1815平陆63/4级地震发震构造初步研究

薛晓东

(山西省地震局，山西太原　030002)



1815平陆63/4级地震发震构造初步研究

薛晓东

(山西省地震局，山西太原030002)

摘要:通过收集已有资料和野外调查，对山西省平陆县灵宝盆地进行宏观的构造地貌分析和对比，结合地球物理资料以及地质剖面，确定断裂的几何分布和最新活动特征，进而探讨了平陆地震的发震构造，以供参考。

关键词:地震，发震构造，盆地，断裂

1　地震概况

1815年10月23日，山西南部地区平陆县发生63/4级地震，震中位于34．8°N，111．2°E，震中烈度9度，毗邻的10余州县共塌毁瓦房2．5万余间、土窑房2万余间，造成多人伤亡。

2　区域活动构造背景

平陆63/4地震发生在灵宝盆地的东部。灵宝盆地位于中条山隆起区南侧，作为汾渭断陷带的一部分断陷沉降，到晚第三纪的中新世时期，灵宝盆地由前期的断陷沉降转为抬升，直到上新世开始才又转为断陷沉降。因此，盆地内缺失中新统地层而上新统不整合堆积于下第三系地层之上。上新世的断陷沉降一直延续到第四纪的早、中更新世，因而堆积了上新统和下、中更新统的河湖相沉积，晚更新世以来以黄土堆积为主，其沉积特征基本不反映盆地的构造沉降状态。灵宝盆地第三纪断陷幅度3 500 m，第四纪断陷幅度约500 m，盆地内断陷最深部位在灵宝一带。盆地内主要有两条断裂，北部的中条山南麓断裂及南部的温塘断裂(见图1)。

图1　平陆地震震中位置及其周边主要断裂构造

2．1区域地球物理资料分析

区域地球物理场与地壳结构。

1)航磁异常。

航磁ΔTa上延10 km等值线图上的异常具有以下特征:a．区域磁场处于华北平原以西的山西高原磁异常区，磁场走向以NE向为主。b．汾渭断陷带NE走向的异常特征明显，并在磁异常背景上出现一些以NE向为主的局部磁异常。c．区域内M≥4．7级地震主要分布于区域中部NE向异常带上。

2)布格重力异常。

区域布格重力异常特征是:a．重力异常值变化趋势是由东南向西北异常值递减，异常幅度在－(70～170)×10－5m/s2之间。b．区域中部以运城一带为界，北部重力异常等值线走向以NE向为主，南部以NE-NEE走向为主。c．汾渭断陷带的布格重力异常特征是在负异常背景上出现一些NE和NNE向局部重力低和个别重力高，其中临汾盆地布格重力值为－160×10－5m/s2，运城盆地布格重力值为－130×10－5m/s2，渭河盆地布格重力值为－150×10－5m/s2，这些局部异常范围与断陷盆地基本一致。d．区域内M≥4．7级地震分布于区域中部的NNE-NE向的局部布格重力低。

3)地壳结构。

区域地壳厚度总体特征是西厚东薄，区域东南部地壳厚度34 km～36 km，中部汾渭断陷带34 km～36 km，西部鄂尔多斯隆起区38 km～42 km。沿汾渭断陷带为一不连续的地壳厚度减薄带，即上地幔隆起带。地壳厚度相对减薄1 km～2 km。区域内M≥4．7级地震主要分布于地壳厚度减薄带。

2．2地震地质资料收集及调查

为了查明此次地震的发震断层，对于震中附近的中条山南麓断裂及温塘断裂进行了资料收集。

2．2．1中条山南麓断裂

中条山南麓断裂西起首阳南，向东经郝口、岭桥至桌马一带，长100 km。总体走向NEE，倾向SE，为正倾滑断裂。

图2　中条山南缘断裂地质剖面图

该断裂为隐伏断裂，由水文地质钻孔资料确定，位于平陆县城西北下牛村的两个钻孔，一个是在77．48 m处见新第三系红色泥质砂岩、砂岩及砂砾石地层，239．56 m终孔;另一个位于其北侧，20．16 m深见震旦系地层，主要岩性为安山岩;葛赵—靖家山水文地质剖面显示(见图2)，郝口北侧的308号孔孔深为206．36 m，而位于308号孔南侧400 m的272号孔孔深224．67 m仍为上更新统地层，表明两钻孔之间有断裂存在。上述表明，该断裂的首阳至东堡段至少错断了下更新统地层，为早更新世活动断裂。野外在岭桥西冲沟底出露中元古界的石灰岩夹石英岩，中元古界露头南侧发育一组走向70°～80°、倾向SE的小断层，其上覆的中更新统红色砂质粘土和上更新统黄土碎石中没有发现断层迹象。另外在平坡村北中条山南麓断裂通过的位置上，见冲沟沟壁第四系上更新统黄土、冲洪积砾石层连续分布，未发生断裂错断现象。由此可见中条山南麓断裂在第四纪晚更新世以来已趋于稳定。

2．2．2温塘断裂

该断裂南起灵宝县城东南的涧口南，向东北经川口、阳店、五原、温塘至三门峡东北，南段构成基岩山地隆起和盆地的边界，北段则隐伏于第四系沉积物之下。断裂全长48 km，断裂带宽度约2 km～3 km，总体走向35°～40°，倾向NW，倾角45°～70°。该断裂切割较深，沿断裂带线性分布温泉。温塘断裂在地貌上表现为断层三角面，沿线多处出现断裂露头。在温塘东瑶列村附近的一条东西向冲沟中见到断裂破碎带。冲沟西北侧为基岩，上覆上新生界地层，而东南侧主要为第四纪晚更新世(Q3)地层;在棉凹村该断裂破碎带宽约10 m，破碎带主要由断裂两盘地层的断层角砾组成，断裂上盘为震旦系石英砂岩，上覆2 m～5 m厚的上更新统砂土，下盘为第三系棕红色砂砾岩，地层产状平缓，近断层处产状变陡，上覆上更新统地层有变形现象，晚更新世地层断距约20 m(见图3);在温塘一带，铁路东侧出露寒武系灰岩，而铁路以西出露中更新统红色粉质粘土，温塘机井揭示，孔深68．5 m穿过中更新统，终孔97．5 m未穿过下更新统，据此估计中更新统垂直落差达60 m以上。在川口铁路桥头西南约为200 m的冲沟中，见中更新统含碎石的红土地层与下第三系褐红、深灰色砂质泥岩、砾岩成断层接触，沿断面发育5 cm～10 cm厚的断层角砾岩，具垂直擦痕，断面平直，断面走向NE40°，倾向NW，倾角45°，其上覆上更新统含碎石的黄土未受影响，断层泥热释光法测定结果为距今(22．3±4．7)万年，表明温塘断裂在中更新世曾有过强烈活动。综上所述，温塘断裂为一条多期活动断裂，最新活动时代为第四纪晚更新世。

3　发震构造分析与讨论

1815年10月23日山西平陆县63/4级地震微观震中位于平陆县附近，从区域地球物理资料来分析，震中位于航磁异常负等值线40 nt～80 nt之间，属于区域中的航磁异常的低值区;震中位于布格重力异常等值线 －110×10－5m/s2～－120×10－5m/s2之间，属于区域中的局部重力低值区;地壳厚度在34 km～36 km之间，属于区域中的地壳厚度减薄带上。因此，可以发现在地球物理的资料图中，大多数地震都发生在区域地球物理场与地壳结构特征的异常带上，平陆地震也正符合这个特征。平陆地震最近的断裂为中条山南麓断裂和温塘断裂，距离分别为10．3 km及5．8 km。中条山南麓断裂为早更新世断裂，温塘断裂为晚更新世断裂，依据构造成因地震说的理论，大地震多发生在断裂的构造端部、交汇区，构造板块边界及全新世活动断裂上。综合分析，本次平陆县63/4级地震虽然微观震中不处于两条断裂带上，但两条断裂只有温塘断裂活动断裂，因而可以推测，温塘断裂最有可能是其发震断裂。平陆地震发生在灵宝盆地的东部，且位于灵宝盆地中地球物理场与地壳结构特征的异常带上，最近的活动断裂温塘断裂又距其很近，因此此后一段时间温塘断裂是否会引起周边地震活动的加强，需要继续进一步深入研究。

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中图分类号:TU352

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0044-02

收稿日期:2016-04-06

作者简介:薛晓东(1982-)，男，工程师

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