宕昌县地震活动性分析与评价*

2016-03-08王文丽马紫娟中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

甘肃科技 2016年2期

郑　龙，王文丽，马紫娟（中国地震局，兰州地震研究所，甘肃　兰州　730000）

宕昌县地震活动性分析与评价*

郑龙，王文丽，马紫娟
（中国地震局，兰州地震研究所，甘肃兰州730000）

摘要：以宕昌县及其周边150km范围为研究对象，收集整理了研究区域内地震地质资料及地震活动性资料，分析了该区域的地震构造特征和地震活动环境，表明该区域地震构造环境较复杂，属于断裂活动强烈区域，强震活动自1880年来有三个活跃期，弱震自1970年来有两个活跃期，在时间上与强震活动的后两个活跃期相对应，稍有滞后，弱震及强震活动规律均显示自1982年以来该区域处于地震活动的活跃期，并将在未来的十几年甚至几十年时间内呈持续活跃状态，正确认识区域内的地震活动水平与特点对该区域防震减灾事业至关重要。

关键词：宕昌县；地震构造；地震活动性；活跃期

宕昌县位于甘肃省陇南市西北部，白龙江中游岷江之滨，东连礼县，南接武都区，西与舟曲、迭部两县接壤，北与岷县毗邻。土地总面积3.33km2，辖6 镇19乡，人口,29.3万，村庄主要沿江河谷地呈带状零星分布[1]。该县属青藏高原边缘和西秦岭、岷山两大山系支脉的交错地带，加之受岷江、白龙江等河流的长期冲刷、切割，境内山恋起伏，沟壑纵横，地形地貌异常复杂，山岳特征显著。地势由西北向东南倾斜，地形由山地、丘陵、河谷三大单元构成，南部多深山峡谷，北部多黄土梁峁。该地区地震构造复杂，区域北部发育有区域性大断裂西秦岭断裂，临潭-宕昌断裂带与礼县-罗家堡断裂交汇于区域内部，光盖山-迭山断裂带在区域南部穿过，该断裂与两当-江洛镇断裂，迭部-白龙江断裂带与康县-略阳断裂带、塔藏断裂带与哈南-青山湾-稻畦子断裂带组成3组V字型构造体系。一般来讲，位于断裂的集中位置，该地区的地震活动比较频繁，而且往往有强震发生。研究区域位于龙门山地震带内,龙门山地震带历史上曾多次发生破坏性大地震，近年来，该带的地震活动又进入了一个新的活跃期。

该区是中强震多发区，历史和现今中强地震时有发生，笔者统计得出宕昌县以及区域范围内发生7级以上地震次数为9次，其中8级强震2次。宕昌县及邻近150km的区域范围内（据GB17741-2005，5.1.1震害资料和工程经验表明，场地地震危险性主要来自于150km范围内的地震影响）。自有资料记录以来共记录到大于4.7级地震121次，其中从2000年以来这14年的时间了更是发生了20 次4.7级以上地震，是甘肃省全省中强震高发地区，该地区也是中国地震局确定的重点监测防御区之一[2]。其次，民众长期对滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害的认知程度低，肆意削坡修路、随意扰动边坡，降低了边坡的稳定性，增大了滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害发生的可能性，因此是本省地震及其次生灾害的重灾区。

宕昌县地处我国地震活动最为活跃的龙门山地震带内，中长期面临地震危险，本文对该区域范围内的地震构造环境与地震活动性进行总结分析及评价，为防震减灾、减少人民生命财产损失等提供参考依据，具有重要的现实意义。

图1　区域地质构造图

1　宕昌县区域地震构造背景

从图1中可以看到，宕昌县区域150km范围内大致有13条区域性大断裂（见表1），下面简述几条重要断裂。

表1　区域主要活动断裂特征一览表

1.1区域北部主要断裂带

北部主要有六盘山东麓断裂（F1）、西秦岭北缘断裂带（F2）。

1.1.1六盘山东麓断裂带（F1）

该断层北自海子峡与海原活断层相连，南至泾河源、马家新庄与陇县—宝鸡活断层斜接。断层走向由北西20°转为近南北向，呈波状延伸长约215km。该断层至少形成于第三纪末期，表现为下白垩统逆冲于上第三系之上，并伴有右旋剪切运动分量。中更新世初期以来，由于北端海原断裂和南端陇宝断裂产生了大规模左旋走滑运动。作为鄂尔多斯与青藏高原东北部块体的结合带，并作为左旋右阶挤压隆起岩桥区，六盘山东麓断裂带表现了强烈的挤压性质。

根据断裂走向、活动时代及活动性质的变化，可把该断裂带分为北、中、南3段。北段以左旋走滑运动为主，中、南段以倾向逆冲运动为特征。断裂构造带的最新活动一直延续至全新世,但活动的时代有北边新南边老的特点，活动时代北新南老,水平位错北强南弱。北段可见切错全新世地层的断层和褶皱，南段断层仅断错T4级阶地堆积物，T2,T3级阶地面上未有任何断错变形迹象[3]。现代弱震及中强震频繁发生于泾源以北区段。历史上曾发生过多次6.5级地震。

1.1.2西秦岭北缘断裂带（F2）

该断裂东自宝鸡，向西经过天水、漳县，直达太子山以西同仁附近，全长约440km，断裂早期以压性活动为主，中更新世以来为左旋走滑兼逆冲性质。大致可分天水段、武山段、漳县段和锅麻滩段等4条断层段，其地质地貌特征和新活动性等有一定差异，现分述如下。

1）天水段：东起宝鸡西至温家套，至少由三条断层组成，走向北西70°，延伸150km。断面北倾，倾角60°～70°。该断层现代活动水平中等，弱震主要发生在社棠以西区段。历史记载734年曾发生7级地震，1885年6级，1868年及1933年先后发生过43/4级地震。

2）武山段：东起温家套，西至鸳鸯镇，呈北西70°～75°，多向北倾，倾角65°～80°，全长75km。断裂切割上更新统地层。现代弱震密集分布在甘谷至鸳鸯镇西。历史记载该段断层曾发生过多次中强地震，如128年甘谷63/4级地震，143年甘谷7.0级地震等。

3）漳县段：东起盘古川，西至海甸峡常家南，走向北西80°，延伸长100km，多北东倾，倾角大于60°。据李传友对黄香沟段阶地位错的研究得到全新世以来平均走滑速率为2.94±0.15mm/a，对断塞塘的探槽开挖结果，发现多期全新世的断塞塘淤泥沉积韵律，代表多次古地震事件。综合多个探槽结果发现了6次地震事件，从老到新分别为：13480±240a B.P.、9890±220aB.P.、7020±93aB.P.、5148±62aB.P.、3028±94aB.P.和1163±44aB.P.（公元143年），其平均复发间隔为2463±37a[4]。

4）锅麻滩段：东起常家南，西至同仁附近，走向北西55°～60°，延伸长约200km。常家南至锅麻滩，有70km断层段在全新世早、中期有活动。曾于1936年发生过康乐64/4级地震。研究区仅包括该断层段。

1.2区域内部的主要断裂带

1.2.1临潭-宕昌断裂带（F3）

该断裂为研究区内一条规模较大的晚更新世-全新世有过活动的断裂带，总体走向NWW-NW向，总长约250km左右，研究区内长90km。由数条规模不等，相互平行或斜列的次级断裂组合而成。断裂早期以挤压逆冲为主，晚更新世以来转变为以左旋走滑为主的压扭性。其中北支断裂(临潭断裂段)晚更新世以来无明显活动的证据；南支断裂全新世以来活动明显，其水平滑动速率为2.0～2.5mm/a，垂直滑动速率为0.18mm/a。该断裂在历史上西中段曾发生过1837年临潭东6级地震，1573年岷县63/4级地震，2013年7月22日岷县-漳县6.6级地震。

1.2.2光盖山-迭山断裂带（F5）

光盖山-迭山断裂西起光盖山，向东沿迭山北缘大致S70°E方向延伸，最东端可到达武都以北的大悬里一带，长度达250km，由三条近于平行的次级断裂所组成。分别是光盖山—迭山北缘断裂、坪定-化马断裂、舟曲断裂三条次级断裂，这三条主要断裂近于平行分布，形成宽约5～12km的断层带。但从大地貌特征及周边其他断层的特征综合分析认为，该断裂段局部可能晚更新世甚至全新世有过活动，但主体晚更新世以来活动较弱[5]。

1.3区域南部主要断裂带

区域南部断裂带主要由迭部-白龙江断裂带（F6）、两当—江洛镇断裂(F7）、哈南-青山湾-稻畦子断裂带（F10）

1.3.1迭部-白龙江断裂带（F6）

迭部-白龙江断裂由近于平行的南、北两条断裂组成，分别长约250km。断裂总体走向N70°W，倾向SW或NE，倾角40°～70°，断层性质为逆断或正断，并微具左旋。北支中段段错水系和山脊，并在长坝断错白龙江二级阶地，活动年代为晚更新世；南支断裂全新世晚期曾发生过构造活动。

1.3.2两当-江洛镇断裂(F7)

该断裂带包括成县盆地南、北缘2条断裂带。北缘断裂带全长200km。是控制微成盆地发育的北部边缘断裂带，带宽约3km，断裂倾向南，倾角50°～70°，西段以逆冲为主，向北东逐渐转换为逆冲为主兼具左旋走滑特征。断裂具有明显的分段活动性，榆树乡以西为全新世活动断裂段，榆树乡以东为早第四纪活动断裂段。

南缘断裂走向由西向东从北东向转变为近东西向，主要表现为断面倾向南的逆断层，全长约130km，由一系列北东—近东西向的次级断裂组成。根据中国地震局汶川地震科学考察队(2009)在汶川8级地震之后开展的地震科学考察研究结果，认为该断裂局部地段晚更新世有一定的活动迹象，在地貌上形成较清晰的断层陡崖。但是一直未发现可靠地质剖面。综合考虑，该断裂可能属于中更新世—全新世断裂。

1.3.3哈南-青山湾-稻畦子断裂带（F10）

该断裂带西起四川南坪境内，向东经哈南、戈家坝、青山湾、梨坪、稻畦子以东至毛坡里一带，长约95㎞。总体呈北东东向展布，倾向南西或北东，倾角70°.由两条近于平行的倾滑型断层和其间的狭长斜列式盆地组成，带宽3～5km，东段较宽约10km。沿断裂线性清晰，色调分明，断层槽地、鞍形地貌发育，局部地段断裂通过处山脊似刀切一般，两侧地形高差达200～300m,断裂的运动性质为正断兼左旋走滑。

该断裂几何形态复杂，并具多期活动的特点。在空间上各条断裂活动性又具明显的分段性。

1）哈南-青山湾段：为倾向北东的高角度逆倾滑性质，破碎带宽20～80m,最宽达300m。切割晚更新世坡积物。

2）青山湾-稻畦子段：与哈南-戈家坝段间为基岩隆起所分割，长38㎞。在青山湾可见该断裂破碎带与晚更新世黄土呈断层接触，而黄土层中的新断面具有阶梯状断错，并错断低级阶地和砾石层，为1879年8级地震极震区。

3）稻畦子-毛坡里段：长33km，此段进入高山区，由于被农田建设改造，断裂面貌全非，但线性构造特征和地貌标志仍较清晰。断层全新世以来左旋滑动速率为2～2.5mm/a，沿断裂带曾发生过1879年8级地震。

2　宕昌县区域中强震活动特征

有记录以来研究区（150km范围）内，公元前193年～2014年12月，共发生4.7级以上地震121次，其中4.7～4.9级地震21次，5.0～5.9级地震64次，6.0～6.9级地震27次，7.0～7.9级地震7次，8.0～8.9级地震2次。从空间分布看（如图2所示），中强震主要分布于临洮-天水一线、岷县漳县地区、南部的武都-文县以及松潘-平武一带[6-12]。

从图3中强震频度图可以看出：该区域自1880年以来震级大于等于4.7级地震资料基本完整，其经历了两个平静期与三个活跃期，其中1920-1928年、1968-1980年为两个平静期；1884-1918年、1930-1968年、1982至今这三个时期为地震活动的活跃期，按照图中趋势来判断，其中第三个活跃期至今仍未结束。由此分析得出宕昌区域范围内在未来一段时间仍将处于地震活动的活跃期。1880年以后，该区域中强地震的平静时段似乎出现有节律的缩短，而活跃时段节律变长的趋势，第一和第二个活跃期分别经历了34年与38年，而第三个活跃期从1982年至今经历了33年，应该处于此次活跃期中的消亡阶段，在未来十几年或更长时段内中强震发生的可能性不会降低。

图2　区域中强震震中分布图

图3　区域中强震频度分布图

3　宕昌区域弱震活动特征

除历史中强震外，仪器记录的地震资料时间较短，始于1970年。根据焦远碧、吴开统等（1990）的研究结果和甘肃省地震局2005年编著的甘肃省地震监测志，1989年以来本工作区域基本处于区域地震台网对ML≥3.0级地震的有效监测范围之内。“九五”数字化改造建设后现代地震台网对本工作区域范围内地震台网控制为ML≥2.0级,不会漏记3.0级以上地震。因此，本区域范围内1970年以来3级以上地震记录是可靠的满足了研究区地震活动性研究的精度要求，为我们研究区域地震活动性提供了基本完备的地震资料。1970年1月1日至2014年12月研究区内共纪录到ML3.0～ML4.6级地震2689次，其不同档次地震的频数依次为：ML3.0～ML3.9级地震2379次，ML4.0～ML4.6级地震310次（如图4所示）。（弱震资料取自中国地震局分析预报中心地震数据库中全国小震目录，时间从1970年1月1日至2003年12月，中国地震局地震预测研究所（原中国地震局分析预报中心）地震数据库2004年1月至2014年12月。）

图4　区域弱震震中分布图

从区域的小震活动规律来看：小震在空间区域上较为发散，但也有其规律性，首先区域南部的中小地震活动比西、北面强烈。其中尤以中部迭部-宕昌-礼县一带与松潘-青川一带最为活跃；图4可以看出中东部及中东部偏北中小地震活动较弱，西中小地震活动也相对较弱；区域北部岷县-临洮一带、东部甘谷-西和一带、中部偏南武都-文县一带和西部迭部西部中小地震活动较为活跃。

图5　区域弱震频度分布图

从时间尺度分析弱震的区域活动特征：从图5可以看出两个频率明显较高的时段即1973-1977年及2005年-至今，这也与强震的第二和第三个活跃期基本相对应，弱震的活跃期相比中强震活跃期稍有滞后。

4　总结与讨论

本文基于宕昌区域范围内地震构造及活动性资料，分析了该区域的地震活动水平和特征，研究区内地震构造环境复杂，新构造活动强烈，共有活动断裂12条，其中全新世断裂4条，晚更新世-全新世断裂5条，中更新世-全新世断裂3条。

研究区内共纪录到4.7级以上地震121次，其地震分布具有明显的不均匀性，强震主要分布在临洮-天水一带、岷县漳县地区、南部的武都-文县一带以及松潘-平武一带，而西部、西南部地区则相对较少；1970年1月1日～2014年12月研究区内共纪录到ML3.0～ML4.6级地震2689次，弱震空间分布的丛集性更加明显，历史强震发生的地段往往是中、小地震密集成丛发生的地区。区域南部及中部及南部小震活动明显强于其他区域，区域西南部及东部地震活动较弱。

从时间尺度上来看该区域强震活动经历了三个平静期及三个活跃期；弱震从1970年统计起也经历了两个活跃期，与强震活动的第二、三个地震活跃期稍有滞后。从时间发生规律研究发现1982年始该区域进入地震活动的活跃期，至今仍未结束，因此充分了解该区域的地震活动水平与特点对该区域的防震减灾事业至关重要。

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