榆木山断裂带晚第四纪构造活动与大震危险性评价

论文摘要

祁连山位于青藏高原北缘中段，自印度与欧亚板块碰撞之后，正经历着大规模的大陆变形。榆木山位于祁连山北缘，介于酒东、民乐盆地之间，是祁连山主体山系以北的河西走廊中段南侧一座突出的隆起山系，在新生代青藏高原隆升的过程中，作为祁连山地块的一部分（东北缘）也强烈地隆升。青藏高原的强烈隆起是新构造运动时期的重大历史事件，它对周围地区的地质结构演化和现代构造运动起着决定性的作用。对于青藏高原东北部边界断裂现代构造活动的研究，不仅对边界断裂带本身，而且对青藏高原内部活动特征的认识也是具有非常重要的理论和实际意义。榆木山活动断裂带位于青藏高原东北边缘祁连山逆冲断裂带的中部，分为榆木山东缘断裂和榆木山北缘断裂两条活动断裂。榆木山北缘断裂展布在榆木山隆起带北部边缘洪积扇上，沿山体边缘呈北西西至北西向延伸，断裂西起元山子，向东经苦水沟、芦泉河、梧桐泉、石炭沟、西大口，止于梨园河口，全长约60km，总体产状为275～300°/SW∠43～61°。根据榆木山北缘断裂的构造地貌特征及活动性将该断裂分为三段：元山子至芦泉河为西段；芦泉河至九个泉为中段；排路口至梨园小口子为东段。通过对古地震探槽的分析和陡坎年代计算可以确定4次古地震事件，分别为事件Ⅰ为距今（4.066±0.086）ka以来.；事件Ⅱ的年代为距今6.28ka；事件Ⅲ为距今（8.382±0.074）ka以来；事件Ⅳ为距今10.29ka或更早。另外结合陡坎年代可以看出古地震事件具有准周期复发特征，其复发间隔约2000a，最后一次古地震事件的离逝时间为4ka，具有较大的地震危险性。榆木山北缘断裂西段的左旋走滑速率为1.69mm/a；中段的平均逆冲速率为1.04mm/，水平缩短速率为2.86mm/a，左旋走滑速率为1.72mm/a；东段的平均逆冲速率为0.28mm/a，水平缩短率为0.60mm/a，左旋走滑速率为平均为1.11mm/a。由此可见，沿断裂中段逆冲速率及左旋走滑速率最大，向两侧呈现减小的趋势。榆木山东缘断裂沿榆木山东部边缘呈北北西向分布，全长约110km，断裂总体走向320～330°，倾向南西，倾角约60°，断裂北起黄家湾村西，向南经大、小磁窑、黑河口，西武当、花寨子，至马蹄寺以南即渐消失。我们在临泽南黄家湾西发现一段长约8km的断层陡坎，为了证明其活动性在此处开挖了3个探槽；在大慈窑口北最新洪积扇上发现了一段长约100m的陡坎，也在此处开挖了一个探槽。通过对探槽开挖的结果进行分析，认为榆木山东缘断裂全新世以来发生过多次古地震事件，其中发生时间可以确定的事件分别为：事件Ⅰ为距今（2.326±0.064）ka之前；事件Ⅱ为距今（3.902±0.055）ka之前。最后一次事件的离逝时间大于（2.326±0.064）ka。最近一次的古地震事件发生的年代为2.326±0.064）ka。榆木山东缘断裂分为3个主要段落，本次研究主要在北段和中端，其中在北段黄家湾西处Ⅰ级阶地逆冲速率为0.86mm/a，水平缩短率为0.86mm/a；在中段大慈窑口北处的最新洪积扇处平均逆冲速率为0.32mm/a，水平缩短率为0.21mm/a。断裂在北段的滑动速率较大，活动性较强。榆木山北缘断裂最近一次的古地震事件发生的年代为（4.066±0.086）ka，这与公元180年表氏7级地震的发生时间并不吻合；另外从断裂断错地貌来看，沿榆木山北缘断裂带陡坎都发育在高阶地或高洪积扇上，并未发现地震地表破裂带，因此认为榆木山北缘断裂不是公元180年表氏7级地震的发震断裂。在对榆木山东缘断裂黄家湾西Ⅰ级阶地上发现连续的低矮陡坎及大慈窑口北新洪积扇陡坎进行古地震考察，认为发生在该地区的最近一次古地震事件是在距今（2.326±0.064）ka年之前，这与公元180年表氏7级地震不符，因此榆木山东缘断裂也不是此次地震的发震断裂。通过现代地震分析，发现现代地震活动主要集中在榆木山东缘断裂北段，结合前人对该地区大震危险性分析的结果认为所以榆木山东缘断裂发生中强地震的可能性较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究区区域地质概况
• 1.1.1 研究区的构造背景
• 1.1.2 研究区地层概况
• 1.2 研究内容和技术路线
• 1.3 研究内容和技术路线
• 第二章 活动构造研究的方法和原则
• 2.1 断裂长度和分段长度
• 2.2 断裂滑动速率
• 2.2.1 逆冲断层滑动速率计算方法
• 2.2.2 走滑断层滑动速率计算方法
• 2.3 古地震及地震复发周期研究
• 2.3.1 古地震研究
• 2.3.2 地震复发周期研究
• 2.4 地震危险性分析方法
• 第三章 榆木山断裂带变形特征分析
• 3.1 榆木山北缘断裂变形特征
• 3.1.1 榆木山北缘断裂西段断裂展布特征
• 3.1.2 榆木山北缘断裂中段断裂变形特征
• 3.1.3 榆木山北缘断裂东段断裂变形特征
• 3.2 榆木山东缘断裂变形特征
• 3.2.1 榆木山东缘断裂北段断错地貌特征
• 3.2.2 榆木山东缘断裂中段断错地貌特征
• 3.2.3 榆木山东缘断裂南段断错地貌特征
• 第四章 榆木山断裂带古地震特征研究
• 4.1 榆木山北缘断裂古地震特征分析
• 4.1.1 榆木山北缘探槽剖面 I（TC-1）
• 4.1.2 榆木山北缘探槽剖面Ⅱ（TC-2）
• 4.1.3 古地震活动特征
• 4.2 榆木山东缘断裂古地震特征分析
• 4.2.1 榆木山东缘探槽剖面Ⅰ（TC-1）
• 4.2.2 榆木山东缘探槽剖面Ⅱ（TC-2）
• 4.2.3 榆木山东缘探槽剖面Ⅲ（TC-3）
• 4.2.4 榆木山东缘探槽剖面Ⅳ（TC-4）
• 4.2.5 断裂的古地震活动习性
• 4.3 公元 180 年表氏 7 级地震发震断裂讨论
• 第五章 榆木山断裂带活动构造定量研究
• 5.1 榆木山北缘断裂活动构造定量研究
• 5.1.1 榆木山北缘断裂逆冲速率
• 5.1.2 榆木山北缘断裂左旋走滑速率
• 5.2 榆木山东缘断裂活动构造定量研究
• 5.3 小结
• 5.3.1 榆木山北缘断裂
• 5.3.2 榆木山东缘断裂
• 第六章 榆木山断裂带地震危险性分析
• 6.1 临泽震群
• 6.2 大震危险性分析
• 第七章 结论
• 7.1 主要认识和结论
• 7.1.1 榆木山北缘断裂
• 7.1.2 榆木山东缘断裂
• 7.1.3 公元 180 年表氏 7 级地震发震断裂讨论
• 7.1.4 地震危险性分析
• 7.2 论文存在的问题和不足
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介