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辽宁省及邻近地区主要地震构造及其危险性判定

2017-07-20靳超宇

防灾减灾学报 2017年1期
关键词:金州海城危险性

万 波,靳超宇,索 锐

辽宁省及邻近地区主要地震构造及其危险性判定

万 波,靳超宇,索 锐

(辽宁省地震局,辽宁 沈阳 110034)

辽宁省及邻近地区的地震活动主要集中在海城地震区、下辽河—辽东湾、鸭绿江口和辽东半岛西侧的金州断裂沿线,地震活动与地质构造之间具有高度的相关性,明显受到了NE—NNE向和NW向两组构造的制约,构造交会部位亦即地震活动条带的结点是破坏性地震的多发区。研究表明,金州断裂盖州北—鞍山段、海城河断裂、鸭绿江断裂西支东港以南段等6条地震构造(段)是区内危险性最高的地震构造,按照4级划分原则,可将其确定为高危险等级;金州断裂金州—普兰店段、郯庐断裂带渤中北—辽东湾段、依兰—伊通断裂铁岭—开原北段等10条地震构造(段)确定为较高危险等级;郯庐断裂带下辽河段、医巫闾山西侧断裂等4条地震构造(段)危险等级一般,其它地震构造(段)的危险性较低。

辽宁省及邻近地区;地震活动;地震构造;断裂;盆地;活动性;地震危险性

0 引言

自有记录以来,辽宁省及邻近地区共发生MS4.7级以上地震约70次(含大地震的余震)[1-2](图1),其中7级以上地震1次、6~6.9级地震10次、5~5.9级地震39次,最大地震是1975年海城7.3级地震。1970年以来,区内记录小震数目总计在3万多次,地震活动在海城地震区及辽东半岛西侧的金州断裂沿线呈密集的条带状和团簇状分布,在沈阳—四平、大洼—北票、宁城附近、朝阳—北票、熊岳—庄河、葠窝水库、普兰店东、鸭绿江口、阜新—义县、下辽河—辽东湾、库伦旗及甘旗卡以北地区呈较低密度的条带状和团簇状分布,其它地区的地震分布相对较少。

总之,区内地震条带主要包括NE—NNE向和NW向两组,在地震条带结点部位多形成地震团簇,这也是破坏性地震多发的地区;而在时间分布上,区域地震活动表现出相对平静与显著活动相互交替的似周期性,存在着300~330a左右的地震活动周期[3]。

1 区域地震活动空间分布及其构造相关性

对比分析地质构造发育和地震活动特征可以了解到,辽宁省及邻近地区NE—NNE向、NW向地震活动空间条带与区域NE—NNE向、NW向的断裂构造展布具有高度的相关性,地震明显受到了郯庐断裂带、金州断裂、鸭绿江断裂、朝阳—北票断裂、海城河断裂等地质构造的制约,密度较高、强度较大的地震条带其相关的断裂构造活动性也往往较强;另一方面,在不同走向构造的交汇部位盆地构造较为发育[4-5],而盆地或其边缘地震活动明显增多,多形成地震团簇,也是5~6级左右地震多发的地区,如开原盆地、金州盆地、东港盆地等。

图1 辽宁省及邻近地区现今小震空间分布Fig.1 Small earthquakes distribution in the area of Liaoning province and its adjacent area

(1)海城地震区:发生过1975年海城7.3级地震及多次大于5级的强余震,NW向海城河断裂(海城河NW向构造带)是上述地震的发震构造[6-7]。海城河NW向地震条带内的地震集中分布于海城南至岫岩一带,向NW跨过了金州断裂,向SE可延续到东港和鸭绿江口附近,其强度、频度在区内均是最高的。

(2)下辽河—辽东湾地区:存在密度很低的地震条带,但没有明显的团簇状分布。在构造背景上,NE向的郯庐断裂下辽河段、渤中北—辽东湾段发育,其中下辽河段断裂及附近有辽中、营口等3次5级以上地震的记录,最大为5½级,断裂带控制了下辽河断坳盆地隆、拗相间的构造格局[5],盆地内第四系厚度最大达450m;渤中北—辽东湾段规模及活动性比下辽河段强,控制了中、新生界地层的分布,具有三堑夹两垒的长条状垒块结构特征,沿线有多次5~6级左右地震,最大为6½级,地震活动水平有所增强。

(3)沈阳—四平地区:区内4¾级以上破坏性地震与NE—NNE向依兰—伊通断裂基本吻合,且多发生在与赤峰—开原断裂、浑河断裂的交会部位,破坏性地震在铁岭、开原等地具有明显的原地重复活动特征[4]。小震活动总体呈现出以NE—NNE向分布为主、NW向为辅的准网格状分布图像,处在网格结点的沈阳、铁岭和开原北附近强度、频度较高。在地质构造上,依兰—伊通断裂与赤峰—开原断裂、浑河断裂相互切割,形成了沿依兰—伊通断裂成条、沿赤峰—开原断裂等成块的格局[8]。此外,沿依兰—伊通断裂拉张式盆地发育,而这样的拉分区较易发生中小强度的地震,发震地点多位于盆地边缘或断裂阶区附近。

(4)金州断裂沿线:断裂沿线NE—NNE向地震活动疏密相间排列,密度较大的地段位于金州断裂金州—普兰店、普兰店—九寨、九寨—盖州北、盖州北—鞍山等不同断裂段的端点附近,而各断裂段端点附近还往往发育NW向的构造带及相伴随的地震条带。根据现有记录,沿金州断裂有近10次4¾~6级以上的破坏性地震,我省陆域范围内的两次6级以上地震均发生在金州断裂附近。这一地区NE—NNE向、NW向地震条带构成的网格状分布及准对称特征表明辽东半岛的地震活动受到了金州断裂等NE—NNE向断裂与其共轭的NW向构造的制约[9]。

(5)熊岳—庄河地区:该地区分布有NW向地震条带,这是与金州断裂NE—NNE向地震条带具有共轭关系的辽东半岛地区一系列NW向地震条带的组成部分,其密度要远小于海城河NW向地震条带,强度上也要低一个量级。带内地震在熊岳、盖州地区密度相对较大,形成团簇,在庄河附近也呈团簇状分布,但密度已明显降低。沿该条带发育有熊岳—庄河NW向构造带,其由多条断续的小型分支断裂组成[9],与金州断裂、庄河断裂等具有共轭交叉结构特征,在共轭交会部位有熊岳盆地、庄河盆地等发育,而地震团簇主要分布在盆地及周围地区。

(6)普兰店东地区:分布有普兰店—长海NW向地震条带,条带规模和地震密度要小于海城河、熊岳—庄河NW向地震条带。带内已知发生过1861年6级地震,属于中等强度地震活动条带。沿该带发育的普兰店—长海NW向构造带由多条小型分支断裂组成,连续性差,它与金州断裂、皮口断裂具有共轭交叉结构特征[10],在共轭交会部位有普兰店湾盆地等发育。

(7)鸭绿江口:地震活动沿鸭绿江断裂分布,总体呈NE向,在东港附近存在着密度较低的NW向地震条带。这一地区不仅是小震活跃区,还记录有5级和6级以上地震各2次,6级以上地震分别为1917年6.1级和1944年6½级[1],是除海城地震区外另一个地震活动水平较高的地区。鸭绿江断裂是辽东半岛东侧规模巨大的第四纪断裂,主要由东、西两条分支断裂组成,分段特征明显;在鸭绿江口沿断裂喇叭状地堑盆地发育[5],如新义州盆地、东港盆地等。

(8)葠窝水库地区:主要呈密度较低的团簇状及总体NE向的带状分布,空间上与太子河断裂大致吻合,发生过1974年4.8级地震。区内太子河断裂活动性较强,由2~3个相互平行的次级断裂组成,控制了局部盆地的发育。

(9)宁城附近地区:呈密度较低的团簇状及总体NE—NNE向的带状分布,发生过1290年6½级地震。构造上处在NE—NNE向嫩江—八里罕断裂平庄—宁城活动段上,又位于平庄—宁城中、新生代断陷盆地的边缘。

(10)朝阳—北票地区:主要沿朝阳—北票断裂形成NE向的较密集小震带状分布,其中朝阳、北票两地的地震占整个带的75%以上,但北票附近多为矿震。记载有419年5½级地震。朝阳—北票断裂由一系列断续走滑断裂组成,控制了一系列小型第四纪盆地的发育。

(11)阜新—义县地区:表现为密度较低的地震团簇相间排列并总体上构成NNE向地震条带;地震活动水平较低,以小震为主,已知最大地震为1698年义县5级地震。沿地震条带发育NNE向医巫闾山西侧断裂及其控制的阜新—义县盆地,盆地四周多小震活动。

(12)大洼—北票地区:表现为密度较低的地震团簇相间排列并构成NW向条带。该地震条带穿越了以NE—NNE向为主体的构造区,如郯庐断裂带下辽河段、医巫闾山西侧断裂、朝阳—北票断裂等,而地震团簇实际上也大多分布于上述NE—NNE向构造展布地带。根据现有认识,沿该NW向地震条带未发现同向断裂构造发育。

(13)库伦旗及甘旗卡以北地区:为密度较低的团簇状及总体呈NW向的条带状分布。记载有1779年库伦旗5½级地震,2013年又在甘旗卡附近发生过5.3级地震,该区以北的通辽附近1942年还发生过1次6级地震。构造上处在赤峰—开原断裂与柳河断裂构造交会部位。

2 辽宁省及邻近地区地震构造的分析和判定

在地质构造上,辽宁省及邻近地区跨越了三个一级大地构造单元,南部为中朝准地台,北部属吉黑褶皱系和内蒙—大兴安岭褶皱系[5]。区域新构造运动以断块差异升降为主要运动形式,可划分为大兴安岭上升隆起区、燕辽上升隆起区、下辽河—辽东湾沉降区、辽东—张广才岭上升隆起区、朝鲜北部强上升隆起区和北黄海沉降区等6个新构造运动分区[11]。

从地球动力学背景分析,该区处在欧亚板块的东部,太平洋板块受到菲律宾海板块的影响向NWW俯冲,形成了由太平洋(日本)岛弧至内蒙古高原一系列呈NE—NNE向的隆起和坳陷,辽东—张广才岭上升隆起区、下辽河—辽东湾沉降区和燕辽上升隆起区等即是该系列隆坳构造的组成部分。区域先后经历了早—中侏罗世挤压、中侏罗世晚期—早白垩世左旋平移、古近纪张性延伸和新近纪以来NE—NNE向右旋剪切运动等不同的应力作用和构造变形阶段[5]。新近纪以来NEE向近水平挤压构造应力场相对稳定,受此应力作用,下辽河、辽东湾—渤海前期地堑被更大面积的整体拗陷所代替;在岛弧俯冲大陆边缘作用下,区域NE—NNE向隆坳相间的主体构造格架进一步明确。由于现今近水平的构造应力作用,造成走滑型的断层运动,其中NE—NNE向断层为右旋走滑,NW向断层为左旋走滑,而区内几乎所有地震都是以走滑型断层作为发震构造,这表明新近纪以来的构造变形模式是现今地震活动的主要动力来源。

辽宁省及邻近地区的断裂构造按走向可以划分为近东西向、NE—NNE向、NW向和近南北向四组,根据区域构造演化分析,近东西向断裂形成最早,是伴随结晶基底褶皱回返过程而产生的,延续完整性较差,近南北向断裂形成较早,新生代以来活动不明显[5],NE—NNE向断裂发育广泛、规模大、延续性好,多具有较宽的构造破裂带,表现为压扭性的继承性活动,NW向断裂则多数规模不大,具有斜列状、平行状结构,连续性差但活动较新,常常切割其它走向的构造,并与NE—NNE向断裂构成共轭剪切破裂,沿断裂多强震发生。区内第四纪构造盆地十分发育,往往受到一组或多组断裂构造的控制,NE—NNE向、NW向断裂在盆地的生成和发展过程中起到了主导作用,同时各盆地面积和沉降幅度与控盆断裂的活动程度高度相关,与地震活动也存在着密切的关系。

具有共轭剪切破裂特征的NE—NNE向、NW向两组构造是区域现今构造应力作用下最易发生走滑运动的优势节面,作为这一剪切破裂的结果,金州断裂、依兰—伊通断裂、鸭绿江断裂等NE—NNE向断裂和海城河断裂等NW向断裂控制了区内绝大多数的地震活动[4][9],与之对比,近东西向、近南北向构造鲜有地震发生。研究表明,华北地震区5级以上地震一般具有较明确的构造背景[3][12-13],还常常与中—晚更新世活动断裂(段)及第四纪断陷盆地相关,6级以上地震与规模较大的晚更新世断裂关系则更为密切[4][8-9],在新构造运动差异性大的地区地震较多[11],而强震活动主要与走滑型的活动断层有关[12-13],同时发震断层还需要相应的粘滑结构条件,因此,只有具备了相应的构造应力条件、变形条件、粘滑结构条件和一定规模条件的活动断裂才可能成为发震构造,而在与地震活动的关系方面,需要着重考虑古地震、历史地震、现代中强地震以及小震活动的条带状、团簇状分布特征。

3 最大潜在地震的估计

发震构造最大潜在地震震级根据地质构造分析及类比、历史(古)地震活动强度和现今地震活动强度-频度关系等进行综合判定。地质构造分析和类比方面,除了需与相同或相似地震地质区(地震构造区)进行构造对比外,还须结合区域地震构造环境来估计断裂的发震能力,如在中国东部地区对中—晚更新世活动断层要特别重视,而逆—走滑断层的发震能力要强于正—走滑断层以及强调断层的粘滑活动方式等;对于规模条件,有统计资料认为[13],20~40km长度的断层破裂(段)发震的最大震级可达6~6.9,40~70km达7~7.4,70~120km达7.5~7.9,120~200km达8~8.5,200km以上可达8½,当然,对于辽宁省及邻近地区来说,由于具有地震破裂资料的发震断层很少,因而在估计最大震级时,其破裂规模尺度就应有所放大。地震活动方面,断裂所处地震区(带)地震活动的总体水平、地震活动空间分布不均匀性以及最大历史(古)地震及其周期性特征是主要考虑的因素,当历史(古)地震资料比较完整时,可以依据发震断裂(段)上已发生的最大地震作为发震构造的最大潜在地震震级,而当资料不完整时,可以采用将已知最大震级加0.5~1.0的方法确定最大潜在地震[14],还应与资料完整地区进行对比分析。

除上述经验判别法以外,还可以进行一定的数学估计,数学估计目前主要有两种方法:特征地震法和经验关系法[15]。特征地震法的建立有两个前提,即大地震沿特定断裂段的原地重复发生及重复发生地震的震级应非常接近[16],震级变化范围一般在0.5以内。经验关系法考虑了断裂作为地应力释放的场所,其几何参数、运动特征等均对震级产生影响,以断裂破裂规模与震级之间的正相关关系为依据,通过断裂破裂规模来估计最大震级[15-18]。

在辽宁省及邻近地区13条主要地震构造及约20条活动断裂(段)研究的基础上,依据地质构造、地震活动分析并结合经验判别方法综合给出了最大地震震级的估值范围(表1)。由于目前在古地震调查、断裂(段)破裂特征及分段研究上还存在着不足,因此尚存在一定的不确定性,但仍可对区内地震构造(段)最大地震震级做出基本的判断。

表1 主要地震构造地震危险性综合判别

4 主要地震构造危险性判定

地震是构造应力作用于地壳介质产生破裂的结果,由于应力变化的难于观测以及地壳介质的不均匀性、极端复杂性,根据目前地震理论的认识,还不能对地震构造的危险性予以确定性的定义和刻画。目前通用的判定和划分一般采用与地震活动分析对应的相对分析方法,即将地震构造按其发生相应地震可能性的大小分别归于高、较高、一般和较低四个等级,这实际上只是体现了一种相对性、概率性的划分。

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辽宁省及邻近地区的地震构造危险性分析已有较多的成果,通过沈阳、大连等城市活断层探测与地震危险性评价及“辽宁沿海地区断裂构造勘查及地震区划”、“辽宁省地震构造环境与强震风险评估”等项目的完成更是积累了丰富的资料和经验。总之,考察地震构造的危险性主要基于新构造运动特征、地球物理场(深部构造)及其变化、中上地壳结构(脆韧性转换带)等地震构造环境认识和断裂构造的运动性质(方式)、活动性、构造组合(共轭)关系及其对盆地构造的控制、第四系发育不均匀性、历史地震(古地震)和现代地震的三维空间分布、构造应力环境以及对地应力积累、释放习性的认识等;此外,本项研究还参考了测震学参数分析、前兆指标研究等[19]。基于上述方法,可以给出辽宁省及邻近地区主要地震构造判定和地震危险性的基本划分(表1、图2)。

图2 辽宁省及邻近地区主要地震构造地震危险性划分图Fig.2 Dangerous degree classification for the main seismic structure of Liaoning province and its adjacent area

4.1 郯庐断裂带渤中北—辽东湾段

断裂处在新构造下辽河—辽东湾沉降区内,亦处在上地幔隆起区和重、磁异常带上。断裂切割深,为岩石圈断裂,其所控制的渤海—辽东湾盆地地壳厚度很薄,只有29~32km,而第四系沉积巨厚,可达450m以上。断裂由东、西两支各2条近于平行的断裂组成,受到分支断裂活动作用,形成三堑夹两垒的长条状垒块结构。在现今NEE向近水平挤压构造应力作用下,显示倾滑运动,在中—晚更新世有活动且幅度较大。有记载的最大地震为1922年辽东湾6½级地震。根据前述原则确定为具有发生7.0级左右地震的地震构造特征,危险性较高。

4.2 郯庐断裂带下辽河段

处在下辽河—辽东湾沉降区内,并总体控制了下辽河平原的沉降,处在上地幔隆起区和重、磁异常带上。属于壳断裂或岩石圈断裂,区内地壳厚度较薄,为30~34km左右,第四系厚度为100~450m左右。由3条分支断裂组成,各分支两侧新构造差异升降运动显著,形成了下辽河盆地二堑夹一垒的构造格局。在现今构造应力作用下,正倾滑运动明显,断裂在早—中更新世有活动。有记载的最大地震为1599年辽中5级地震。确定为能够发生6.0~6.5级地震的地震构造,危险性一般。

4.3 依兰—伊通断裂沈阳—四平段

属于郯庐断裂带的组成部分,是郯庐断裂带北延至沈阳西南发生分异后的西支主干断裂,东支主干则为敦化—密山断裂(辽宁省内称为浑河断裂)。该断裂段是辽东—张广才岭上升隆起区和下辽河—辽东湾沉降区等的边界断裂,处在重、磁异常梯度带上,断裂切割很深,属于超岩石圈断裂。在地貌上,断裂是西部平原、缓丘与东部低山、丘陵的分界线,两侧第四系沉积差异显著,断裂在开原以南对第四系具有明显的控制作用。最新运动性质为右旋走滑兼正倾滑,与现今应力场吻合。断裂与近东西向的赤峰—开原断裂等相交会,受断裂切割,形成不同的活动段,其中沈阳—铁岭段、昌图—四平段为中更新世活动,铁岭—开原北段为晚更新世活动,铁岭—开原北段还控制了小型开原盆地的发育。沿断裂地震活动相对密集,在沈阳、铁岭、开原北等地记载有多次5~6级地震。确定依兰—伊通断裂沈阳—铁岭段、铁岭—开原北段能够发生6.5级左右地震,昌图—四平段能够发生6.0级地震,其中沈阳—铁岭段、铁岭—开原北段危险性较高,昌图—四平段危险性一般。

4.4 金州断裂

展布于辽东半岛西侧,断裂两侧新构造差异升降运动显著,是西部下辽河平原、辽东湾海域与东部辽东低山、丘陵的分界线,对第四系具有显著的控制。研究表明[4][9],辽东半岛地区沿典型的NE—NNE向、NW向两组优势的共轭剪切破裂面形成的平移走滑断层十分发育,金州断裂即是其中最主要的NE—NNE向断裂,对辽东半岛地区的地震具有重要的控制作用。在共轭交会部位,小型断陷盆地发育普遍,如沿金州断裂的盖州盆地、熊岳盆地、普兰店湾盆地、金州盆地等,这些盆地均是现代地震活动密集区以及破坏性地震的多发区。以盆地(或NW向共轭构造)为边界,金州断裂可划分为若干不同的段落,而各段最新运动性质均以右旋走滑兼倾滑为主,与其共轭的NW向断裂以左旋走滑为主,均与现今应力场吻合,断裂各段均为晚更新世活动。金州断裂处在重、磁异常梯度带上和上地幔隆起的边缘[20],在海城、普兰店等地均发现地壳内存在低速—高导层或低速层,断裂切割较深,属于岩石圈断裂。沿断裂地震密集,形成NE—NNE向、NW向的地震条带,在断陷盆地附近亦即地震条带结点破坏性地震多发,包括辽宁省陆域记录到的2次6级及以上地震。综合分析确定金州断裂金州—普兰店段能够发生6.0~6.5级地震、危险性较高;普兰店—九寨段能够发生6.5~7.0级左右地震、危险性较高;九寨—盖州北段能够发生7.0级左右地震、危险性高;盖州北—鞍山段能够发生7.5级左右地震、危险性高。

4.5 太子河断裂

断裂控制了局部地貌形态和第四系沉积,但总体差异不大,断裂切割较深,属于岩石圈断裂。在空间展布上具有向南突出的弧形结构和平行状、斜列状特征。该断裂活动性最强、与地震关系最密切的是其小岭—安平段,该段规模虽然不大,但具有晚更新世活动的地质证据。断裂段端部小震分布集中,且发生过1974年4.8级地震。确定该段能够发生5.0~5.5级地震,但危险性水平一般。

4.6 海城河断裂

属于辽东半岛地区重要的NW向构造带——海城河NW向构造带的NW段,也是目前认定的区内唯一一条全新世断裂。这是一条新生性构造,具有平行状、斜列状的断续展布形态。断裂在新构造上虽没有明显的差异运动表现,但沿构造带呈串珠状的小型第四纪盆地十分发育,断裂并控制了水系的发育,在局部地貌或微地貌形态上显示出活动特征。断裂属于地壳断裂,在中上地壳的多震层内有低速、高导层存在[6][20]。最新运动性质以左旋走滑为主,与现今应力场吻合。沿断裂地震活动密集、强度大、频度高,形成密集的条带状、团簇状分布。

这是区内地震危险性水平最高的断裂构造,确定能够发生7.5级左右地震,危险性高。

4.7 鸭绿江断裂

展布于辽东半岛东侧,与金州断裂一样,它对辽东半岛地区的地震活动也具有一定的控制作用。断裂是辽东—张广才岭上升隆起区和朝鲜北部强上升隆起区的边界,南端延入北黄海沉降区,因此鸭绿江口地区是处在上述3个新构造运动分区的交界地带。断裂切割较深,属于岩石圈断裂。在水丰以南,鸭绿江断裂分为东、西两支,东支断裂和西支断裂的东港以南段、水丰—东港段为主要的地震构造(段)。东、西两支平面展布上在鸭绿江口形成喇叭形,发育东港、新义州等构造盆地,第四纪沉积显示出差异性。断裂直线性特征明显,断层崖广布,控制了鸭绿江的发育,对地貌形态、第四系沉积具有明显的控制。断裂最新运动性质以右旋走滑兼倾滑为主,与现今应力场吻合。在东港盆地附近与海城河NW向构造带的SE延伸段形成共轭构造格局。西支断裂东港以南段最新活动时代为中更新世中晚期、水丰—东港段为中更新世,而东支断裂为晚更新世。沿断裂在鸭绿江口附近地震密集,记载的6级以上地震包括1917年6.1级、1944年6¾级地震等。据此确定鸭绿江断裂西支东港以南段能够发生6.5~7.0级地震,水丰—东港段能够发生6.5级左右地震,东支断裂能够发生7.0级左右地震;西支断裂东港以南段、东支断裂危险性高,西支断裂水丰—东港段危险性较高。

4.8 朝阳—北票断裂

处在燕辽上升隆起区内,断裂两侧新构造差异运动较小。控制了地貌形态和第四系的发育,沿断裂有一系列的小型第四纪盆地发育。断裂切割较浅,属于基底断裂,具有一定的斜列状、平行状特征。断裂最新运动性质为走滑兼正倾滑,总体上与现今应力场吻合。该断裂活动性最强、与地震关系密切的为其朝阳以北段,该段最新活动时代为晚更新世,沿断裂段地震活动相对密集,记载有419年5½级地震。确定朝阳—北票断裂朝阳以北段能够发生6.0级左右地震,危险性较高。

4.9 医巫闾山西侧断裂

断裂西侧属于燕辽上升隆起区,东侧主要为下辽河—辽东湾沉降区,新构造差异升降明显。总体上控制了阜新—义县盆地的发育,但盆地内第四系沉积幅度较小,表明断裂第四纪活动程度有限,断裂的切割深度也较浅。断裂最新活动时代为早—中更新世,性质为正倾滑兼走滑,与现今应力场大致吻合。沿断裂有小规模地震集中分布,有1次5级地震记载。确定为能够发生5.5~6.0级地震的地震构造,危险性一般。

4.10 嫩江—八里罕断裂

断裂规模巨大,是大兴安岭上升隆起区和燕辽上升隆起区、松辽沉降区的边界,控制了大型的松辽盆地及一些中小型盆地,如平庄—宁城盆地的发育。松辽盆地第四系厚度较下辽河盆地明显为薄,显示其第四纪活动程度相对较低。断裂处在重、磁异常带上,属于岩石圈断裂。区内地震构造段主要涉及平庄—宁城段,该段最新活动时代为晚更新世,运动性质为走滑兼倾滑,与应力场吻合。沿断裂段地震分布较密集,记载发生过1290年6¾级地震,其后700多年左右没有相应级别地震的记载。确定能够发生7.0级左右地震,但危险性较高。

4.11 柳河断裂

位于辽宁省中部的1条NW向断裂,其北、南两端分别与巨型的赤峰—开原断裂和郯庐断裂带交会。断裂处在新构造差异升降的过渡带上,沿断裂构成坳陷,第四系沉积十分发育,形成区别于下辽河盆地的NW向第四系沉积条带。断裂延伸平直、稳定,控制了河流的展布,其两侧大的地貌形态比较均匀,与断裂活动相关的微地貌变化发育较差。断裂切割深度较浅,最新活动时代为早—中更新世,以倾滑为主。沿断裂地震活动较多,中等强度地震主要发生于中间和两端等特定构造部位。确定能够发生6.0~6.5级地震,危险性较高。

4.12 熊岳—庄河NW向构造带

处在辽东—张广才岭上升隆起区内,两端延入下辽河—辽东湾沉降区和北黄海沉降区,是辽东半岛NW向构造带的组成部分,规模仅次于海城河NW向构造带。同海城河NW向构造带一样,也属于新生性构造,并与金州断裂、庄河断裂等形成共轭构造格局。处在重、磁异常转换带上,两侧地球物理场差异较大。具有斜列状、平行状展布特征,沿断裂有一系列第四纪盆地发育。断裂最新活动时代为中更新世,以左旋走滑为主,与现今应力场吻合。沿断裂特别是在两端的熊岳盆地、盖州盆地和庄河盆地附近地震密集,具有条带状、团簇状分布特征,发生过多次破坏性地震,最大为熊岳1940年5¾级地震。确定能够发生7.0级左右地震,危险性高。

4.13 普兰店—长海NW向构造带

处在辽东—张广才岭上升隆起区的南部,两端分别延入下辽河—辽东湾沉降区和北黄海沉降区,是辽东半岛NW向构造带的组成部分,规模次于熊岳—庄河NW向构造带。属新生性构造,与金州断裂、皮口断裂等形成共轭格局。具有斜列状、平行状特征,沿断裂有小型第四纪盆地发育。在地壳多震层内存在有低速层,与海城河断裂的深部地壳结构具有一定的可比性。断裂最新活动时代为中更新世,以左旋走滑为主。沿断裂地震分布较密集,形成NW向的地震条带,记载有1861年6级地震。确定能够发生6.5~7.0级地震,危险性较高。

4.14 其它的地震构造

除上述主要地震构造以外,还有一部分地震构造如辽东半岛地区的庄河断裂、青堆子断裂、皮口断裂、大和尚山山前断裂和抚顺以东的浑河断裂、辽西地区的张家营子—叨尔登断裂等,虽然它们在第四纪时期的活动性相对较弱、活动程度较低,规模相对较小,或者沿断裂的地震活动频度、强度等与区内主要地震构造相比存在较大差距,较少记载有破坏性地震,现今小震的分布也没有明显的规律性,但也应当给予关注。由于这些断裂构造在第四纪存在活动且具有一定的规模,因此将它们列为危险性较低的地震构造。

5 结论

开展地震构造的判定与危险性划分需要对地质构造(就辽宁省及邻近地区来说,主要涉及断裂构造和盆地)进行详细、系统的调查和研究,明确地质构造的活动性、分段性及其与地震活动的关系,了解地震构造的深、浅部结构,同时还要掌握较为充分的地震数据,特别是中强以上(特征)地震的数据资料。近几十年来,虽然地质、地震等部门开展了大量的调查和研究工作,但对于辽宁省及邻近地区的地震构造来说,目前的认识仍存在着一定的不完整性和不确定性,尤其是在下辽河平原等第四系沉积区,对一些隐伏构造的了解还很不足,而这样的第四系地区恰恰是盆地构造发育区,地震较为活跃;此外,辽宁省及邻近地区人文发展历史较短,对于具有长周期特征动辄几百年至上千年的大地震事件来说,缺乏完整的历史地震数据资料,甚至还不能涵盖一个完整的地震活动周期,因而难以建立较为全面、完整的认识并总结出地震活动规律。上述客观情况要求进一步加强对区内未知地震构造的调查和研究,并利用不断创新的理论和方法完善地震构造的认识,分析地壳应力在不同区块和时段的积累、释放规律,预测未来一定时段内的地应力释放水平;同时,结合小尺度、高精度的卫星和航空遥感影象解译,分析地震构造在微地貌上的表现,通过探槽研究方法,揭示古地震活动特征,拉长对地震事件的认知时段。通过综合研究,才能更好地确定地震构造的特征、地震震级及周期性规律,了解最晚特征地震的离逝时间,更为准确地给出地震构造的危险性判定结果。

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Judgement for the Main Seismic Structures and Their Seismic Risk Classifications in Liaoning Province and Its Adjacent Area

WAN Bo,JIN Chao-yu,SUO Rui
(Earthquake Administration of Liaoning Province, Liaoning Shenyang 110034,China)

Seismic activities in the area of Liaoning province and its adjacent area mainly concentrate upon the regions such as Haicheng, Lower Liaohe-Liaodong gulf,the yalu river mouth and the western part of Liaodong Peninsula along the Jinzhou fault zone,etc. It has a high degree of correlation seismic activity and with seismic activity and geologic structures, earthquakes are tied by NE-NNE and NW trend structures, destructive earthquakes occurred frequently at the intersection parts of the two trend structures. The result shows that in this area,6 structures (or segments) such as the north of Gaizhou-Anshan segment of Jinzhou fault zone etc. which are the highest dangerous degree structures(or segments),10 seismic structural segments such as Jinzhou—Pulandian segment of Jinzhou fault zone etc. which are confirmed to be higher degree,such as Xialiaohe segment of Tanlu fault zone etc. which are confirmed to be common degree, and others are lower degree.

area of Liaoning province and its adjacent;seismic activity;seismic structure;fault;basin;activity;seismic risk

P315.2

A

10.13693/j.cnki.cn21-1573.2017.01.001

1674-8565(2017)01-0001-11

辽宁省本级项目“辽宁沿海地区断裂构造勘查及地震区划” 项目(2010);“辽宁省地震构造环境与强震风险评估” 项目(2013)

2016-11-12

2017-01-16

万波(1966-),男,辽宁省恒仁县人,1995年毕业于辽宁师范大学,硕士,副研究员,现主要从事活断层、地震构造、地震地质灾害等方面的工作。E-mail: wanbo333@126.com

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