地震科技动态
2000 陕西省地震局信息中心 总50期 科技动态 新到文献 |
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单修政 徐世芳 段 峰 摘 要：根据对地质构造和构造活动特征的研究可知，鄂尔多斯周缘各断 陷盆地均有发生强烈地震的可能。根据对历史地震活动规律和现今地震活 动特征的研究，认为，鄂尔多斯周缘未来强震活动具有“填空性”，即历 史上已发生过强烈地震的各盆地，近期再次发生的可能性不大；历史上未发生过强烈地震而近一个时段（数十年间）中小地震活动频度比较高、持 续时间比较长的某些盆地，如北缘构成河套平原的临河盆地和白彦花盆地， 呼和浩特和包头两市所在的呼包盆地，东北缘的大同盆地和延怀盆地等，是未来发生强烈地震（大于7级甚至超过8级）的最优选地段。 关键词：鄂尔多斯周缘；断陷盆地；发生地区；强震；未来 1 引言 鄂尔多斯周缘各断陷盆地是中国大陆历史强震集中发生的地带。迄今，其某些地段内的中小地震仍很活跃。鄂尔多斯周缘还是中国西部人口密度比较大和经济比较发达的地带，在实施西部大开发的今日，探讨研究该地带未来强震的活动趋势，既具有重要的地震科学理论研究价值，亦具有不允忽视的社会现实意义。 2 鄂尔多斯及其周缘的地质构造 前人对鄂尔多斯及其周缘的地质构造已进行了深入而广泛的考察研究[1-12]，其研究成果概括归纳如下。鄂尔多斯本身是一个整体性好、刚性强、相对比较稳定的地块。该地块自晚中生代起为一大型拗陷沉降区，广泛覆盖着巨厚的侏罗纪至白垩纪沉积地层。之后，进入缓慢的整体抬升过程，因而，缺失晚白垩世沉积。直至古新世，该区仍不断平缓地隆起，长期遭受剥蚀。区内几乎没有经历过比较强烈的构造变动，因而，既不存在岩浆岩出露的痕迹，晚古生代以来各时代的地层亦比较平展，且没有发现深而大的断裂及断裂活动。在鄂尔多斯地块周缘，除其西南由断裂褶皱带构成外，其余几乎全由大小不等、彼此相连或不相连的断陷盆地围限。从其南缘起，这些断陷盆地依次为渭河、临汾（包括运城、河津和灵宝三个小盆地）、太原—忻定、大同（包括蔚县、阳原、灵丘等小盆地）、延（庆）怀（来）、呼（和浩特）包（头）、河套（包括临河和白彦花两盆地）和银川（包括吉兰泰盆地）等盆地（图1）。图1略 图 1 鄂尔多斯周缘断陷盆地地质构造图 与鄂尔多斯地块相比，其周缘各断陷盆地，包括地块西南缘的断裂褶皱带，则是剧烈的构造活动的产物。它们或经历过复杂的构造变动和大幅度的地壳升降运动，或发生过各种形式的大规模的地壳拉张扭裂错动，甚至还遭遇过强烈的岩浆侵入。正因为如此，在鄂尔多斯周缘，既有接受了巨厚新生代沉积地层的断陷盆地，在各盆地周边，又有强烈的岩浆侵入或喷发活动，因而形成陡峭的山脉，还有不同走向、不同活动方式的各种深大断裂。这些盆地，多数还在继续下沉，接受沉积；这些山脉，由于年青，还在不断隆起；这些断裂，则由于板块运动的巨大作用，还在错裂扭动，呈现出一派活跃的地壳新构造和现代构造运动的图象。 3 鄂尔多斯地块及其周缘地震活动趋势分析 3.1 历史地震活动动态 据前人的研究可知[1-4]，自新生代以来， 鄂尔多斯及其周缘地区主要受主压应力方位为北东至北东东的区域构造应力场的挤压作用，这种挤压作用的产生则是由于其与整个华北地块一起受到来自西太平洋板块俯冲带的影响和来自青藏断块的北东和北东东方向的挤压，同时，还受到亚欧板块自北向南的推压。在上述区域构造应力场的作用下，由于鄂尔多斯地块本身整体性好，刚性强，是一个相对比较稳定的地壳块体，所以，其内部不容易也不可能积累比较大的地壳应力和比较高的地壳活动能量，因此，历史上没有发生过6级以上的地震；小于6级的地震，其频度也很低，更没有发现过史前地震的标志。相比之下，环绕于鄂尔多斯地块周缘的各个断陷盆地以及西南缘的断裂褶皱带，则是地壳新构造运动和现代构造活动比较强烈的地带，也是地应力易于积累和地壳能量易于释放的薄弱地带，因而便成为强烈地震集中孕育发生的地带。在中国大陆历史上所发生的10多次8 级以上的地震中，在环绕鄂尔多斯地块周边的各断陷盆地这一不很大且比较狭窄的地带内，就曾发生过5次之多。图2是鄂尔多斯及其周缘地区1900 年以前大于6 级的地震震中分布图。从中可以看到，历史上≥6级的地震， 都发生在鄂尔多斯地块周缘的各个断陷盆地内；且震中分布图基本勾勒出鄂尔多斯地块的外形；但北缘的断陷盆地似乎是个空区。上述所看到的现象，除北缘外，可以说，与其地质构造格局是一致的。图2略 图 2 鄂尔多斯周缘地区1900年以前6级以上地震震中分布图 3.2 未来强震活动趋势分析 对于鄂尔多斯周缘各个断陷盆地来说，由于其形成机理和形成时代基本相同，构造环境亦相似，反映新构造和现代构造运动特征的各项指标，如第三纪与第四纪的沉积厚度和沉积速率（表1）、 第四纪断裂带垂直差异运动的幅度和速率（表2）等相近，因而， 在鄂尔多 表1 鄂尔多斯周缘断陷盆地沉积厚度（m）和沉积速率（mm/a）
注：括号中的数值为沉积速率（据聂宗笙等，1988） 斯东缘、南缘和西缘曾经发生过多次大于8级和更多次大于7级的强烈地震的前提下，其沉积厚度与沉积速率和断裂差异运动的幅度、速率及断裂两侧上下盘位移量比值似乎更大一些的北缘各断陷盆地，亦具有发生类似级别强烈地震的地质构造背景，而且，发生的几率似乎更大一些。这种认识从以下地震活动图象可以看得更加清楚。 表2 鄂尔多斯周缘断陷盆地内第四纪断裂的差异运动量和速率
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（据聂宗笙等，1988） 图3是鄂尔多斯及其周缘地区1970年以前6级以上地震震中分布图。与图2相比，图3继承了其基本框架，但在鄂尔多斯西南缘的断裂褶皱带内，新增加的1920海原8.5级地震系列， 不但填补了那里的强震空区，而且，使鄂尔多斯东、南、西三侧的震中分布进一步趋向均衡；在鄂尔多斯北缘，1929年和1934年分别发生了呼和浩特6级和五原6.3.级地震，这两次地震事件的发生，不仅对鄂尔多斯北缘的地震空区作了初步填补，使由地震震中所围限的鄂尔多斯外形更加醒目，而且，反映出北缘也不例外，也会发生与其地质构造格局相一致的地震事件。图3略 图3 鄂尔多斯周缘地区1970年以前6级以上地震震中分布图 图4是截止到1999年发生在鄂尔多斯周缘地区的6级以上地震震中分布图。从图中可以看到，1970年之后，大于和等于6 级的地震几乎全都发生在鄂尔多斯北缘，从而使图2 中完全空白的北缘呈现出逐渐被填满的趋势，且由震中分布图所圈定的图形与鄂尔多斯的外形进一步趋向吻合。 上述图4中鄂尔多斯北缘逐渐被6 级以上地震震中所填满的趋势在图5（鄂尔多斯周缘地区1970—1999年4级以上震中分布图）中得到进一步反映。即除了6 级以上的地震几乎全部发生在鄂尔多斯北缘外，小于6级的中小地震亦多集中发生在北缘及东缘和西缘的北部。 图4 鄂尔多斯周缘地区1999年以前6 级以上地震震中分布图 图4 略 图5
鄂尔多斯周缘地区1970-1999年4级以上地震震中分布图 图5略 不仅如此，把图3、图4、图5与图2加以对比，似乎还反映在鄂尔多斯周缘，虽然自1920年宁夏海原8.5级地震之后，再未发生过超过7级的强烈地震，但小于7 级地震的活动动态可能预示着更强烈的甚至超过8级的地震的发展趋势。即在鄂尔多斯周缘， 历史上的中强地震主要发生在其东缘、南缘和西缘，而在其北缘形成地震空区；但近数十年来，中小地震活动呈现频度增高和强度增强趋势的北缘，将是未来一个时段大于7级、甚至超过8级的强烈地震的最可能发生地区。 4 讨论 以上对鄂尔多斯周缘未来强震的活动趋势进行了分析，以下对与分析结果有关的几个问题予以讨论。 4.1 历史上鄂尔多斯北缘没有发生超过7级的强烈地震，不能认为是缺乏史料和记载，因为，这里也曾经是人类社会经济和文化都比较繁荣的地区。 4.2 在鄂尔多斯除北缘之外的各断陷盆地内， 都曾先后发现过史前地震的遗迹[11-15] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||