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贵州中-深部断裂构造在地震时的危险指数分析

2020-09-02 333 上传者：管理员

摘要：以贵州省的地质构造分析、地貌分析、地震记录到的地震精确定位、重力和航磁数据判断中-深部断裂分布情况,结合人工地震剖面和中石油西南物探分公司对剖面的解释,得出贵州中-深部构造和破坏性地震关系,确定孕震的中-深部断裂。以多种地球物理探测方法以及地质构造分析、地貌分析相结合的深浅构造研究方法,确定断裂的分布特征及活动特征,总结孕震构造条件的研究方法具有一定的可行性。并且随着物探技术的不断发展,向深部断裂的探测将得以实现,进而得到更加详实的中-深部构造情况,对研究孕震区的深部环境、地震的发震原因将具有较大的指导和借鉴意义。

关键词：
中-深部断裂
危险性物探
地质灾害
地震
贵州构造分析
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1、研究思路

(1)地表构造分析

调查贵州省内断层的出露情况,确定贵州省断层的空间展布及构造情况。

(2)地震活动特征

本文利用原有地震台记录到的天然地震精确定位,确定贵州省地震震源位置及震源深度[1]。

(3)中-深部构造的研究

根据重力、航磁数据判断中-深部断裂分布情况,结合人工地震剖面和中石油西南物探分公司对剖面的解释,得出贵州中-深部构造和地震关系。

(4)中-深部地层构造与地震的孕震环境分析总结[2]

研究贵州省内中-深部断裂与破坏性地震的关系,分析中强地震的孕震构造条件。

(5)地震危险性分析

在地表构造分析、地震活动特征、中-深部构造研究等研究成果的基础上,分析具有发生破坏性地震能力的地震活动断层,综合评价地震危险性。

2、地表构造分析

贵州位于我国西南部,东连湖南,西接云南,北邻四川,南与广西毗连,平均海拔1000米,处于第二阶梯高原山地向第一阶梯丘陵平原过度的一个斜坡地带,地势西高并向南北西倾斜,省内主要山脉有乌蒙山、大娄山、苗岭、武陵山等。贵州省处于长江水系和珠江水系的分水岭,分水岭贯通全省。受青藏高原在新近纪和第四纪之间的构造运动(简称新构造运动)间歇式抬升作用的影响,贵州省也呈现间歇式抬升,从而导致贵州省内新构造大幅度大面积抬升,将原形成的古准平原不断抬升成高原[7]。

贵州的新构造运动导致贵州的地貌自西向东呈现从高到低三级阶梯:第一阶梯位于西部册亨—遵义—道真一线,海拔1600～2600米;第二阶梯沿河—黄平—荔波一线,海拔1000～1500米;第三阶梯铜仁—锦屏一线,海拔500～800米(图1)。

图1贵州省地势剖面图

贵州的阶梯地貌基本与北北东向断裂保持一致,同时由老到新各级阶地的高差逐渐减小。通过沉积物空间分布由西向东逐渐从湖沼相到河流相的变化,以及水系由西向东或北东、南东方向的总趋势,从而显示贵州自晚更新世以来,西部地区存在间歇性抬升,并且抬升速率逐渐减慢,而东部地区抬升速率相对增加。这种差异性抬升促使贵州内部出现局部差异性断块活动,从而导致构造隆起和拗陷的形成(图2)。

3、地震活动特征

(1)破坏性地震(M≥4.7)从以下资料中选取

图2贵州省地形地貌图

国家地震局灾害防御司编《中国历史强震目录》(公元前23世纪至公元1911年Ms≥4.7,地震出版社,1995);

中国地震局震害防御司编《中国近代地震目录》(公元1912年至1990年Ms≥4.7,中国科学技术出版社,1999);

《中国地震历史资料汇编》(谢毓寿、蔡美彪等,1983)1～5卷;

中国地震台网中心《中国地震台网目录》(截至2019年10月);

地震出版社《中国震例(2003-2006)》(车时、蒋海昆、付虹等);

地震出版社《中国震例(2011-2012)》(蒋海昆、杨马陵、付虹);

根据上述地震资料,编制了贵州省破坏性地震目录(M≥4.7)(表1)。

(2)贵州省破坏性地震震中分布和空间分布特征

根据贵州省破坏性地震目录以展示贵州省地震活动的空间分布特征。选取含有深度数据的地震数据绘制破坏性地震震中分布图(图3),没有深度的地震数据对本文的研究指导作用不大故不予考虑。空间分布图(图4)中选取数据时考虑到1971年6月27日贵州望谟县的地震震源深度与其他地震震源深度差距较大,且震源深度较深,无法通过重、磁、电、震等物探方法进行研究,故该地震数据不予考虑。

图3贵州省破坏性地震震中分布图

图4贵州省破坏性地震空间分布图

4、中-深部构造的研究

贵州位于扬子陆块、江南造山带、右江造山带的复合部位。多位学者曾对贵州的中-深部断裂进行过推断,但由于技术和资料不足、认识差异等原因,研究存在部分争议。本文在借鉴前人已有的研究成果上,通过重、磁、电、震等多种物探资料,并结合贵州省破坏性地震震源深度,对贵州破坏性地震震源深度区域的中-深部断裂进行系统的总结和归纳。

根据前人的研究成果将贵州的深度断裂构造划分为四级深断裂。

(1)一级深断裂是指延深大,切穿岩石圈达到软流圈的深断裂,延深大于500km,多是活动带和稳定区的分界线,称为岩石圈断裂。

(2)二级深断裂是指切穿地壳到莫霍面顶界的深断裂,延深大于30km,是大型隆起、大型拗陷和地块的分界线,称为地壳断裂。

(3)三级深断裂是指沉积盖层和褶皱基底达到结晶基底、止于中地壳低速层的深断裂,延深10～15km,是地块、地体的三级构造分界线,称为结晶基底断裂。

(4)四级深断裂是指沉积盖层至磁性基底的断裂,称褶皱基底断裂[4]。

贵州破坏地震震源深度范围在7～16km,故本文选取三级深断裂和四级深断裂进行研究。

根据地表出露地质现象是深部断裂地质作用的直观反映。本文根据前人的研究成果结合贵州1∶50万地质图、贵州1∶20万重力图、贵州1∶25万航磁图相互验证厘定了贵州三级深断裂12条。

根据图5可以明显看到,破坏性地震分布在F8、F1断裂带及附近地区。其中,除了2019年10月2日的沿河4.9级地震没有分布于F8断裂带及附近地区,其他破坏性地震均分布于F8断裂带及附近地区。

图5贵州重力、航磁异常推测三级断裂与破坏性

地震分布关系图

为研究中-深部F8断裂,本文收集人工地震数据(中石油西南物探分公司提供),有一条穿越垭都—紫云断裂带走向近北东—南西向的地震剖面(图6图7)。

图6垭都-紫云断裂地震剖面图

通过对垭都—紫云断裂地震剖面研究,得到以下主要认识:

(1)垭都—紫云断裂在六枝附近是深切基底主体倾向SW的扭断层,切割深度大于10km,并且具正花状构造。

图7垭都-紫云断裂地质解释剖面图

(2)根据剖面垭都—紫云断裂的断裂深部延展方向与F8断裂深度及附近的地震震中深度,垭都—紫云断裂在深度为10～20km处的断裂深部延展与F8断裂极为相似,初步判断F8断裂为垭都—紫云断裂。

5、贵州地震危险性分析

根据地表构造分析、地震活动特征、中-深部构造研究等研究成果的基础上,初步判断贵州地震主要发生在垭都—紫云断裂带及附近区域,根据地震震源深度分析,贵州省的发震断裂为Ⅲ级深度断裂地震,即结晶基底断裂。根据地震震源深度和位置初步判断,1970年3月25日贵州晴隆地震、1983年4月5日贵州盘县地震、1989年11月10日贵州威宁地震、2005年9月5日贵州威宁地震、2009年1月17日贵州威宁地震、2009年3月22日贵州威宁地震、2015年3月30日贵州剑河地震均受垭都—紫云断裂控制或影响。

6、结论与认识

本文论述了以多种地球物理探测方法以及地质构造分析、地貌分析相结合的深浅构造研究方法,确定断裂的分布特征及活动特征,总结孕震构造条件的研究方法具有一定的可行性。并且随着物探技术的不断发展,向深部断裂的探测将得以实现,进而得到更加详实的中-深部构造情况,对研究孕震区的深部环境,以及研究地震的发震原因都有较大的指导和借鉴意义。

参考文献：

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