一、 科学问题

活动断裂的古地震研究是评估地震危险性的基石。传统方法主要依赖于在沉积区开展探槽工作，通过分析被错断的地层关系来确定古地震事件次数和年代。然而，对于缺乏第四纪沉积物覆盖的基岩区断层，探槽方法难以实施，导致这部分断裂的活动信息长期缺失，可能造成对整个断裂地震危险性的低估。

本文以山西地堑系的蔚广盆地南缘断裂为对象开展典型案例研究：该断裂具有平行分支展布的特征，一支（F1）分布于山前基岩区，另一支（F2）分布于山前沉积区。前人研究主要集中在沉积区的F2分支，而基岩区的F1分支则被认为晚第四纪不活动，其地震危险性被忽略。

图1 蔚广盆地南缘断裂几何展布、分段特征和调查点位置

二、 方法策略

面对这一挑战，本研究采用了“多技术-多源数据融合”的策略：

1.对沉积区分支（F2）：沿用并深化传统方法，清理天然剖面、进行地质分析，并采集碳十四（14C）和光释光（OSL）样品进行精确定年。

2.对基岩区分支（F1）：首先，利用小型无人机进行高分辨率航测和三维建模，宏观识别构造地貌；然后，对出露良好的基岩断层面，使用地面激光扫描获取毫米级精度的形态数据；进而通过分形维数定量分析断层面的风化差异，识别出由不同期次地震事件暴露所形成的“形貌条带”，从而揭示出古地震期次和同震位移量；最后基于典型点处的基岩断裂错断的含碳标志层，对基岩断层的活动时代进行了定年。

图2 蔚广盆地南缘断裂的典型构造地貌现象与基岩断层

图3 蔚广盆地南缘断裂的沉积区分支断层

三、 关键认识

通过在西庄头和南马庄两个典型地点的详细工作，研究取得了多项重要发现：

1.确认了基岩分支为全新世活断裂，且具有高滑动速率与强震能力；

2.构建了蔚广盆地南缘断裂更完整的断裂地震活动序列；

3.揭示了平行断裂带的变形分配，更新了地震危险性新认知：在区域伸展变形中，基岩分支可能承担了主要的应变释放，因此传统上仅依据沉积区分支活动性来评估整个断裂危险性的做法，会严重低估其潜在风险。

四、 理论意义与实践价值

1.成功示范了将无人机航测、地面激光扫描、断层面形态定量分析与传统地质地貌调查、定年技术相结合的研究范式。这套“组合拳”为解决基岩区活动断裂古地震研究难题提供了有效方案，可推广至其他伸展区的基岩断层研究。

2.对活动断裂认知的深化：强调了在评估具有复杂几何结构断裂带时，必须系统调查所有分支的活动性，才能获得完整的地震活动历史，避免“只见树不见林”的风险。这对于科学评价人口稠密区的潜在地震危险至关重要。

3.对山西地堑系及华北伸展构造的启示：该研究提升了对山西地堑系北部断裂活动性和强震能力的认识，为区域地震危险性分析、地震区划和重大工程抗震设防提供了新的关键数据。同时，关于变形在平行断裂带间分配的认识，对于理解大陆伸展构造的力学机制也具有参考价值。

图4 （山前-山麓）断裂在地震危险性评价和承载区域伸展变形中作用

上述研究成果近期以 “Late-Quaternary activity of parallel normal faults along the southern margin of the Yuguang Basin in the Shanxi Rift, China and its seismogeological implications”为题发表在国际地学期刊《Geomorphology》（IF：3.2，JCR：Q2和中科院二区）。预测所邹俊杰副研究员为论文第一作者，地震局地质所石峰副研究员为通讯作者，合作者还包括邵志刚、何宏林、李文巧、魏占玉、黄建桦等。

该项研究由国家自然科学基金（42202255）、地震动力学与强震预测全国重点实验室开放基金（LED2024B03, LED2023B10）、国家重点研发计划（2023YFC30122003-3）、中央公益性科研院所基本科研业务费专项（CEAIEF20250207）的联合资助。

论文信息：Junjie Zou, Feng Shi, Honglin He, Zhigang Shao, Wenqiao Li, Yoshiki Shirahama, Zhanyu Wei, Jianhua Huang（2025）. Late-Quaternary activity of parallel normal faults along the southern margin of the Yuguang Basin in the Shanxi Rift, China and its seismogeological implications,Geomorphology,495（110135）, https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2025.110135.

撰稿人：邹俊杰

审稿人：王武星