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50 Ma以来印度板块和欧亚板块的碰撞致使青藏高原地壳加厚和隆升形成现今的高原。青藏高原东缘龙门山有环高原周缘最为陡峭的地形地貌,却表现出小于3 mm/yr的有限地壳水平缩短速率,有争论性的地形演化模型被提出用来解释这一矛盾。但是,由于缺乏新生代前陆盆地和逆冲推覆作用的直接证据,检验这些模型变得极其困难。2008年5月12日发生于龙门山褶皱冲断带的Mw 7.9汶川地震造成大量的人员伤亡和经济损失,这一地震体现了青藏高原东缘现今活动的地壳缩短过程,为约束高原隆升机制提供了一次宝贵的机会。本博士论文,1)分解了中生代和新生代龙门山褶皱冲断带地壳缩短变形,2)讨论了晚新生代地壳缩短变形和构造应力场转换,3)介绍了三维构造建模在龙门山山前断裂地震危险性中的应用,4)探讨了龙门山褶皱冲断带的隆升机制问题。新生代龙门山褶皱冲断带的地壳缩短和垂向隆升之间的关系一直存在很大争论,而焦点在于新生代是否存在或者在多大程度上存在大规模地壳缩短变形。野外地质调查和地震剖面解释表明龙门山褶皱冲断自中生代以来主要经历了晚三叠世和新生代两期构造缩短事件。构造恢复的结果表明晚三叠世构造事件主要影响龙门山褶皱冲断带中段和北段,构造缩短量由北段的27 km减少到中段的17 km,边界位于都江堰；新生代构造事件影响整个龙门山褶皱冲断带,在南段地壳缩短了30 km,而在中段和北段地壳只缩短了10 km。汶川地震同震滑移结果表明现今地壳缩短方向为近东西向,斜向逆冲于龙门山褶皱冲断带,与晚三叠世南东向挤压方向不一致。龙门山褶皱冲断带早期的东西向挤压起始时间尚不清楚。基于龙门山褶皱冲断带南段山前大邑背斜区三维地震解释和建模,遥感卫星影像解译和野外调查的结果,确定晚新生代构造变形特征,进而判别构造应力场转换。晚新生代大邑背斜区发育近N-S和NE向构造,而且近N-S向构造切割了NE向构造,表明近N-S向构造形成时间较晚。晚新生代大邑背斜区和邛西背斜区N-S向断层和褶皱的活动反映了龙门山褶皱冲断带南段局部或者区域水平最大主应力从渐新世到早上新世的NW-SE向转变为晚上新世到全新世的近E-W向。这一区域发育120 km长的N-S构造和汶川地震同震变形均反映青藏高原东缘最新E-W向地壳缩短作用。利用定量化的断层相关褶皱理论可计算出晚上新世以来龙门山山前隐伏断层滑移速率最小为0.25 mm/yr。余震重新定位的结果表明汶川地震和芦山地震之间存在75 km长的地震空区,两次地震之后库仑应力的改变增加了这一区域地震危险性。汶川地震和芦山地震基本满足平均破裂面积和潜在最大地震距震级、地下平均破裂长度和最大地震距震级经验关系。基于龙门山山前断层的三维几何学特征,依据平均破裂面积(750 km2)和潜在最大地震距震级之间的经验关系,估算存在6.8级的地震危害性；同时依据地下平均破裂长度(75 km)和潜在最大地震距震级的经验关系,估算存在7.4级的地震危害性。我们推测龙门山褶皱冲断带山前隐伏断层在该地震空区存在7.0级左右地震危险性。基于计算出的新生代龙门山褶皱冲断带30 km的构造缩短量和晚新生代存在的快速隆升事件,结合三维构造建模揭示的山前断裂和川西盆地内主要褶皱和地形之间的吻合性,我们推测上地壳脆性缩短变形可能是形成和维持青藏高原东缘地形的主要机制。