云　龍楊曉平王　駒宋方敏陳獻程1）核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核高放廢物地質(zhì)處置評價技術重點實驗室，北京 100029中國地震局地質(zhì)研究所，活動構(gòu)造與火山重點實驗室，北京 100029

青藏高原北緣三危山斷裂東北段的古地震事件1

云龍1）楊曉平2）王駒1）宋方敏2）陳獻程2）
1）核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核高放廢物地質(zhì)處置評價技術重點實驗室，北京 100029
2）中國地震局地質(zhì)研究所，活動構(gòu)造與火山重點實驗室，北京 100029

云龍，楊曉平，王駒，宋方敏，陳獻程，2016.青藏高原北緣三危山斷裂東北段的古地震事件.震災防御技術，11（2）：186—198. doi：10.11899/zzfy20160202

三危山斷裂位于青藏高原北緣，為阿爾金斷裂帶的一條重要分支，研究其晚更新世以來的活動特征，可為全面地把握青藏高原北緣的地震活動規(guī)律提供基礎資料。在對三危山斷裂東北段（十工口子西-雙塔）進行遙感資料解譯、野外地質(zhì)地貌調(diào)查和探槽開挖，并分析探槽內(nèi)揭露的斷層、地層和楔狀堆積三者之間關系的基礎上，結(jié)合相關堆積物的光釋光斷代研究，最終利用逐次限定法分析了古地震事件發(fā)生的年代。研究發(fā)現(xiàn)該斷裂段上晚更新世以來發(fā)生了3次古地震事件：距今最遠的一次事件E1發(fā)生在約5.3萬年前，接近5.3萬年；第二次事件E2發(fā)生于距今約4萬年之前，5.3萬年之后，更接近4萬年；最近的一次事件E3發(fā)生于距今7.42—2.47ka。由于晚更新世以來探槽開挖地點地層沉積的不連續(xù)，或地層沉積之后發(fā)生的侵蝕作用，導致探槽內(nèi)揭露出的古地震事件存在嚴重缺失。但可以確定的是，在晚更新世中晚期和全新世，三危山斷裂東北段上確有破裂地表的古地震事件發(fā)生。

古地震事件三危山斷裂阿爾金斷裂青藏高原北緣

引言

三危山斷裂位于青藏高原北緣，屬于阿爾金走滑斷裂帶前緣的一條重要分支，也是阿爾金斷裂帶的重要組成部分（國家地震局《阿爾金活動斷裂帶》課題組，1992），它發(fā)育于塔里木盆地東端，距離阿爾金斷裂帶主干斷裂50余公里（圖1）。斷裂沿三危山與山前沖洪積扇地貌分界線發(fā)育，在基巖山前發(fā)育線性排列、北東走向的斷層三角面。目前，國內(nèi)外對該斷裂的研究相對較少，特別是與地震活動特征相關的研究，在相關文獻中只是簡單提及（張裕明等，1989），而其與阿爾金斷裂帶的伴生關系，在深部探測及地球物理相關的研究中已明確（Xiao等，2011；Cunningham，2013）。該斷裂及其附近現(xiàn)代地震活動較弱，1990年以來，沿該斷裂僅記錄到一次中等強度的地震（國家地震局蘭州地震研究所，1989）。張裕明等（1989）認為該斷裂在早、中更新世以傾滑逆沖活動為主，晚更新世以來代之以間歇性區(qū)域抬升運動，全新世已停止活動，為一條無強震（或少震）的斷裂。然而，對阿爾金斷裂帶主干斷裂東段的古地震研究表明，沿斷裂東段（拉配泉—寬灘山段）共發(fā)生五次巨大的地震，平均復發(fā)期約3700年，最近的一次事件發(fā)生于距今約7ka年左右（國家地震局《阿爾金活動斷裂帶》課題組，1992）。進一步的研究顯示，斷裂帶東段在距今5ka甚至5ka以后還有古地震事件發(fā)生（王峰等，2002；Xu等，2005）。三危山斷裂作為青藏高原北緣阿爾金斷裂帶東段的重要組成部分，其晚更新世以來是否存在活動、活動性質(zhì)如何，以及是否也發(fā)生過斷錯地表的古地震事件就成為急需解答的科學問題。針對以上問題，我們在三危山斷裂的東北段（曾發(fā)生過1933年51/4級地震的段落），即十工口子西-雙塔段開展了探槽研究，尋找該斷裂段上晚更新世以來發(fā)生古地震事件的證據(jù)。

1　三危山斷裂概述

三危山斷裂位于青藏高原北緣，西起西水溝，向東經(jīng)樹溝子、蘆草溝、十工口子和安西，東端至雙塔水庫附近斷裂跡象仍然清晰。斷裂長約150km，走向65°，傾向以南東為主，傾角50°—70°，衛(wèi)片上線性影像清晰。

根據(jù)斷裂的幾何展布方式，可將斷裂分為三段：西水溝-樹溝子段（Ⅰ），長約35km；樹溝子-十工口子西段（Ⅱ），長約65km；十工口子西-雙塔段（Ⅲ），長約44km。3條斷裂段在平面上呈左階或右階排列（圖2）。本文的研究區(qū)域集中在東北段，即十工口子西-雙塔段。

圖1　青藏高原北緣主要斷裂及5.0級以上地震分布圖Fig.1　The distribution of faults and earthquakes（M≥5.0）in the north of Tibetan Plateau region

圖2　探槽開挖地點和周邊地貌特征Fig.2　Trench site locations and the landform surrounding the sites

2　三危山山前地貌分析

三危山山前主要分布兩期沖洪積扇，新沖洪積扇稱為Fan1，老沖洪積扇稱為Fan2（圖3）。沿斷裂規(guī)模較大的新沖洪積扇（Fan1），形態(tài)上呈狹長狀，扇面在衛(wèi)片上呈灰褐色，扇的頂部和中部切割老的洪積扇（Fan2），而下部則覆蓋于Fan2扇面上，主要以全新統(tǒng)砂礫石堆積為主。而規(guī)模較小的新沖洪積扇為位于山前的小型沖出錐，這些沖出錐零星地分布于Fan2之間，在衛(wèi)片上呈黑褐色，以片巖、片麻巖礫石為主。老沖洪積扇Fan2主要分布于山前沖溝的兩側(cè)，被沖溝侵蝕、切割破壞，形成沖溝兩側(cè)的T2階地，在衛(wèi)片上扇體呈灰白色，主要由晚更新世砂礫石層組成（圖3）。文中布設的3個探槽均位于Fan2沖洪積扇上，為了更好地揭示探槽周邊的地貌，僅對SWSTC-01和SWSTC-02探槽周邊的地貌進行了解譯，SWSTC-03周邊的地貌與圖3類似。斷裂通過的部分小紋溝和山脊被斷裂左旋錯斷，這些證據(jù)已另文發(fā)表，這里不再贅述。

3　古地震事件分析

沿十工口子西-雙塔段共開挖三個探槽（圖2a）。其中，在十工口子附近開挖了兩個探槽（野外編號為SWSTC-01和SWSTC-02），斷層三角面沿山前線性分布（圖2b，圖3）。斷裂的南東盤為敦煌群黑色片巖、片麻巖，受斷裂活動影響，片巖、片麻巖十分破碎，局部覆蓋風積黃土。斷裂北西盤為晚更新世沖、洪積砂礫石層，局部有全新世沖、洪積砂礫石層。探槽SWSTC-03開挖于十工農(nóng)場五站處，該處地貌上同樣表現(xiàn)出明顯的斷層三角面（圖2c）。斷裂構(gòu)成敦煌群片巖、片麻巖和戈壁礫石層的界線。

探槽中古地震的識別標志主要包括斷錯地層、褶皺地層、崩積楔、構(gòu)造楔和沙土液化等（Wallace，1977；Bucknam等，1979；Swan等，1980；Hanks，1984；Wesnousky等，1991；Deng等，1996；Otayoko等，1996；Bull，1996；Cowan等，1996；冉勇康等，1999）。冉勇康等（2012a，b；2014a，b）針對走滑斷裂、正斷裂和逆斷裂的破裂特征、探槽開挖點、古地震事件識別和樣品測年等進行了詳細的論述。本文中的古地震識別主要基于斷層與地層之間的切蓋關系，以及坎前堆積等構(gòu)造變形和堆積特征。

圖3　探槽（SWSTC-01和SWSTC-02）周邊地貌（圖像來源于Google Earth）Fig.3　The landform surrounding the trench（SWSTC-01 and SWSTC-02）sites（top image is from Google Earth）

3.1探槽揭露的古地震事件分析

3.1.1十工口子東探槽（SWSTC-01）

探槽開挖于一條大溝東側(cè)的T2階地（Fan2扇面）上（位置見圖2a），長約10m，深2—3m。探槽北東壁共揭露出6套地層，自下而上，由老到新分別標記為U1—U6（圖4）：

圖4　探槽SWSTC-01東北壁拼圖和解譯圖Fig.4　The northeast profile and the interpretation of trench No.SWSTC-01

U1：灰褐色敦煌群黑云鉀長片麻巖，受構(gòu)造擠壓，片理化強烈。

U2-1：灰白、褐黑色斷層破碎帶，帶內(nèi)構(gòu)造角礫巖主要由片巖、片麻巖組成，在擠壓研磨作用下，破碎強烈?？拷麱2和F3斷面，片巖、片麻巖角礫長軸與斷層面小角度相交。F2 和F3斷面之間的斷層破碎帶寬30—50cm，帶內(nèi)有F2的伴生斷層分布。

U2-2：灰白、土黃色、紅色破碎帶，帶內(nèi)主要由中細粒砂、角礫巖和斷層泥組成。其中，中細粒砂的粒徑在0.5—1mm，角礫巖由片巖、片麻巖組成，有輕微膠結(jié)，在擠壓研磨作用下，呈灰白色。破碎帶寬0.5—1.7m。

U3：中更新世黑褐色、土黃色礫石、細砂層。礫石為片巖、片麻巖，直徑1—2cm。在靠近F1處，局部礫石層被拖拽，產(chǎn)生彎曲，該層揭露出的厚度約1—1.2m。砂礫石層傾向北西，傾角30°左右。其下部的中細砂樣品電子自旋共振（ESR）測年結(jié)果為距今（258±31）ka。

U4：中、晚更新世土黃色礫石、細砂層。不整合于層U3之上，礫石層呈近水平分布，礫石以片巖、片麻巖為主，層內(nèi)夾有厚約5—20cm的細砂透鏡體。

U5-1：灰黃色、厚約10—20cm的細砂透鏡體。推斷該透鏡體是在F1斷層發(fā)生錯動后地表形成斷層陡坎，風積砂層堆積于坎前形成的。其中，細砂樣品的光釋光（OSL）測年結(jié)果為（53.0±4.1）kaBP。

U5-2：晚更新世黑褐色沖洪積礫石層，礫石為敦煌群片巖、片麻巖，直徑在0.5—3cm，存在明顯的層理，礫石的扁平面基本呈水平排布。礫石層內(nèi)存在兩個較大的細砂透鏡體，長約60cm，厚約20—30cm。此外，礫石層間發(fā)育若干條白色鹽堿質(zhì)條帶，長從30cm到50cm不等，寬約5—10cm。該層厚約15—25cm。

U5-3：灰黃色晚更新世細砂堆積楔，楔體最厚處約20cm。

U6：全新世灰黃、灰褐色沖洪積砂、礫石層，礫石為敦煌群片巖、片麻巖，呈扁平狀，磨圓差，直徑在3—5cm，無明顯層理，厚約2—5cm。

探槽內(nèi)揭露出3條斷層，分別為F1、F2和F3。其中，F(xiàn)1構(gòu)成層U2-2和U3、U4的界線，被層U5-1覆蓋；F2構(gòu)成層U2-2、U5-2和層U2-1的界線，且在層U2-1內(nèi)存在3條伴生斷層，被層U5-3覆蓋；F3構(gòu)成層U5-3、U2-1和U1的界線，被層U6覆蓋。上述斷層呈正花狀構(gòu)造分布，顯示出斷層具有逆走滑運動性質(zhì)。根據(jù)斷層與不同地層的切割關系，探槽共揭露了3次古地震事件，具體表述如下：

事件Ⅰ：斷層F1逆沖走滑運動，導致破碎帶U2-2逆沖于層U3和U4之上。本次運動可能在斷層F1附近形成斷層陡坎，接著在該處堆積了一層風積細砂。伴隨之后的剝蝕、新地層的堆積形成了現(xiàn)今觀察到的細砂透鏡體（層U5-1）。同時，本次事件還導致U3層礫石層向北西傾斜。層U5-1內(nèi)一個細砂樣品的光釋光測年（OSL）結(jié)果為（53.0±4.1）kaBP，層U3下部中砂樣品的電子自旋共振測年（ESR）結(jié)果為（258±31）kaBP。因此，本次事件發(fā)生的時間應在距今5.3萬年之前。

事件Ⅱ：斷層F2及伴生斷層逆沖走滑運動，F(xiàn)2錯斷破碎帶U2，并使U2-2部分逆沖于U5-2之上，之后位于斷層上升盤部分的U5-2地層被剝蝕殆盡，僅在斷層下降盤尚有存留。之后與事件Ⅰ類似，在斷層附近形成風積細砂透鏡體（層U5-3）。層U5-3內(nèi)兩個細砂樣品的光釋光測年（OSL）結(jié)果分別為（39.37±3.35）kaBP和（40.6±2.2）kaBP。因此，將本次事件發(fā)生的時間限制在距今約4萬年以前，5.3萬年之后。

事件Ⅲ：斷層F3逆沖走滑運動，導致層U1逆沖于破碎帶U2-1之上，并切割細砂層U5-3，之后被層U6覆蓋。伴隨著本次事件，U2-1內(nèi)靠近斷層面的角礫發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)，其長軸與斷層面近平行。位于斷層上升盤的部分U5-3地層被剝蝕殆盡，而位于斷層下降盤的部分得以保留。因此，本次事件發(fā)生的時間被限制在距今約4萬年以后。

3.1.2十工口子東探槽（SWSTC-02）

探槽長約12m，深1—3m。探槽北東壁共出露6套地層，自下而上，由老到新分別標記為U1—U5（圖5）：

U1：灰褐色敦煌群黑云鉀長片麻巖，受構(gòu)造擠壓，片理化強烈。

U2-1：灰白色、灰褐色斷層破碎帶，帶內(nèi)的片巖、片麻巖在強烈的擠壓和研磨作用下，局部膠結(jié)，該層寬50—70cm。

U2-2：磚紅色斷層泥，有油脂光澤，該層寬20—30cm。

U2-3：斷層破碎帶，帶內(nèi)角礫為敦煌群片巖、片麻巖。角礫在強烈的擠壓作用下，表現(xiàn)出明顯的揉皺現(xiàn)象，靠近F1與F2斷面的礫石，其長軸排列方向與斷層面近平行。位于F1 與F2斷面間的斷層角礫局部出現(xiàn)揉皺，甚至旋轉(zhuǎn)。在該層下部發(fā)育磚紅色斷層泥，寬約15—20cm。

圖5　探槽SWSTC-02東北壁拼圖和解譯圖Fig.5　The northeast profile and the interpretation of trench No.SWSTC-02

U3：中更新世礫石層，礫石主要為褐黑色片巖、片麻巖，層內(nèi)夾有數(shù)條長約50cm，厚約5—10cm的粗砂透鏡體。礫石的長軸近水平，表現(xiàn)出一定的水平層理，礫石直徑從5—50mm不等。

U4-1：層U4底部的灰黃色細砂透鏡體，厚10—30cm。細砂樣品電子自旋共振（ESR）測年結(jié)果為距今（625±75）kaBP，光釋光（OSL）測年結(jié)果為（＞100）kaBP。

U4-2：晚更新世褐黑色礫石層，礫石為片巖、片麻巖，礫石的長軸近水平，表現(xiàn)出明顯的水平層理，礫石直徑從3—50mm不等。位于F1左側(cè)的該層厚1.5—2.4m，位于F2右側(cè)的該礫石層厚僅有0.3—0.4m。

U4-3：層U4-2內(nèi)部的灰黃色細砂透鏡體，厚約10cm。光釋光（OSL）樣品的測年結(jié)果為（40.86±3.47）kaBP。

U5：全新世灰黃色沖、洪積細砂層，層內(nèi)偶夾直徑約2—3cm的褐黑色礫石。層厚在5—7cm。

探槽內(nèi)共揭露出3條斷裂，分別為F1、F2和F3。其中，F(xiàn)1和F2的上部均出現(xiàn)分支，F(xiàn)1存在兩條重要分支斷層，為F1-1和F1-2。F1構(gòu)成層U3、U4和U2-3的界線，被層U5覆蓋，分支F1-1切穿U3頂部，被層U4-1覆蓋；F1-2切過層U4-2中部，被其中的細砂透鏡體U4-3覆蓋。F2構(gòu)成層U2-3與層U2-2、U4-2的界線，被層U5覆蓋。F3構(gòu)成層U1和U2-1的界線，被層U4-2覆蓋。以上斷層呈正花狀構(gòu)造分布。根據(jù)斷層與地層切割關系，探槽內(nèi)揭露出3次古地震事件，具體表述如下：

事件Ⅰ：斷層F1逆沖走滑運動，并向上延伸出分支斷層F1-1。事件導致U3內(nèi)位于斷層上升盤的地層被抬升，隨后被剝蝕殆盡，之后在F1附近的槽谷內(nèi)堆積一個風積細砂層。在層U4-1內(nèi)取一個細砂樣和中砂樣進行光釋光（OSL）和電子自旋共振（ESR）測年，結(jié)果分別為（＞100）kaBP和（625±75）kaBP。以上結(jié)果無法很好地確定地層的沉積時間，但與探槽SWSTC-01和SWSTC-03中對應地層的測年結(jié)果對比，可知該地層底部的年齡為53.0kaBP。故本次事件的發(fā)生的時間被限制在約5.3萬年之前。此次事件中，斷層F3也可能發(fā)生錯動，之后被U4-2層覆蓋。

事件Ⅱ：斷層F1逆沖走滑運動，并向上延伸出分支斷層F1-2，F(xiàn)1-2斷層錯斷U4-2中下部，被U4-2層中的U4-3透鏡體覆蓋。F2可能也參與了本次事件。層U4-3內(nèi)細砂樣的光釋光（OSL）測年結(jié)果為（40.86±3.47）kaBP，因此，本次事件被限制在距今約4萬年之前，5.3萬年之后。

事件Ⅲ：F1和F2斷層運動，該次事件導致以上兩條斷層間的破碎帶U2-3從整個破碎帶U2中脫離，被單獨擠出。位于U2-3上部的U4-2地層被剝蝕殆盡，隨后被層U5覆蓋。斷層錯斷了U4-3砂層透鏡體以上的U4-2斷層，本次事件發(fā)生的年代應為距今4萬年前之后。

3.1.3十工農(nóng)場五站探槽（SWSTC-03）

探槽位于十工農(nóng)場五站南約3km處，開挖于大溝東側(cè)的T2階地，長約13m，深2—3m。探槽北東壁共出露6套地層，自下而上，由老到新分別標記為U1—U6（圖6）：

U1：灰褐色敦煌群黑云鉀長片麻巖，受構(gòu)造擠壓強烈片理化。

U2：灰白、灰褐色破碎帶，帶內(nèi)發(fā)育F1的2條伴生斷層。在強烈的擠壓作用下，層內(nèi)的斷層角礫表現(xiàn)出明顯的揉皺現(xiàn)象，靠近F2和2條伴生斷層的斷層角礫出現(xiàn)明顯的旋轉(zhuǎn)，其長軸方向與斷面近平行。該層寬50cm左右。

U3：中更新世沖、洪積黑褐色礫石層，礫石的磨圓度差，層理明顯。在靠近F1斷層附近，礫石層出現(xiàn)明顯的彎曲現(xiàn)象，呈波浪狀，說明F1斷層的逆沖走滑活動影響了該層內(nèi)礫石層的排列。該層厚約20—60cm。

U4-1：層U4底部的土黃色細砂透鏡體，厚約15cm。光釋光（OSL）樣品的測年結(jié)果為（56.45±4.8）kaBP。

U4-2：晚更新世沖洪積中—細砂礫石層。礫石磨圓度差，扁平面水平或近水平，礫石層具明顯的水平層理，但在靠近F2處，礫石的排列被擾動，部分礫石長軸平行F2斷面排列。該層厚90—140cm。

U5-1：全新世灰黃、褐黑色沖洪積細砂礫石層。礫石磨圓度差，扁平面近水平，礫石層近水平或波浪狀排列。在靠近F2處，礫石層被F2拖拽，部分礫石長軸平行F2斷面排列。層內(nèi)夾有長30—150cm不等，厚20—40cm的砂層透鏡體。該層厚90—140cm。

圖6　探槽SWSTC-03東北壁拼圖和解譯圖Fig.6　T he northeast profile and the interpretation of trench No.SWSTC-03

U5-2：層U5中部靠右側(cè)的細砂透鏡體，最厚處約40cm。光釋光（OSL）樣品的測年結(jié)果為（7.42±0.63）kaBP。

U6-1：層U6底部厚約5cm左右的細砂透鏡體。光釋光（OSL）樣品的測年結(jié)果為（2.47±0.21）kaBP。

U6-2：全新世灰黃、褐黑色沖洪積細砂礫石層，礫石磨圓度差，礫石排列雜亂。該層最厚處約70cm。

探槽內(nèi)共揭露出2條斷層F1和F2。其中，F(xiàn)1構(gòu)成層U2和U3的界線，且在層U2內(nèi)分布有2條伴生斷層，被層U4-1覆蓋；F2構(gòu)成層U2、U4-2、U5和層U1的界線，被層U6-1 和U6-2覆蓋。根據(jù)斷層與地層切割關系，探槽內(nèi)揭露出2次古地震事件，具體表述如下：

事件Ⅰ：F1和其伴生斷層的逆沖走滑運動。本次事件導致斷層破碎帶U2直接逆沖于層U3之上，使U3內(nèi)原具有近水平層理的砂礫石層出現(xiàn)明顯的彎曲變形，之后位于斷層上升盤的U3地層被剝蝕殆盡。F1和伴生斷層被U4-1和U4-2細砂、砂礫石層覆蓋。伴隨本次事件，F(xiàn)1的伴生斷層切割破碎帶U2，其附近的角礫發(fā)生旋轉(zhuǎn)，長軸與斷層面近平行。在細砂層U4-1內(nèi)最厚處采集的光釋光測年（OSL）樣品，測試結(jié)果為（56.45±4.80）kaBP。由此，可將本次事件發(fā)生的時間限制在距今約5.6萬年前。

事件Ⅱ：F2逆沖走滑運動。伴隨本次事件，層U4-2和U5-1內(nèi)位于F2附近的礫石層均發(fā)生不同程度的彎曲現(xiàn)象，靠近F2的礫石也出現(xiàn)明顯旋轉(zhuǎn)，長軸與斷面近平行。F2斷層切割U5層（包含U5-1和U5-2）被U6層（包含U6-1和U6-2）覆蓋，在細砂層U5-2和覆蓋于F2斷層上的細砂層U6-1內(nèi)各取一個光釋光測年（OSL）樣品，測年結(jié)果分別為（7.42±0.63）kaBP和（2.47±0.21）kaBP。因此，將該次事件發(fā)生的事件上下限分別定為距今2.47ka和7.42ka。

3.2斷層段上古地震事件年代的限定

古地震事件主要靠地質(zhì)記錄來保存。然而，當一次古地震發(fā)生后，沿斷裂不同位置的破裂痕跡可能遭到不同程度的破壞，甚至被完全剝蝕。此外，在古地震發(fā)生前后，不同地點剝蝕和沉積環(huán)境的區(qū)別，也導致作為限定事件上下限的地層年齡出現(xiàn)差異。因此，為了更加合理、準確地厘定古地震發(fā)生的時間區(qū)間，本文采用逐次限定法（毛鳳英等，1995）來確定古地震事件的發(fā)生年代。綜合對比上述三個探槽的研究結(jié)果，可確定在三危山活動斷裂東北段（十工口子西-雙塔）記錄了三次古地震事件，距今由遠至近分別稱為事件E1、E2和E3（圖7）。

事件E1：該次事件在三個探槽均有揭露。在探槽SWSTC-01、SWSTC-02和SWSTC-03表現(xiàn)為類似的斷錯過程，即位于斷層一側(cè)的破碎帶直接逆沖于中更新世的礫石層之上，位于斷層上盤的礫石層被剝蝕殆盡，而在斷層陡坎附近的凹槽中沉積了一層風積細砂。在斷層上覆的細砂層內(nèi)共采集了3個光釋光測年（OSL）樣品，結(jié)果分別為（53.0±4.1）kaBP、（56.45±4.80）kaBP和（＞100）kaBP。綜合對比，采用較年輕的樣品年齡作為本次事件發(fā)生的時間上限（冉勇康等，2014b），因此將本次事件發(fā)生的時間限定在距今約5.3萬年之前?？紤]到三危山斷裂位于中國西北地區(qū)，除夏季之外，一年之中的其它時間風沙作用強烈，斷層陡坎坡腳形成的局部洼地往往成為風沙堆積的理想場所。因此，我們認為在時間E1發(fā)生后，在其形成的斷層陡坎處很快堆積了如探槽SWSTC-01、SWSTC-02和SWSTC-03中的U5-1、U4-1細砂透鏡體，古地震的發(fā)生年代為距今5.3萬年之前，但十分接近距今5.3萬年。

事件E2：該次事件在探槽SWSTC-01和SWSTC-02有揭露。該次事件的斷錯過程與事件E1相似。在探槽SWSTC-01中，斷層上覆的細砂層內(nèi)共采集了2個光釋光測年（OSL）樣品，結(jié)果分別為（39.37±3.35）kaBP和（40.6±2.2）kaBP。在探槽SWSTC-02中，距今（40.86±3.47）kaBP的砂層透鏡體未被錯斷。因此，將該次事件發(fā)生的時間限定在距今約4萬年之前，5.3萬年之后，更接近4萬年。

圖7　三危山斷裂東北段古地震事件對比分析圖Fig.7　Paleo-earthquake events along the northeastern segment of Sanweishan fault

事件E3：該次事件在三個探槽均有揭露。在探槽SWSTC-01和SWSTC-03表現(xiàn)為類似的斷錯過程，即在靠近敦煌群片巖、片麻巖的斷層逆沖錯斷晚更新世、全新世的細砂堆積楔，隨后被全新世晚期砂礫石層覆蓋。在探槽SWSTC-02內(nèi)，斷層F1和F2向上延伸至探槽頂部處，擴展為兩條分支，隨后被砂礫石層覆蓋。在探槽SWSTC-01和SWSTC-02內(nèi)無法獲得良好的測年樣品來限定本次事件，故主要依靠探槽SWSTC-03內(nèi)的樣品。在斷層切割和覆蓋的細砂層內(nèi)各取一個光釋光測年（OSL）樣品，結(jié)果分別為（7.42±0.63）kaBP和（2.47±0.21）kaBP，故將該次事件發(fā)生的時間限定在距今2.47—7.42ka之間。

綜上所述，三危山活動斷裂十工口子西-雙塔段上的三個探槽中共揭露了3次古地震事件，事件E1在約距今5.3萬年前，但接近5.3萬年；事件E2發(fā)生在距今約4萬年之前，5.3萬年之后，更接近4萬年；事件E3發(fā)生在距今2.47—7.42ka之間（圖7）。以上事件的時間間隔在萬年，甚至幾萬年以上，無法確定古地震事件的重復間隔，主要原因在于研究區(qū)處于干旱地區(qū)，常年的降雨量不足50mm（敦煌氣象監(jiān)測站資料，1952—2013年），河流、沖溝只有在爆發(fā)大洪水的時段才有間歇性流水，造成山前晚第四紀地層的沉積不連續(xù)，導致對古地震的記錄不完整。但可以確定的是在晚更新世中晚期和全新世，在該斷裂段上確實有破裂地表的古地震事件發(fā)生。

4　初步認識與討論

（1）在三危山斷裂的東北段（十工口子西-雙塔段）開挖三個探槽，揭露出3次古地震事件，由老到新分別稱為事件E1、E2和E3。其中事件E1發(fā)生在距今約53ka之前，但接近53ka，事件E2發(fā)生于距今約40ka之前，53ka之后，更接近40ka。最新的事件E3發(fā)生在距今7.42—2.47ka。

（2）開挖探槽的3個地點晚更新世以來地層沉積不連續(xù)，或地層沉積之后發(fā)生了侵蝕作用，從而導致探槽內(nèi)揭露的古地震事件嚴重缺失。據(jù)Ran等（2013）研究，位于青藏高原東緣的龍門山斷裂帶古地震復發(fā)間隔為3000年。青藏高原東北緣海原斷裂帶上的古地震叢集現(xiàn)象明顯，第Ⅰ叢集期在距今4600—6300a期間，第Ⅱ叢集期發(fā)生在距今1000—2800a期間（張培震等，2003）。河套盆地北緣大青山山前斷裂帶上的古地震平均復發(fā)間隔在2289—2948年（冉勇康等，2003），色爾騰山山前斷裂上的古地震復發(fā)間隔約為4300—4400年（楊曉平等，2003）。天山北麓獨山子—安集海斷裂帶上的古地震復發(fā)間隔在平靜期為4000—5000年，活躍期為約1500年（毛鳳英等，1995；楊曉平等，2011），瑪納斯斷裂帶上的古地震復發(fā)間隔為5000—6000年（鄧起東等，1994）。對比這些中國大陸內(nèi)部活動斷裂帶上古地震的復發(fā)間隔，特別是同位于青藏高原周邊活動斷裂上的古地震復發(fā)特征，三危山活動斷裂上已揭示出的古地震事件之間的間隔明顯大于其他斷裂上的古地震復發(fā)間隔。究其原因，一方面可能是探槽中揭露的古地震事件不完整；另一方面，也可能由于三危山活動斷裂東北段上的古地震復發(fā)間隔本身較長。然而僅依據(jù)目前獲得的資料還不能回答這個問題。

致謝：謹以此文紀念不幸離去的陳獻程老師，他在三危山斷裂活動性調(diào)查中做出了不可忽視的貢獻。黃雄南副研究員和李勝強碩士參加了野外工作，王昌盛助工對光釋光樣品進行了測年工作，這里一并感謝。

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Paleo-earthquake Events along Northeastern Segment of the Sanweishan Mountain Fault，Northern Tibetan Plateau

Yun long1）Yang Xiaoping2）Wang Ju1）Song Fangmin2）and Chen Xiancheng2）
1）Key Laboratory on Geological Disposal of High-level Radioactive Waste，Beijing Research Institute of Uranium Geology，CNNC，Beijing 100029，China
2）Key Laboratory of Active Tectonics，Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China

The Sanweishan Mountain fault，located in the north of Tibetan Plateau，is an important branch of Altyn Tagh fault.For providing the basic information to understand the regulation of seismic activity roundly in the north of Tibetan Plateau，we focus on the activity characteristic since late Pleistocene of Sanweishan Mountain fault.The remote sensing data，field investigation and trenches measurement along the northeastern segment（South of Shigongkouzi-Shuangta）on piedmont fault of Sanweishan Mountain.Meanwhile，we analyze paleo-earthquake events using the relationship between faults，stratums，and wedge-shaped deposit，dating some accumulation samples for related to fault activity，and confining the occurred time of paleo-earthquake events by progressive constraining method.The results show that three paleo-earthquake events have occurred along the northeastern segment of Sanweishan Mountain fault since late Pleistocene.The oldest event E1 occurred before about 53ka B.P.，and the second event E2 occurred between 53ka and 40ka B.P.，and the latest event E3 occurred between 7.42ka and 2.47ka B.P.The depositional discontinuity of stratums，or erosion after stratums deposited around the trench site since the late Pleistocene，lead to the serious lack of paleo-earthquake event record，but it is for sure that paleo-earthquake events，which ruptured surface，occurred along the northeastern segment of Sanweishan Mountain fault during mid-late Pleistocene and Holocene.

Paleo-earthquake event；Sanweishan Mountain fault；Altyn Tagh fault；Northern Tibetan Plateau

國家自然科學基金項目（41572195），核設施退役及放射性廢物治理專項項目（科工二司［2014］305號）聯(lián)合資助

2015-11-26

云龍，男，生于1985年。博士，工程師。主要研究方向：高放廢物地質(zhì)處置庫選址和地殼穩(wěn)定性分析。Email：yunl1985@126.com