香山北緣活動(dòng)斷裂帶幾何結(jié)構(gòu)特征及其分段性分析

馬學(xué)東 李海峰 李明濤 梁志榮 黃生金

摘 要：香山北緣活動(dòng)斷裂帶是一條以左旋走滑為主，兼具傾向滑動(dòng)的全新世活動(dòng)斷裂帶，由9個(gè)不連續(xù)的次級(jí)斷層組成。在野外實(shí)測(cè)工作基礎(chǔ)上，對(duì)該斷裂帶的幾何結(jié)構(gòu)特征及其分段性進(jìn)行討論，以一碗泉間斷點(diǎn)為界將香山北緣活動(dòng)斷裂帶劃分為東、西兩個(gè)分段。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)斷裂帶 幾何結(jié)構(gòu) 分段性

中圖分類號(hào)：P54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（c）-0130-02

香山北緣活動(dòng)斷裂帶位于寧夏中西部，全長(zhǎng)約140 km，是一條以左旋走滑為主，兼具傾向滑動(dòng)的全新世活動(dòng)斷裂帶，是青藏高原東北緣系列弧形構(gòu)造帶中的一條重要活動(dòng)斷裂[1]。西起駱駝水，東至劉崗井一帶，總體走向NWW至近EW（圖1）。該活動(dòng)斷裂帶以幾何不連續(xù)為界劃分為9個(gè)斷層段（次級(jí)斷層），自西向東依次為：景泰小紅山次級(jí)斷層（F1）、罐罐嶺次級(jí)斷層（F2）、沙井次級(jí)斷層（F3）、中衛(wèi)小紅山次級(jí)斷層（F4）、青山—孤山子次級(jí)斷層（F5）、西梁頭—長(zhǎng)流水溝口次級(jí)斷層（F6）、窯溝—粉石溝次級(jí)斷層（F7）、窟窿山—堿溝次級(jí)斷層（F8）及堿溝—?jiǎng)従渭?jí)斷層（F9）。

活動(dòng)斷裂帶是產(chǎn)生地震的根源，地震時(shí)斷裂帶本身的錯(cuò)動(dòng)會(huì)對(duì)沿線造成嚴(yán)重破壞[2-3]。地震地表破裂的空間分布往往與活動(dòng)斷裂的不連續(xù)、幾何形態(tài)的復(fù)雜程度有關(guān)聯(lián)，地震地表破裂從起始到終止的過(guò)程受到斷裂幾何形態(tài)的控制或影響。因此根據(jù)斷裂的幾何形態(tài)結(jié)構(gòu)和地貌特征對(duì)斷裂進(jìn)行地震破裂分段性研究是一種簡(jiǎn)便而實(shí)用的方法。

1 幾何結(jié)構(gòu)特征

香山北緣活動(dòng)斷裂帶由9條以不連續(xù)為界劃分的次級(jí)斷層組成，這些不連續(xù)有斜列、橫向基巖隆起或橫向洼地、走向變化和分叉三種表現(xiàn)形式（圖2）。

斜列是香山北緣活動(dòng)斷裂帶次級(jí)斷層最為常見(jiàn)的接續(xù)形式。在孤山子及其以西，5條次級(jí)斷層以左旋左階的羽列方式排列，組成了一條走向近EW的剪切破裂帶。西梁頭及以東的次級(jí)斷層斜列方式既有左旋左階，也有左旋右階。F8和F9兩條次級(jí)斷層在堿溝以左旋左階的形式相接續(xù)，形成一個(gè)小型拉分構(gòu)造。F7和F8次級(jí)斷層為右階排列，形成推擠區(qū)。

沿香山北緣活動(dòng)斷裂帶有兩個(gè)幾何間斷是由橫向基巖脊構(gòu)成的，一是位于下河沿的橫向基巖隆起，二是一碗泉橫向地形洼地。下河沿橫向基巖隆起由東大溝至黃河?xùn)|岸，向北凸出橫跨活動(dòng)斷裂帶。該橫向凸出由石炭系組成，見(jiàn)有近水平狀態(tài)的中更新統(tǒng)覆蓋在石炭系之上，表明了隆起形成時(shí)代較新，對(duì)于F7向西發(fā)展具有阻礙作用。位于孤山子和西梁頭之間的一碗泉橫向洼地是香山北緣活動(dòng)斷裂帶中最大的一個(gè)幾何間斷。該間斷東西長(zhǎng)約10km，地形上表現(xiàn)為與孤山子?xùn)|麓走向一致的北北西向洼地。

紅谷梁是中衛(wèi)—同心活動(dòng)斷裂帶、香山—天景山斷裂帶、天景山活動(dòng)斷裂帶或中衛(wèi)斷裂帶整體走向發(fā)生變化的部位[4～7]。斷層總體走向在紅谷梁以西為NWW或近EW，在紅谷梁以東，斷層分成兩支，其中南支走向逐漸偏轉(zhuǎn)為NW。另一支沿著原來(lái)的軌跡繼續(xù)向NWW延伸，成為香山北緣活動(dòng)斷裂帶的東端部。在這兩支斷層之間，發(fā)育幾條規(guī)模較小的活動(dòng)斷裂，形成分叉。端部分叉構(gòu)造可以作為識(shí)別破裂終止的一種標(biāo)志。

2 斷層的分段性

該活動(dòng)斷裂帶以左旋斜列作為接續(xù)方式的間斷數(shù)量較多，但其規(guī)模較小。除窯溝—粉石溝次級(jí)斷層（F7）和窟窿山—堿溝次級(jí)斷層（F8）之間的階區(qū)是擠壓性質(zhì)以外，其余皆為拉張性質(zhì)。

位于青山—孤山子次級(jí)斷層（F5）與西梁頭—長(zhǎng)流水溝口次級(jí)斷層（F6）間的一碗泉間斷點(diǎn)東西長(zhǎng)近10 km，是本活動(dòng)斷裂帶內(nèi)最大的一個(gè)幾何間斷，是整條活動(dòng)斷裂帶中除紅谷梁以外第二個(gè)重要的走向轉(zhuǎn)折點(diǎn)。以該間斷為界，東、西兩個(gè)斷層分段的走向及幾何結(jié)構(gòu)特征有明顯不同：其西的5條次級(jí)斷層組成的剪切帶呈近EW向，次級(jí)斷層均為左旋左階排列，幾何關(guān)系單一；而東分段的4條次級(jí)斷層為NWW向的逆左旋走滑斷層，左旋左階和左旋右階排列兼而有之幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。

其次，該間斷點(diǎn)也是活動(dòng)斷裂帶山前地貌的明顯分界，東分段位于高聳的香山北麓，斷層南側(cè)山地平均海拔在2100 m以上，最高峰2356 m，北側(cè)洪積平原和盆地的海拔高度1200 m，兩側(cè)高差超過(guò)千米；西分段主要分布在新近系甚至第四系構(gòu)成的低矮小山、臺(tái)地的前緣，這些低矮小山及臺(tái)地的海拔高度難以與香山相比，而且斷層兩盤(pán)的相對(duì)高差也大大變小，最大不超過(guò)200 m。上述的地貌差異，是兩個(gè)斷層段活動(dòng)歷史的不同造成的，東分段具有更多的繼承性，而西分段則以新生性為特征。

由上述可以看出，一碗泉間斷點(diǎn)的作用并不僅僅表現(xiàn)為分隔相鄰的兩條次級(jí)斷層，該間斷也是一個(gè)斷裂帶幾何形態(tài)特征、地貌特征、活動(dòng)歷史發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。因此以該幾何間斷為界將香山北緣活動(dòng)斷裂帶劃分為東、西兩個(gè)分段。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)香山北緣活動(dòng)斷裂帶進(jìn)行野外地質(zhì)工作，并結(jié)合以往地質(zhì)工作的研究成果，對(duì)斷裂帶的幾何結(jié)構(gòu)特征及其分段性有了較為明確的認(rèn)識(shí)，主要有以下幾點(diǎn)。

（1）香山北緣活動(dòng)斷裂帶是一條NWW至近EW向的以左旋走滑為主，兼具傾向滑動(dòng)的全新世活動(dòng)斷裂帶，是青藏高原東北緣系列弧形構(gòu)造帶中的一條重要活動(dòng)斷裂。

（2）香山北緣活動(dòng)斷裂帶以幾何不連續(xù)為界劃分為9個(gè)斷層段（次級(jí)斷層），這些不連續(xù)有斜列、橫向基巖隆起或橫向洼地、走向變化和分叉三種表現(xiàn)形式。

（3）位于F5與F6間一碗泉間斷點(diǎn)是本活動(dòng)斷裂帶內(nèi)最大的幾何間斷。以該間斷為界，東、西兩個(gè)斷層分段的走向、幾何結(jié)構(gòu)及地貌特征有明顯不同，因此將香山北緣活動(dòng)斷裂帶以一碗泉間斷點(diǎn)為界劃分為東、西兩個(gè)分段。

參考文獻(xiàn)

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