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鄂尔多斯地块东北角、山西地堑系北部的晋冀蒙盆岭构造区内历史上无7级以上强震记录,但该区地处鄂尔多斯、燕山、华北平原等多个活动地块的接合部位,且区内分布着众多规模较大的全新世活动断裂,具备孕育强震的构造条件,因而在该区开展活动构造研究对评价区域的地震危险性具有重要意义。此外,晋冀蒙盆岭构造区还是华北地区两个主要的构造带——整体上呈NE向、右旋张剪切性质的山西地堑系和整体上呈NW向、以左旋走滑运动为主要特征的张家口-渤海断裂带的交汇区。研究该交汇区内断裂的几何学和运动学特征是理解这两种不同走向、不同性质的构造带之间的构造转换机制的重要突破口。阳高-天镇断裂是晋冀蒙盆岭构造区内阳高-天镇盆地北缘的一条重要的NEE向断裂。该断裂位于山西地堑系尾端与张家口-渤海断裂带之间的过渡地带且几何结构相对复杂,准确认识该断裂的几何学和运动学特征对于理解区域构造变形具有重要的指示意义。然而目前对阳高-天镇断裂晚第四纪活动性的研究仍较薄弱,本文基于传统成熟的活动构造研究理论,利用遥感影像解译、野外地质和构造地貌调查等方法对该断裂晚第四纪活动特征及古地震活动历史等进行研究,得到以下认识:(1)断裂西起内蒙古丰镇市大沙沟(113.504°E,40.362°N),东至山西天镇县一顷坡(114.288°E,40.537°N),全长超过75km。断裂总体走向N78°E,但从西往东细结构上由NEE向至NE向逐渐转为NWW向,倾角在30°-80°之间,多为40°-70°。断裂主要沿基岩山体与盆地内沉积物之间的接触带展布,在局部断裂几何结构不规则处向盆地内部生长。根据断裂几何结构沿走向的差异(如走向转变以及阶区等)将其划分为4段,自西向东依次是:大沙沟-守口堡段、小龙王庙-白羊口段、白羊口-胡家洼段和袁家梁-一顷坡段,其中小龙王庙-一顷坡段(全长约58km)构成阳高-天镇盆地北缘,习惯上称之为阳高-天镇盆地北缘断裂。(2)阳高-天镇断裂以正断运动为主,但运动性质沿断裂走向存在差异,其中NEE和NE向段为纯正断运动性质,而NWW向段(袁家梁-一顷坡段)以正断运动为主,兼具一定的左旋走滑分量。基于野外断错地貌和断裂露头的构造解析而判断出的断裂运动性质与NNW-SSE向的区域拉张构造背景和断裂几何结构之间的关系相协调。(3)根据野外地质地貌调查结果沿断裂选取了5处断错地貌发育良好、断层结构简单的位置,利用无人机摄影测量和光释光测年技术对沿断裂的断错地质体、地貌面进行位错测量和定年工作后将断裂晚更新世以来的垂直滑动速率限定为0.1-0.3mm/a。若地表测量的断层倾角与深部断层的产状一致,则该断裂对应的水平方向上的拉张速率(0.1-0.2mm/a)约占山西地堑系北部地壳伸展速率(1-2mm/a)的(10-20)%。(4)滑动速率和累积垂直位移量的分布特征显示出断裂活动性沿走向的不均一性:断层中心位置活动性最强,向断层两端活动性逐渐减弱。结合断裂下盘汇水盆地和水系的发育特征,本文认为该断裂的中心位置可能是断裂上最先形成的部位,并且断裂形成后由中间逐渐向东、西两侧扩展生长。断裂活动性的空间变化特点、下盘地形特征及运动性质等证据更支持前人提出的晋冀蒙盆岭构造区的“双向剪切”成因模式,即其形成是山西地堑系的右旋剪切和张家口-渤海断裂带的左旋剪切共同作用的结果。(5)断裂断错了晚更新世洪积扇等地貌单元和全新世堆积地层,因此该断裂是一条晚更新世-全新世活动断裂。燕家堡村西北和夏家沟东两处发育的新鲜小断层陡坎指示断裂在全新世晚期可能有过活动。根据正断型地震震级和最大同震滑移量之间的经验公式,估算出两处地表破裂对应的震级分别为Mw6.8和Mw6.75。由于远离断裂中心,故实际震级可能稍大于估算值。加之两处地表破裂均较新鲜,因此可能是同一次地表破裂事件的产物,且此次事件可能使阳高-天镇盆地北缘断裂整体破裂。利用正断型地震震级与破裂长度之间的经验公式,估算此次事件的震级为Mw7.1。这表明阳高-天镇断裂在全新世晚期曾发生过7级左右地震,进而说明断裂具有M≥7地震的发震能力。(6)通过清理天然断裂露头在小龙王庙-白羊口段和白羊口-胡家洼段上得到4个探槽剖面。其中砖楼村探槽、薛三墩村探槽均解译出2次古地震事件,用于限定事件年代的光释光样品正在测试中;燕家堡村探槽解译出5次古地震事件,其中最新一次事件产生了前述的地表破裂;平山村探槽共解译出2次古地震事件,其中较新一次事件发生在距今4500a-2280a之间。(7)花山盆地北缘断裂位于阳高-天镇断裂东侧,与后者在熏窑口村附近相接,且两者整体走向趋于一致。花山盆地北缘断裂为晚更新世活动正断裂,在44ka以来有过活动,但全新世活动不明显。