 汶川地震的地質(zhì)災害及災后重建 194
5.9.1 汶川地震的地質(zhì)災害 194
5.9.2 汶川地震觀測數(shù)據(jù)的積累與整合 195
5.9.3 災后重建及其建議 196
第6章 蘆山地震 198
6.1 蘆山地震及其震害特點 199
6.2 蘆山地震和余震的定位 201
6.3 龍門山南段及前緣地區(qū)的地震構(gòu)造分帶 202
6.3.1 龍門山造山帶地震活動帶(A) 202
6.3.2 龍門山前緣擴展變形帶地震活動帶(B) 204
6.3.3 龍門山南段及前緣地區(qū)的地震構(gòu)造模式 205
6.4 蘆山地震的構(gòu)造成因機制與斷層模式 208
6.4.1 蘆山地震的地表變形特征及構(gòu)造解釋 208
6.4.2 蘆山地震的震源機制解、余震分布與構(gòu)造解釋 210
6.4.3 龍門山前緣地區(qū)逆沖—滑脫作用與蘆山地震的斷層模式 211
6.5 龍門山前緣擴展變形帶的地震構(gòu)造模式 212
第7章 遂寧地震 214
7.1 2008年以來四川盆地的地震 214
7.2 遂寧地震的基本特點 216
7.3 遂寧地震的地震波形特征與震源機制 218
7.4 遂寧地震的構(gòu)造背景 220
7.5 遂寧地震區(qū)的天然氣開采 223
7.6 遂寧地震的發(fā)震構(gòu)造分析 223
7.7 遂寧地震的成因機制分析 225
第8章 龍門山的地形雨與短周期剝蝕作用 228
8.1 山脈的隆升作用與剝蝕作用 228
8.2 龍門山的地形雨 229
8.2.1 龍門山地形雨與降水分布 229
8.2.2 龍門山地形雨的形成機制 230
8.2.3 龍門山地區(qū)的暴雨中心 231
8.3 龍門山地形雨的降水量與高程變化的相關性分析 232
8.3.1 黑水河流域降水量與高程變化的相關性分析 233
8.3.2 雜谷腦河流域降水量與高程變化的相關性分析 233
8.3.3 岷江干流北部(松潘—沙壩河段)降水量與高程變化的相關性分析 233
8.3.4 岷江干流南部(龍門山東南坡)降水量與高程變化的相關性分析 234
8.4 岷江上游徑流量與降水量的相關性分析 235
8.4.1 岷江上游徑流量與降水量的趨勢分析 235
8.4.2 岷江上游徑流量與降水量的季節(jié)性變化 236
8.4.3 岷江上游洪水的變化趨勢分析 237
8.4.4 岷江上游徑流量與降水量的相關性分析 238
8.5 岷江上游輸沙量與徑流量的相關性分析 239
8.5.1 岷江上游輸沙量與徑流量的年際變化趨勢分析 239
8.5.2 岷江上游輸沙量與徑流量的季節(jié)性變化 240
8.5.3 岷江上游輸沙量與徑流量的相關性分析 240
8.5.4 岷江上游輸沙量與降水量的相關性分析 240
8.6 龍門山地區(qū)主要流域輸沙量與徑流量的相關性分析 241
8.6.1 岷江流域輸沙量與徑流量的相關性分析 241
8.6.2 沱江流域輸沙量與徑流量的相關性分析 242
8.6.3 涪江流域輸沙量與徑流量的相關性分析 243
8.6.4 龍門山地區(qū)主要流域輸沙量與徑流量相關性的對比分析 244
第9章 岷江上游的水系樣式與活動構(gòu)造 246
9.1 岷江上游水系樣式的基本特征 246
9.1.1 岷江上游的水系平面樣式 248
9.1.2 岷江上游的水系剖面樣式 249
9.2 岷江上游水系平面樣式對活動構(gòu)造的響應 250
9.2.1 岷江上游的流向?qū)顒訑鄬拥捻憫?250
9.2.2 岷江上游河道的水平位錯對右旋走滑作用的響應 255
9.2.3 岷江上游非對稱性水系展布特征對差異性隆升作用的響應 259
9.3 岷江上游河谷剖面樣式對活動構(gòu)造的響應 263
9.3.1 岷江上游河谷剖面樣式對差異性隆升的響應 264
9.3.2 岷江上游階地面的垂直位錯對逆沖作用的響應 270
9.4 岷江上游水系樣式的其他控制因素分析 272
9.4.1 氣候因素對岷江上游水系樣式的影響 272
9.4.2 巖性差異性對岷江上游水系樣式的影響 275
9.4.3 岷江上游水系樣式的主要控制因素分析 277
第10章 湔江流域的水系樣式與活動構(gòu)造 279
10.1 湔江流域水系樣式的基本特征 279
10.1.1 湔江流域的水系平面樣式 279
10.1.2 湔江流域的水系剖面樣式 281
10.2 湔江流域的地貌特征 282
10.2.1 湔江流域的坡度及地形起伏度 282
10.2.2 湔江流域的面積—高程積分 282
10.3 湔江流域水系平面樣式對活動構(gòu)造的響應 283
10.4 湔江流域河谷剖面樣式對活動構(gòu)造的響應 285
10.4.1 湔江流域河谷地貌形態(tài)對差異性隆升的響應 285
10.4.2 湔江流域河流梯度剖面對活動構(gòu)造的響應 286
10.4.3 湔江流域階地面的垂直位錯對逆沖作用的響應 286
第11章 龍門山的河流縱剖面與構(gòu)造隆升作用 288
11.1 原理與方法 288
11.1.1 河流縱剖面的函數(shù)擬合 289
11.1.2 河流水力侵蝕模型 290
11.1.3 河流坡降指標與Hack剖面 291
11.1.4 面積—高程積分(HI) 292
11.2 龍門山的河流縱剖面擬合函數(shù) 292
11.2.1 計算過程 293
11.2.2 河流縱剖面擬合函數(shù)與構(gòu)造活動的關系 296
11.3 龍門山的河流水力侵蝕模型 296
11.3.1 計算過程 296
11.3.2 河流水力侵蝕模型的對比分析 296
11.3.3 河流水力侵蝕模型與構(gòu)造隆升的關系 297
11.4 龍門山的河流坡降指標與Hack剖面 298
11.4.1 計算過程 298
11.4.2 河流縱剖面、SL參數(shù)及Hack剖面與構(gòu)造活動的關系 299
11.5 龍門山的河流面積—高程積分 301
11.5.1 龍門山中段的河流面積—高程積分對構(gòu)造隆升作用的指示 301
11.5.2 龍門山南段的河流面積—高程積分對構(gòu)造隆升作用的指示 302
11.6 龍門山的河流分支比與集水區(qū)的不對稱性分析 309
11.6.1 計算過程 309
11.6.2 分支比、集水區(qū)不對稱性與構(gòu)造活動的關系 310
第12章 汶川地震的水系響應 313
12.1 龍門山的水系類型 315
12.1.1 岷江水系 316
12.1.2 沱江水系 316
12.1.3 青衣江水系 317
12.1.4 涪江水系 317
12.1.5 嘉陵江水系 318
12.2 龍門山的水系樣式 318
12.2.1 龍門山水系網(wǎng)絡 318
12.2.2 龍門山水系及亞流域特征的提取 321
12.2.3 岷江流域和涪江流域水系樣式的對比分析 324
12.3 汶川地震驅(qū)動的逆沖—走滑作用的河流地貌響應 327
12.3.1 汶川地震的逆沖作用與河道坡折點 327
12.3.2 汶川地震的右旋走滑作用與河道轉(zhuǎn)折點 329
12.3.3 汶川地震地表破裂的走向與河道走向 329
12.3.4 龍門山平行的走滑—逆沖斷層組合對水系樣式的控制作用 331
12.3.5 龍門山疊瓦狀逆沖斷層組合對水系樣式的控制作用 332
12.3.6 汶川地震的隆升作用對河床梯度剖面的影響 333
12.3.7 龍門山地震的構(gòu)造—地貌—水系響應模式 337
第13章 汶川地震滑坡沉積物的傳輸過程 340
13.1 地震滑坡沉積物的傳輸模型 340
13.1.1 同震滑坡的空間分布特征 341
13.1.2 震后泥石流的空間分布特征 342
13.1.3 震后滑坡、泥石流沉積物的傳輸模型 343
13.2 地震滑坡、泥石流與河床演變 346
13.2.1 河道變窄 347
13.2.2 河床升高 348
13.2.3 河床比降增大 348
13.2.4 地震滑坡、泥石流對河谷谷坡的影響 348
13.3 地震滑坡、泥石流的產(chǎn)沙量及其對河流輸沙量的影響 349
13.4 汶川地震對植被覆蓋率的破壞及其對輸沙量的影響 352
13.4.1 森林植被覆蓋率對徑流量、輸沙量的影響 352
13.4.2 森林植被覆蓋率與徑流量的相關性分析 353
13.4.3 森林植被覆蓋率與輸沙量相關性分析 354
13.4.4 汶川地震前、后植被覆蓋率的對比及其對輸沙量的影響 355
13.5 汶川地震對水土流失的影響 356
13.5.1 汶川地震前、后水土流失的變化及對輸沙量的影響 357
13.5.2 汶川地震前、后固體松散物質(zhì)量的變化及對輸沙量的影響 357
13.6 汶川地震后暴雨型泥石流及其對輸沙量的影響 358
13.6.1 汶川地震后泥石流、洪水與強降雨發(fā)育的基本條件 358
13.6.2 汶川地震后強降雨驅(qū)動的泥石流和洪水 359
13.6.3 汶川地震后暴雨的分布特點 360
13.6.4 汶川地震后特大暴雨型泥石流的空間分布 363
13.6.5 汶川地震后引發(fā)泥石流的臨界降水量分析 366
13.6.6 汶川地震前、后岷江上游輸沙量的對比分析 367
13.7 汶川地震后河流輸沙量的增量 369
第14章 汶川地震與龍門山地貌生長 371
14.1 汶川地震驅(qū)動的隆升作用與水平位移 371
14.1.1 基于InSAR技術(shù)獲得的汶川地震位移 371
14.1.2 基于雙斷層面震源模型反演的地形變化 374
14.1.3 基于水準剖面的地形變化 374
14.1.4 基于GPS監(jiān)測的水平位移 374
14.2 汶川地震驅(qū)動的構(gòu)造隆升量 376
14.3 汶川地震驅(qū)動的地震滑坡量 377
14.3.1 龍門山的坡度與滑坡發(fā)育的基本條件 377
14.3.2 汶川地震的同震滑坡 377
14.3.3 汶川地震滑坡的特性 379
14.3.4 同震滑坡的填圖與統(tǒng)計 380
14.3.5 同震滑坡的面積 381
14.3.6 同震滑坡的體積 382
14.3.7 同震滑坡量沿斷層走向上的變化 383
14.3.8 同震滑坡量在垂直于斷層方向上的變化 384
14.4 汶川地震驅(qū)動的構(gòu)造隆升量與滑坡剝蝕量及其對龍門山地貌生長的約束 386
14.5 紅椿溝流域構(gòu)造隆升量與滑坡剝蝕量的對比 387
14.5.1 紅椿溝的同震滑坡量 390
14.5.2 紅椿溝震后強降雨驅(qū)動的泥石流量 390
14.5.3 紅椿溝地震滑坡、泥石流的侵蝕速率及其對岷江沉積通量的影響 393
14.5.4 紅椿溝流域同震構(gòu)造抬升量與滑坡量的對比及其對地貌生長的影響 395
14.5.5 紅椿溝震后泥石流的形成機制 396
14.6 湔江流域的構(gòu)造隆升量與滑坡剝蝕量的對比 398
14.6.1 湔江流域的同震滑坡量 399
14.6.2 湔江流域震后強降雨驅(qū)動的泥石流量 400
14.6.3 湔江流域的構(gòu)造抬升量與滑坡量的對比 401
14.7 平通河流域的構(gòu)造隆升量與滑坡剝蝕量的對比 403
14.7.1 平通河流域的水系網(wǎng)絡 404
14.7.2 平通河流域降水量與輸沙量的相關性分析 408
14.7.3 汶川地震前、后平通河流域輸沙量的變化 411
14.7.4 平通河流域的構(gòu)造抬升量與滑坡量的對比及其對地貌生長的影響 415
第15章 四川盆地的長周期剝蝕作用與始新世古長江的貫通 416
15.1 四川盆地的剝蝕作用 417
15.1.1 低溫熱年代學分析的原理及方法 418
15.1.2 磷灰石裂變徑跡熱年代學結(jié)果 422
15.1.3 (U-Th)/He測年結(jié)果 429
15.1.4 討論 429
15.2 始新世古長江的貫通 432
15.2.1 裂變徑跡分析的結(jié)果 433
15.2.2 對三峽始新世下切作用的討論 434
第16章 龍門山隆升機制與沉積響應 437
16.1 龍門山隆升機制 437
16.2 龍門山活動造山帶與活動前陸盆地的耦合機制 441
16.2.1 青藏高原東緣的盆—山體系 441
16.2.2 龍門山隆升機制與前陸盆地之間的耦合關系 442
16.2.3 成都盆地撓曲沉降與龍門山下地殼流的耦合機制 443
16.3 晚新生代龍門山隆升機制的沉積響應 447
16.3.1 晚新生代成都盆地的底部不整合面 447
16.3.2 晚新生代成都盆地的不對稱充填結(jié)構(gòu) 448
16.3.3 晚新生代成都盆地的充填序列 451
16.3.4 晚新生代龍門山逆沖—走滑作用的標定 455
第17章 青藏高原東緣均衡重力異常與盆—山—原系統(tǒng) 467
17.1 研究目標 468
17.2 研究方法 468
17.2.1 青藏高原東緣的均衡重力異常分帶與構(gòu)造地貌單元之間的對應關系 470
17.2.2 青藏高原東緣的均衡重力異常陡變帶與地形陡變帶的對應關系 471
17.2.3 青藏高原東緣的均衡重力異常陡變帶與巖石密度陡變帶的對應關系 471
17.3 利用Airy均衡模式對均衡重力異常的反演模擬 471
17.3.1 Airy均衡模式與反演模擬的方法 471
17.3.2 模擬結(jié)果 473
17.4 利用撓曲均衡模式對龍門山構(gòu)造負載與前陸盆地撓曲沉降作用的模擬 476
17.4.1 龍門山的構(gòu)造負載量 476
17.4.2 前陸盆地的沉降量 476
17.4.3 前緣隆起的隆升量 477
17.4.4 彈性撓曲模擬 477
17.5 討論 478
17.5.1 對下地殼流機制與均衡重力異常相關性的討論 478
17.5.2 對下地殼流機制與汶川地震的討論 478
17.5.3 對龍門山正均衡重力異常形成時間的討論 478
17.6 結(jié)論與認識 479
第18章 汶川地震驅(qū)動的構(gòu)造負載量與前陸盆地撓曲沉降作用的模擬 481
18.1 汶川地震的同震變形量 481
18.1.1 汶川地震驅(qū)動的同震地表隆升量 481
18.1.2 汶川地震驅(qū)動的同震地表沉降量 482
18.2 彈性撓曲模擬的原理與方法 483
18.3 彈性撓曲模擬的結(jié)果 485
18.4 討論 488
18.5 結(jié)論與認識 489
第19章 九寨溝地震 490
19.1 九寨溝Ms7.0級地震的構(gòu)造背景 490
19.2 九寨溝Ms7.0級地震的地震學參數(shù) 490
19.3 九寨溝Ms7.0級地震的地表變形 491
19.4 虎牙斷裂的活動性與歷史地震 492
19.5 討論 493
19.6 小結(jié) 496
第20章 2017年茂縣震后滑坡的形成機制 497
20.1 茂縣震后滑坡的區(qū)域地質(zhì)地貌背景 498
20.2 茂縣滑坡的幾何形態(tài)與參數(shù) 499
20.3 茂縣滑坡的沉積物特征 503
20.4 滑動機制分析 505
20.5 成因機制與地質(zhì)條件分析 506
20.6 小結(jié) 512
參考文獻 515
附件：Field Trip Guidebook for Geology of the Longmen Shan and Geohazards of the Wenchuan Earthquake 535
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