苏皖交界北西向断裂构造地震危险性分析

郑颖平，翟洪涛，赵 朋，李 光

(安徽省地震局，安徽 合肥 230001)

0 引言

近年来苏皖交界区域(东经 117.85°～120.00°，北纬 31.36°～34.00°)不断有地震发生，2012年7月20日在江苏高邮市与宝应县交界地区发生Ms4.9级地震，震源深度5 km，此次地震震中烈度达Ⅵ度，Ⅴ度区影响范围达422 km2，极震区房屋倒塌、破坏，给社会和人民生活带来一定的影响。

苏皖交界区地震构造背景显示［1－2，4］，此区仍是中、强地震孕育的场所。

1 北西向断裂构造

研究区内北西向断裂主要为分布于苏皖边界处的自来桥—来安断裂、无锡—宿迁断裂、湖熟—溧阳断裂和板桥—南渡断裂等四条主要断裂(图1)。本次对自来桥—来安断裂补充了野外调查工作，并在重力异常部位增设了浅层地震手段，以期获得自来桥—来安断裂的最新活动证据;对研究区内的其他北西向断裂主要以收集前人研究资料为主，并加以分析。

(1)自来桥—来安断裂 (图1中F5，下同)

该断裂又称施官集断裂。断裂自明光市自来桥北，向东南经来安杨郢、长山、施官，延伸至六合南的龙池附近，呈310°展布，长度约100 km。该断裂为一条物探解释的隐伏断裂，在布格重力异常图上，断裂东北侧为负异常区，西南侧为正异常条带;在航磁异常图上，该断裂大致沿北西向航磁零等值线附近通过。

断裂主要发育在新生代地层中，断裂带宽14 km，其西南侧张八岭群内次级北西向断裂、褶皱和片理发育。燕山中期的辉长闪长玢岩沿断裂两侧分布;燕山晚期的石英二长斑岩、石英闪长岩岩体及石英二长岩、闪长玢岩、煌斑岩脉均与断裂同向展布，密集成带。断裂横穿六合—全椒凹陷，自来桥—八百里桥断坳受其控制，上新世至早更新世大规模的玄武岩即沿此深断裂带喷溢，玄武岩中见大量橄榄石团块和晶体，说明岩浆来源很深。在黄岗、灵岩山见到两条切穿上新统的断层，方向亦为北西向。

本次在来安县长山北采石坑开展野外调查，发现多组北西向断面出露。该组断裂发育于新近纪浅灰色玄武岩内，走向均为北西向，近直立。断面较平滑，可见擦痕，显示断层具有斜滑性质。断面两侧岩石相对破碎，顶部盖有第四纪砾石层。未见有软弱断层物质发育(图2)。

图1 苏皖交界断裂构造简图Fig.1 Fault Structure diagram in the Junction of Anhui and Jiangsu Province

根据在来安县长山所发现北西向断裂的产状特征，结合重力异常所显示的位置，此次在施官镇东侧布置一条约3 km的浅层地震测线qz5，测线走向近东西向(图3)，受地形影响走向稍有变化。

qz5测线为探测自来桥—来安断裂布设的测线，其时间剖面和深度解释剖面见图4，纵波时间剖面上可以识别出 T0、T1、T2、T3、T4、T5 等多组震相，剖面的显著特征是在桩号1 300～1 600 m和桩号2 200～2 800 m范围内多组反射震相缺失，桩号1 300～1 600 m两侧反射层位略有向下弯曲，呈现一种挤压状态，判断断层存在，断层自下而上基岩界面 T1错断，覆盖层内未见明显错断。桩号2 200～2 800 m两侧反射同相轴均呈向下倾斜的形态，各反射层位没有明显错断，判断为不同期次的火山充填物。

沿该断裂有一些小地震活动，如1980年3月在六合县瓜埠乡发生了一个小震群，计18次小震，最大震级为ML2.1级。

综上所述，该断裂是一条形成于中生代而晚第三纪又强烈活动的断裂，在上新世仍有活动，未见晚更新世以来有新活动的证据。根据上述推测该断裂为第四纪早中期活动断裂。

(2)无锡—宿迁断裂(F4)

图2 长山北采石坑出露的断面Fig.2 An Exposed Section of North Quarry in Changshan

图3 自来桥—来安断裂浅震测线布置示意图(紫色实线qz5为测线位置)Fig.3 Seismic Monioring Line in Zilaiqiao-Lai’an Fault Line(the purple line qz5)

图4 qz5浅震纵波勘探测线时间剖面及解释深度剖面(横向比例尺1∶4 000，纵向比例尺1∶4 000)Fig.4 Time and Depth Cross Section of qz5 Seismic Monitoring Line(The horizontal scale 1∶4 000，vertical scale 1∶4 000)

该断裂西北起自宿迁，向东南经洪泽、高邮、镇江、常州、无锡延至苏州以南，由一些北西向断裂断续分布而成，总体走向为NW向，在地貌上表现为沿断裂发育的一系列湖泊。整个断裂大体可以分为三段，即苏州—无锡段(南段)、无锡—江都段(中段)、洪泽湖—宿迁段(北段)。

宿迁—洪泽湖段和江都—无锡段，沿断裂分布有一系列湖泊，它是由皖东经江苏至杭州湾的现代台阶式地形地貌的台阶线，在卫星影像上线性特征明显，是新构造分布的界线，因此，推测为第四纪早期活动断裂。该断裂与北东向的陈家堡—小海断裂交汇附近，历史上于1624年2月发生了Ms6级地震。

(3)湖熟—溧阳断裂(F11)

该断裂位于南京—上坊—湖熟—溧阳一线，断裂走向 310°～320°，倾向 SW，倾角较陡，为正断裂，在卫片上反映为暗色线性影像。地质上该断裂是北东东走向的宁镇山脉与北北东走向的宁芜山脉的分界断裂。北东侧的宁镇山脉古生代地层形成线性延伸的复式褶皱，J3－K2地层较零星，而南西侧宁芜山脉发育了巨厚的J3－K2沉积，古生代地层则深埋地下。地貌上宁镇山脉的山体和背斜构造向西南延伸被该断裂截止。如南京东南汤仑复背斜从东北向西南延伸到该断裂附近突然消失，北东走向的青龙山(最高海拔277 m)向西南延伸到该断裂东北盘迅速尖灭，在断裂西南盘变为海拔20～50 m的波状岗地，幕府山、紫金山、大连山等山体延至该断裂时也突然中断，断裂西南侧为较平坦的平原和岗地。

该断裂在重力和航磁异常图上亦有清晰反映，沿断裂存在一条北西向的重力异常梯度带，从浦口至上坊尤为明显。南西侧为布格重力负异常区，最小值－28×10－5m/s2，北东侧为布格重力正异常区，在紫金山一带重力值高达26×10－5m/s2。从航磁异常图上可以看出，断裂南西侧为杂乱的磁场区，北东侧为高正磁异常区，在紫金山一带幅值达70 nT。

江苏省地震工程研究院2003年垂直该断裂布设了浅层地震测线，断裂没有断错晚更新世以来地层。剖面显示为西南盘下降，东北盘上升，倾向南西，视倾角40°～60°的正断层，视断距 2～3 m，基岩上方第四系底界面不连续，但中上部层面没有受到扰动。

根据断裂沿线地质地貌、浅层地震反射勘测等综合分析，湖熟—溧阳断裂中生代时期活动强烈，新生代早、中期继承性活动，最新活动时代为早、中更新世，活动性质为正断层。该断裂与近东西向的幕府山—焦山断裂交汇附近于548年10月发生了Ms5⅟4级地震。

(4)板桥—南渡断裂(F12)

图5 研究区 Ms≥4级震中及断裂分布图Fig.5 Ms≥4■4 Earthquakes Epicenters and Faults in the Research Area

断裂位于板桥—吉山—凤凰山一带，约呈305°～310°方向延伸，断层面倾向北东，倾角较陡，北东盘(上盘)下落，断裂破碎带宽约0.8～2.5 km不等。沿断裂火山活动强烈，呈角砾状的火山岩发育广泛。断裂切割了黄马青组、象山群，同时也切割了龙王山组—大王山组火山岩，沿断裂破碎带有吉山、卧儿岗闪长玢岩侵入，说明该断裂中生代活动强烈，尚未发现该断裂晚第四纪以来有新活动的迹象。该断裂与北东向的茅山东侧断裂交汇附近于1979年7月发生了Ms6.0级地震。

研究区内的4条北西向断裂均为第四纪早、中期活动断裂，虽然未发现断裂晚第四纪以来活动的证据，但在东部地区，早—中更新世以来活动的断裂也应加以注意，该类断裂具有发生中等强度地震的可能［3］。

2 北西向断裂构造与地震活动

2.1 历史地震分布与断裂的关系

研究范围内有无锡—宿迁断裂、自来桥—来安断裂等4条北西向断裂，除自来桥—来安断裂外，其他北西向断裂与北东向断裂或近东西向断裂交汇处均有Ms≥4■4级地震发生(图5)。

自有地震记载以来，在研究区内共记载Ms≥4■4级地震20次，其中近70%的地震发生于北西向断裂与其他走向断裂交汇处，最大地震震级为Ms6.0级。

图6 研究区ML≥2.0级震中及断裂分布图Fig.6 ML≥2.0 Earthquakes Epicenters and Faults in the Research Area

2.2 现代小震分布与断裂的关系

图6 给出了研究区范围内 ML≥2.0级地震及断裂的分布图，除自来桥—来安断裂外，研究区域内现代小震密集分布于北西向断裂与其他走向断裂交汇处;在北西向断裂与北东向断裂所夹持的区域，出现北西向的自来桥—来安断裂与无锡—宿迁断裂及北东向的滁河断裂所夹持的区域内现代小震发生频次低，且局部有“空白”异常(图 6)。

3 未来地震危险性分析

根据前述，综合分析苏皖交界地区北西向断裂活动特征、断裂构造和地震活动性关系，认为本区域北西向断裂构造与北东向断裂构造交汇处有发生5.0级地震的构造背景，其未来地震危险性值得关注:

(1)危险区位置:位于苏皖交界沿扬州、六合、高邮、盱眙、洪泽一带，该带内主要有两条北西向断裂，即自来桥—来安断裂和无锡—宿迁断裂。

(2)震级:不大于Ms5.0级。

(3)依据:研究区域北西向断裂活动时代均为早中更新世，断裂之间相互切割，构造较为复杂;与研究区内其他被北西向断裂构造所夹持的区域相类比;研究区内近年来地震相对较活跃，如金湖地震、高邮 Ms4.9级地震等;区域总体位于中强震活动区。

［1］ 谢瑞征，徐徐，黄伟生.苏浙皖沪地区中强地震潜在震源区判定标志的研讨［J］.地震学刊，1997，(1):11－20.

［2］ 郭爱香，林怀存，石玉燕.鲁苏皖交界地区地震活动特点浅析［J］.华北地震科学，2003，21(1):32 －38.

［3］ 周本刚，沈得秀.地震安全性评价中若干地震地质问题探讨［J］.震灾防御技术，2006，1(2):113－120.

［4］ 郭良迁，黄立人.苏鲁皖地区现代构造活动性研究［J］.大地测量与地球动力学，2008，28(4):17 －24.