六盘山东麓地区活动构造研究

动的密切关系具有普适性,利用该技术监测大面积的场的“热兆”现象,开拓一种新的有效的地震预测方法是大有前景的。

3　长波辐射用于地震中短期预测的初步尝试 在上述两项研究成果的基础上,课题组开始了卫星遥感热红外技术用于地震中短期预测的试验。

1997年10月,课题组研究了美国NO AA 气象卫星的长波辐射资料,发现在我国西藏中北部(属青藏高原无任何监测手段地区)存在一个极强的红外辐射异常带。

异常带已持续几个月,该带的最高中心值达280W/m2,是卫星对该区遥测20多年以来从未有过的强辐射异常。

他们依此预测该区域是未来发生强震的地区。

时隔1个月,即在辐射最强中心的西南侧的玛尼发生了7.5级大震(美国测定为7.9级),这是一次成功的尝试。

对于2～3个月的短期预测,课题组专门对1996～1997年的资料进行了系统分析。

在我国境内发生的显著性地震事件,内检命中率可高达50%以上。

这可以对震情跟踪时划定确切的危险区提供重要依据。

同时,对年度(1年尺度)的应用效果,通过对1975～1997年资料的分析,对6级以上强震的内检命中率可达到70%左右。

尽管研究中还有许多这样那样的问题尚不能解决,如长波辐射增强区大小、强度与震级的关系、大气系统的校正等,仅目前较粗浅的科学发现也足以让人振奋。

我们相信卫星遥感长波辐射用于监测地面热异常变化,必将成为一种有效的高新技术手段。

如果能与卫星遥感热红外实时图像监测相结合,将会更大地促进RS技术在地震领域中的应用和发展,为人类探索地震孕育及发生,预报灾害性地震迈出辉煌的一步。

(中国地震局预测预防司李宣瑚、李志雄、车　时)(收稿日期:1998年5月7日)六盘山东麓地区活动构造研究*向宏发　虢顺民　张秉良　张晚霞 池田安隆　何宏林(中国地震局地质研究所,北京,100029) (日本东京大学地理系)摘　要 该文介绍了六盘山东麓地区活动构造研究的主要研究内容,包括:六盘山东麓断裂第四纪以来的活动特征、六盘山东麓断裂的变形幅度与位错速率、古地震事件及六盘山东麓断裂带的分段性。

主题词:变形;活动构造;六盘山东麓断裂;古地震;分段前　言根据中国地震局地质研究所与日本东京大学地理系关于“中日活断层滑移方式合作研究”的协议和有关安排,东京大学地理系池田安隆副教授和何宏林博士应邀于1997年9月6日至20日来华执行1997年度合作研究计划。

该项合作研究得到国家自然科学基金会资国家自然科学基金资助项目:49672149。

助。

此次主要考察宁夏六盘山活动构造带,并对海源地震断层作参观性考察。

1　主要研究内容野外考察地区主要集中在宁夏固原—泾源一带,即从固原海子峡水库西北起,向南经海家庄、王家庄、杨家岭、和尚铺、香水店、冶家至新民散庄子一带,南北长90km,东西宽30km的六盘山东麓地区。

六盘山活动构造区在大地构造上位于华北断块区西部的鄂尔多斯块体与青藏块体东北部的接壤地带,总体走向北北西向。

它北与海源断裂带相接,南邻陇县-宝鸡断裂带,即六盘山活动断裂带是夹持于上述两条左旋剪切断裂带之间的岩桥区。

由于青藏高原地块的隆起和东向推挤,致使北西走向的海原断裂带发生大规模左旋走滑运动,在其尾端形成强烈挤压,在六盘山地区形成了逆断裂及与之相伴的活动褶皱。

活动逆断裂及活动褶皱是六盘山活动构造区主要的构造变形形迹。

有关这一活动构造区的构造变形样式、地壳挤压缩短量与现代构造变形模式等都已有较多的研究和论述(邓起东等,1989;张培震,1990;国家地震局地质研究所、宁夏回族自治区地震局,1990)。

本文是在前人工作的基础上,对六盘山东麓逆断裂的性质、活动时代、变形样式及分段特征等进行具体研究。

研究方法仍然采用断裂构造变形与地貌面分析相结合的方法,在断裂构造研究中将宏观地表地质研究与断层物质的微观研究相结合,即从地貌面的时代分析和断裂构造变形研究六盘山东麓断裂的发生时代、变形样式与分段特征。

在工作方法上,我们采用沿带追索与剖面穿越相结合的手段。

对重点地段,用激光测距仪进行断裂位错的平面变形测量。

此外,通过开挖探槽研究断层位错变形特征及古地震事件等。

1.1　六盘山东麓断裂第四纪以来的活动特征调查表明,六盘山东麓逆断层多处见到切错第四系的地质露头,断裂对第四纪地貌面有明显的控制、变形和改造,其中尤为明显的是发育在这类地貌面上的断层陡坎、水系位错等现象,现自北而南分三段记述。

1.1.1　北段(1)在海子峡水库西北后磨河河床南岸,发现Ⅱ级阶地砂砾层中有走向320°的逆断层,断层由北东向南西逆冲,致使早第三纪砖红色泥岩挤压楔入晚更新世砂岩中,并有多次活动形成的多个构造楔。

在该点东南,晚更新世残积层与早第三纪砖红色亚粘土呈断层接触。

再往东南在海子峡水库北、善家堡西南400m,晚更新世砂砾岩及砂粘土遭挤压弯曲并伴有逆冲现象。

沿断层走向的后磨河Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级阶地均有明显的左旋位错,位错量从数米至20余米不等。

(2)在海子峡善家堡西南公路南侧,首次发现发育于Ⅳ级阶地的砂砾层中有一系列由西向东的逆断裂和活褶皱,逆断裂走向NW,倾角20°～50°不等,断层面由砾石层的挤压错动和定向排列为特征,砂砾层变形带宽度达数厘米至数十厘米。

此外,在海子峡西北红土沟以及海家庄等地均发现白垩系砂泥岩由西向东逆冲至时代可能为第四纪的地层之上,并有宽达1m至数米的断裂挤压带。

上述资料表明该断裂北段在晚更新世以来有明显的左旋逆冲运动。

1.1.2　中段在和尚铺北,白垩系砂质泥岩挤压逆冲至渐新世砖红色泥岩之上,并影响到晚更新世砂砾层,使其形成一系列反向正断层。

主逆断裂倾角20°～35°,反向正断层则为倾角65°～70°的高角度正断层;沿带断层陡崖地貌明显,坎高20～30m不等,但断裂水平运动分量不甚明显。

这表明断裂中段影响到晚更新世,且以逆断层为主,水平位错不明显。

1.1.3　南段在泾源县南营村南响龙河东300m的泾河河床附近,发现白垩纪紫红色砂岩夹灰绿色泥岩,向东逆冲至中更新世末晚更新世早期的砂砾层之上,断层产状320/SW<70°,相当Ⅳ级阶地面的垂直位错可达90m。

但Ⅲ级以下阶地面断裂形迹不清,断裂的水平位错形迹也不明显,表明六盘山东麓断裂南段在晚更新世以后的活动不明显。

1.2　六盘山东麓断裂的变形幅度与位错速率实测剖面资料表明,六盘山东麓逆断裂在北段海子峡西北孙家庄西南一带,Ⅳ级阶地面的垂直位错达20m。

水系和阶地边缘的左旋水平位错量约为15m。

据地貌面分析初步认为,Ⅳ级阶地当属晚更新世中晚期产物,年龄按3万计算,其垂直位错速率和水平位错速率分别为0.7mm/a和0.5m m/a。

在中段和尚铺附近,基岩断层崖高20～30m,结合地表资料推测它主要是在晚更新世早、中期形成的。

在南段冶家西、南营南,中更新世末期以来的垂直位错为90m,中更新世末期按30万年计,平均垂直位错速率为0.3m m/a,即六盘山东麓活动逆断裂的垂直位错速率在0.3～0.7mm/a范围内。

横切六盘山系的地势剖面资料表明,六盘山主山脊相对东侧低地的高差在1000～1500m范围内变动,即六盘山地区自中新世(N1)以来的隆起幅度约为1000～1500m。

中新世(N1)以来按500万年计,其平均垂直位错速率为0.2～0.3mm/a,这与六盘山东麓断裂第四纪以来的位错速率在量值上比较接近。

1.3　古地震事件在野外地表地质调查的基础上,我们对重点地段的断裂位错事件进行了研究。

研究结果表明,晚更新世以来多次位错事件的断裂主要集中在六盘山东麓断裂的北段海子峡—孙家庄一带。

如在孙家庄后磨河南岸的Ⅱ级阶地上,经剥离见到一个非常好的断层露头,断层发育在晚更新世中-晚期的砂砾层中,断层活动方式以逆冲运动和左旋剪切位错相伴出现,形成了多个挤压剪切型的构造楔。

初步研究结果表明,晚更新世中-晚期以来至少有3次突发性断层位错事件,位错量在1m左右。

这说明六盘山东麓逆断裂自晚更新世中-晚期以来有多次与1 m位错相当的突发性位错事件发生。

与上述地质露头可相对比的是,在该地质露头东南不到1000m的孙家庄西南的一个冲沟中,探槽开挖也同样揭示了晚更新世晚期以来有3次突发性位错事件。

探槽提供的资料表明,3次断错均以正断位错为主,但最新一次具逆冲性质,断距多在10～30cm范围内变化,似乎表明探槽揭露的正断位错现象可能与主逆断层逆冲上升盘弯曲部位的次级引张有关。

1.4　六盘山东麓断裂带的分段性根据断裂走向变化、几何结构、最新活动时代、活动幅度与位错速率等方面的差异,可以开城、惠台为界把六盘山东麓断裂分为北、中、南三段。

北段海子峡-开城段,走向约330°,长约25km;活动方式以逆走滑运动为主;活动时代从晚更新世一直延续至全新世,位错幅度较大,位错速率可达0.7～ 1.0mm/a;晚更新世以来有多次垂直位错量达1m左右的突发性位错事件。

这是六盘山东麓逆断裂带最为活动的地段。

中段杨家岭-惠台段,断层走向350°左右,长35km;最新活动以逆冲运动为主,水平位错不明显,位错速率较小;晚更新世早、中期有活动显示,晚更新世晚期以后活动不明显。

属南段的香水店-新民段,总体走向335°左右,长约30km;活动性质以逆冲运动为主,活动时代主要在中更新世晚期至晚更新世早期;晚更新世中期以后活动不明显,其垂直位错速率约为0.3mm/a。

2　结论与讨论通过此次合作考察,我们对六盘山东麓活动逆断裂带的活动特征有如下一些新的认识:(1)六盘山东麓断裂在第四纪以来具有明显的挤压逆冲活动,其北段伴有左旋走滑运动,中、南段以逆冲运动为主。

与活动断裂相伴,尚有许多活动褶皱。

它们不仅使晚第三纪地层褶皱隆起,而且一直影响到晚更新世地层。

(2)通过平面与剖面实测和地貌面年代的分析,初步得到了六盘山东麓断裂带的位错量与位错速率。

晚更新世以来的垂直位错速率在0.3～0.7mm/a,北段有0.5mm/a的左旋水平位错。

(3)首次发现了六盘山东麓逆断裂带具有多次突发性地震位错事件,六盘山东麓断裂至少有3次以上与1m左右垂直位错相伴的突发性位错事件。

这将为研究评价该地区的地震危险性提供重要的资料。

(4)通过断裂活动性质、最新活动时代、位错量与位错速率及断裂结构走向等方面的差异,将六盘山东麓活动逆断裂带自北而南分为北、中、南三段。

它们在活动性质、方式、位错速率及地震位错事件等方面均有明显差异。

总的来说,从北往南活动时代逐步变老,活动幅度有逐渐变小、减弱的总趋势。

(收稿日期:1997年11月17日)RESEARCH ON THE ACTIVE STRUCTURE OF THE EASTERNFOOT OF LIUPANS HAN MOUNTAINXiang Hongfa,Guo Shunmin,Zhang Bingliang,Zhang W anxia(Institute o f Geolo gy,CSB,Beijing,100029)Yasutaka Ikeda,He Honglin(Department of Geog raphy,Univ ersity of Tokyo)AbstractIn this paper,the autho rs giv e a description o f the main co ntents of research on the activ e structure o f the eastern foo t of Liupa nshan Mo untain,including the cha racteristics of the activities o f the fault at the eastern fo ot of Liupanshan Mo untain since the Quaternary Period,the defo rma-tion am plitude and the v elocity o f dislocatio n of the fault,ancient earthquakes and the segm enta-tion of the fault.Key words:deformation;active structure;the fault at th e eastern foo t o f Liupanshan Moun-tain;ancient earthquake;seg mentation。