香山北緣活動斷裂帶幾何結(jié)構(gòu)特征及其分段性分析

馬學(xué)東 李海峰 李明濤 梁志榮 黃生金

摘 要：香山北緣活動斷裂帶是一條以左旋走滑為主，兼具傾向滑動的全新世活動斷裂帶，由9個不連續(xù)的次級斷層組成。在野外實測工作基礎(chǔ)上，對該斷裂帶的幾何結(jié)構(gòu)特征及其分段性進行討論，以一碗泉間斷點為界將香山北緣活動斷裂帶劃分為東、西兩個分段。

關(guān)鍵詞：活動斷裂帶 幾何結(jié)構(gòu) 分段性

中圖分類號：P54 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0130-02

香山北緣活動斷裂帶位于寧夏中西部，全長約140 km，是一條以左旋走滑為主，兼具傾向滑動的全新世活動斷裂帶，是青藏高原東北緣系列弧形構(gòu)造帶中的一條重要活動斷裂[1]。西起駱駝水，東至劉崗井一帶，總體走向NWW至近EW（圖1）。該活動斷裂帶以幾何不連續(xù)為界劃分為9個斷層段（次級斷層），自西向東依次為：景泰小紅山次級斷層（F1）、罐罐嶺次級斷層（F2）、沙井次級斷層（F3）、中衛(wèi)小紅山次級斷層（F4）、青山—孤山子次級斷層（F5）、西梁頭—長流水溝口次級斷層（F6）、窯溝—粉石溝次級斷層（F7）、窟窿山—堿溝次級斷層（F8）及堿溝—劉崗井次級斷層（F9）。

活動斷裂帶是產(chǎn)生地震的根源，地震時斷裂帶本身的錯動會對沿線造成嚴重破壞[2-3]。地震地表破裂的空間分布往往與活動斷裂的不連續(xù)、幾何形態(tài)的復(fù)雜程度有關(guān)聯(lián)，地震地表破裂從起始到終止的過程受到斷裂幾何形態(tài)的控制或影響。因此根據(jù)斷裂的幾何形態(tài)結(jié)構(gòu)和地貌特征對斷裂進行地震破裂分段性研究是一種簡便而實用的方法。

1 幾何結(jié)構(gòu)特征

香山北緣活動斷裂帶由9條以不連續(xù)為界劃分的次級斷層組成，這些不連續(xù)有斜列、橫向基巖隆起或橫向洼地、走向變化和分叉三種表現(xiàn)形式（圖2）。

斜列是香山北緣活動斷裂帶次級斷層最為常見的接續(xù)形式。在孤山子及其以西，5條次級斷層以左旋左階的羽列方式排列，組成了一條走向近EW的剪切破裂帶。西梁頭及以東的次級斷層斜列方式既有左旋左階，也有左旋右階。F8和F9兩條次級斷層在堿溝以左旋左階的形式相接續(xù)，形成一個小型拉分構(gòu)造。F7和F8次級斷層為右階排列，形成推擠區(qū)。

沿香山北緣活動斷裂帶有兩個幾何間斷是由橫向基巖脊構(gòu)成的，一是位于下河沿的橫向基巖隆起，二是一碗泉橫向地形洼地。下河沿橫向基巖隆起由東大溝至黃河?xùn)|岸，向北凸出橫跨活動斷裂帶。該橫向凸出由石炭系組成，見有近水平狀態(tài)的中更新統(tǒng)覆蓋在石炭系之上，表明了隆起形成時代較新，對于F7向西發(fā)展具有阻礙作用。位于孤山子和西梁頭之間的一碗泉橫向洼地是香山北緣活動斷裂帶中最大的一個幾何間斷。該間斷東西長約10km，地形上表現(xiàn)為與孤山子?xùn)|麓走向一致的北北西向洼地。

紅谷梁是中衛(wèi)—同心活動斷裂帶、香山—天景山斷裂帶、天景山活動斷裂帶或中衛(wèi)斷裂帶整體走向發(fā)生變化的部位[4～7]。斷層總體走向在紅谷梁以西為NWW或近EW，在紅谷梁以東，斷層分成兩支，其中南支走向逐漸偏轉(zhuǎn)為NW。另一支沿著原來的軌跡繼續(xù)向NWW延伸，成為香山北緣活動斷裂帶的東端部。在這兩支斷層之間，發(fā)育幾條規(guī)模較小的活動斷裂，形成分叉。端部分叉構(gòu)造可以作為識別破裂終止的一種標志。

2 斷層的分段性

該活動斷裂帶以左旋斜列作為接續(xù)方式的間斷數(shù)量較多，但其規(guī)模較小。除窯溝—粉石溝次級斷層（F7）和窟窿山—堿溝次級斷層（F8）之間的階區(qū)是擠壓性質(zhì)以外，其余皆為拉張性質(zhì)。

位于青山—孤山子次級斷層（F5）與西梁頭—長流水溝口次級斷層（F6）間的一碗泉間斷點東西長近10 km，是本活動斷裂帶內(nèi)最大的一個幾何間斷，是整條活動斷裂帶中除紅谷梁以外第二個重要的走向轉(zhuǎn)折點。以該間斷為界，東、西兩個斷層分段的走向及幾何結(jié)構(gòu)特征有明顯不同：其西的5條次級斷層組成的剪切帶呈近EW向，次級斷層均為左旋左階排列，幾何關(guān)系單一；而東分段的4條次級斷層為NWW向的逆左旋走滑斷層，左旋左階和左旋右階排列兼而有之幾何結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。

其次，該間斷點也是活動斷裂帶山前地貌的明顯分界，東分段位于高聳的香山北麓，斷層南側(cè)山地平均海拔在2100 m以上，最高峰2356 m，北側(cè)洪積平原和盆地的海拔高度1200 m，兩側(cè)高差超過千米；西分段主要分布在新近系甚至第四系構(gòu)成的低矮小山、臺地的前緣，這些低矮小山及臺地的海拔高度難以與香山相比，而且斷層兩盤的相對高差也大大變小，最大不超過200 m。上述的地貌差異，是兩個斷層段活動歷史的不同造成的，東分段具有更多的繼承性，而西分段則以新生性為特征。

由上述可以看出，一碗泉間斷點的作用并不僅僅表現(xiàn)為分隔相鄰的兩條次級斷層，該間斷也是一個斷裂帶幾何形態(tài)特征、地貌特征、活動歷史發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點。因此以該幾何間斷為界將香山北緣活動斷裂帶劃分為東、西兩個分段。

3 結(jié)論

通過對香山北緣活動斷裂帶進行野外地質(zhì)工作，并結(jié)合以往地質(zhì)工作的研究成果，對斷裂帶的幾何結(jié)構(gòu)特征及其分段性有了較為明確的認識，主要有以下幾點。

（1）香山北緣活動斷裂帶是一條NWW至近EW向的以左旋走滑為主，兼具傾向滑動的全新世活動斷裂帶，是青藏高原東北緣系列弧形構(gòu)造帶中的一條重要活動斷裂。

（2）香山北緣活動斷裂帶以幾何不連續(xù)為界劃分為9個斷層段（次級斷層），這些不連續(xù)有斜列、橫向基巖隆起或橫向洼地、走向變化和分叉三種表現(xiàn)形式。

（3）位于F5與F6間一碗泉間斷點是本活動斷裂帶內(nèi)最大的幾何間斷。以該間斷為界，東、西兩個斷層分段的走向、幾何結(jié)構(gòu)及地貌特征有明顯不同，因此將香山北緣活動斷裂帶以一碗泉間斷點為界劃分為東、西兩個分段。

參考文獻

[1] 李海峰，馬學(xué)東，李明濤，等.香山北緣活動斷裂帶東段構(gòu)造特征及活動性分析[J].地震學(xué)報，2014，36（2）：290—301.

[2] 徐錫偉，楊曉平，楊忠東.城市地震地質(zhì)災(zāi)害及其預(yù)測問題初論[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1996（3）：32-35.

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