趙凌強 詹 艷 王慶良 孫翔宇 韓 靜 操 聰 張 松 蔡 妍

1)中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學(xué)國家重點實驗室，北京 100029

2)中國地震局地質(zhì)研究所，山西太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)研究站，北京 100029

3)中國地震局第二監(jiān)測中心，西安 710054

4)中國地震局地球物理研究所，北京 100083

0 引言

圖1 a 區(qū)域構(gòu)造簡圖；b 研究區(qū)斷裂和大地電磁實測點位圖Fig.1 The tectonic outline map(a)，the faults and magnetotelluric measurement sites of the study area(b).F1 霍山山前斷裂；F2 萬安斷裂；F3 蘇堡-魏村斷裂；F4 賈村斷裂；F5 浮山山前斷裂；F6 離石斷裂。1303年洪洞8級地震等震線分布圖修改自高孟潭等(2004)和Xu等(2018)

公元1303年秋初，在山西洪洞縣東北側(cè)一帶發(fā)生了一次影響極為巨大的大型地震，即中國歷史上著名的1303年洪洞8級地震，這次地震也是地震地質(zhì)學(xué)家們首次通過研究歷史資料記載確定的8級大地震。該次地震的震級較大，等震線呈NNE向分布(圖1)，極震區(qū)主要位于人口稠密的汾渭斷陷帶中，在當(dāng)時造成了極大的經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失和人員傷亡，也留下了很多歷史資料。從20世紀(jì)80年代起，以國家地震局“鄂爾多斯周緣活動斷裂系”課題組(1988)為主的研究者對該次地震和鄂爾多斯地塊周緣地帶的構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行過一次密集研究，當(dāng)時的研究認(rèn)為汾渭斷陷盆地北側(cè)的臨汾盆地內(nèi)的NNE向赤峪斷裂可能為1303年洪洞8級地震的發(fā)震構(gòu)造。此后，徐錫偉等(1990)在洪洞縣東北側(cè)的霍山山前斷裂所在位置發(fā)現(xiàn)了1303年洪洞8級地震地表破裂的新證據(jù)，指出該地表破裂帶沿霍山山前斷裂展布，破裂的活動方式以右旋走滑為主，故推測霍山山前斷裂可能為1303年洪洞8級地震的發(fā)震斷裂，這與孟憲梁等(1985)認(rèn)為的臨汾盆地東側(cè)的霍山山前斷裂為1303年洪洞8級地震的發(fā)震構(gòu)造的觀點相似。在進(jìn)入21世紀(jì)后的2003年，在1303年洪洞8級地震發(fā)生700周年前后，相關(guān)學(xué)者對1303年洪洞8級地震的研究又掀起了一個高潮，并開始在《地震學(xué)報》和《山西地震》等期刊發(fā)表了多篇關(guān)于該地震的最新研究成果。謝新生等(2004)通過野外調(diào)查厘定了靈石隆起附近的太谷斷裂，并發(fā)現(xiàn)太谷斷裂可能與其南側(cè)的霍山山前斷裂相互連接，共同組成了汾渭斷陷和山西斷陷帶中一條近SN向分布的大型斷裂帶，這2條斷裂均存在1303年洪洞8級地震產(chǎn)生的地表破裂帶。江娃利等(2004)將徐錫偉等(1990)早期在霍山山前斷裂的研究和前述謝新生等(2004)對太古斷裂的研究相結(jié)合，推斷1303年洪洞8級地震的地表破裂帶可能為SN向多段分布，主要包括太古斷裂、綿山西側(cè)斷裂和霍山山前斷裂，地震地表破裂帶整體呈現(xiàn)出右旋走滑的特征。徐岳仁(2012)利用野外地震地質(zhì)調(diào)查、遙感綜合解譯和多探槽古地震分析等研究方法推測霍山山前斷裂帶是霍山山脈的主控邊界斷層，且新生代以來的活動強烈。此后，Xu等(2018)又對霍山山前斷裂帶進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)研究，確定該斷裂晚第四紀(jì)的活動方式主要以傾向滑動為主，并通過探槽古地震研究揭示晚更新世晚期以來該斷裂上的4次大型古地震事件，結(jié)果表明霍山山前斷裂帶是鄂爾多斯周緣一條持續(xù)活動的強烈地震帶。

以上結(jié)果表明，隨著研究的深入，多數(shù)學(xué)者(徐錫偉等，1990；江娃利等，2004；謝新生等，2004；徐岳仁，2012；Xuetal.，2018)將該次地震的發(fā)震斷裂鎖定為霍山山前斷裂，然而目前的研究方法均主要為地震地質(zhì)調(diào)查和探槽開挖等地質(zhì)學(xué)方法。李自紅等(2014)通過深反射地震方法獲取了臨汾盆地南段的精細(xì)結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示臨汾盆地為拉張作用下的純剪切盆地模式，但剖面沒有穿過臨汾盆地北段的1303年洪洞地震區(qū)，沒有揭示出霍山山前斷裂的精細(xì)結(jié)構(gòu)。目前除地震地質(zhì)調(diào)查研究外，還迫切需要對1303年洪洞8級地震區(qū)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和孕震環(huán)境以及霍山山前斷裂的深部結(jié)構(gòu)等進(jìn)行詳細(xì)的地球物理探測。詹艷等(2008，2013)、Zhao等(2012)、趙凌強等(2015，2018，2019，2020)、Sun等(2019，2020)和孫翔宇等(2020)在中國大陸青藏高原周緣多個地震區(qū)、翁愛華等(2018)在郯廬地震帶等地完成了多條寬頻帶密集測點的大地電磁剖面探測，所得結(jié)果證明利用大地電磁探測技術(shù)可以進(jìn)行中強地震區(qū)的地震構(gòu)造探測，并開展針對大型斷裂帶深部延展?fàn)顟B(tài)的研究。因此，我們于2017年和2019年依托“中國綜合地球物理場觀測——鄂爾多斯地塊周緣地區(qū)項目”和“國家重點研發(fā)計劃項目——鄂爾多斯活動地塊邊界帶地震動力學(xué)模型與強震危險性研究”以及“山西太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站開放基金”項目，完成了1條跨過1303年洪洞8級地震區(qū)的寬頻帶密集測點的NWW向大地電磁剖面(圖1)。本文將利用在該條剖面上采集到的大地電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行阻抗張量分解和三維反演計算，以揭示1303年洪洞8級地震區(qū)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和孕震環(huán)境，所得結(jié)果除了可為針對此次地震的發(fā)震斷裂、震中位置、震源深度和孕震環(huán)境等研究提供深部資料外，還能進(jìn)一步應(yīng)用于鄂爾多斯周緣構(gòu)造帶的變形特征和變形機制、未來強震危險性評價等研究中，為研究區(qū)的工程建設(shè)、防震減災(zāi)工作以及地震中長期預(yù)報提供深部構(gòu)造方面的依據(jù)。

1 野外觀測與資料處理

1.1 大地電磁剖面和數(shù)據(jù)采集

1303年洪洞8級地震區(qū)位于臨汾盆地北部，臨汾盆地所處的汾渭斷陷帶是山西和陜西兩省的人口密集區(qū)，該地區(qū)工業(yè)化水平較高，電磁干擾極為強烈。研究區(qū)內(nèi)除分布有多處煤礦、熱電廠之外，大地電磁剖面還穿過了多條高速公路、電氣化鐵路和高鐵，這些設(shè)施產(chǎn)生的電磁干擾為本次數(shù)據(jù)采集工作帶來了較大困難。此次野外數(shù)據(jù)采集先于2017年3—4月間采用型號為MTU-5A的儀器進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，每個測點的記錄時間一般為40h。為了獲得更高質(zhì)量的大地電磁數(shù)據(jù)，我們又于2019年11月在研究區(qū)進(jìn)行了加密測量，在此次野外工作中全部測點的記錄時間超過40h，部分干擾較大測點的記錄時間超過72h。在洪洞地震區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的同時，還在湖北潛江和內(nèi)蒙古鄂托克旗布置了遠(yuǎn)參考站進(jìn)行同步觀測，以便進(jìn)行遠(yuǎn)參考處理(Egbertetal.，1986；Chaveetal.，1987)。最終完成了一條西起大寧縣、東至安澤縣、跨過1303年洪洞8級地震區(qū)的長約160km的寬頻帶密集測點大地電磁剖面。剖面穿過的主要斷裂有霍山山前斷裂(F1)、萬安斷裂(F2)、蘇堡-魏村斷裂(F3)、賈村斷裂(F4)、浮山山前斷裂(F5)和離石斷裂(F6)，沿線跨過呂梁隆起、臨汾盆地、霍山隆起、浮山隆起等次級地塊(鄧起東等，2003)，沿剖面共獲得34個測點的數(shù)據(jù)。

圖2 研究區(qū)典型測點的視電阻率相位曲線圖Fig.2 Apparent resistivity and impedance phase curves of typical measuring points along profile.

1.2 視電阻率曲線特征

圖2 給出了在呂梁隆起、臨汾盆地、霍山隆起和浮山隆起4個次級地塊內(nèi)挑選的12個典型測點(圖1 中的紅色三角形)的視電阻率和阻抗相位曲線的形態(tài)和數(shù)值。如圖所示，呂梁隆起內(nèi)S48、D02、B01B和D05測點的視電阻率曲線形態(tài)呈現(xiàn)先上揚、后降低的趨勢，表明該地區(qū)的中淺部可能以高阻特征為主、在深處存在低阻趨勢的特征。臨汾盆地內(nèi)D07、B06和B07測點的視電阻率曲線形態(tài)整體表現(xiàn)為下降趨勢，且電阻率曲線的數(shù)值整體較低，反映了臨汾盆地內(nèi)呈低阻的結(jié)構(gòu)特征?；羯铰∑饍?nèi)B08、B10和B11測點的視電阻率曲線形態(tài)較為統(tǒng)一，均表現(xiàn)出低—高—低3層結(jié)構(gòu)，表明霍山隆起主要以高阻體為主、在深部存在低阻的趨勢。值得注意的是，相鄰的B07與B08測點的視電阻率曲線形態(tài)差異較大，這2個測點的實際距離僅約2km，表明2個測點之間存在明顯的電性間斷面，此處正好處于多位學(xué)者厘定的1303年洪洞8級地震區(qū)(徐錫偉等，1990；江娃利等，2004；謝新生等，2004；徐岳仁，2012；Xuetal.，2018)，也是霍山山前斷裂可能穿過的區(qū)域，表明該斷裂可能是該地區(qū)劃分地塊的大型邊界斷裂。浮山隆起內(nèi)B13和D16測點的視電阻率曲線形態(tài)在低頻部分均呈現(xiàn)出急劇降低的趨勢，反映該地區(qū)深部存在明顯的低阻結(jié)構(gòu)。

1.3 數(shù)據(jù)處理和定性分析

在進(jìn)行反演計算前，對大地電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行相位張量(Caldwelletal.，2004；蔡軍濤等，2010)分解可分析構(gòu)造維性特征，其中分解獲得的相位張量二維偏離度|β|可用于分析區(qū)域電性維性特征(Caldwelletal.，2004；Bibbyetal.，2005)，相位張量分解獲得的相位旋轉(zhuǎn)不變量(Caldwelletal.，2004；Bibbyetal.，2005；Heiseetal.，2008)可用于分析地下電性特征隨頻率變化的趨勢。

圖3 a 沿剖面不同頻率的二維偏離度|β|值；b 相位不變量Fig.3 The |β| phase tensor ellipse (a) and phase-tensor (b) of different periods along profile.

2 大地電磁數(shù)據(jù)三維反演計算

雖然在1.3節(jié)中通過分析二維偏離度|β|值的分布和相位張量電性的走向發(fā)現(xiàn)研究區(qū)沿剖面的介質(zhì)整體上二維性較好，可采用二維反演，但二維反演結(jié)果對真實模型終歸是一個比較粗略的近似部分。此外，研究區(qū)部分區(qū)段也存在著明顯的三維性和復(fù)雜的構(gòu)造走向，使用二維反演方法可能具有一定的局限性。三維模型對真實模型介質(zhì)的逼近更加準(zhǔn)確，本次反演計算將對剖面采用目前主流的NLCG(Rodietal.，2001)方法進(jìn)行三維反演計算，并采用不同的輸入?yún)?shù)，以對比不同參數(shù)所獲得的三維結(jié)果的差異，并選擇合適的解釋結(jié)果。

開展三維反演時，在MTP軟件(陳小斌等，2004)和topeak軟件(劉鐘尹等，2017)中進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，使用ModEM(Egbertetal.，2012)程序進(jìn)行反演計算。如圖2 中典型測點的視電阻率、阻抗相位曲線形態(tài)和數(shù)值所示，研究區(qū)多數(shù)測點的電阻率值集中在100Ω·m附近，故在設(shè)定初始模型時選用100Ω·m的均勻半空間模型。在初始模型水平方向上的中心區(qū)域設(shè)立24×77個大小為2.0km×2.0km的中心網(wǎng)格。此外，在水平向中心網(wǎng)格的4個方向上再以1.5為比例因子增加10個擴展網(wǎng)格，垂直網(wǎng)格的設(shè)計選用與趙凌強等(2020)前期工作相似的方式，最后建立的初始網(wǎng)格的規(guī)模為44(X)×97(Y)×75(Z)。

三維反演選擇多種數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)(a，副對角阻抗張量(Zxy、Zyx)；b，視電阻率相位和傾子(ρ、φ、Txy、Tyx)；c，全張量參數(shù)(Zxy、Zyx、Zxx、Zyy)；d，視電阻率相位(ρ、φ))進(jìn)行反演計算。圖4 給出了不同反演結(jié)果的對比圖。整體上看，基于不同輸入?yún)?shù)獲得的三維反演結(jié)果的高、低阻形態(tài)以及分布特征較為相似，特別是對上地殼的高阻結(jié)構(gòu)顯示出較為一致的結(jié)果。對于中下地殼，不同反演結(jié)果均反映研究區(qū)深部存在明顯的低阻層分布，在鄂爾多斯地塊以層狀分布為主。而在東側(cè)華北地塊，中下地殼的低阻層存在著繼續(xù)向E和向深部延伸的趨勢。結(jié)合擬合誤差值、反演響應(yīng)曲線和實測曲線形態(tài)等進(jìn)行綜合分析，在后期的解釋工作中，選擇與趙凌強等(2020)前期工作一致的視電阻率相位(ρ、φ)作為輸入數(shù)據(jù)，并基于獲得的結(jié)果進(jìn)行最終的解釋(圖5)。

圖4 不同輸入?yún)?shù)的三維反演結(jié)果圖Fig.4 Different input parameters of 3D result along the profile.

圖5 研究區(qū)的深部電性結(jié)構(gòu)圖和解譯圖Fig.5 Deep electric structure and interpretation of the profile.

3 研究區(qū)深部的電性結(jié)構(gòu)特征與1303年洪洞8級地震構(gòu)造和孕震環(huán)境討論

圖5 給出了最終用以解釋的深部電性結(jié)構(gòu)圖和孕震環(huán)境綜合分析圖，并將剖面附近2008年1月—2012年12月的小地震精定位結(jié)果按照深度垂直投影到電性結(jié)構(gòu)圖上。此外，圖中還繪制了通過地震學(xué)方法獲得的剖面附近的莫霍面分布(李自紅等，2014)、研究區(qū)的地貌分布圖及主要斷裂沿地表的分布。

3.1 研究區(qū)的深部電性結(jié)構(gòu)特征

3.1.1 地塊電性結(jié)構(gòu)

如圖5 中的深部電性結(jié)構(gòu)圖所示，呂梁隆起所代表的鄂爾多斯地塊的電性結(jié)構(gòu)較為簡單，表現(xiàn)為明顯的高—低—高3層結(jié)構(gòu)，上地殼為較為完整的高阻層，中下地殼廣泛分布著中低阻結(jié)構(gòu)，莫霍面以下又以中高阻為主。這與前人(湯吉等，2005；趙國澤等，2010；李晨晶等，2017；許林斌等，2017)在鄂爾多斯地塊內(nèi)完成的多條大地電磁剖面均揭示出鄂爾多斯地塊是一個具有不太深的根部的完整剛性塊體、其中下地殼和上地?？赡軓V泛存在著低速低阻物質(zhì)的結(jié)論較為一致，該結(jié)果也得到了地震學(xué)的驗證(陳兆輝等，2018)。高—低—高層狀分布的電性結(jié)構(gòu)特征在松潘-甘孜地塊和阿拉善地塊中也多次被發(fā)現(xiàn)(王鑫等，2010；詹艷等，2013；趙凌強等，2015；Sunetal.，2019)，這種層狀的電性結(jié)構(gòu)特征一般代表較為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境。臨汾盆地表現(xiàn)為自淺表到深部均為中低阻分布的特征，目前已有多種地球物理方法(胡新亮等，2002；陳兆輝等，2018)揭示出臨汾盆地在深度10～30km范圍內(nèi)存在一個明顯的低速低阻層，在這個低速層上可能形成了“多震層”或“易震層”。此外，地震學(xué)資料(李自紅等，2014)揭示出臨汾盆地的莫霍面存在明顯上拱的特點，表明臨汾盆地的結(jié)構(gòu)與東、西兩側(cè)地塊的差異較大，這也與此次大地電磁探測結(jié)果相對應(yīng)。臨汾盆地東側(cè)的霍山和浮山次級地塊的上地殼表現(xiàn)為較為明顯的高、低阻破碎帶，中下地殼為規(guī)模較大的低阻結(jié)構(gòu)，且低阻體延伸至地幔深度。Xu等(2018)推測臨汾盆地附近可能存在著上地幔物質(zhì)上涌的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)這樣大規(guī)模低阻體的可能為此觀點提供了地球物理學(xué)依據(jù)。綜上所述，相對于西側(cè)穩(wěn)定的鄂爾多斯地塊，臨汾盆地東側(cè)的華北地塊區(qū)域的巖石圈破壞嚴(yán)重，地殼存在減薄的趨勢。

3.1.2 斷裂的電性結(jié)構(gòu)

從電性結(jié)構(gòu)圖整體來看，霍山山前斷裂是研究區(qū)的控制性斷裂，斷裂東、西兩側(cè)的鄂爾多斯地塊和華北地塊表現(xiàn)出截然不同的電性結(jié)構(gòu)特征，表明霍山山前斷裂可能是劃分鄂爾多斯地塊和華北地塊的基底斷裂。該斷裂為地殼尺度的斷裂帶，從地表延伸至地下40km之下，這與分析圖3 中相位張量二維偏離度|β|和相位旋轉(zhuǎn)不變量獲得的認(rèn)識相同。結(jié)合圖1 中2008年1月—2012年12月的小地震精定位平面分布結(jié)果可知，該斷裂的走向可能以NNE為主。電性結(jié)構(gòu)圖還顯示出霍山山前斷裂為高角度NW傾的分布特征。李自紅等(2014)通過深地震反射剖面揭示出臨汾盆地內(nèi)部存在1條大型的面狀正斷層，結(jié)合大地電磁探測結(jié)果推測，該面狀正斷層即為霍山山前斷裂。將2008年1月—2012年12月的小地震精定位結(jié)果按照震源深度垂直投影到電性結(jié)構(gòu)圖上，發(fā)現(xiàn)這些小地震基本集中于霍山山前斷裂中下地殼的低阻體附近，這與胡新亮等(2002)通過研究臨汾盆地內(nèi)1987—1999年小地震震源機制解和震源位置的三維空間分布特征得到的結(jié)論相似，此外也與趙凌強等(2019)基于2016年門源地震區(qū)大地電磁探測結(jié)果發(fā)現(xiàn)的地震發(fā)生在斷裂帶形成的低阻體中的結(jié)論較為對應(yīng)。圖5 顯示該地區(qū)的小地震密集分布在10～20km深度范圍內(nèi)，和霍山山前斷裂形成的低阻體深度相近，推測1303年洪洞8級地震可能就發(fā)生在霍山山前斷裂下方的低阻體中，震源深度可能介于10～20km之間，這種低阻體的存在表明該地區(qū)形成了明顯的力學(xué)軟弱區(qū)，從而導(dǎo)致發(fā)生了1303年洪洞8級地震。以上分析表明，大地電磁探測結(jié)果及小地震的分布特點支持地表地質(zhì)調(diào)查所認(rèn)為的(徐錫偉等，1990；江娃利等，2004；謝新生等，2004；徐岳仁，2012；Xuetal.，2018)1303年洪洞8級地震的發(fā)震斷裂為霍山山前斷裂的推測。此外，離石斷裂也表現(xiàn)為明顯的電性邊界帶，可能是研究區(qū)規(guī)模較大的一條斷裂系統(tǒng)，這與趙國澤等(2010)在研究區(qū)北側(cè)通過大地電磁剖面揭示的結(jié)果相吻合。

3.2 1303年洪洞8級地震的孕震環(huán)境分析

眾所周知，探索大型地震的孕育、發(fā)展和發(fā)生必須與區(qū)域的新構(gòu)造運動相結(jié)合。1303年洪洞8級地震震中區(qū)，即霍山山前斷裂附近位于鄂爾多斯地塊東南緣的臨汾盆地中。鄂爾多斯周緣地區(qū)除其西南角承受著青藏高原的NE向擠壓之外，其余均為斷陷盆地，臨汾盆地是其中最典型的斷陷盆地。目前，關(guān)于臨汾盆地的形成，不同學(xué)者給出了多種推測模式，其中主要以鄂爾多斯地塊整體性逆時針運動(陳小斌等，2011；Haoetal.，2016；Zhangetal.，2018)和軟流圈物質(zhì)的上涌拉分(Xuetal.，2018)等認(rèn)識為主。Hao等(2016)總結(jié)鄂爾多斯地塊以及周緣地區(qū)的垂直運動趨勢時，發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯地塊呈現(xiàn)出整體的緩慢隆升趨勢(隆升速率為0.6～2.6mm/a)，臨汾盆地附近則以2～3mm/a的速率做下沉運動。陳小斌等(2011)通過GPS速度場計算和歐拉極參數(shù)驗證了鄂爾多斯地塊橫向上的水平運動具有良好的整體性，且存在著逆時針旋轉(zhuǎn)的趨勢(Zhangetal.，2018)。此次大地電磁探測結(jié)果與前人工作(湯吉等，2005；趙國澤等，2010；李晨晶等，2017；許林斌等，2017；陳兆輝等，2018)均表明鄂爾多斯地塊是一個具有不太深的根部且較為整體的剛性塊體。結(jié)合Hao等(2016)、陳小斌等(2011)及Zhang等(2018)給出的形變場研究結(jié)論，我們推測鄂爾多斯地塊由于受到青藏高原NE向擠壓，可能存在著整體性的逆時針運動和隆升趨勢，導(dǎo)致在其東緣的臨汾盆地附近形成了霍山山前斷裂，且該斷裂存在著明顯的右旋走滑運動趨勢，這也與前人的霍山山前斷裂運動存在右旋走滑運動性質(zhì)(徐錫偉等，1990；胡新亮等，2002；江娃利等，2004；謝新生等，2004)的觀點相吻合。

Xu等(2018)的最新研究發(fā)現(xiàn)霍山山前斷裂帶除具有走滑特征外，最主要的運動趨勢為正斷的傾向滑動，推測斷裂的形成可能與華北地塊的區(qū)域拉張作用直接相關(guān)，并認(rèn)為霍山山前斷裂帶的活動方式可能主要為下地殼物質(zhì)上涌所致的傾向滑動。此次大地電磁探測結(jié)果表明，臨汾盆地東側(cè)的霍山和浮山次級地塊的中下地殼為大規(guī)模低阻結(jié)構(gòu)，低阻結(jié)構(gòu)與臨汾盆地下方霍山山前斷裂的低阻條帶相互連接。我們推測臨汾盆地東側(cè)的霍山和浮山次級地塊中下地殼的低阻結(jié)構(gòu)可能為軟流圈流體的上涌通道，該軟流圈通道通過霍山山前斷裂一直延伸到臨汾盆地下方，導(dǎo)致霍山山前斷裂受到下地殼物質(zhì)的上涌和運動作用而不斷發(fā)生以傾向滑動為主的運動。綜合研究區(qū)及其附近的形變場(陳小斌等，2011；Haoetal.，2016；Zhangetal.，2018)、最新的地質(zhì)(Xuetal.，2018)和地球物理調(diào)查結(jié)果(湯吉等，2005；趙國澤等，2010；李自紅等，2014；Zhangetal.，2016；李晨晶等，2017；許林斌等，2017；陳兆輝等，2018)等資料，我們認(rèn)為1303年洪洞8級地震的孕震環(huán)境可能受多重因素控制，除了受到青藏高原NE向擠壓的影響外，鄂爾多斯地塊可能存在著整體性的逆時針運動和隆升趨勢，導(dǎo)致臨汾盆地附近形成了明顯右旋走滑運動的霍山山前斷裂，從而孕育了地震。此外，臨汾盆地東側(cè)中下地殼軟流圈物質(zhì)的不斷上涌引起了華北地塊的區(qū)域拉張作用，使得霍山山前斷裂發(fā)生傾向滑動，而這可能是該次地震發(fā)生的主控因素。

4 結(jié)論

本文對1303年洪洞地震區(qū)的大地電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行張量分解處理及三維反演計算，將所得結(jié)果與研究區(qū)及其附近現(xiàn)今的地殼形變場數(shù)據(jù)、最新地質(zhì)和地球物理調(diào)查結(jié)果及2008年1月—2012年12月小地震精定位結(jié)果等資料相結(jié)合開展分析，獲得了以下結(jié)論：

(1)霍山山前斷裂是研究區(qū)內(nèi)明顯的大型電性邊界帶，在中深部表現(xiàn)為低阻條帶，為地殼尺度斷裂帶，該斷裂為NNE走向的右旋正斷裂，可能是劃分鄂爾多斯地塊和華北地塊的基底斷裂。以霍山山前斷裂為界，西側(cè)的鄂爾多斯地塊表現(xiàn)為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，而東側(cè)華北地塊的巖石圈破壞嚴(yán)重，且存在減薄的趨勢。

(2)大地電磁探測結(jié)果支持1303年洪洞地震的發(fā)震斷裂為霍山山前斷裂的觀點，地震可能發(fā)生在霍山山前斷裂下方的低阻體中，震源深度介于10～20km之間。

(3)1303年洪洞地震的孕震環(huán)境可能受多重因素控制。臨汾盆地東側(cè)的中下地殼可能存在的軟流圈物質(zhì)不斷上涌并引起了華北地塊的區(qū)域拉張作用，從而導(dǎo)致霍山山前斷裂發(fā)生傾向滑動，這可能是地震發(fā)生的主控因素。

值得注意的是，此次大地電磁探測工作在研究區(qū)東側(cè)華北地塊的中下地殼發(fā)現(xiàn)了明顯的低阻結(jié)構(gòu)，且該結(jié)構(gòu)有繼續(xù)向E和向深部延伸的趨勢，顯示出與鄂爾多斯地塊截然不同的電性結(jié)構(gòu)特征。華北地塊中下地殼存在的低阻結(jié)構(gòu)不僅可為臨汾盆地所在的汾渭斷陷帶的形成機理研究提供啟發(fā)性的深部地球物理學(xué)參考，還對理解華北地塊巖石圈破壞作用和減薄趨勢具有重要意義。在下一步工作中，需要將剖面繼續(xù)向E延伸，以探究華北地塊下方低阻體的規(guī)模和深度。

致謝2017年3月和2019年11月2次臨汾盆地附近的野外大地電磁數(shù)據(jù)采集工作分別得到了李豐權(quán)、孟偉、胡小坤、張軍平、陳俊、陳中國及山西省地震局臨汾中心臺楊靜工程師等人的幫助；三維反演計算在中國地震局地質(zhì)研究所超算系統(tǒng)中進(jìn)行；陳小斌研究員提供了三維反演計算軟件。在此一并表示感謝！