长岭山北麓断裂晚第四纪活动性研究

摘要

长岭山北麓断裂位于北祁连山断裂系北支古浪－中卫－同心断裂带的中段，构成青藏高原东北缘强烈的地震活动带。距断裂东端点（白墩子拉分盆地）和西端点（花庄）约120Km的地方分别发生过1709年中卫南71/2级和1927年古浪8.0地震。中卫活动断裂由于对黄河黑山峡河段的水利水电工程选址具有决定性作用而得到充分重视，古浪活动断裂中西段由于靠近古浪8.0级地震的极震区而得以广泛研究。但处于两断裂之间的连接部位，即长岭山北麓断裂却成为该地区活动断裂研究的一个相对薄弱点。 长岭山北麓活动断裂形成于加里东运动早期，经历了多次构造运动，在喜马拉雅构造期得以强化。该断裂构成一级地貌单元的分界线、新构造分区、活动地块分区之界线，形成断裂两侧不同的构造环境和沉积建造。随着区域应力场的转变，该断裂经历了早期以逆冲运动为主和晚期以水平左旋走滑运动为主兼逆冲的发展阶段。 通过地震地质调查，该活动断裂东起景泰县白墩子以南，西至大靖镇花庄南，全长约58Km。总体呈扁平状横置的反“S”型近东西走向，中段向北凸出，为一以左旋走滑为主兼逆冲的晚第四纪以来强烈活动的边界断裂。小红山一带为左旋正走滑性质，井子沟以西为左旋逆走滑性质。宏观和微观断层泥粒度分析该断裂的活动方式为粘滑。 长岭山北麓断裂水平位移量自东向西逐渐增大，全新世以来形成的垂直位移量变小，两者存在互补性。晚更新世早、中、晚期以来平均水平滑动速率分别为5.1mma-1、4.33mma-1和3.57mma-1，垂直滑动速率为0.19mma-1。全新世早、中晚期以来平均水平滑动速率分别为3.53±0.34mma-1和2.33±0.21mma-1，垂直滑动速率为0.29±0.03mma-1。晚更新世以来水平滑动速率呈下降态势，垂直滑动速率呈弱上升趋势。断裂在空间上水平滑动速率自东向西增大，古浪8.0级地震事件的同震左旋位错值自西向东变小。 沿长岭山北麓断裂带分布有丰富的、表现显著的地震地表破裂现象，基本破裂单元主要有基岩崩塌、黄土滑坡、地震陷落坑、沟槽、地裂缝、地震土林和陡坎等。经综合分析，本文认为该地表破裂带（长42Km）应属于1927年古浪8.0级地震的产物，该次破坏性大震形成的地表破裂带全长约162Km，向东可抵达下井子沟一带。 长岭山北麓活动断裂与中卫活动断裂构成以白墩子拉分盆地左阶的图像，阶距为3.5Km，两断裂均形成位移累积滑动亏损，为稳定的构造障碍阶区。1709年中卫南71/2级和1927年古浪8.0级地震不能穿越该拉分盆地形成地表破裂。该断裂与古浪活动断裂中西段在大靖镇花庄南构造斜接，并构成古浪断裂的东延段。二者为一条贯通性较好的活动断裂，全长约178Km，古浪活动断裂为该次破坏性大震的主导性发震断裂构造。 研究认为1927年古浪8.0级强震在古浪活动断裂带（天桥沟段、黄羊川段、长岭山北麓段）全线破裂，形成大破裂－贯通型破裂带。通过计算分析，该活动断裂至少在500年内没有发生强震的可能性，即使1000年的预测时段，发生强震的概率也很低。