【摘要】：在我國西北地區(qū)廣泛發(fā)育的各種被斷錯的河流階地、冰水漂礫沉積等以及強震崩塌巖體與基巖斷層陡坎,如何準確測定這些晚更新世以來形成的地貌面或巖體的年齡從而獲取斷層活動年代及速率是一難題。宇宙成因核素測年已被廣泛用于確定冰川漂礫、基巖斷層陡坎年代,估算侵蝕速率等。例如基于基巖斷層面宇宙成因核素濃度隨時間逐漸積累且與斷層活動期次、位錯量存在定量關系,各種宇宙成因同位素測年方法已被用于確定基巖斷層的強震發(fā)生時間和期次、同震位移、活動速率(Zreda and Noller,1998;Mitchell et al.,2001;Benedetti et al.,2002;Hippolyte et al.,2006;Schlagenhauf et al.,2011;Mechernich et al.,2018;Tesson and Benedetti,2019),為研究活動斷層特別是基巖斷層的長期強震活動歷史提供了新途徑。然而對于礫徑較小的冰川漂礫,如何判定其后期是否經(jīng)歷了再搬運?對于強震復發(fā)周期只有數(shù)百年至千年的活動基巖斷層面,其累積的宇宙成因核素濃度極低導致分辨率古地震事件分辨率較低。宇宙成因核素測年極為耗時的制靶過程和極為昂貴的測試費均令人望而卻步。利用大地測量技術研究活動斷層的蠕滑和粘滑過程是近來年的一個熱點,如何判定活動斷層在全新世時期的活動方式(蠕滑還是粘滑)并獲取其活動速率及演化過程依舊是一挑戰(zhàn)。近年來巖石表層光釋光測年方法被成功應用于測定基巖壁畫的年齡、限定冰川活動的時間、估算巖石穩(wěn)態(tài)侵蝕速率等等(如Sohbati et al.,2012a,2018;Lehmann et al.,2018;Jenkins et al.,2018)。巖石表層光釋光測年的基本原理是:暴露于太陽光下的巖石表層光釋光信號會被曬退,信號曬退的深度隨著巖石暴露時間的延長而增加,當巖石表層被沉積埋藏后其釋光信號又開始積累。利用巖石表層殘留光釋光信號與暴露(埋藏)時間和深度的定量關系,有可能推算該巖石的暴露和埋藏年齡及光曬退歷史。相對簡單、便宜的巖石表層光釋光測年新技術是否可用于確定冰川漂礫的暴露年代并判定其暴露與埋藏歷史?如何利用光釋光方法獲得基巖正斷層面的活動方式(蠕滑還是粘滑)、期次、時間和位移?如何獲得巖石實際的侵蝕速率與暴露年齡?為了回答上述問題,我們選擇已知~(10)Be暴露年齡的帕米爾冰川漂礫和狼山一處保存較完整基巖正斷層面作為研究對象,通過對其采用不同的切片技術、不同溫度的紅外信號測量、再歸一化校正測量信號、殘余光釋光-深度曲線擬合、曬退程度(半飽和深度)的對比、理論公式推導、數(shù)據(jù)分析等探索研究,以冰川漂礫和基巖正斷層為研究對象,系統(tǒng)地探索了該技術在約束百年-千年尺度侵蝕速率和斷層滑動模式中的應用,獲得了如下新進展:1)改進了巖片樣品制備技術,首次實現(xiàn)了對0.2 mm厚巖片的釋光信號測量,有效提高了巖石表層光釋光信號測量的空間分辨率,同時也免去了實驗室輻照源標定;2)測量了帕米爾高原片麻巖冰川漂礫鉀長石多種釋光信號的殘余光釋光-深度曲線,并評估了采用不同釋光信號的光曬退特征推算暴露年齡的可行性;3)建立了利用基巖正斷層面殘余光釋光-深度曲線以及光釋光半飽和深度-高度曲線劃分斷層粘滑和蠕滑的新方法,約束了內(nèi)蒙古狼山基巖正斷層約5000年以來的活動時間、位移量及滑動模式。
【圖文】：

圖 0 1 本論文研究的技術路線框圖前人發(fā)表的成果提供了理論基礎。實驗室已經(jīng)初步建立了巖片釋光前處理及測量方法及流程(Liu et al., 2019)。我們已經(jīng)在公格爾采集了冰川漂礫和基巖

18 mm 處的殘留光釋光信號幾乎為零。該圖也表明，巖石光釋光信號的光曬退速率隨深度增加而減慢，，逾深逾難曬退。圖1 1 花崗巖礫石曝光后殘留光釋光信號與深度、曝光時間的關系(Sohbati et al., 2012a)1.2.2 巖石表層埋藏測年
【學位授予單位】：中國地震局地質(zhì)研究所
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P343.6;P597.3

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本文編號：2703957