臨汾盆地近幾年原文

山西斷陷盆地

——以臨汾盆地為例組員：李建剛，馬松，黃一書，馮紀(jì)偉皮迪目錄一、華北活動地塊區(qū)二、山西地塹系概況三、臨汾盆地四、歷史地震及未來發(fā)震趨勢五、參考文獻(xiàn)華北以發(fā)育正走滑斷裂或正斷裂及其控制的地塹、半地塹盆地為特征，其中西部鄂爾多斯活動地塊內(nèi)部構(gòu)造和地震活動均很微弱，主要活動均發(fā)生在周緣的斷陷盆地帶。西側(cè)是銀川—吉蘭泰斷陷盆地，東側(cè)是山西斷陷盆地。右旋走滑斷裂水平滑動速率可達(dá)5mm/a。一、華北活動地塊區(qū)二、山西地塹系概況山西地塹系位于華北地區(qū)西部,是華北地區(qū)強烈地震活動帶。大多數(shù)破壞性地震呈北東或北西向有規(guī)律的分布于地塹中,尤其六級以上破壞性地震,分布更為明顯,所以地震的分布與強烈活動的地塹構(gòu)造有明顯關(guān)系。山西地塹系是中國東部重要獨特的構(gòu)造地貌類型之一。地塹系的形成大致分為三個階段：（1）燕山期在NW-NE像主應(yīng)力作用下，使區(qū)內(nèi)巖石破裂；（2）新生代以來，在NE-SW向主應(yīng)力作用下，斷裂傾向一側(cè)，形成半地塹系；（3）由于太平洋板塊和印度洋板塊的俯沖作用，在斷塊下陷曲率最大處產(chǎn)生張性斷裂，整個斷塊不均勻下陷，形成完整斷陷地塹構(gòu)造，而且仍在繼續(xù)發(fā)展擴大之中。三、臨汾盆地臨汾盆地北以靈石隆起與太原盆地相隔，南以峨眉臺地與運城盆地為鄰，盆地與隆起之間為一系列傾向盆地的北西到近東西走向的階梯狀高角度正斷層，盆地內(nèi)部還發(fā)育有次一級的斷裂及其控制的斷陷和隆起，其延伸方向與盆地延伸方向基本一致，使盆地內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)一步復(fù)雜化，這些活動性斷裂及其控制的地質(zhì)構(gòu)造單元是強震活動的主要場所。地殼活動特征1）臨汾盆地現(xiàn)今地殼形變場整體上表現(xiàn)為盆地下沉，兩側(cè)山體相對隆升的繼承性變形特征，羅云山斷裂為地殼形變速率差異的分界地段;2)羅云山斷裂中段和南段的差異運動相比北段更為顯著，最大差異形變速率分別為4mm/a和6mm/a;而在斷裂范圍內(nèi)，變形速率均為2mm/a左右，與同期跨斷層水準(zhǔn)觀測結(jié)果較為一致;3)盆地內(nèi)部在整體下沉的背景下，不同的構(gòu)造單元具有不同的變形速率，且形變速率自北向南逐漸增大。以臨汾市區(qū)為界，洪洞-臨汾凹陷北部和南部的變形速率分別為0-4mm/a和4～8mm/a;襄汾凸起較為穩(wěn)定，變形速率在零值附近波動;南部的侯馬凹陷形變速率進(jìn)一步加大，其東北部和西部區(qū)域的形變速率分別為4～8mm/a和8～12mm/a。應(yīng)力場特征臨汾市所在的臨汾盆地與山西斷陷帶其它斷陷盆地一樣，具有北北西－南南東向水平拉張、北東東－南西西向擠壓的局部應(yīng)力場特征，水平拉張分量大于擠壓分量，現(xiàn)代地殼應(yīng)力以北西－北北西的水平拉張作用為主。該應(yīng)力場控制著場地周圍的中小地震活動；其震源錯動類型以走滑、近走滑為主，兼有少量斜滑分量，地震斷裂以拉張正斷層活動為主，兼有個別逆斷層活動。盆地內(nèi)走向北北東－北東的地震斷裂以右旋走滑、近走滑為主，走向北西西－北西的地震斷裂以左旋近走滑為主，兼有傾滑分量。臨汾盆地主要斷裂北北東一北東走向1、霍山山前斷裂霍山山前斷裂位于山西臨汾盆地東緣北段的霍山西麓,為一條走向北0°一20°東,傾向西,傾角70“左右的斷裂帶,北起霍縣馮村,向南經(jīng)沙窩、興唐寺、廠一勝寺,在蘇堡附近被近東西向的蘇堡一魏村左旋斷裂所截,北延與太原盆地東南緣的太谷斷裂相連,全長大于60km。斷裂以東的上升盤為霍山不對稱背斜,核部由太古界片麻巖等組成,東翼為古生界灰?guī)r;斷裂西側(cè)的下降盤為臨汾盆地北半部,堆積了上新世以來各時期的地層,它反映了斷裂活動的長期性?；羯缴角皵嗔训囊粋€顯著特點是存在一個寬闊的斷裂破碎帶,一般寬十多米,最寬處近百米,主要由雜色斷層泥組成,松軟濕潤,在各大沖溝內(nèi)都有出露?；羯缴角皵嗔言诳臻g上具有明顯的分段性,大致可分為北、中、南3段，各段的斷裂展布，地貌表現(xiàn)各不相同。北段(黃瓜條以北至李曹一帶)分叉成東西兩支斷裂,西支斷裂發(fā)育在山前洪積扇上，沿NNE向延伸。地貌上表現(xiàn)為明顯的沖溝被右旋錯動以及斷層坎發(fā)育；東支斷裂為NE向，沿基巖山麓曲折延伸，形成山前一系列明顯的斷層崖和三角面。中段（黃瓜條至廣勝寺）是活動最強的段落，斷裂緊靠山地邊緣，構(gòu)成山地和盆地的分界線，斷層崖和三角面十分明顯。此段斷裂右旋走滑運動性質(zhì)顯著，其上發(fā)育的沖溝及山梁發(fā)生了一系列的右旋錯動。南段（廣勝寺至蘇堡）走向轉(zhuǎn)為NE向，在地貌上表現(xiàn)為高40-50m，長7-8km的黃土斷坎（國家地震局鄂爾多斯周緣斷裂系課題組，1988;徐錫偉等，1990,1993b）。另外，研究區(qū)內(nèi)一個顯著的地貌特點是橫穿斷裂的沖溝十分發(fā)育，并且沖溝的上游位于斷裂上升盤基巖區(qū)。這樣伴隨斷裂活動的發(fā)生，位于斷裂上升盤基巖區(qū)的沖溝容易形成并保留斷裂活動的誘發(fā)裂點，當(dāng)裂點不斷向上游遷移后退就形成斷裂活動誘發(fā)裂點序列，每一個裂點就代表斷裂活動的一次上升。2羅云山山前斷裂帶羅云山山前斷裂帶沿臨汾盆地西緣延伸，為臨汾盆地西邊界的主控斷層，是在中生代呂梁山復(fù)背斜東翼逆斷裂帶基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一條復(fù)雜的具多期活動特性的構(gòu)造帶，是一條以正斷為主兼具右旋走滑分量的活動斷裂帶，全長約145km。斷裂帶整體走向NNE，傾向SEE，南部發(fā)生弧形轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)為NWW向，北段在土門、魏村以北發(fā)散為數(shù)條，走向逐漸轉(zhuǎn)為NE（鄧起東等，1993a）。斷裂帶西側(cè)為太古代和古生代地層構(gòu)成的基巖山區(qū)，局部保存有風(fēng)成黃土堆積；斷裂東側(cè)為臨汾斷陷盆地，總沉降幅度2500-3000m（王挺梅等，1993）。羅云山山前斷裂帶是一條右旋正斷活動斷裂，并具有多期活動特征，主要有中更新世末到晚更新世初、晚更新世末至全新世初和晚全新世等三期，各期的平均滑動速率分別為0.2mm/a、0.4mm/a和2mm/a。沿斷裂帶發(fā)現(xiàn)的地球化學(xué)異常、大量的地裂縫，以及跨斷層水準(zhǔn)測量獲得的2mm/a垂直差異運動速率顯示該斷裂是全新世活動斷裂（徐錫偉等，1992；王挺梅等，1993），最近斷裂帶中段的探槽研究，揭示出最新一次地震活動錯斷了全新世壚土層（許建紅等，2011）。

3、大陽斷裂大陽斷裂和浮山斷裂是臨汾盆地東部兩條近平行的斷裂，活動程度相對較弱。大陽斷裂位置偏北，展布于蘇堡斷裂和塔兒山北緣斷裂之間，全長40km。地貌上斷裂表現(xiàn)為NNE至NE向的黃土陡坡帶，在寬150m的范圍內(nèi)地形高差約70m，而鉆孔揭露出第四紀(jì)以來的垂直差異幅度達(dá)到287m。根據(jù)地層切割關(guān)系判斷，該斷裂帶主要活動時期為中更新世，晚更新世以來活動較弱。此外，大陽斷裂的西盤還分布著NE至NEE走向的大陽東斷裂、大陽鎮(zhèn)斷裂及曲亭-淹底斷裂等次級斷裂，其中，大陽鎮(zhèn)斷層在全新世有過活動（蘇宗正等，1989），曲亭-淹底斷裂在曲亭水庫附近切割馬蘭黃土直達(dá)地表，淺層人工地震剖面也揭示了斷層的垂直運動。4、浮山斷裂浮山斷裂形成于上新世，第四紀(jì)以來繼續(xù)活動，但晚更新世以來活動減弱。斷裂走向N20-30°E，傾向NW，長約25km，地貌上該斷裂也表現(xiàn)為高達(dá)70-80m的黃土陡坡帶，顯示該斷裂為東升西降的正斷層，此外在浮山縣城東發(fā)現(xiàn)的垂直斷距為5-6cm的斷層，說明浮山斷裂在晚第四紀(jì)晚期仍具有一定的活動性（鄧起東等，1993a，1993b；徐錫偉等，1993c）。7、萬安斷裂萬安斷裂南起土門、魏村一帶，向東延伸經(jīng)萬安以北，逐漸過渡至霍山山前斷裂帶，長約45km，走向自南向北由NE逐步轉(zhuǎn)為NEE，西南段傾向SE，東北端傾向S。該斷裂由一組彼此或平行或斜列的斷層組成，是臨汾盆地北部辛置凸起與洪洞凹陷的分界斷裂。辛置凸起上新世早期斷陷為湖，上新世末至早更新世初的萬安斷裂活動使其隆起為臺地。萬安斷裂第四紀(jì)時期繼承性活動，錯斷了汾河的河流階地，在崔家莊斷錯Ⅰ、Ⅱ級階地分別形成了4m和10m的斷錯坎，限制了赤峪斷裂的發(fā)展（鄧起東等，1993a，1993b）。8團柏斷裂上團柏斷裂的走向自南向北由NE轉(zhuǎn)為NEE，傾向S，是一條斷面南傾的正傾滑斷裂，主要位于汾河右岸，是靈石凸起與辛置凸起西段的分界線，東起霍州市以南陳村,向西經(jīng)汾西縣上團柏到羅云村附近與羅云山斷裂相接,全長18km。該斷裂發(fā)育于石炭系地層中,形成于燕山運動時期。上團柏斷裂錯斷了上新世地層，但沒有錯動中更新世地層的證據(jù)，說明晚第四紀(jì)以來活動趨于減弱。下團柏斷裂南起峪里一帶，經(jīng)下團柏至霍州郭莊村一帶，走向NEE，傾向S，長約16km。在下團柏一帶基巖被該斷裂斷錯了335m，同時斷裂東段還錯斷了汾河Ⅳ級階地，但Ⅲ級以下階地沒有被錯斷，表明下團柏斷裂在晚更新世以來的活動性大大減弱（國家地震局鄂爾多斯周緣斷裂系課題組，1988）。近EW向斷裂5、什林?jǐn)嗔咽擦謹(jǐn)嗔烟幱谂R汾盆地與靈石隆起的交匯部位,斷裂總體走向近EW，東段傾向N，西段傾向S，長約20km。西段止于蔡家莊斷裂,東端止于安樂村一帶,而未達(dá)霍山斷裂。斷裂北盤的靈石隆起是一個推擠型橫向隆起，隆起區(qū)出露的基巖為古生代地層，上覆黃土堆積。什林?jǐn)嗔训淖呋\動大于垂直錯動量，鉆孔資料顯示斷層的總斷距320m以上；形成于中更新世時期的汾河Ⅵ級階地左旋錯動600m，Ⅴ級階地左旋錯距為570m，但晚更新世以來的低級階地的斷錯現(xiàn)象不明顯。斷裂南盤一條近SN向的古河道，北延終止于斷層，推測為被什林?jǐn)嗔阉藉e動的斷頭河（楊景春等，1987；王乃樑等，1996）。什林?jǐn)嗔寻l(fā)育于古生代地層中,形成于中生代燕山運動時期。新生代上新世開始,在NEE一SWW向區(qū)域主壓應(yīng)力場的作用下,該斷裂重新活動,上新世末至早更新世初,該斷裂又一次強烈活動,使沿斷裂帶分布的上新統(tǒng)地層普遍發(fā)生構(gòu)造變動甚至直立。第四紀(jì)時期什林?jǐn)嗔训膹娏一顒又饕l(fā)生于中更新世末至晚更新世初。斷裂各段的活動強度不一,錯動幅度也不同。6、賈村斷裂賈村斷裂位于霍州市東澗河凹陷以南，西起霍州城南的南壇村，東至李曹一帶，長約11km，走向近EW，是一條北盤下降、南盤上升的正斷裂。該斷裂是辛置凸起北部澗河次級小凹陷的南緣斷裂。在南壇一下樂坪段地貌上表現(xiàn)為一數(shù)10m高的斷層陡坎,沿陡坎多見有新斷層面。澗河小凹陷斷陷較深,據(jù)靳壁村附近鉆井資料,晚新生界地層厚達(dá)630m。野外觀測斷層運動以正傾滑為主兼有左旋走滑,賈村東沖溝東壁上發(fā)育一組階梯狀正斷層,錯斷早更新世黃土并影響到晚更新世河流相礫石。賈村東南500m處的斷層將午城黃土及馬蘭黃土錯斷,斷面上有傾角向西,側(cè)伏角為14°的擦痕顯示左旋,一片麻巖礫石被左旋錯斷38cm。據(jù)上述資料推測,賈村斷裂可能形成于上新世時期,第四紀(jì)以來多次活動,全新世活動不明顯。9、蘇堡斷裂蘇堡斷裂，也稱洪洞斷裂。走向近EW，傾向N，長約31km，是臨汾盆地北部洪洞凹陷與臨汾凹陷的分界斷裂。斷裂西起土門、魏村一帶與萬安斷裂和羅云山斷裂相交匯，左旋錯斷了羅云山斷裂，向東到達(dá)蜀村、蘇堡一帶，限制了霍山山前斷裂帶的南延。是多條斷裂帶的分界斷裂。該斷裂大部分隱伏于盆地的平原區(qū),是臨汾盆地中一條十分重要的斷層。蘇堡斷裂在遙感影像上的線性特征不夠清晰，受晚更新世及全新世沖洪積物的覆蓋，表現(xiàn)為隱伏斷裂。地震和電法勘探結(jié)果表明，蘇堡斷裂由三條北盤下降的正斷層組成,中間主斷層斷至第四系上部。四、歷史地震及未來發(fā)震趨勢

據(jù)歷史記載,臨汾盆地從公元231年至今共發(fā)生過五級以上破壞性地震17次,占整個山西省破壞性地震30%。眾所周知,全國有18個八級以上的歷史強震,臨汾盆地就占兩個。另外近代小震活動頻繁,1971年9月至1974年共記錄到1.0級以上地震1962次,1971年6月至9月還連續(xù)發(fā)生過三次4.0級以上有感地震。1303年9月17日，山西洪洞縣、趙城發(fā)生8級大地震，史稱河?xùn)|地震。這次地震是我國歷史上第一個有詳細(xì)記錄的地震。由于洪洞人口稠密，農(nóng)業(yè)和文化發(fā)達(dá)，因此，地震造成的破壞和傷亡極其嚴(yán)重。山西、陜西、河南的幾十個府州縣的史書對此都有記載。受災(zāi)嚴(yán)重的有山西、河南、陜西等地，范圍達(dá)數(shù)千平方公里。利澤渠等大型水利設(shè)施受到嚴(yán)重破壞。據(jù)吉縣《大帝廟碑》記載：“河?xùn)|地震，壓殺者二十余萬人，屋之存者什之三、四”?！杜R汾縣志》也記載道：“于時死者二十余萬人，禍甚慘毒”。當(dāng)時地震災(zāi)區(qū)人口總共40余萬，地震的死亡人數(shù)達(dá)到人口總數(shù)的50％。地震后，元成宗鐵穆耳發(fā)鈔9.6萬錠，派遣使者前去救濟，減免公差和稅務(wù)，開放山場河湖，聽民采捕，以渡災(zāi)年。震后數(shù)年余震不止，水渠震壞，三年后，糧食顆粒無收，人民流離失所，饑寒交迫。（發(fā)震斷層：霍山山前斷裂段、綿山西側(cè)斷裂段和太古斷裂段)）1695年5月18日晚8時左右，臨汾地區(qū)發(fā)生了8級地震，史稱平陽地震或平陽-潞安大地震。地震波及范圍北到山西右玉，南達(dá)湖北谷城，西至甘肅平?jīng)?，東抵山東膝縣。地震造成眾多人員死亡，臨汾城壓死2萬多人，襄陵縣壓死7000多人。據(jù)1815年的統(tǒng)計，這次地震中，受災(zāi)共28個州縣，其中受災(zāi)較重14個州縣，共壓斃5.26萬余人。地震的余震延續(xù)時間較短，最大余震可達(dá)5-6級，主要發(fā)生在主震后一個月內(nèi)。值得注意的是，1303年和1695年，在山西臨汾盆地的洪洞縣和臨汾分別發(fā)生的8級地震，時間相隔392年，但震中位置相距僅40公里，兩次震級相當(dāng)，這在我國大陸地區(qū)實屬少見。（發(fā)震斷層：NE向的古城斷裂和NWW走向的大陽斷層）假如1303一1695年期間臨汾盆地內(nèi)地震能量已釋放完畢,且今后100年內(nèi),霍縣趙家莊一帶可能抬升到2m左右。相應(yīng)的地震時的升降幅度最大約為0.4m,那么今后的100年內(nèi)霍縣一帶有可能發(fā)生7一7.5級地震。綜上所述,臨汾盆地內(nèi)各塊體的現(xiàn)代構(gòu)造運動可概括為:盆地南部,侯馬一帶地殼的垂直運動幅度小,差異運動不明顯,因此地震活動性也表現(xiàn)弱。盆地中部金殿、襄陵、南辛店一帶地殼運動幅度較大,地震的活動性也隨之增強。劉村以北至霍縣高池一帶構(gòu)造運動不顯著,地震活動也弱;而霍縣附近地殼運動較強,差異運動極為顯著,地震活動有可能增強。五、參考文獻(xiàn)

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