香山北缘活动断裂带几何结构特征及其分段性分析

2014-11-07马学东李海峰李明涛梁志荣黄生金

科技资讯 2014年9期

马学东李海峰李明涛梁志荣黄生金

摘要：香山北缘活动断裂带是一条以左旋走滑为主，兼具倾向滑动的全新世活动断裂带，由9个不连续的次级断层组成。在野外实测工作基础上，对该断裂带的几何结构特征及其分段性进行讨论，以一碗泉间断点为界将香山北缘活动断裂带划分为东、西两个分段。

关键词：活动断裂带几何结构分段性

中图分类号：P54 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0130-02

香山北缘活动断裂带位于宁夏中西部，全长约140 km，是一条以左旋走滑为主，兼具倾向滑动的全新世活动断裂带，是青藏高原东北缘系列弧形构造带中的一条重要活动断裂[1]。西起骆驼水，东至刘岗井一带，总体走向NWW至近EW（图1）。该活动断裂带以几何不连续为界划分为9个断层段（次级断层），自西向东依次为：景泰小红山次级断层（F1）、罐罐岭次级断层（F2）、沙井次级断层（F3）、中卫小红山次级断层（F4）、青山—孤山子次级断层（F5）、西梁头—长流水沟口次级断层（F6）、窑沟—粉石沟次级断层（F7）、窟窿山—碱沟次级断层（F8）及碱沟—刘岗井次级断层（F9）。

活动断裂带是产生地震的根源，地震时断裂带本身的错动会对沿线造成严重破坏[2-3]。地震地表破裂的空间分布往往与活动断裂的不连续、几何形态的复杂程度有关联，地震地表破裂从起始到终止的过程受到断裂几何形态的控制或影响。因此根据断裂的几何形态结构和地貌特征对断裂进行地震破裂分段性研究是一种简便而实用的方法。

1 几何结构特征

香山北缘活动断裂带由9条以不连续为界划分的次级断层组成，这些不连续有斜列、横向基岩隆起或横向洼地、走向变化和分叉三种表现形式（图2）。

斜列是香山北缘活动断裂带次级断层最为常见的接续形式。在孤山子及其以西，5条次级断层以左旋左阶的羽列方式排列，组成了一条走向近EW的剪切破裂带。西梁头及以东的次级断层斜列方式既有左旋左阶，也有左旋右阶。F8和F9两条次级断层在碱沟以左旋左阶的形式相接续，形成一个小型拉分构造。F7和F8次级断层为右阶排列，形成推挤区。

沿香山北缘活动断裂带有两个几何间断是由横向基岩脊构成的，一是位于下河沿的横向基岩隆起，二是一碗泉横向地形洼地。下河沿横向基岩隆起由东大沟至黄河东岸，向北凸出横跨活动断裂带。该横向凸出由石炭系组成，见有近水平状态的中更新统覆盖在石炭系之上，表明了隆起形成时代较新，对于F7向西发展具有阻碍作用。位于孤山子和西梁头之间的一碗泉横向洼地是香山北缘活动断裂带中最大的一个几何间断。该间断东西长约10km，地形上表现为与孤山子东麓走向一致的北北西向洼地。

红谷梁是中卫—同心活动断裂带、香山—天景山断裂带、天景山活动断裂带或中卫断裂带整体走向发生变化的部位[4～7]。断层总体走向在红谷梁以西为NWW或近EW，在红谷梁以东，断层分成两支，其中南支走向逐渐偏转为NW。另一支沿着原来的轨迹继续向NWW延伸，成为香山北缘活动断裂带的东端部。在这两支断层之间，发育几条规模较小的活动断裂，形成分叉。端部分叉构造可以作为识别破裂终止的一种标志。

2 断层的分段性

该活动断裂带以左旋斜列作为接续方式的间断数量较多，但其规模较小。除窑沟—粉石沟次级断层（F7）和窟窿山—碱沟次级断层（F8）之间的阶区是挤压性质以外，其余皆为拉张性质。

位于青山—孤山子次级断层（F5）与西梁头—长流水沟口次级断层（F6）间的一碗泉间断点东西长近10 km，是本活动断裂带内最大的一个几何间断，是整条活动断裂带中除红谷梁以外第二个重要的走向转折点。以该间断为界，东、西两个断层分段的走向及几何结构特征有明显不同：其西的5条次级断层组成的剪切带呈近EW向，次级断层均为左旋左阶排列，几何关系单一；而东分段的4条次级断层为NWW向的逆左旋走滑断层，左旋左阶和左旋右阶排列兼而有之几何结构相对复杂。

其次，该间断点也是活动断裂带山前地貌的明显分界，东分段位于高耸的香山北麓，断层南侧山地平均海拔在2100 m以上，最高峰2356 m，北侧洪积平原和盆地的海拔高度1200 m，两侧高差超过千米；西分段主要分布在新近系甚至第四系构成的低矮小山、台地的前缘，这些低矮小山及台地的海拔高度难以与香山相比，而且断层两盘的相对高差也大大变小，最大不超过200 m。上述的地貌差异，是两个断层段活动历史的不同造成的，东分段具有更多的继承性，而西分段则以新生性为特征。

由上述可以看出，一碗泉间断点的作用并不仅仅表现为分隔相邻的两条次级断层，该间断也是一个断裂带几何形态特征、地貌特征、活动历史发生变化的转折点。因此以该几何间断为界将香山北缘活动断裂带划分为东、西两个分段。

3 结论

通过对香山北缘活动断裂带进行野外地质工作，并结合以往地质工作的研究成果，对断裂带的几何结构特征及其分段性有了较为明确的认识，主要有以下几点。

（1）香山北缘活动断裂带是一条NWW至近EW向的以左旋走滑为主，兼具倾向滑动的全新世活动断裂带，是青藏高原东北缘系列弧形构造带中的一条重要活动断裂。

（2）香山北缘活动断裂带以几何不连续为界划分为9个断层段（次级断层），这些不连续有斜列、横向基岩隆起或横向洼地、走向变化和分叉三种表现形式。

（3）位于F5与F6间一碗泉间断点是本活动断裂带内最大的几何间断。以该间断为界，东、西两个断层分段的走向、几何结构及地貌特征有明显不同，因此将香山北缘活动断裂带以一碗泉间断点为界划分为东、西两个分段。

参考文献

[1] 李海峰，马学东，李明涛，等.香山北缘活动断裂带东段构造特征及活动性分析[J].地震学报，2014，36（2）：290—301.

[2] 徐锡伟，杨晓平，杨忠东.城市地震地质灾害及其预测问题初论[J].水文地质工程地质，1996（3）：32-35.

[3] Yeats R S，Sieh K，Allen C R. The Geology of Earthquakes [M].New York：Oxford University Press，1997：567-568.

[4] 杨明芝，马禾青，廖玉华.宁夏地震活动与研究[M].北京：地震出版社，2007：25-115.

[5] 汪一鹏，宋方敏，李志义，等.宁夏香山—天景山断裂带晚第四纪强震重复间隔的研究[J].中国地震，1990，6（2）：15-24.