1815平陸63/4級地震發(fā)震構(gòu)造初步研究

薛曉東

(山西省地震局，山西太原　030002)

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1815平陸63/4級地震發(fā)震構(gòu)造初步研究

薛曉東

(山西省地震局，山西太原030002)

摘要:通過收集已有資料和野外調(diào)查，對山西省平陸縣靈寶盆地進行宏觀的構(gòu)造地貌分析和對比，結(jié)合地球物理資料以及地質(zhì)剖面，確定斷裂的幾何分布和最新活動特征，進而探討了平陸地震的發(fā)震構(gòu)造，以供參考。

關(guān)鍵詞:地震，發(fā)震構(gòu)造，盆地，斷裂

1　地震概況

1815年10月23日，山西南部地區(qū)平陸縣發(fā)生63/4級地震，震中位于34．8°N，111．2°E，震中烈度9度，毗鄰的10余州縣共塌毀瓦房2．5萬余間、土窯房2萬余間，造成多人傷亡。

2　區(qū)域活動構(gòu)造背景

平陸63/4地震發(fā)生在靈寶盆地的東部。靈寶盆地位于中條山隆起區(qū)南側(cè)，作為汾渭斷陷帶的一部分?jǐn)嘞莩两?，到晚第三紀(jì)的中新世時期，靈寶盆地由前期的斷陷沉降轉(zhuǎn)為抬升，直到上新世開始才又轉(zhuǎn)為斷陷沉降。因此，盆地內(nèi)缺失中新統(tǒng)地層而上新統(tǒng)不整合堆積于下第三系地層之上。上新世的斷陷沉降一直延續(xù)到第四紀(jì)的早、中更新世，因而堆積了上新統(tǒng)和下、中更新統(tǒng)的河湖相沉積，晚更新世以來以黃土堆積為主，其沉積特征基本不反映盆地的構(gòu)造沉降狀態(tài)。靈寶盆地第三紀(jì)斷陷幅度3 500 m，第四紀(jì)斷陷幅度約500 m，盆地內(nèi)斷陷最深部位在靈寶一帶。盆地內(nèi)主要有兩條斷裂，北部的中條山南麓斷裂及南部的溫塘斷裂(見圖1)。

圖1　平陸地震震中位置及其周邊主要斷裂構(gòu)造

2．1區(qū)域地球物理資料分析

區(qū)域地球物理場與地殼結(jié)構(gòu)。

1)航磁異常。

航磁ΔTa上延10 km等值線圖上的異常具有以下特征:a．區(qū)域磁場處于華北平原以西的山西高原磁異常區(qū)，磁場走向以NE向為主。b．汾渭斷陷帶NE走向的異常特征明顯，并在磁異常背景上出現(xiàn)一些以NE向為主的局部磁異常。c．區(qū)域內(nèi)M≥4．7級地震主要分布于區(qū)域中部NE向異常帶上。

2)布格重力異常。

區(qū)域布格重力異常特征是:a．重力異常值變化趨勢是由東南向西北異常值遞減，異常幅度在－(70～170)×10－5m/s2之間。b．區(qū)域中部以運城一帶為界，北部重力異常等值線走向以NE向為主，南部以NE-NEE走向為主。c．汾渭斷陷帶的布格重力異常特征是在負異常背景上出現(xiàn)一些NE和NNE向局部重力低和個別重力高，其中臨汾盆地布格重力值為－160×10－5m/s2，運城盆地布格重力值為－130×10－5m/s2，渭河盆地布格重力值為－150×10－5m/s2，這些局部異常范圍與斷陷盆地基本一致。d．區(qū)域內(nèi)M≥4．7級地震分布于區(qū)域中部的NNE-NE向的局部布格重力低。

3)地殼結(jié)構(gòu)。

區(qū)域地殼厚度總體特征是西厚東薄，區(qū)域東南部地殼厚度34 km～36 km，中部汾渭斷陷帶34 km～36 km，西部鄂爾多斯隆起區(qū)38 km～42 km。沿汾渭斷陷帶為一不連續(xù)的地殼厚度減薄帶，即上地幔隆起帶。地殼厚度相對減薄1 km～2 km。區(qū)域內(nèi)M≥4．7級地震主要分布于地殼厚度減薄帶。

2．2地震地質(zhì)資料收集及調(diào)查

為了查明此次地震的發(fā)震斷層，對于震中附近的中條山南麓斷裂及溫塘斷裂進行了資料收集。

2．2．1中條山南麓斷裂

中條山南麓斷裂西起首陽南，向東經(jīng)郝口、嶺橋至桌馬一帶，長100 km?？傮w走向NEE，傾向SE，為正傾滑斷裂。

圖2　中條山南緣斷裂地質(zhì)剖面圖

該斷裂為隱伏斷裂，由水文地質(zhì)鉆孔資料確定，位于平陸縣城西北下牛村的兩個鉆孔，一個是在77．48 m處見新第三系紅色泥質(zhì)砂巖、砂巖及砂礫石地層，239．56 m終孔;另一個位于其北側(cè)，20．16 m深見震旦系地層，主要巖性為安山巖;葛趙—靖家山水文地質(zhì)剖面顯示(見圖2)，郝口北側(cè)的308號孔孔深為206．36 m，而位于308號孔南側(cè)400 m的272號孔孔深224．67 m仍為上更新統(tǒng)地層，表明兩鉆孔之間有斷裂存在。上述表明，該斷裂的首陽至東堡段至少錯斷了下更新統(tǒng)地層，為早更新世活動斷裂。野外在嶺橋西沖溝底出露中元古界的石灰?guī)r夾石英巖，中元古界露頭南側(cè)發(fā)育一組走向70°～80°、傾向SE的小斷層，其上覆的中更新統(tǒng)紅色砂質(zhì)粘土和上更新統(tǒng)黃土碎石中沒有發(fā)現(xiàn)斷層跡象。另外在平坡村北中條山南麓斷裂通過的位置上，見沖溝溝壁第四系上更新統(tǒng)黃土、沖洪積礫石層連續(xù)分布，未發(fā)生斷裂錯斷現(xiàn)象。由此可見中條山南麓斷裂在第四紀(jì)晚更新世以來已趨于穩(wěn)定。

2．2．2溫塘斷裂

該斷裂南起靈寶縣城東南的澗口南，向東北經(jīng)川口、陽店、五原、溫塘至三門峽東北，南段構(gòu)成基巖山地隆起和盆地的邊界，北段則隱伏于第四系沉積物之下。斷裂全長48 km，斷裂帶寬度約2 km～3 km，總體走向35°～40°，傾向NW，傾角45°～70°。該斷裂切割較深，沿斷裂帶線性分布溫泉。溫塘斷裂在地貌上表現(xiàn)為斷層三角面，沿線多處出現(xiàn)斷裂露頭。在溫塘東瑤列村附近的一條東西向沖溝中見到斷裂破碎帶。沖溝西北側(cè)為基巖，上覆上新生界地層，而東南側(cè)主要為第四紀(jì)晚更新世(Q3)地層;在棉凹村該斷裂破碎帶寬約10 m，破碎帶主要由斷裂兩盤地層的斷層角礫組成，斷裂上盤為震旦系石英砂巖，上覆2 m～5 m厚的上更新統(tǒng)砂土，下盤為第三系棕紅色砂礫巖，地層產(chǎn)狀平緩，近斷層處產(chǎn)狀變陡，上覆上更新統(tǒng)地層有變形現(xiàn)象，晚更新世地層斷距約20 m(見圖3);在溫塘一帶，鐵路東側(cè)出露寒武系灰?guī)r，而鐵路以西出露中更新統(tǒng)紅色粉質(zhì)粘土，溫塘機井揭示，孔深68．5 m穿過中更新統(tǒng)，終孔97．5 m未穿過下更新統(tǒng)，據(jù)此估計中更新統(tǒng)垂直落差達60 m以上。在川口鐵路橋頭西南約為200 m的沖溝中，見中更新統(tǒng)含碎石的紅土地層與下第三系褐紅、深灰色砂質(zhì)泥巖、礫巖成斷層接觸，沿斷面發(fā)育5 cm～10 cm厚的斷層角礫巖，具垂直擦痕，斷面平直，斷面走向NE40°，傾向NW，傾角45°，其上覆上更新統(tǒng)含碎石的黃土未受影響，斷層泥熱釋光法測定結(jié)果為距今(22．3±4．7)萬年，表明溫塘斷裂在中更新世曾有過強烈活動。綜上所述，溫塘斷裂為一條多期活動斷裂，最新活動時代為第四紀(jì)晚更新世。

3　發(fā)震構(gòu)造分析與討論

1815年10月23日山西平陸縣63/4級地震微觀震中位于平陸縣附近，從區(qū)域地球物理資料來分析，震中位于航磁異常負等值線40 nt～80 nt之間，屬于區(qū)域中的航磁異常的低值區(qū);震中位于布格重力異常等值線 －110×10－5m/s2～－120×10－5m/s2之間，屬于區(qū)域中的局部重力低值區(qū);地殼厚度在34 km～36 km之間，屬于區(qū)域中的地殼厚度減薄帶上。因此，可以發(fā)現(xiàn)在地球物理的資料圖中，大多數(shù)地震都發(fā)生在區(qū)域地球物理場與地殼結(jié)構(gòu)特征的異常帶上，平陸地震也正符合這個特征。平陸地震最近的斷裂為中條山南麓斷裂和溫塘斷裂，距離分別為10．3 km及5．8 km。中條山南麓斷裂為早更新世斷裂，溫塘斷裂為晚更新世斷裂，依據(jù)構(gòu)造成因地震說的理論，大地震多發(fā)生在斷裂的構(gòu)造端部、交匯區(qū)，構(gòu)造板塊邊界及全新世活動斷裂上。綜合分析，本次平陸縣63/4級地震雖然微觀震中不處于兩條斷裂帶上，但兩條斷裂只有溫塘斷裂活動斷裂，因而可以推測，溫塘斷裂最有可能是其發(fā)震斷裂。平陸地震發(fā)生在靈寶盆地的東部，且位于靈寶盆地中地球物理場與地殼結(jié)構(gòu)特征的異常帶上，最近的活動斷裂溫塘斷裂又距其很近，因此此后一段時間溫塘斷裂是否會引起周邊地震活動的加強，需要繼續(xù)進一步深入研究。

參考文獻:

［1］尹光華，蔣靖祥，吳國棟．2008年3月21日于田7．4級地震的構(gòu)造背景［J］．干旱區(qū)地理，2008，31(4):543-549．

［2］申旭輝．靈丘盆地及其鄰區(qū)晚第四紀(jì)斷裂活動與強震研究［D］．北京:中國地震局地質(zhì)研究所，1990．

［3］姚遠，伊力亞爾·阿不力孜，吳傳勇，等．2014年2月12日新疆于田Ms 7．3地震發(fā)震構(gòu)造初步研究［J］．內(nèi)陸地震，2014，28(2):121-126．

［4］徐錫偉，譚錫斌，吳國棟，等．2008年于田Ms7．3地震地表破裂帶特征及其構(gòu)造屬性討論［J］．地震地質(zhì)，2011，33(2): 46-47．

中圖分類號:TU352

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0044-02

收稿日期:2016-04-06

作者簡介:薛曉東(1982-)，男，工程師

Prelim inary study on seismogenic structure of Pinglu 63/4earthquake in 1815

Xue Xiaodong
(Earthquake Administration of Shanxi Province，Taiyuan 030002，China)

Abstract:In this paper，through the collection of existing data and field investigation，macroscopic tectonic landform analysis and comparison of the Shanxi Pinglu Lingbao basin，combined with geophysical data and geological section to determine the geometry of the fault and fracture distribution and the new characteristics of the activities，and then discuss the seismogenic structure of Pinglu earthquake，for reference．

Key words:earthquake，seismogenic structure，basin，breakage