通过意大利Po平原的地表和地下数据发现,近期地壳运动存在不连续性(即地壳运动并非按顺序发生)
《Journal of Structural Geology》:Out-of-sequence recent thrusting revealed by surface and subsurface data under the Po Plain, Italy
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时间:2025年09月19日
来源:Journal of Structural Geology 2.9
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本文通过整合地表地貌、水文特征与三维地震剖面和地层数据,揭示意大利波河平原埃米利亚弧地区存在晚更新世至 Holocene 期间的异常顺序冲断层活动,这些断层通过调节缩短量影响区域构造变形,并导致河流迁移和地形异常,为评估埋藏断层的地震风险提供了新方法。
在意大利北部,尤其是米兰比科卡大学地球与环境科学系的研究团队,围绕博尔扎诺-帕拉迪索(Emilia Arc)的构造活动进行了深入探讨。这项研究的核心目标是识别被掩埋的构造活动,特别是在该地区活动性较低的第四纪(Quaternary)时期,以及这些活动对地震风险评估的潜在影响。博尔扎诺-帕拉迪索作为北方阿普尼(Northern Apennines)褶皱-逆冲带的前沿部分,其构造特征与周围地质环境密切相关。研究团队利用多种方法,包括高分辨率地形模型(DEM)、GPS测量、地质调查和地震剖面数据,综合分析地表与地下构造的相互关系,从而揭示出两个逆冲带在晚更新世(Late Pleistocene)及可能的全新世(Holocene)期间对缩短作用的调节作用。
研究区域位于伦巴第(Lombardy)地区,覆盖了帕维亚(Pavia)、洛迪(Lodi)和克雷莫纳(Cremona)之间的广阔地带。这一地区地表特征复杂,由于第四纪以来的构造活动,形成了多种地貌异常,如河床迁移、废弃的河曲和地形阶地等。这些地貌特征与地下结构密切相关,例如逆冲断层和褶皱,它们在地表可能仅表现为微小的地形变化或河流侵蚀痕迹,但对理解区域构造演化具有重要意义。通过结合高精度的地形数据和地震剖面信息,研究团队能够识别出与构造活动相关的地下不整合面,并将其与地表的地质和地貌特征进行对比,以推断构造活动的时间和空间演化。
研究团队特别关注了被掩埋的北方阿普尼构造带的活动性。尽管这一构造带的压缩构造作用在更新世(Plio-Quaternary)时期仍然存在,但由于覆盖了厚厚的第四纪沉积层,地表直接观察构造活动的难度极大。因此,他们采用了一种多学科方法,将地表和地下数据相结合,以识别可能的构造活动。这种方法不仅有助于理解构造活动的时间序列,还能够为地震风险评估提供关键信息,特别是在人口密集和工业设施集中的波河平原(Po Plain)地区。
通过分析地形和河流网络的变化,研究团队发现了一些与构造活动相关的地貌异常。例如,河流的侵蚀特征、废弃河曲以及河流的迁移方向,都显示出可能的构造抬升。这些异常不仅反映了地表的构造影响,还与地下结构的变形密切相关。特别是在研究区域的南部,河流的迁移方向与构造活动区域的扩展趋势一致,表明构造抬升可能对河流系统产生了显著影响。此外,研究还指出,某些构造活动可能在第四纪早期就已经开始,而随着构造活动的减弱,河流系统逐渐适应新的地形条件。
研究团队还利用了地下不整合面的数据,以分析构造活动的时间和空间分布。他们识别了两个主要的不整合面:PS3u(约0.87百万年前)和PS2u(约1.5百万年前)。这些不整合面代表了从海洋到陆相沉积环境的转变,标志着构造活动的阶段性变化。PS3u的几何形态和沉积特征表明,该区域在更新世晚期经历了一定程度的构造活动,而PS2u则显示出更早期的构造活动迹象。通过将这些不整合面与地表数据进行对比,研究团队能够更准确地确定构造活动的范围和强度。
研究还探讨了构造活动的不同时期及其对区域地质演化的影响。例如,PS2u和PS3u的形成与构造活动的阶段性变化密切相关,这些变化可能与气候变迁和沉积环境的转变有关。此外,研究团队还指出,构造活动可能对河流系统的形态和分布产生了显著影响,特别是在河流的迁移方向和侵蚀特征方面。这种影响不仅体现在地表,还可能延伸到地下结构的演化过程中。
最后,研究团队强调了构造活动与地震风险之间的关系。在波河平原,由于人口密集和工业设施众多,任何构造活动都可能带来显著的地震风险。因此,识别和评估这些被掩埋的构造带的活动性,对于地震风险评估和灾害预防具有重要意义。通过综合地表和地下数据,研究团队提供了一种有效的分析方法,有助于更好地理解构造活动的时空演化及其对地质环境的影响。
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