地貌学及第四纪地质学13 新构造运动

沉积物标志——成因类型
沉积物的成因类型和岩相受一定的自然地理环境的控制，而自 然地理环境则主要是由构造运动和气候因素决定的。所以，在 排除了气候因素对沉积物的成因类型和岩相影响后，才可以用 于新构造运动的研究。 新构造运动决定着外力过程的性质和强度，如在强烈抬升的高 原和山岳地区，地形切割强，坡度大，所以常形成重力堆积 物、山岳冰川堆积物和洪积物等；而在沉降运动的平原和盆地 区，则以湖沼沉积物和冲积物等最为发育。
5 火山活动
火山活动是新构造运动主要表现形式之一，火山带是确定构 造活动带的重要证据之一。
2010年4月17日冰岛南部火山喷发，火山口浓烟翻滚熔岩流 淌，蜘蛛型闪电在火山口上空出现。
厚重的火山灰密布，覆盖了植被。
埃亚菲亚德拉火山口喷薄而出的火山灰浓烟滚滚。
6 大地测量与地球物理异常
新都桥－新店现代地壳垂直形变剖面图 （引自四川地震局测量队资料，以新都桥为零点起算）
洪积扇的线状排布显示的断层信息
张掖黑河叠瓦状洪积扇
1 张 山 掖 地 黑 河 2 迭 台 瓦 地 状 洪 3 积 扇 沙 编 丘 稿 图 4 （ 平 1 原 一 5 百 洪 万） 积 扇 . . . . . / /
3. 沉积物标志
斜坡被断层错断后形成断层崖，上部的原始坡面由于相对抬 升，在流水的作用下形成剥蚀区，而在断层崖的底部产生了 连续的堆积。
地震观测：震中分布、震源深度分布与构造的关系 震源机制：震源断面分析；震源应力场分析 强震等震线与地质构造研究 古地震研究
第一节 新构造运动相关概念 第二节 新构造运动的标志 第三节 新构造运动的研究方法
第一节 新构造运动相关概念
关于新构造运动发生的时限认识不一致：
① 第四纪(Q)时期发生的构造运动 ② 从新近纪(N)开始至现代的构造运动 ③ 新近纪(N)和第四纪(Q)前半期发生的构造运动 ④ 无时间限制，只要是造成现代地形基本特点的构造 运动都叫新构造运动。
1906，旧金山大地震，7.9
1923.9.1，日本关东大地 震，8.2M
1976.7.28，唐山大地震，7.8M
映秀镇倒塌的中学
灾后重建
亚洲新构造运动图
中国科学院地质与地球物理研究所 滕吉文研究员
亚洲大陆逃逸构造 (Escape structures)
Paul Tapponnier的物理模拟试验: 树胶和钢活塞分离代表欧亚大陆和印度板块
定量法——地球化学测量
α径迹测量 土层氡气相对密度分布 β射线测量 γ射线强度变化 断层气测量 土层或泉水中的Rn、He、Ar、N2、CO2、H2等 气体浓度
定量法——形变测量
卫星大地测量 甚长基线干涉测量；多普勒三角测量； 全球定位系统 大地水准测量 区域形变测量；跨断层水准测量
定量法——地震学
湟水流域西宁-互助地区至少发 育了11级典型的河流阶地
河流阶地的变形
洛河阶地位相图
间接地貌标志——洪积扇的研究
洪积扇加叠 串 珠 状 洪 积 扇
洪积扇偏转
普遍上升引 起的洪积扇 嵌入
洪积扇扇顶 向山前位移
不断缩小的 加叠洪积扇
断层通过洪 积扇引起的 锥顶位移
叠置式洪积扇 洪积扇形成后，如果山体不断抬升，山前平原相对 下降，在已经形成的洪积扇上，往往有新洪积扇形 成，而且部分地覆盖在老洪积扇上，形成垒叠式洪 积扇。
中国地质 调查局
汶川5·12大地震产生的变形（ InSAR图像）
成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar；简称：干涉雷达测量）是以 同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅 SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从 干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术 应用 地形高程数据的获取 地表微量形变的测量技术（D-INSAR） 优势 主动式遥感方式 -> 全天候、全天时作业，测量结果具有连 续的空间覆盖优势 可对地壳变形进行准确的测量与监测 -> 地壳构造变形研究 的一个新的强有力工具 -> 板块动力学理论、地震、造山
第三节 新构造运动的研究方法
新构造运动的研究方法及应用时限
定性法——地质构造法
构造变形分析：N—Q地层的变形变位 岩浆活动分析：N以来火山活动带、火山口带状分布 沉积物分析：沉积厚度、成因类型与岩相等研究
·构造变形分析 N—Q地层的变形变位
断层
褶皱
·岩浆活动分析 N以来火山活动带、火山口带状分布
汤河地堑
在活动的走滑断层带往往形成特有的地貌组合，如线性谷〔或槽地) 河流断错或扭曲。
地貌标志——间接地貌标志
即由主要与水有关的地貌发育过程所表现的新构造运 动。如反映新构造间歇性抬升运动的地貌有：多级夷 平面、多级河流(海、湖)阶地、多层溶洞等；同一地 貌形态的变形变位，如洪积扇和阶地的变形变位、水 系扭曲与错断等，也是新构造运动的表现。水系的同 步转弯、汇流和分叉点的线状分布及洪积扇顶点的线 状排列，也常与新构造运动有关。
冰岛火山的线性分布
·沉积物分析 沉积厚度、成因类型与岩相等研究
定性法——地貌法
河流地形研究：水系格式和河道变迁研究；河床纵剖面研究；河流阶地研究（横剖面、纵 剖面），先成河谷地段
闪电河T1—T4横剖面示意图和平面示意图
洪积扇研究：洪积扇单体形态异常；洪积扇组合形态特征及变形变位
岩溶地貌研究：层状溶洞研究、岩溶期与岩溶地貌组合研究 夷平面研究：高度与时代；变形变位 海岸地形研究：海成阶地、海蚀凹槽的分布与高度 构造地貌研究：断层崖、断块山、断陷盆地
阿尔泰山东段夷平面剖面图
定性法——考古法
古文物研究：古文化遗址分布的古今对比；古建 筑的破坏原因与变形、变位 古文字记载：历史地震、群发性古崩塌、古滑坡
定量法——地球物理探测
地震、重力勘探：深部构造、隐伏活断层 精密重磁测量：重力场与磁场变化 大地电磁电阻异常、磁场强度的异常变化 地热：地热流异常带、温泉的线状排列 水声探测及探地雷达：隐伏断层分布、地下水与断裂活动关系
第二节 新构造运动的标志
新构造运动具有与老构造运动相同的表现形式，诸如 地层变形、变位、岩浆活动、第四纪沉积物厚度变化 和地球物理改变等。但由于新构造运动的时代新，且 尚在进行中，因而新构造运动还明显地或隐蔽地反映 在地貌上，并可进行直接观察与仪器测量。
新构造运动的标志
1、地质表现： 2、地貌标志： 新地层的变形与变位 直接地貌标志 间接地貌标志（夷平面、阶地、溶洞） 3、沉积物标志：分布、成因类型与岩相、厚度 4、地震 5、火山活动 6、大地测量与地球物理异常：三角测量、水准测量；地形 变异常；重力异常、磁异常
沉积物标志——厚度
沉积物的厚度与新构造运动沉积物的厚度取决于堆积区与其物 源区(剥蚀区)的相对高差和两者之间的距离，高差越大，距离 愈近，其沉积厚度也就越大。地形的高差是受新构造运动控制 的，所以新第三纪一第四纪沉积物的堆积速度与厚度，一定程 度上代表新构造运动的速度与幅度。
4 地 震
地震是现代构造 活动最明显的表 现形式，和活动 断裂体系的水平 位移或垂直位移 关系密切
（a）河西走廊中段第四纪地层中逆掩断层与褶皱； （b）河南新郑第四纪地层中的宽缓褶皱； （c）河南密县老地层断裂差异运动（黑色为第四纪沉积物）
该裂谷实际是大 西洋中脊出露在 海平面上的一部 分 ，它表明板块 正被拉伸。
板块或地块之间不均匀的 或相对的水平运动是大型 走滑断层形成的主要原 因，地球表面规模较大的 断裂均属走滑性质。 圣安德烈斯断层—太平洋 板块(右)与北美板块(左) 滑动边界的一部分，断裂 长约1300千米,切割深度 超过18千米。
串珠状洪积扇
如果上升的规模、幅度都 比较大，老洪积扇也随着 抬升，那么，它的下方将 形成新的洪积扇，新、老 洪积扇呈串珠状。
不对称侧叠式洪积扇
如果新构造运动在山前不 等量升降，则新的洪积扇 轴线向一侧移动，使新、 老洪积扇向一侧垒叠，并 形成不对称侧叠式的形 态。所以，根据洪积扇的 变形，可以了解新构造运 动的性质和强度。
2. 地貌标志
地貌标志——直接地貌标志
新构造地貌是新构造运动直接作用的结果，如：断层崖、断块山、新第三 纪以来形成的断陷盆地等。在活动的走滑断层带往往形成特有的地貌组 合，如断层陡坎、断陷塘、阻塞脊等。根据对断层崖的观察和研究，其形 态和坡角的变化，可以反映断层崖形成时代的长短。
断层三角面 断层陡坎 错动阶地 阻塞脊 断头河
1、地质表现： 新地层的变形与变位是新构造运动最明显、最
直观的表现
新构造运动造成的地层变形，往往是低角度(几度一十几度) 的倾斜变形或宽缓的拱形变形 （下图)。较强烈的褶皱变形仅 出现在大型压扭性活断层旁侧，或由地震液化作用造成的局 部揉皱。新断裂构造大都为脆性破裂。发育于前新第三纪基 岩中的新构造断裂的断层带，规模较小，一般宽几厘米至几 米，断层泥发育；构造岩松散并以角砾岩为主。
大多数人的观点：新构造运动是新近纪（N）以来发生的地 壳构造运动；其中有人类历史记载以来的构造运动称为现代 构造运动。 新构造： 由新构造运动造成的地层、地貌和构造变形或变 位叫做新构造（即新地质构造）。 活动构造：现今仍在活动的构造。 活动断层：近代地质时期（第四纪）和历史时期有过活动 （位移或古地震），现代正活动或将来有可能活动的断层。
间接地貌标志——夷平面
夷平面的变位
觉洛塔格山上新世夷平面的垂源自文库变位
北天山东段哈尔里克山三级夷平面
地壳的垂直升降运动是新构造运动表现最明显、最易于观察 和研究的形式。多级夷平面、夷平面的变形、变位反映新构 造的间歇性抬升。
间接地貌标志——河流阶地
多级河流阶地同样是新构造的间歇性抬升运动的标志之一。
4 地 震
– 我国是世界上地震多发地区之一，处在世界上 两个最活动的地震带之间，有些地区本身就是 这两个地震带的组成部分 – 东部属环太平洋地震带 – 西部及西南部地区受地中海一喜玛拉雅地震带 影响，地震活动性较东部强烈
4 地 震
东部属环太平洋地震带，地震主要发生在强烈凹陷下 沉的平原或断陷盆地，以及近期活动的大断裂带附 近，如汾渭地堑、河北平原、郯庐大断裂带等地区 西部及西南部地区受地中海一喜玛拉雅地震带影响， 地震活动性较东部强烈，主要沿着强烈隆起的青藏高 原四周、横断山脉、天山南北两麓及祁连山一带 我国境内地震绝大部分属浅源地震，震源深度 10~40km，最浅的只有2~5km，东部大多在30km范围 内，西部较深为40~50km
4 地 震
我国地震分布不均匀,东部比西部弱,不同深度的地震 分布区域不同,受地质构造控制 中震、深震多分布在环太平洋地震带和地中海一喜马 拉雅地震带上，地质构造运动极强烈，影响深达地幔 浅源地震分布最广，次数亦最多，其深度大都在50km 以内 基本上为构造地震，呈带状分布，多与构造线方向一 致
earthquakes (yellow) and volcanoes (red) of the world
重力异常
大量的测量结果表明， 地球表面的重力异常随 地而异，其变化与地球 的运动、地壳物质密度 的大小及物质的运移有 关。因而重力异常也是 地壳新构造运动的反 映。
康定－－西昌地区现代地壳形变等值 线图 （引自四川地震测量队资料，略有修 改） 1－－实测、推测形变等值线 （mm， 18-20年累计）； 2－－水准路线
第十三章 新构造运动
一． 基本概念：
1. 新构造运动 2. 新构造 3. 现代构造运动 4. 活动构造 5. 活断层
二． 问答题及思考题：
论述新构造运动的标志。 新构造运动的研究方法
新构造运动是地球环境变化的重要因素之一，与重大灾害 关系密切，它的研究对大型工程建设、核电站、地震预 报、城市规划、环境及防灾减灾和砂矿研究等都具有实用 价值。 “新构造”一词最早由舒尔茨(C.C. lllynbu,1937)提出， 1948年奥勃鲁切夫(B.A.OδpyυeB)正式提出“新构造学”。 我国新构造运动研究始于上世纪50年代初期，1956年中国 科学院组织了第一次新构造运动座谈会，1957年中国第四 纪研究委员会第一届学术会议，专门讨论了新构造运动及 编制中国新构造运动图的问题。