疑难地震区发震构造研究方法与技术应用——以甘东南地区为例

作     者：王金烁 

作者单位：中国地震局兰州地震研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：王爱国;葛伟鹏

授予年度：2017年

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：疑难地震区 发震构造 1879年武都南8级地震 1654年天水南8级地震 三维地壳运动 

摘      要：我国是世界上地震活动性最强和地震受灾最为严重的几个国家之一,地震发震构造的研究具有重要的科学与工程意义。自70年代末以来活动构造在研究在理论上和方法上取得了突破性进展,使我国在地震与发震构造关系基础研究方面取得了重要的进展,但限于地质、地理、历史和自然条件等各方面的因素,仍有很多地震发震构造研究存在疑问,形成了历史疑难地震区、偏远交通不便的疑难震区以及无地表破裂的疑难震区,传统的活动构造研究方法在上述疑难地震区均无法得到有效应用。位于青藏高原东北缘的甘东南地区,是我国构造活动强烈和强震多发的地区之一,1654年天水南8级地震和1879年武都南8级地震,是该区有详细历史记载的两次破坏性最大的地震。由于地震离逝时间久远、地形地貌复杂、滑坡地质灾害发育、后期人为改造强烈、研究程度较低等方面的原因,有关1654年天水南8级地震和1879年武都南8级地震的发震构造及其活动性质等问题,一直没有令人信服的证据和认识,成为我国两个典型的历史疑难地震。本论文根据前人在疑难地震区所取得的发震构造研究成果以及自身在疑难震区的相关技术研究成果,分析了地震地质、地球物理以及大地形变测量方法的工作内容及应用条件,结合甘东南地区相关的地质构造背景,采用非传统技术手段在甘东南地区两次历史疑难地震的发震构造研究方面取得了新的认识,具体如下:1.野外详细地震地质调查结果表明,哈南-青山湾-稻畦子断裂带是1879年武都南8级大震区已发现的地表活动证据最可靠的活动断裂带。该断裂带整体走向60°-70°,由北支哈南-青山湾-磨坝里断裂(F1)和南支高楼山-月亮坝断裂(F2)共同组成,长度分别为80余公里和60余公里,其新活动性北强南弱。2.哈南-青山湾-稻畦子断裂带为一高角度的逆冲断裂,兼具一定的右旋走滑分量,断层错断了全新世黄土,推断应是武都8级大震的主要发震断裂之一。由于缺乏系统连续的冲沟水平扭动证据,地震地质调查给出的哈南-青山湾-稻畦子断裂的右旋走滑活动性质证据还需结合其它技术方法和资料加以完善说明。3.区域三维地壳运动速度场观测资料揭示,青藏高原东北缘在整体向北运动的同时,还沿渭河盆地和鄂尔多斯地块南部发生一定的横向逃逸运动,其横向逃逸的南边界包括龙门山断裂、文县-武都-成县-太白断裂和礼县-罗家堡断裂。4.根据区域GPS地壳水平运动速度场资料定性判定,武都8级地震发震构造哈南-青山湾-稻畦子断裂、天水南8级大震的发震构造礼县-罗家堡断裂,现今均为右旋走滑性质。5.根据武都地震极震区羊汤河、龙坝河水系的同步右旋错动特征粗略估算,哈南-青山湾-稻畦子断裂的右旋走滑速率为0.8-1.0mm/a。本文通过非传统活动构造研究方法的使用,为甘东南历史疑难地震区发震构造性质的研究提供了新的思路及认识,该结果对区域活动地块模型构建、地震区划以及强震中长期危险性预测研究工作具有重要的参考应用价值。