伊犁河防洪工程地質構造穩定性及地震危險性分析

摘 要：新疆伊犁河位于新疆西部，是一條國際河流，也是新疆維吾爾自治區境內最大的一條河流。針對伊犁河干流、三大支流及重要三條山溝小河的防洪規劃工作，通過對區域及近場區地質構造穩定性、地震危險性的研究，解決了影響場地穩定安全的關鍵性問題，完善了場地安全性評價體系，對工程建設及運營有重要意義。

關鍵詞：防洪工程 地震 危險性 穩定性

中圖分類號：TV2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0058-01

1 區域地質概況

伊犁河處于北天山西部東西向復雜構造帶內，含NE向、NW向和EW向三大構造體系，經長期構造運動，形成現在被褶皺和斷裂分割的斷褶隆起山區和斷陷盆地相間的地質構造形態，并控制該區中強以上地震。

1.1 地形地貌

伊犁河防洪規劃工程區位于天山西部，北側為天山支脈博羅科努山、科古琴山、阿吾拉勒山，呈北西西走向，海拔高程2000～3500 m。南側為天山支脈哈爾克山、那拉提山，呈北東東走向，海拔高程2000～3700 m。中部為烏孫山，呈近東西走向。南北山脈在東部相交匯，總體構成“>”呈東西向喇叭形向西敞開。

工程區總地勢為東高西低，南北高、中部低。南、北兩側山區均為中山侵蝕地貌單元。山前為剝蝕堆積地貌單元，呈東西帶狀展布，海拔高程900～1600 m。

1.2 區域地質構造

區域東北部為準噶爾盆地，南部大部分地區為天山山區。地質構造復雜，地貌上山盆相間，地震主要集中在區域南部天山山區，而且強度大、頻度高。區域內活動斷裂發育，其中有些斷裂規模巨大，是中亞地區著名的構造帶（如裴偉線、尼古拉耶夫線）。區內斷裂多形成于華力西時期，有較長的發育史，有過多期活動的特點，它們大部分在喜馬拉雅期重新復活，是控制大地構造單元和新構造單元的界線，塑造了現代的地貌景觀，也是控制地震的主要構造。

2 區域地質構造穩定性分析

2.1 新構造單元

根據新構造運動的特點、幅度，將區域新構造單元劃分為4個一級新構造單元和若干個次級新構造單元。伊犁河流域處于伊犁坳陷區，為天山強烈隆起區中的山間坳陷，為二級新構造單元之一，又分為伊寧斷陷、烏孫山隆起、昭蘇～特克斯坳陷次級新構造單元。

2.2 近場區主要地震構造評價

（1）伊犁盆地北緣斷裂：該斷裂為北天山隆起帶和伊犁拗陷帶的分界斷裂。該斷裂東段的喀什河斷裂斷錯了河流的低級階地，沿斷裂分布有古地震遺跡，1812年發生過尼勒克東8級地震，斷裂東段為全新世活動斷裂，具備發生8級地震的構造條件。但近場區所在的伊犁盆地北緣斷裂西段，為晚更新世以來活動斷裂。

（2）博爾博松斷裂：該斷裂為區域性活動斷裂，它控制了吐拉蘇第四紀盆地南部邊界，破碎帶寬度達到100 m以上，并沿斷裂有小震成從性展布。根據斷裂規模、活動特點等類比，該斷裂具備發生6級地震構造的條件。

（3）雅馬渡斷裂：該斷裂為全新世活動斷層，全長約38 km，沿斷層分布有清晰的斷層陡坎，探槽揭露斷裂具有多次活動和古地震遺跡，最新一次活動發生在全新世早期，估算古地震強度在6.3～6.9級。雖然由古地震法得到斷裂的地震強度在7級左右，但考慮到該斷裂為伊犁盆地南緣推覆構造前緣的活動斷層帶，可能是主滑脫面在烏孫山山前發震而在前緣產生的地表破裂。根據擠壓構造區的發震模型，這類推覆構造前緣的活動斷層帶本身規模不大，發震能力較小，不具備發生大地震能力。綜合認為，雅馬渡斷裂具備發生5～6級地震的能力或條件。

（4）鞏留南斷裂：鞏留南斷裂是三級新構造單元的分界斷裂，為規模較大的晚更新世～全新世活動斷裂，它與雅渡斷裂的交匯區域曾發生過5.1級和5.2級地震。從斷裂的活動性特征看，東段大于西段，東段為全新世活動段，西段為晚更新世活動段。根據區域地震構造條件和構造類比，綜合認為該斷裂的東段具備發生7級地震的構造條件，西段具備發生6級地震的構造條件。

（5）伊寧隱伏斷裂：該斷裂斷錯了第四紀早～中更新世地層，而被晚更新世以來的沉積物所覆蓋，為中更新世斷裂，沿斷裂發生過6上級地震。該斷裂具備發生6.5級地震構造的條件。

（6）霍城斷裂：該斷裂構成近場區北部斷隆區與中央凹陷區的分界線，斷錯了早一中更新世地層，但未發現晚更新世以來的活動跡象，為早更新世晚期一中更新世活動斷裂，沿斷裂發生過5～6級地震。該斷裂具備發生5～6級地震的條件。

3 區域地震活動性評價

伊犁河流域位于北天山地震帶與中天山地震帶，東南角進入南天山地震帶，屬新疆地震活動較強烈的區域之一，根據地震區帶的劃分，區域橫跨北天山地震帶和南天山地震帶，根據區域M≥4.7地震目錄繪制震中分布圖可見，地震在北天山地區主要沿北西西向構造展布，在中天山地區主要沿北東東向構造展布。區域內地震活動具有強度大，頻度高的特征，發生過6級以上地震15次，其中M≥8地震2次，7.0～7.9級地震2次，最大地震為1889年7月12日阿拉木圖8.25級地震。該地震為中天山地震帶發生的最大地震，1812年尼勒克東8級地震是中天山地震帶在境內發生的最大地震，1716特克斯西7.5級地震是距離伊犁河流域最近的M≥7地震，位于伊犁河流域以南約52 km。

根據新疆伊犁河相近工程地震安全性分析報告，工程區及外圍區域范圍共劃分24個潛在震源區，按震級統計，8.5級潛源1個，8.0級潛源2個，7.5級潛源7個，7.0級潛源9個，6.5潛源4個，6.0級背景潛源1個。對工程影響較大的潛震區為：伊犁盆地北緣7.0，7.5級潛在震源區（潛源編號10、11）、科古琴7.0級潛在震源區（潛源編號8、9）、種蜂場8.0級潛在震源區（潛源編號12）、昭蘇8.0級潛在震源區（潛源編號18）、阿拉木圖東8.5級潛在震源區（潛源編號15）、昭蘇北7.5級潛在震源區（潛源編號16）、伊寧6.5級潛在震源區（潛源編號14）；擬建伊犁河防洪工程場地處在潛源編號為13的震源區內，故該潛在震源區的震級上限定為6.5。

4 構造穩定性評價

根據新疆地震震中分布圖，工程區位于天山地震帶西段，伊寧6.5級潛在震源區（潛源編號14），近場區1970年以來發生≥4.0級地震18次，工程外圍區發生的最大地震為1716年特克斯7.5級和1944年新源東7.25級地震。

根據1/400萬《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），本區50年超越概率為10%時地震動峰值加速度為：特克斯河流域、鞏乃斯河流域、喀什河在尼勒克縣附近及其以上河段，地震動峰值加速度為0.2 g，相應地震基本烈度為Ⅷ度區；喀什河在尼勒克縣附近及其以下河段、伊犁河干流河段，地震動峰值加速度為0.15 g，相應地震基本烈度為Ⅶ度區。擬建防洪工程的區域穩定性較差。

5 結語

伊犁河防洪工程區域內，在大地構造單元上北天山西部緯向復雜構造帶中，歷經多期地史構造運動，形成斷褶隆起山區和斷陷盆地。工程區內從區域地質環境看，具有修建各種防洪堤壩的工程地質條件。