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柴达木盆地北缘(柴北缘)是祁连山和柴达木盆地的盆山过渡带,发育德令哈凹陷、欧龙布鲁克山隆起、欧南凹陷、埃姆尼克山隆起以及霍布逊凹陷等隆凹相间的挤压构造。新生代以来,柴达木一祁连山地区处于强烈挤压变形过程中,有研究指出横跨祁连山地区的挤压变形吸收了印度-欧亚板块汇聚的20%变形量,地壳缩短速率达5-8mm/a。20世纪60年代以来,柴达木盆地北缘记录到多个中强震震群,1962年在埃姆尼克山南侧发生6.8级地震,1977年在锡铁山南发生6.3级地震,2003年在怀头他拉北发生6.6级地震,2008年、2009年在小柴旦湖北分别发生6.3、6.6、6.1级地震,具有较高的地震危险性。长期以来,对柴达木盆地北缘活动构造基础研究比较匮乏,只有少数的几处山前断裂的野外观察,没有全面可靠的定量活动参数和古地震复发数据。柴北缘东部地区是一个隆凹相间的挤压断陷区,前人对柴达木盆地东部开展过地震勘探,取得了一些断裂结构上的认识,但还没有确切的晚第四纪地表断错以及活动特征的报道,此外,乌兰盆地-牦牛山-柴达木盆地这一近南北向构造带也是柴北缘东部地区重要的组成部分,对柴北缘东部地区的活动构造研究是我们理解祁连山南缘与东柴达木地区相互作用、约束柴北缘地壳变形方式的基础。本论文以获得柴北缘东部地区托素湖-牦牛山断裂几何结构与运动特征为目标,开展了详实的地貌分期解译与野外地质考察,考察以断错地貌测量和地貌定年为主,其中断错地貌测量使用无人机摄影方法,断错定年采用区域地貌对比约束:在高精度无人机摄影测量的实际应用过程中出现了不同航次间像片DEM不能正确接边的现象,垂向上出现4-5的高差,结合摄影测量基本原理,认为机载单频GPS的定位误差是导致不同航次像片DEM不能接边的原因,研究中使用高差平移方法消除了GPS定位误差,使两航次间DEM准确接边;另一方面,相机镜头畸变对摄影测量结果有较大影响,利用Photoscan软件可以完成无人机航拍数据的全部流程,也可以实现相机镜头的提前校正,因此介绍了利用Photoscan校准镜头的操作方法。根据洪积扇分布、相对高度与表面特征,在前人研究基础上,选择柴达木盆地东北部典型山前洪积地貌区,结合本次及前人释光样品的定年结果,将洪积地貌区划分为四期,最高的a4期为山前残余洪积扇,在洪积平原和山前残余洪积扇之间广泛分布的a3、a2期洪积扇体主要形成于末次冰消期以来,其形成年代分别为12-14ka与7-10ka,这为确定局部断错洪积扇地貌的年代提供了良好的参照。基于托素湖-牦牛山断裂的几何展布与间断特征,可将其分为NWW走向的三个部分,对多个典型断错点断错地貌特征的研究表明,断裂在晚更新世以来仍然存在一定的活动性,它们的活动特征又存在一定的区别:1)托素湖-尕海南山断裂发育在德令哈凹陷区及尕海南山山前,倾向N,控制了欧龙布鲁克北部和尕海南山的隆起,晚第四纪以来垂直滑动速率不到0.15mm/a;2)牦牛山南缘断裂倾向S,断错了山前宽缓的洪积扇,产生了10.6-5.7m的最低垂向位移,晚第四纪以来垂直滑动速率约(0.49-0.81)mm/a;3)阿尔茨托山南缘断裂出露在山前,广泛发育线性槽状地貌与断层陡坎,应该是阿尔茨托山受挤压不断抬升造成的,晚第四纪垂直滑动速率约(0.19-0.51)mm/a。4)在牦牛山南缘段和阿尔茨托山南缘段还存在一条长约5km的NEE向活动断裂,5.86ka.B.P以来有过断错地表的地震活动。总的来看,柴北缘逆冲推覆构造体同时发育着NWW走向的多条活动断裂,共同响应着区域挤压缩短作用。柴北缘东部凹陷内地壳可能以整体缩短变形为主;阿尔茨托山南缘断裂的垂向滑动速率与宗务隆山南缘断裂基本相当,虽然缺少地震记录,但可以判断柴北缘东部地区晚第四纪以来也存在着一定程度的地震活动,柴达木-祁连山盆山耦合系统东部地区有着潜在的地震危险性。