張　波，何文貴，方良好，龐　煒，趙澤賢，劉興旺

(1.中國(guó)地震局蘭州地震研究所，甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 蘭州科技創(chuàng)新基地，甘肅 蘭州 730000；3.安徽省地震局，安徽 合肥 230031；4.內(nèi)蒙古有色地質(zhì)勘查局，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010010)

?

張波1，2，何文貴1，2，方良好3，龐煒1，2，趙澤賢4，劉興旺1，2

(1.中國(guó)地震局蘭州地震研究所，甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 蘭州科技創(chuàng)新基地，甘肅 蘭州 730000；3.安徽省地震局，安徽 合肥 230031；4.內(nèi)蒙古有色地質(zhì)勘查局，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010010)

摘要：結(jié)合前人研究結(jié)果和野外考察，發(fā)現(xiàn)1936年甘肅康樂(lè)級(jí)地震的地表破裂帶長(zhǎng)14 km，走向NWW，主要由3小段(西段、中段和東段)呈右階排列而成。地表破裂主要有地震陡坎、地裂縫等。西段長(zhǎng)3.7 km，有新鮮的崩塌堆積；中段長(zhǎng)4.4 km，有大規(guī)模的基巖崩塌，同震左旋位移和垂直位移分別為2.5 m和0.6 m；東段長(zhǎng)約6 km，同震水平位移和垂直位移分別為1.5 m和0.3 m。同震變形以左旋走滑為主，兼具逆沖分量，最大地表垂直位錯(cuò)量(0.6 m)僅為水平位錯(cuò)量(2.5 m)的。1936年康樂(lè)地震時(shí)崩落的巖塊上零星生長(zhǎng)著最大直徑僅20～30 mm的麗石黃衣，部分無(wú)地衣生長(zhǎng)，此次地震由圍子山—大夏河斷裂向東擴(kuò)張所致。

關(guān)鍵詞：地表破裂帶；1936年康樂(lè)級(jí)地震；同震位移；基巖崩塌

0引言

20世紀(jì)90年代初，國(guó)家地震局蘭州地震研究所*國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1：5萬(wàn)活動(dòng)斷裂地質(zhì)圖說(shuō)明書.對(duì)西秦嶺北緣斷裂進(jìn)行1：50 000活動(dòng)斷裂地質(zhì)填圖，進(jìn)入到了鍋麻灘地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了地表破裂帶長(zhǎng)12.8 km，由兩段組成，呈右階排列。地表破裂現(xiàn)象主要有地裂縫，還有規(guī)模宏大的地震崩塌、地震滑坡等次生災(zāi)害現(xiàn)象。通過(guò)基巖斷面上最新斷層擦痕的側(cè)伏角12°和35 cm的同震垂直位移，推斷此次地震的同震水平位移為1.61 m，并指出西秦嶺北緣斷裂西段的次級(jí)斷裂——圍子山—大夏河斷裂為此次地震的發(fā)震構(gòu)造。

國(guó)家地震局蘭州地震研究所*國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1：5萬(wàn)活動(dòng)斷裂地質(zhì)圖說(shuō)明書.大致確定了極震區(qū)的范圍，簡(jiǎn)單描述了破裂帶的特征，但對(duì)于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)此次地震活動(dòng)和了解西秦嶺北緣斷裂西段最新運(yùn)動(dòng)學(xué)特征來(lái)說(shuō)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。主要的不足在于：(1)未能找到能直接測(cè)量康樂(lè)地震同震變形的斷錯(cuò)地貌，僅依據(jù)基巖斷面上的擦痕推測(cè)其同震變形量；(2)所得到的地表破裂分布總體是準(zhǔn)確的，但最新衛(wèi)星影像顯示得到的地表破裂在細(xì)節(jié)上表現(xiàn)不足，無(wú)法準(zhǔn)確描述地表破裂帶的幾何結(jié)構(gòu)和破裂長(zhǎng)度。

1地震構(gòu)造背景分析

F1：東昆侖斷裂；F2：西秦嶺北緣斷裂；F3：海原斷裂；F4：天橋溝—黃羊川斷裂；F5：六盤山斷裂；F6：日月山斷裂；F7：青海南山斷裂；F8：鄂拉山斷裂；F2-1：鍋麻灘北緣斷裂；F2-2：鍋麻灘南緣斷裂；F2-3：圍子山—大夏河斷裂；F2-4：王格爾塘—甘加斷裂

圖1青藏高原東北緣地形特征與主要活動(dòng)構(gòu)造

(底圖來(lái)源于SRTM3，分辨率為90 m)(a)，西秦嶺北緣斷裂西段地形特征與幾何展布(底圖來(lái)源于ASTER GDEM，垂直分辨率20 m，水平分辨率30 m)(b)及其附近巖漿巖和上新世—全新世地層分布特征(c)

Fig.1Topographic characteristic and main active tectonics in northeast margin of Qinghai-Tibet Plateau(base map is from SRTM3 data，the resolution is 90 m)(a)，the topographic characteristics and geometric distribution of the western segment of northern margin of west Qinling Fault(base map is from ASTER GDEM data，vertical and horizontal resolution is 20 m and 30 m respectively)(b)and the magmatic rocks and stratigraphy distribution from Pliocene to Holocene(c)around the fanlt

2地震地表破裂帶特征

結(jié)合前人工作和最新的衛(wèi)星影像，筆者對(duì)已發(fā)現(xiàn)的地表破裂帶和相關(guān)斷裂進(jìn)行了野外確認(rèn)和補(bǔ)充完善。調(diào)查中不僅發(fā)現(xiàn)了前人所述的基巖崩塌、地震滑坡等現(xiàn)象，而且得到了更準(zhǔn)確的地表破裂帶的幾何分布，將地表破裂帶細(xì)分為3段(前人為兩段)；重要的是還找到了之前未曾發(fā)現(xiàn)的斷層陡坎以及2個(gè)較明顯的同震變形點(diǎn)。由于地震裂縫已被后期充填或掩埋，因此野外未見(jiàn)明顯的地裂縫。

根據(jù)地表破裂帶的幾何展布、破裂現(xiàn)象和斷層陡坎的規(guī)模，筆者將地表破裂帶分為西段、中段和東段3段，長(zhǎng)度分別為3.7 km、4.4 km和6 km，總長(zhǎng)度約14 km，走向分別為215°、195°～210°、170～185°。段間呈右階展布，3段形態(tài)上總體呈向南凸出的弧形，在最東端斷裂向北拐彎，走向變?yōu)镹EE(圖3)。

2.1西段

西段走向?yàn)?15°，經(jīng)度范圍為(103.3955°E～103.4251°E)，長(zhǎng)度為3.7 km。與中段呈右階展布。斷裂端部有地裂縫出露，由于后期侵蝕充填等過(guò)程，現(xiàn)已很難識(shí)別*國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1：5萬(wàn)活動(dòng)斷裂地質(zhì)圖說(shuō)明書.。

2.2中段

中段走向?yàn)?95°～210°。經(jīng)度范圍從西至東為(103.4209°～103.4615°E)，長(zhǎng)4.4 km。與西段呈右階排列，與東段呈右階斜交。該段發(fā)育的地表破裂現(xiàn)象有地震裂縫、地震陡坎(圖3)。

地震裂縫主要位于中段的最西端。國(guó)家地震局蘭州地震研究所①曾描述該地裂縫長(zhǎng)10～20 m、寬0.3～1.2 m、深1.1 m。筆者在中段的最西端僅找到一段地震裂縫，裂縫長(zhǎng)、寬與描述大致相當(dāng)(圖4a)。

該段斷層蹤跡也很明顯，可見(jiàn)長(zhǎng)約1.8 km的斷層陡坎(圖4b、c)。陡坎發(fā)育在坡積物中，陡坎高3.5 m，并發(fā)育沖溝左旋(10～15 m，圖4 b、c中藍(lán)色實(shí)線)、斷塞塘(直徑8～15 m，圖4c中藍(lán)色虛線橢圓框)等斷層地貌。陡坎位于山坡上地形坡折處，在地形剖面上，這種與陡坎相關(guān)的地形坡折是斷層多次活動(dòng)的結(jié)果，代表斷裂的長(zhǎng)期活動(dòng)(Wallace，1977；常祖峰等，2014；姚生海等，2014)。

觀察點(diǎn)P1(35.135 03°N，103.440 35°E，3 560 m)處有一條沖溝左旋位錯(cuò)12 m，溝內(nèi)最新沖積扇上發(fā)育很新的斷層陡坎，測(cè)得該陡坎高度為0.6 m(圖4d、e，圖4e代表圖4d中藍(lán)色箭頭所指的區(qū)域)。陡坎通過(guò)處發(fā)育斷層泉，導(dǎo)致陡坎南側(cè)更濕潤(rùn)，植被顏色與陡坎北側(cè)有明顯差別。該陡坎的自由面仍存在，自由面上出露松散的表土，植被稀疏。說(shuō)明該陡坎正處于自由面被侵蝕的陡坎演化的初級(jí)階段，形成年代距今不遠(yuǎn)，應(yīng)是1936年康樂(lè)地震時(shí)形成的陡坎。陡坎東側(cè)小沖溝相應(yīng)地被左旋位錯(cuò)2.5 m，左旋位錯(cuò)點(diǎn)恰好與新鮮陡坎相連，代表本次地震的地表水平位錯(cuò)量(圖4d)。說(shuō)明1936年康樂(lè)地震的地表變形以左旋走滑為主，兼具傾滑分量。該點(diǎn)的同震左旋位錯(cuò)和垂直位錯(cuò)分別為2.5 m和0.6 m。

2.3東段

東段地表破裂走向近EW，經(jīng)度范圍(103.448 1°～103.512 7°E)，長(zhǎng)約6 km。最東端走向轉(zhuǎn)變?yōu)镹80°E。斷層崖頂棱角分明，轉(zhuǎn)折端尖銳，說(shuō)明該段斷裂具有很強(qiáng)的活動(dòng)性(圖5a)。

在觀察點(diǎn)P2(35.124 92°N，103.472 25°E，3 848m)發(fā)現(xiàn)一個(gè)斷層剖面(圖5b)。斷層北盤(較完整的灰黃色基巖)逆沖到半破碎的灰黃色基巖上，破碎帶上夾著強(qiáng)烈變質(zhì)作用形成斷層角礫和深黑色的斷層泥，顯示出極強(qiáng)的擠壓逆沖特征。斷層面光滑平整，但階步不易辨認(rèn)。國(guó)家地震局蘭州地震研究所*國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1：5萬(wàn)活動(dòng)斷裂地質(zhì)圖說(shuō)明書.曾在斷裂東端發(fā)現(xiàn)有最新斜擦痕的基巖斷面(圖3，觀察點(diǎn)P4)。并以此推斷此次地震的同震變形量。

東段沿?cái)鄬佑卸鄺l沖溝發(fā)生6～8 m的左旋位錯(cuò)，斷層陡坎高1.5～2 m。在觀察點(diǎn)P3(35.122 57°N，103.490 20°E，3 775 m)處坡積物中發(fā)育的小紋溝分別發(fā)生1.5 m和約7 m的左旋位錯(cuò)。小紋溝西側(cè)一百米的另一條小紋溝內(nèi)發(fā)現(xiàn)一較新的陡坎，高30 cm，最大坡角為50°(圖5c～e；紅色實(shí)線為斷層，藍(lán)色實(shí)線為沖溝，白色橢圓框?yàn)橐巴庹{(diào)查人員)。最小的水平位移(1.5 m)和最新的陡坎(0.3 m)應(yīng)為1936年康樂(lè)地震形成。因此，該段地表破裂的同震地表水平位錯(cuò)和垂直位錯(cuò)分別為1.5 m和0.3 m。

表1　中國(guó)西部地區(qū)走滑斷裂震級(jí)—地表破裂參數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系

3地震次生災(zāi)害——基巖崩塌

此次地震次生災(zāi)害主要是基巖崩塌和滑坡(圖2)。最顯著的次生災(zāi)害是基巖崩塌(圖6)。

破裂帶全段都發(fā)育有規(guī)模宏大的基巖崩塌，這種級(jí)別的基巖崩塌在西秦嶺北緣斷裂很少見(jiàn)，鍋麻灘盆地北側(cè)高50～100 m的基巖斷層崖連續(xù)延伸十幾千米，也未見(jiàn)如此大規(guī)模的基巖崩塌，說(shuō)明這些崩積物不是自然風(fēng)化的產(chǎn)物，而是由強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的。中、東段基巖崩塌規(guī)模大于西段。

崩塌巖塊堆積在高大的基巖斷層崖底和坡積物上。崩積物在基巖斷層崖底形成串珠狀排列的多個(gè)倒石堆，礫徑大小不一，由于重力勢(shì)能和慣性作用，倒石堆下部礫徑大，上部礫徑偏小。頂部有一些形態(tài)新鮮、直徑10～40 cm的礫石，形成小規(guī)模的倒石堆，崩積物有多期(白色實(shí)線范圍內(nèi)為較老的崩積物，如圖6c中Ⅰ；白色虛線范圍內(nèi)為較新崩積物，圖6c中Ⅱ)。最新崩積物表面新鮮，無(wú)地衣或僅有直徑很小的麗石黃衣(圖7a；藍(lán)色箭頭指向麗石黃衣；最大直徑為20～30 mm，一些僅數(shù)毫米)。據(jù)謝新生和肖振敏(1989)得到的中國(guó)北方中溫帶半干旱區(qū)麗石黃衣生長(zhǎng)模式：

T(D)=0.9155D1.491.

(1)

式中，相對(duì)誤差為20%。

計(jì)算得到直徑20～30 mm的麗石黃衣年齡為79～146 a，在相對(duì)誤差范圍內(nèi)，說(shuō)明圖7a中的巖塊應(yīng)為1936年康樂(lè)地震時(shí)崩落(圖6b，7a)。

較老的崩積物上墨綠色地衣、麗石黃衣和死地衣(灰白色)密布在巖塊上(圖7b，c)。活地衣直徑多為50～100 mm*國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1：5萬(wàn)活動(dòng)斷裂地質(zhì)圖說(shuō)明書.。在特定的氣候條件下，地衣直徑僅與其生長(zhǎng)時(shí)間(即崩積物從基巖斷崖崩落距今的時(shí)間)相關(guān)(謝新生，肖振敏，1989；Bulletal.，1994；Bull，2003)。地衣直徑的不同說(shuō)明崩積物可能有多期，進(jìn)而說(shuō)明斷裂有多次構(gòu)造活動(dòng)。

4發(fā)震構(gòu)造特征

由于多方面的原因,同震地表變形標(biāo)志點(diǎn)不多,很難獲得更精細(xì)的同震變形特征。要深入認(rèn)識(shí)發(fā)震構(gòu)造的活動(dòng)習(xí)性、破裂方式等問(wèn)題,需要未來(lái)更深入的研究。

圖7崩積物上生長(zhǎng)的地衣

(a)1936年地震崩積物上生長(zhǎng)最大直徑為20～30 mm的麗石黃衣，早期地震崩積物上密集生長(zhǎng)的墨綠色地衣和白色死地衣(b)及密集成片的麗石黃衣(c)

Fig.7Lichens of different kinds and diameter growed on rock falls

5結(jié)論

(1)地表破裂帶長(zhǎng)度約14 km，由西、中、東3段右階排列而成，長(zhǎng)度分別為3.7 km、4.4 km、6 km，走向分別為215°、195～210°、170～185°。

(3)破裂帶沿線分布有大規(guī)模的基巖崩塌，最新一期崩塌巖塊上生長(zhǎng)著20～30 mm的麗石黃衣，其形成時(shí)間與該地震時(shí)間基本吻合。

(4)基巖崩塌、斷層陡坎、水系位錯(cuò)和地衣直徑分布均說(shuō)明該次地震的發(fā)震構(gòu)造圍子山—大夏河斷裂晚第四紀(jì)以來(lái)有過(guò)多次構(gòu)造活動(dòng)。

在野外考察中得到了卓尼縣康多鄉(xiāng)加嶺村藏民同胞的熱情幫助，在撰寫過(guò)程中得到袁道陽(yáng)研究員的指導(dǎo)，審稿人提出了中肯有益的意見(jiàn)，在此向他們表示衷心的感謝。

參考文獻(xiàn)：

常祖峰，張艷鳳，李鑒林，等.2014.德欽—中甸—大具斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)的地質(zhì)與地貌表現(xiàn)[J].地震研究，37(1)：46-52.

鄧起東，于貴華，葉文華.1992.地震地表破裂參數(shù)與震級(jí)關(guān)系的研究[A]//國(guó)家地震局地質(zhì)研究所.活動(dòng)斷裂研究(2)[C].北京：地震出版社，247-264.

方良好，袁道陽(yáng)，邵延秀，等.2013.滇西南地區(qū)黑河斷裂中西段晚第四紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)特征[J].地震工程學(xué)報(bào)，35(2)：342-353.

顧功敘.1983.中國(guó)地震目錄[M].北京：科學(xué)出版社.

國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1985.陜甘寧青四省(區(qū))強(qiáng)地震目錄[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社.

國(guó)家地震局蘭州地震研究所.1989.甘肅省地震資料匯編[M].北京：地震出版社.

雷中生，袁道陽(yáng)，葛偉鵬，等.2007.734年天水7級(jí)地震考證與發(fā)震構(gòu)造分析[J].地震地質(zhì)，29(1)：51-62.

李傳友.2005.青藏高原東北部幾條主要斷裂帶的定量研究[D].北京：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所.

李智敏，李延京，田勤儉，等.2014.拉脊山斷裂古地震與喇家遺址災(zāi)變事件關(guān)系研究[J].地震研究，37(增刊)：109-115.

冉洪流.2011.中國(guó)西部走滑型活動(dòng)斷裂的地震破裂參數(shù)與震級(jí)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系[J].地震地質(zhì)，33(3)：577-585.

邵延秀，袁道陽(yáng)，王愛(ài)國(guó)，等.2011.西秦嶺北緣斷裂破裂分段與地震危險(xiǎn)性評(píng)估[J].地震地質(zhì)，33(1)：79-90.

滕瑞增，金瑤泉，李西侯，等.1994.西秦嶺北緣斷裂帶新活動(dòng)特征[J].西北地震學(xué)報(bào)，16(2)：85-90.

謝新生，肖振敏.1989.地衣測(cè)年法研究及其在陜西若干地質(zhì)事件中的應(yīng)用[J].科學(xué)通報(bào)，34(24)：1885-1888.

姚生海，黃偉，姜文亮，等.2014.大柴旦—托索湖斷裂帶遙感解譯及其晚更新世活動(dòng)特征研究[J].地震地質(zhì)，26(1)：52-60.

葉文華，徐錫偉，汪良謀.1996.中國(guó)西部強(qiáng)震的地表破裂規(guī)模與震級(jí)、復(fù)發(fā)時(shí)間間隔關(guān)系的研究[J].地震地質(zhì)，18(1)：37-44.

袁道陽(yáng)，雷中生，葛偉鵬，等.2007.對(duì)143年甘谷西7級(jí)地震史料的新見(jiàn)解[J].西北地震學(xué)報(bào)，29(1)：58-63.

袁道陽(yáng)，張培震，雷中生，等.2005.青海拉脊山斷裂帶新活動(dòng)特征的初步研究[J].中國(guó)地震，21(1)：93-102.

袁道陽(yáng).2003.青藏高原東北緣晚新生代以來(lái)的構(gòu)造變形特征與時(shí)空演化[D].北京：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所.

張波，何文貴，袁道陽(yáng)，等.2012b.西秦嶺北緣斷裂西端晚第四紀(jì)活動(dòng)特征及其西延問(wèn)題[J].地震，32(1)：136-143.

張波.2012a.西秦嶺北緣斷裂西段與拉脊山斷裂新活動(dòng)特征研究[D].蘭州：中國(guó)地震局蘭州地震研究所.

鄭文俊，袁道陽(yáng)，何文貴，等.2013.甘肅東南地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)與2013年岷縣—漳縣MS6.6地震孕震機(jī)制[J].地球物理學(xué)報(bào)，56(12)：4058-4071.

朱志澄主編.1999.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社.

Bull W.D.，King J.，Kong F.C..etal..1994.Lichen Dating of Coseismic Landslide Hazards in Alpine Mountains[J].Geomorphology，10(1)：253-264.

Bull W.D..2003.Lichenometry Dating of Coseismic Changes to a New Zealand Landslide Complex[J].Annals of Geophysics，46(5)：1155-1167.

Sylvester A.G..1988.Strike-slip faults[J].Geological Society of America Bulletin，100(11)：1666-1703.

Wallace R.E..1977.Profiles and Ages of Young Fault Scarps，North-central Nevada[J].Geological Society of America Bulletin，88(9)：1267-1281.

Wells D.L.，Coppersmith K.J..1994.New Empirical Relationships among Magnitude，Rupture length，Rupture width，Rupture area，and Surface Displacement[J].Bulletin of Seismological Society of America，84(4)：974-1002.

Xu X.，Tan X.B.，Yu G.H.，etal..2013.Normal-and Oblique-slip of the 2008 Yutian Earthquake：Evidence for Eastward Block Motion，Northern Tibetan Plateau[J].Tectonophysics，584：152-165.

*收稿日期：2014-04-15. 基金項(xiàng)目：中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(2013IESLZ07)資助.

中圖分類號(hào)：P315.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-0666(2015)02-0262-10

ZHANG Bo1，2，HE Wen-gui1，2，F(xiàn)ANG Liang-hao3，PANG Wei1，2，ZHAO Ze-xian4，LIU Xing-wang1，2

(1. Lanzhou Institute of Seismology，CEA，Lanzhou 730000，Gansu，China) (2. Lanzhou Technology Innovation Base，Institute of Earthquake Science，CEA，Lanzhou 730000，Gansu，China) (3. Earthquake Administration of Anhui Province，Hefei 230031，Anhui，China) (4. Inner Mongolia Nonferrous Metals Geological Exploration Company，Hohhot 010010，Inner Mongolia，China)

Abstract