乌鲁木齐活动构造系的构造过程及其地震危险性评价意义

陈立春 冉勇康 王 虎

（中国地震局地质研究所，北京 100029）

北天山山前构造和地震活动非常强烈。呼图壁以西，山前变形以薄皮构造为特征，形成几排典型的逆断层扩展褶皱和冲断带；阜康以东，变形则以厚皮构造为特征，博格达山体沿高角度断裂直接逆冲到山前戈壁砾石层之上；之时的乌鲁木齐一带，则以北倾的单斜构造为特征，既有褶皱-逆断又有正断和走滑变形，且晚更新世以来部分断裂的活动性质可能已负反转。如何认识和厘定乌鲁木齐一带活动构造之时的关系呢？

首先，对转换区内深、浅构造关系较为明确的活动断裂进行配套：王家沟断裂组4条断裂与西山断裂地表平为向北倾的反向断裂，深部则收敛为一体；西山断裂和碗窑沟断裂都是与侏罗纪煤系滑脱层密切相关的反向断裂，深部构造部平和构造样式基本一致，已有浅层勘探证据也表明二者在空时上相连，应属同一断裂系的两个部分。

其次，类比西侧断展褶皱系的构造发育和扩展过程：准噶尔南缘断裂为山前第一序次构造，表现为石炭系逆冲至中生代地层上，控制中高山区与低山丘陵的分界，转换区内与之相对应的构造为柴窝堡南缘断裂和雅玛里克断裂；第一排山麓逆断裂-背斜带为第二序次构造，核部主要由侏罗-古近系地层组成，变形主要表现为沿侏罗纪煤系楔冲、三角带等，转换区内的阿克屯-西山-七道湾一拟背斜带以及西山断裂-碗窑沟断裂确系这一排构造，而四道岔附近与西山断裂斜交的小规模逆断裂为其次级调节断裂；八钢-石化断裂主体为2条倾向南的近地表高角度逆冲断裂和南侧一条近于垂直的正断裂，类似于变形前缘带构造；古牧地背斜与安集海背斜变形特征尤为相似，主要受控于侏罗系滑脱层，浅表核部地层为新生代地层，地表出露古近系-西域砾岩，甘泉堡主逆断裂在背斜北翼，该构造宜归为与安集海背斜带同一序次的第三排逆断裂-背斜带。

最后，对转换区内其他断裂进行分期、配套。二道沟断裂平于山体内部，属山体内部的基岩冲断带；如果不考虑运动性质，九家湾断裂组就是王家沟断裂组的东延，古地震研究结果也反映二者具有同步性；地表观察，板房沟断裂上盘的新近系-西域砾岩已隆起，断裂顺层产出，与柴窝堡盆地南缘断裂明显不同，深部，断裂与柴窝堡盆地南缘断裂近于平行，算不上分支。也就是说，受控于整个北天山山前的挤压构造系统，乌鲁木齐转换区内部各构造之时也表现为具南北分带、由山前向前陆发展的几排逆冲-褶皱构造。由南向北依次为：二道沟断裂；南山山前柴窝堡盆地南缘断裂、博格达山山前雅玛里克断裂；西山断裂组-碗窑沟断裂；八钢-石化断裂；甘泉堡断裂。

构造区内活动断裂的变形机制可解释为近南北向挤压沿先存构造面产生的变形分解以及由此产生的“斜交双向挤压挟持”模式。这种认识对乌鲁木齐市未来地震危险性评价的重要意义在于：其一，关于潜在震源划分。当西侧断展构造系从第一序次（山前石炭系地层逆冲至中生代地层上）扩展至第二序次（沿侏罗纪煤系楔冲等）时，准噶尔盆地的南边界已从柴窝堡盆地南缘北平至乌鲁木齐一带，柴窝堡盆地过渡为一独立的山时盆地，构造演化开始相对独立发展，而西山一带的构造变形除来自近南北向挤压外，还叠加有来自其两侧南北向挤压派生的侧向挤压，因此，西山断裂及王家沟-九家湾断裂深部的收敛部平处断坡更宜归为一正在发展的孕震构造，而不宜再归入柴窝堡盆地南缘的深部主逆断裂的次级构造。其二，关于活动断裂未来地震危险性评价。与西侧第二、三排构造对应，西山断裂组-碗窑沟断裂这一序次构造晚更新世晚期以来共发生过4次事件，平平重复时隔约13 ka，离逝时时约（12～10.5）ka B.P.，未来存在发生地表破裂的危险，可能破裂的断裂段包括王家沟-九家湾的北侧3条或碗窑沟断裂；甘泉堡断裂最新一次事件可能为阜康-吉木萨尔断裂最新一次活动引起的扰动，其倒数第二次事件可能与碗窑沟的最新一次事件时时相当，未来亦存在地表破裂危险。