因受区域新构造运动的控制,陕西境内活动断裂的空间分布、活动时代和活动强度等性状表现出明显的分区特征。鄂尔多斯地块地质结构简单,褶皱不发育,断裂活动十分微弱。鄂尔多斯西南边缘弧形断裂束,活动断裂发育,地震活动十分强烈,该构造束总体上呈北西-北西西向展布,其中海原-六盘山-宝鸡断裂东南段延伸到陕西宝鸡一带;渭河断陷内断裂构造非常发育,现今活动强烈。断陷内已查明的断裂有100多条,大部分断裂切割了上第三系和第四系,以晚更新世至全新世活动断裂最为发育。按走向区分,主要有近东西向,北东-北北东向北西向三组。近东西向断裂是渭河断陷的主干断裂,规模大,活动时间长,它们不仅控制了渭河断陷的发展,而且还构成不同沉积与地貌单元的界线,控制着渭河断陷盆地内的强震活动。北东-北北东间断裂主要分布在断陷盆地东部,对沉积、地貌、水系和地震活动有重要的控制作用。北西向断裂主要分布于渭河断陷盆地西部,活动强烈,控制了断陷内部凸起与凹陷的分布,这组断裂往往与东西向断裂一起对地震活动,尤其是中小震活动有一定控制作用;秦岭褶皱带经历了长期复杂的地质演化,是一个多旋回褶皱系。与山体走向一致的大幅度紧密褶皱带及大断裂带十分发育,但晚第四纪以来断裂活动较弱,晚第四纪以来活动断裂仅在汉中盆地、安康盆地及商丹盆地有少量分布。
渭河断陷盆地主要活动断裂:
(1)华山山前断裂。也称华山北缘断裂,为渭河盆地南界断裂东段,东起河南灵宝附近,向西经潼关、华阴、华县南,西止于蓝田流峪口,该断裂在华县以东呈东西走向,而在华县以西则向南西方向延伸至秦岭山前,与秦岭北缘断裂相接。平面上该断裂呈舒缓波状,总体长度约160千米。根据断裂的展布位置、对地形地貌的控制作用及新活动特点,可进一步将它划分为三段。
杜峪东-灵宝段:近东西走向,倾向北,长72千米,断层面带宽达50~100m。断裂南为基岩山地,北为潼关黄土台塬,断层三角面及断层崖清晰可见。上履未断上更新统黄土C14测定其年龄距今22500年,该段的最新活动时代为晚更新世。
杜峪-华县段:近东西走向,倾向北,长35千米,断裂带内角砾岩、糜棱岩、碎裂岩发育。该断层下盘为太古界混合岩和中生代的花岗岩,上盘为第四纪地层,地貌特征明显,断层三角面发育、断层崖清晰可见,错断晚更新统至全新统地层及Ⅰ-Ⅲ阶地,发现多处地震遗迹,该段的最新活动时代为全新世。
华县-流峪口段:又称华山西麓断裂,总体呈近北东向,断层面倾向北西,倾角62~80°,呈波状弯曲延伸,长约50公里。断层下盘为太古界混合岩和中生代的花岗岩,上盘为渭南黄土台塬,地貌特征明显,断层三角面发育,错断第四纪地层,该段的最新活动时代为晚更新世。
(2)骊山山前断裂。西起临潼县城东,东至崇凝南,东端交汇于华山山前断裂,长约40公里,西段位于骊山北麓,东段位于横岭塬至阳廓塬的斜坡之上。以戏河为界,西段走向总体北东东向,东段走向为北西西向。倾向北,倾角为55°~75°,该断裂是骊山凸起的北界断裂,控制了骊山骊山山地和山前洪积倾斜平原的界线。该断裂第四纪以来活动明显,断裂南盘基岩及中下更新统出露地表或埋藏较浅,而北盘基岩却埋藏较深。根据钻孔资料对比,下更新统底界与中更新统底界在断裂两侧落差分别为180m和140m,沿断裂带晚第四纪断层十分发育,晚更新世和全新世地层中的断层错距分别为5~10m、2m,晚更新世以来的平均滑动速率为0.2~0.4mm/a,全新世平均位移速率为0.2mm/a,最新活动时代为全新世。
(3)口镇-关山断裂。西起永寿、淳化钻天岭、经口镇、鲁桥、阎良到关山后隐伏于渭河平原,走向近东西向,倾向南,倾角40-70°,为一条北升南降的高角度正断层,全长约100千米。该断裂始新世以来长期活动,担当渭河盆地的北界,控制着盆地的形成和地形地貌的发育。根据断层的分布位置以及活动特征的差异,以口镇为界分为东西两段。
东段口镇-关山段,据钻孔未揭示,上新世以来断裂的垂直位移至少在1300米以上,第四纪以来断裂继续活动,错断更新统至全新统地层, 20世纪80年代以来,沿口镇-关山断裂出现了大量的地裂缝,走向与断层走向基本一致,推测该断裂在现今有一定的蠕滑活动,最新活动时代为全新世;西段口镇-钻天岭段,最新活动时代为中更新世。
(4)秦岭北缘断裂。西起宝鸡,经过周至马召、眉县汤浴、长安沣峪至蓝田,长约200多千米。它在周至马召以西呈北西西向,而在马召以东为近东西向。是秦岭山地与渭河断陷的分界线,断层面北倾,倾角60-80゜。喜马拉雅运动以来,该断裂一直作强烈垂直差异运动,从太白山顶拔仙台早第三纪夷平面和山前新生代沉积厚度推算,该断裂新生代的断距达3500米,沿断裂带自西向东有宝鸡温水沟温泉、眉县西汤峪、蓝田东汤峪等多处温泉出露,最高水温达61゜C,蓝田东汤峪至长安沣峪口之间沿断裂带有长50千米的地热异常带分布。
马召-蓝田段:断层分别断错一级阶地、二级阶地和晚更新世及全新世地层,经太平口探槽、头岔沟探槽、直丈沟探槽剖面(张安良等,1999)揭示,该断裂在13000年以来,共发生过四次以上古地震事件,最晚时间约3200年左右,该段最新活动时代为全新世;
马召-宝鸡段:断错中、上更新世及全新世地层,该段最新活动时代为晚更新世。
(5)渭河断裂。是根据物探资料查明的隐伏断裂,西起宝鸡,经武功、兴平、过咸阳后继续往东,在高陵南交于渭南-泾阳断裂上,纵贯渭河盆地中央,总体走向近东西向,断面南倾,倾角65°~80°,延伸长度为170km,是一条高角度的正断层。渭河断裂是一条生成历史很早的断裂,在它的两侧渭河盆地基底时代不同,南侧是前古生代变质岩系与酸性侵入体岩体,与秦岭、华山等出露地层一致,北侧是下古生界灰岩,与渭北山地相呼应。渭河断裂对渭河盆地的发育有重要控制作用,具有较长的活动历史,长期以来控制着两侧新生代地层的沉积。在早第三纪期间,将下第三系沉积限制在断裂以南,晚第三纪断裂继续活动,导致两侧上第三系沉积厚度相差700~1000m。
渭河断裂晚第四纪以来的继续活动,在咸阳西兴平杨家村、北吴、渭店等地发现多处晚更世活动的行迹,垂直错断晚更新统古土壤地层,最大错距达16~24m,并有砂土液化现象;在咸阳以东段钻孔资料和探槽资料证实断裂错断全新统地层,垂直断距约1m,为全新世活动断裂。
(6)渭河盆地北缘断裂。又称岐山-乾县-蒲城断裂,主体分布于渭河盆地北缘的北山南缘,西起岐山,经乾县、礼泉、泾阳、耀县、富平、蒲城,东抵合阳,全长约180km,走向北东-北东东,倾向南西,倾角60~80°,正断性质,总体呈隐伏状,局部有出露现象。以口镇-关山断裂为界,渭河盆地北缘断裂可分为西段和东段。西段由岐山~店头断裂、龙岩寺~乾县断裂、杨庄镇~口镇断裂三条斜列的北东向边界断裂组成,整体性较好。东段由新兴-马额断裂、陵前断裂等断裂组成,空间分布较分散。
渭河盆地北缘断裂主要位于渭北黄土台塬后缘和北山之间,沿断裂带发育有狭长地形斜坡带和凹地。钻孔资料揭示,下覆古生代和中生代基岩错断明显,其上的第三系断距达400~940m。在龙崖寺、李家台、烟霞崖底东村、龙汤沟、东页沟等地可见到基岩断层面和晚更新世断层面,在个别地方,沿该组断层地面发育有同方向地裂缝,综合判断渭河北缘断裂为晚更新世活动断裂。
(7)泾阳-渭南断裂。是物探揭示的一条隐伏断裂,是渭河盆地内固市次级断陷的南部边界断裂,西起泾阳县城北,经高陵南、零口、渭南至华县附近。西段北西向,东段近东西向,断层面北倾,倾角68°,总长度85km。重力布格异常图上有显示,为三原、大荔重力低和南侧重力高之分界,磁场强度图表明为三原一临汾正异常西南界零线附近,据地震勘探资料,该断裂反映明显,错断第三系800-1500m,据陕西省地震局钻探剖面资料,泾阳渭南断裂在咀头村北错断晚更新世古土壤层,在临潼县境内的西月掌村渭河北岸错断全新世地层,该断裂为全新世活动断裂。
(8)扶风-礼泉-富平断裂。该断裂西起扶风,经礼泉、泾阳、三原、富平到蒲城韦庄附近,总体走向北东东,呈隐伏状态,长度约200 km。该断裂对渭河盆地的形成和新生代的沉积有一定的控制作用,断裂以北分布中新世及其以上地层,厚度约200 m,断裂以南发育上新世和第四纪以来的地层,沉积厚度较大。该断裂在地貌上表现为一组断隆和断陷相间分布的梁洼地貌特征,在梁村西大白沟和麦何沟的交叉处淡头村发现晚更新统古土壤地层错动现象,垂直错距2.5-6m,该断裂为晚更新世活动断裂。
(9)渭南塬前断裂。东至华县马家穴与华山山前断裂相交,西端在临潼零口向北西方向延伸,隐伏于渭河盆地,主体走向近东西,倾向北,倾角40~70°,长约54km。在地貌上反映明显,断层带南侧为渭南黄土塬,断层带北侧为渭河一至三级阶地或全新世冲洪积扇,
根据近几年的野外考察结果,渭南塬前断裂几乎错断了每个河谷、沟口的全新世阶地和冲洪积扇,阶地断层陡坎发育,在沋河口、赤水河口、遇仙河口、桥峪口等地可见到一系列第四纪断层,错断晚更新统、全新统地层。遇仙河高阶地砾石层及黄土被错断多处,总断距大于40米,该断裂第四纪以来活动强烈,为全新世活动断裂。
(10)临潼-长安断裂。地处渭河盆地内次级断块骊山断凸和西安凹陷的交界部位,对沉积、地貌和地震活动有控制作用。在航磁资料和重力资料上显示为一个异常带,西南起自沣峪口,经子午、长安、纺织城、灞桥、临潼西北,总体走向北东35°~45°,全长约60公里。该断裂带由数条平行断层组成,带宽5-7公里,其中规模较大者有三条:江尹-鲍陂断裂、马腾空断裂和斜口-东大断裂。第四纪以来该断裂活动明显,据钻孔资料,断层两盘早更新世垂直断距为57~74m,近几年发现的断层剖面错断上更新统古土壤0.2-6.0m,断裂西南端附近有东大地热异常和草堂地热异常。该断裂为晚更新世以来活动断裂。
(11)周至-余下断裂。该断裂带为华北准地台与秦岭褶皱系的分界线,也称之为华北准地台南缘主边断裂,走向近东西,倾向北,倾角60°-80°,长约200km。该断裂分为东西两段。西段称周至-余下断裂,沿北秦岭山前分布,被第四纪覆盖,呈隐伏状,为渭河新生代盆地南部边界。东段进入秦岭山区常称为铁炉子断裂。
东段铁炉子断裂是商丹缝合带北侧洛南一栾川逆冲推覆断层的一段,在造山带形成过程中经历了古生代、中生代长期的逆冲活动。新生代以来,断裂转变为左旋走滑活动,在地貌和航片卫片影像上均反映明显,野外可看到大量错断第三系的断层露头,在铁炉子黑龙口-宫上村一带和陕西省与河南省交界地带水系左旋错断明显。断裂切割的最新地层测年结果分别为距今6.79万年和1.74万年(周厚云等,2000),断裂的最新活动时代是晚更新世,断裂活动性质以左旋走滑为主,兼有正断。
西段周至-余下断裂,控制早第三纪沉积,错断上第三纪地层,断层北侧的第三纪地层的厚度也比南侧大3700m,第四纪地层厚度比南侧大98m。在余下附近浅层地震勘探和钻孔联合勘探结果揭示,有明显的断层异常存在,但80-100m深度没有明显的地层垂直错动现象,地层年龄测试结果最大为110.2±4.9ka,说明晚更新世以来该断裂没有明显的活动,该断裂为中更新世活动断裂。
(12)韩城断裂。是临汾盆地西界断裂的一部分,也是河津拗陷的主控断层,总体走向北东30°,倾向南东,倾角65°,全长60km,北端与罗云山山前断裂交汇,南端于韦庄一带交接于双泉-临猗断裂。该断裂大致以芝阳乡上官庄为界分为南北两段。
北段(芝阳乡上官庄至西碨口)在文水河口和寺庄河一带,断层错断中、晚更新世地层,马兰黄土错断了5-20米,在上峪口断错了全新世坡积层,全新世仍在活动。南段(芝阳乡上官庄至韦庄),为一级、二级黄土台塬的分界,据钻孔资料,合阳境内上新世以来断裂两侧垂直错距约100米,在大荔县上窑村中更新统的古土壤有较明显的垂直错动,但晚更新统古土壤垂直错动很小,说明韩城断裂的南段中更新世活动明显,晚更新世活动较弱。
鄂尔多斯地块西南边缘弧形断裂束主要活动断裂:
(13)陇县-岐山-马召断裂。该断裂是六盘山东麓断裂系中陇县-宝鸡断裂带最东侧的一条主干断裂,北起景福山北侧洼地北缘,南经千阳、岐山,插入秦岭北麓。北西50°走向,倾向南西,局部倾向北东,倾角50°~80°,舒缓波状延伸长210km。主要由3条倾向不同的断层组成,分别为新集川-陇县断裂、陇县-歧山断裂和歧山-马召断裂三段,各段又以多条平行断层呈阶梯状特征。
北段新集川-陇县断裂位于景福山隆起东北侧,走向290~300º,倾向北东,倾角50-80°,长约20余km。上盘为早白垩世砂砾岩,下盘主要为寒武纪灰岩,沿断层保存很好的断层三角面,在西家沟断裂发育于白垩纪砂砾岩中,断面上有3cm厚的断层泥,其热释光年龄为距今40万年,上覆的晚更新世黄土和全新世Ⅰ级阶地砾石层没有断错现象,说明断裂自晚更新世以来活动已不明显。
中段陇县-歧山断裂走向305-320º,倾向南西,倾角50-70º。在歧山县北,该断层截断了渭河北山,断层线上可见到上第三系受到强烈变形,断裂破碎带宽50-500m,断裂在地貌上形态清晰,发现多处断裂剖面,错断中晚更新世地层,但对上覆的Ⅰ级阶地砾石层没有断错迹象,断裂晚更新世以前活动较明显,但全新世以来活动不明显。
南段歧山-马召断裂,走向305-320°º,倾向北东。其北半段显示为扶风黄土塬上的一道陡崖,高差80米,南半段主要隐伏于渭河盆地内。该断裂是西安凹陷的西界,断层两侧早第三纪地层相对高差可达3000m。沿断裂,在水沟寺、柳家庄、益店、古水村等地可见到晚更新统古土壤被垂直错断,有些断层面直通地面,表明该断裂晚第四纪以来活动较强。
(14)桃园-龟川寺断裂。整体走向310°~340°,倾向北东,倾角45°~80°,长约65km。展布于固关-宝鸡断陷盆地西南侧,断裂向南在龟川寺进入渭河盆地西端,向北在八渡西形迹不明显,至桃园北又复出现。断裂西侧是前古生代变质岩、侵入岩,断裂东侧是中生代沉积岩。在龟川寺等处见数米宽断裂带,包含有挤压性质的破裂岩与糜棱岩,断裂所影响的最新地层为晚第三纪红色砂砾岩,断裂上覆的早、中更新世砾石层没有错动,表明该断裂早、中更新世以来活动较弱。
(15)固关-宝鸡断裂。是陇县-宝鸡断裂带的主干断裂,是六盘山东麓断层向南延伸的一段,北起马家新庄一带,向南东经普陀、辛集川的二线子、石瓮子、固关六股槐、殿咀、流渠、韦家庄、予村、八渡吴家山,雷家沟、仁花村、田家沟、陈家沟、宋家山,龙尾至宝鸡县虢镇一带进入渭河谷地消失,陕西省境内分布长度约110km,走向310°-340°,倾向SW,倾角55°-88°。固关-宝鸡断裂的性质与活动情况比较复杂,根据几何结构特征和断裂的活动特征等,可将固关-宝鸡断裂分为4段,从北向南分别为:固关-曹家湾段、曹家湾-八渡段、八渡-龙尾段和龙尾-宝鸡段。
固关-曹家湾段断层走向330°-340°,倾向SW,长约25km。断层主要出露在基岩中,为白垩系砂砾岩和奥陶系灰岩的分界线,断层破碎带宽20-100m。断裂早期有强烈的挤压逆冲性质,现在具明显的左旋走滑特征,断裂线性清晰,断错地貌发育,有较新鲜的基岩断面、跌水和较小的断层陡坎。较新的断层陡坎主要分布在冲沟的河漫滩和T1阶地上,可见该段为全新世活动段。
曹家湾-八渡段断裂走向310-340º,倾向北东,长约22km。断裂上盘为新近系砖红色砂质泥岩和砂砾岩,下盘为白垩系紫红色砾岩、砂砾岩夹粗砂岩透镜体,性质为左旋走滑兼正断层。该段大部分被第四纪中-晚更新世黄土覆盖,断层两侧滑坡较发育,断层线性较差,在卫星影像几乎没有显示。
八渡-龙尾段断裂走向310-325º,倾向SW,长约38km。断层性质为左旋正走滑断层。该段是固关-宝鸡断裂地貌上线性最清晰的一段,八渡镇的雷家沟到新街镇的鼻梁之间,线性地貌非常清晰,主要为奥陶系灰岩与白垩系砾岩之间的分界线,地貌界线非常明显,断层崖高耸。断错地貌主要表现为高耸的断层陡崖、眉脊式断层陡坎、最新的形成的基岩断层陡坎,几乎每条跨过断裂的冲沟都形成跌水,高度一般为5-10m,断层陡崖高约80-100m。 将山前一系列小冲沟阶地左旋位错,形成断层陡坎,可见该段为全新世活动段。
龙尾-宝鸡段断裂呈隐伏状,沿千河河谷发育,东侧发育四级阶地,西侧仅一级阶地发育。一级阶地在河谷两岸发育正常,拔河高度2-3m,据此推断断裂两盘至少在全新世时期没有明显的垂直差异运动。地貌上主要是河流阶地和黄土台塬地貌。
秦岭褶皱带主要活动断裂:
(16)月河断裂。又称石泉-安康断裂或安康-竹山断裂,走向北西至近东西,总体倾向北东,倾角60°~80°,该断裂由多条平行排列的断层带组成,破碎带宽300~500m。断裂构成古生界不同时代地层和岩浆岩之间的界线,石泉-安康段控制新生代安康断陷盆地的形成和发展,第四纪以来,控制月河谷地西南边界,钻探资料认为,新生代以来其垂直断距达200m以上,在长枪岭七里沟一带切割了中更新统以及以前的地层,据中国地震局地壳应力研究所在石泉附近的断裂破碎带上的断层泥进行热释光测年,测试结果为3万年左右,断裂的最新活动时代是晚更新世早、中期,最新活动性质为正断层。
(17)商丹断裂。为北秦岭与南秦岭的分界线,走向北西西,倾向北东,长度近220km,控制了商县、丹凤和商南新生代沉积。该断裂在卫星影像上有较清晰的线性显示,在商县、丹凤等地早第三纪砂砾岩中可见到断裂破碎带,但上更新统棕色亚粘土覆盖于断层之上,未发生变形和断错,断裂上覆盖层ESR测年结果为距今12.7万年,断裂的最新活动时代是中更新世晚期,活动性质为左旋走滑为主,兼有正断或逆断分量。
(18)汉中梁山南麓断裂。该断裂为龙门山断裂北段的组成部分,沿梁山南麓呈北东向展布,控制新集-南郑第四纪盆地北边界,向东北延伸进入汉中盆地内部,倾向南东,倾角一般大于50°。该断层在卫星影像上线性特征十分明显,断层三角面和断裂眉脊地貌发育,沿梁山南麓一带在黄家山、龙岗寺等地发现多处断裂露头、大多是基岩台地与汉江阶地或坡洪积棕色含砾石粘土呈断层接触,在断层接触处取砂或粘土样热释光测年结果为距今1.7-3.5万年,错断晚更新世地层,显示该断裂晚更新世以来仍在活动,为晚更新世活动断裂。
(19)略阳-勉县-洋县断裂。是秦岭构造带与扬子地台北缘之间的边界断裂,略阳向西延至甘肃省境内,向东基本沿汉中盆地北缘呈近东西向展布,断面倾向南,倾角60°~85°长度约160km。在略阳县-勉县间断裂地表显露较明显,在汉台区褒河口将中更新世晚期卵石层错断,但褒河左岸断裂通过处,褒河二级阶地上覆黄土和古土壤层连续、完整,无明显错断迹象,反映该处断裂晚更新世以来无明显活动,为晚更新世活动断裂。
(20)山阳断裂。又称山阳-凤镇断裂或麻沿河-山阳断裂。其西起西沙街,向东经凤镇、山阳至河南境内,长约160km,走向近EW,倾向N,倾角50-60°,早期为压性逆断层,喜山期转为正断层。控制了山阳盆地第三纪沉积,在山阳县城南见到第三纪砂岩有错动,为早更新世-中更新世活动断裂。