2) 中国西安 710068 陕西地震台
2) Shaanxi Seismic Station, Xi'an 710068, China
渭河盆地北缘断裂带是鄂尔多斯块体与渭河断陷盆地的边界断裂,在渭河盆地北缘断裂中,晚更新世以来以口镇—关山断裂活动最为强烈,其多次的正倾滑活动留存的断层陡坎在DEM影像中具有清晰的线性特征。20世纪80年代以来,诸多学者先后对口镇—关山断裂展开活动性调查工作。虽然对于断裂的几何展布特征、断错地貌特点和伴生的地裂缝等情况取得了较为具体的认识,但主要局限于全新世以来的断裂活动特征,且部分学者对于该断裂晚更新世以来的活动趋势的判断有着一定的分歧(田勤俭等,2003)。
对于口镇—关山断裂晚更新世早期的活动习性研究,限于14C和光释光测年技术测年范围的制约,目前仍缺少较为系统的认识。如何获得类似口镇—关山断裂这种典型的大断距正断裂定量参数,例如,单次事件的位错量及其具体的事件发生时代,并以此得到晚更新世以来断裂的长期滑动速率,进而确定该断裂未来的活动趋势和相应的地震作用强度,不仅是合理给出以正断层为主构成的渭河断陷盆地及其周缘地震安全评价结果的主要参考依据,同时对于理解渭河盆地北缘构造动力学分配方式和断裂活动的响应机制也有着重要的科学意义。
2 研究内容、理论基础和研究方法/概述口镇至康桥镇之间是口镇—关山断裂断层陡坎地貌最为发育的段落,近期发现的地裂缝、断裂露头剖面和断层陡坎均集中发育在此段落(图 1)。1999年6月14日发生在阎良关山—康桥一带的ML 3.7地震,震感强烈,震源深度12 km。沿口镇—关山断裂在口镇西、泾阳水泥厂、黄家村、蒲家沟、关山镇等10余处发现了大量地裂缝,且多分布于断裂带附近2—3 km范围内,走向与断层走向基本一致。野外踏勘和收集资料的分析结果显示,口镇—关山断裂沿黄土塬与渭河阶地交界的地形陡坎附近呈近EW向展布。
在该断裂西段设有泾阳地震台的定点形变观测和跨断层流动观测。虽然自观测以来2个场地形变测量结果的变化幅度略有差别,但变化趋势一致,其平均活动速率0.5—0.6 mm/a(杨晨艺等,2015)。
为查明断裂详细的出露位置,跨断裂布设了联合钻孔剖面。剖面中地层结构非常复杂,揭露了黄土塬至渭河及其支流阶地的2套地层。断裂最新活动错断了石川河晚更新世冲积3(②—④)层砾石层,且断层上盘砾石层数明显比断层下盘多,说明断裂活动造成石川河砾石堆积被多次断错,垂直错距最大的卵砾石层④被断错达65 m左右,最小的砾石层②错距在2 m左右(图 2)。
本文宇宙成因10Be—26Al核素埋藏定年的样品采集自石川河联合钻孔样品卵砾石层④中埋深在72 m处富含石英的砾石(图 2)。采用简单快速埋藏模式来计算样品26Al/10Be埋藏年龄,即样品在暴露一段时间后被快速深埋(袁兆德等,2011)。由于26Al/10Be在埋藏前的初始浓度比等于其产率之比(约6.75),所以通过实测的26Al/10Be浓度比就可以计算出样品的埋藏时间(Granger,2006)。
3 研究结果通过26Al—10Be埋藏测年,得到埋深72 m处砾石样品的平均埋藏年龄范围为371.3±90 ka,而该砾石层在联合地层剖面解译图中显示被断层错断,其断距约为67 m,由此得到该处口镇—关山断裂自371.3 ka前以来的平均滑动速率约为0.18 mm/a。
4 结束语综合对比前人研究结果和现今形变测量得到的断裂平均活动速率0.5—0.6 mm/a,认为口镇—关山断裂在全新世以来处于较为活跃的状态,且现今仍处于较为活跃的状态。
田勤俭, 申旭辉, 冯希杰, 等. 渭河盆地断层活动反映的第四纪构造事件初步研究[J]. 地震地质, 2003, 25(1): 146-154. |
杨晨艺. 渭河盆地北缘口镇-关山断裂活动性研究[D]. 西安: 西北大学, 2015.
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袁兆德, 陈杰, 张会平, 等. 宇宙成因核素埋藏年龄测定及其在地球科学中的应用[J]. 地震地质, 2011, 33(2): 480-489. |
Granger D E. A review of burial dating methods using 26Al and 10Be[J]. Geological Society of America Special Paper, 2006, 415: 1-16. |