鄂尔多斯块体西南缘地处青藏地块、鄂尔多斯地块、阿拉善地块的交会地带,区域活动断裂发育,构造活动强烈,地震活动频繁,历史上发生多次6级以上大震,是研究构造变形、地壳应变积累与地震活动的理想场所。目前,针对该区域的构造变形分析大多是采用GPS水平形变资料进行中长期的地震预测研究为主(杜方等,2018),至于该区域现今构造形变的演化分析研究则少有涉及。相对而言,该区域水准资料最早始于20世纪70年代,测点空间密度大、复测资料期数多,垂向精度高(图 1)。系统分析该区域水准资料,对于了解鄂尔多斯块体西南缘现今构造形变的时空演化与应变积累过程具有重要意义。
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图 1 鄂尔多斯西南缘水准线路图 Fig.1 Standard line map of the southwest margin of Ordos |
(1)基于鄂尔多斯块体西南缘(33°—38°N,102°—109°E)1970—2014年近1万多千米的多期Ⅰ等精密水准测量数据,通过动态平差处理,获取不同中心时段的区域垂直运动速度场和速率梯度场,分析区域垂直形变空间差异性变化特征及其演化过程,判断与构造活动有关的垂直形变速率梯度高值区所反映的应变积累程度。
(2)研究重点构造区域跨断裂水准剖面的演化特征,进一步分析断裂活动的时空差异性。
(3)研究跨断层短测线流动观测场地水准资料反映的鄂尔多斯西南缘近期断层活动特征,分析断层现今活动的时空差异性。
3 研究结果(1)通过对鄂尔多斯块体西南缘1971—1982年、1982—1990年、1990—1999年和1999—2007年4个不同中心时间段垂直形变速度场的系统分析,认为垂直形变在空间上总体表现为北部弱、南部强的态势,北部的海原断裂、六盘山断裂北段垂直形变偏弱,而西秦岭断裂带西段及南部NWW向的岷县—宕昌等断裂、六盘山断裂带南段的宝鸡—陇县断裂带垂直差异运动较为剧烈。这与徐锡伟等(2017)根据地质资料划分的高震级危险区之西秦岭北缘中西段危险区、六盘山南—渭河盆地西段危险区基本吻合。
(2)从速率梯度图的演化来看,岷县、临潭—临夏和漳县、陇西一带的速率梯度最大值由1990—1999年的0.16 mm/a·km增大至1999—2007年的0.28 mm/a·km,增大幅度近1倍,反映这一区域垂向应变积累水平增大明显,之后于2013年7月发生岷县—漳县MS 6.6地震。相对而言,宝鸡—陇县断裂带所在的陇县—千阳—宝鸡—永寿附近的垂直形变速率梯度最大值在0.14 mm/a·km、0.21 mm/a·km、0.12 mm/a·km和0.16 mm/a·km之间波动,显示该区域垂向剪应变积累水平较为稳定,短期发生地震的可能性不大。
(3)通过对跨宝鸡—陇县断裂带附近几条水准剖面的系统分析,可以发现剖面跨断裂处存在明显的垂直差异运动,且存在阶段性增大或减弱现象。从长期形变趋势分析,宝鸡—陇县包含的3条断裂中,桃园—龟川寺断裂、固关—县功断裂附近的垂直差异运动不明显,而陇县—岐山—马召断裂处垂直差异运动显著,反映该断裂的现今活动性较强。
(4)通过对宝鸡—陇县断裂带附近5处跨断层流动水准场地的系统分析,可以看出,位于固关—县功断裂的固关、冯家山现今断层活动较为稳定,而位于岐山—马召断裂的大塬、南大同和广济场地现今断层活动波动较大,这与跨断裂长水准剖面分析得出的固关—县功断裂附近的垂直差异运动不明显,而陇县—岐山—马召断裂处垂直差异运动显著的结论一致。
杜方, 闻学泽, 冯建刚, 等. 六盘山断裂带的地震构造特征与强震危险背景[J]. 地球物理学报, 2018, 61(2): 545-559. |
徐锡伟, 吴熙彦, 于贵华, 等. 中国大陆高震级地震危险区判定的地震地质学标志及其应用[J]. 地震地质, 2017, 39(2): 219-275. |