吳富峣　冉勇康　陳立春　李　安

1)中國地震局地質(zhì)研究所、活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京　100029　2)中國地震局地殼應(yīng)力研究所、北京　100085　3)中國地震局地質(zhì)研究所、地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京　100029

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東天山三條地震地表破裂帶的展布及其與兩次歷史地震的關(guān)系

吳富峣1)冉勇康1，3)*陳立春1)李安1，2)

1)中國地震局地質(zhì)研究所、活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京1000292)中國地震局地殼應(yīng)力研究所、北京1000853)中國地震局地質(zhì)研究所、地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京100029

東天山巴里坤歷史地震地震震中地表破裂帶震級

0　引言

中國東部歷史地震記錄長、信息豐富；西部歷史地震記錄相對來說比較缺乏、確定性較低、多次大地震的發(fā)震斷裂和地表破裂帶都存在爭議(鄧起東等、2003；馮希杰等、2005)。東天山巴里坤地區(qū)記錄了1842年和1914年2次7級以上的大地震(顧功敘、1983；新疆維吾爾自治區(qū)地震局、1985)、但關(guān)于這2次歷史地震發(fā)震構(gòu)造的判定仍然存在爭議。 楊章等(1987)通過野外地質(zhì)調(diào)查將1842年歷史地震發(fā)震斷裂定位在巴里坤盆地南緣斷裂上、并認(rèn)為地表破裂帶位于巴里坤盆地中部縣城南一帶、但馮先岳等(1997)通過地質(zhì)地貌對比認(rèn)為1842年地震的發(fā)震斷裂位于堿泉子-洛包泉斷裂帶的東段——巴里坤盆地南緣斷裂上、地表破裂帶位于巴里坤盆地西側(cè)雄庫爾一帶；同時(shí)將1914年地震發(fā)震斷裂定位在堿泉子-洛包泉斷裂帶的西段上、地表破裂帶位于鄯善北塔孜布拉克一帶、至今關(guān)于這2次地震的發(fā)震構(gòu)造仍然沒有得到一致的認(rèn)定。

事實(shí)上要判定這2次歷史地震的發(fā)震構(gòu)造、巴里坤乃至東天山一帶斷裂構(gòu)造最新活動(dòng)的時(shí)間是重要的證據(jù)之一。本文擬通過野外地質(zhì)考察、區(qū)域斷裂活動(dòng)性分析對比、結(jié)合歷史文獻(xiàn)記載、對這2次歷史地震的發(fā)震構(gòu)造、震級大小及其相關(guān)的地表破裂帶進(jìn)行分析和討論。

1　構(gòu)造背景與主要斷裂活動(dòng)性

天山山脈呈近EW向橫亙于中亞地區(qū)、是漸新世以來因歐亞大陸與印度板塊碰撞而復(fù)活的古老造山帶(Molnaretal.、1975；Tapponnieretal.、1979；Sobeletal.、1997)、也是山體規(guī)模最大和地震活動(dòng)性最強(qiáng)的板內(nèi)造山帶之一(Monlaretal.、1984)。東天山泛指烏魯木齊以東的天山山脈、包括博格達(dá)山、巴里坤山和哈爾尼克山、總體走向近EW、東與蒙古戈壁阿爾泰山脈相接、北連阿爾泰山脈、南以逆沖斷裂與吐哈盆地交界、山間發(fā)育一系列新生代盆地(圖1)、是中亞現(xiàn)今地質(zhì)構(gòu)造的研究熱點(diǎn)區(qū)域之一(Cunninghametal.、1996、2003；Ritzetal.、2003)。吐魯番哈密地區(qū)現(xiàn)今地震活動(dòng)水平整體上相對較低(馮先岳等、1994；李瑩甄等、2001)、形變速率相對于西部天山來說較小。現(xiàn)今宏觀變形以SN向的縮短為主、變形速率為(6±3)mm/a(Abdrakhmatovetal.、1996)；相對于穩(wěn)定的西伯利亞地塊、GPS運(yùn)動(dòng)矢量指向NE、速率在 5mm/a左右(Liuetal.、2007)。

圖1　東天山及其附近地區(qū)的構(gòu)造格架和主要活動(dòng)斷裂分布Fig. 1　Tectonic frame and active faults distribution of Eastern Tianshan and adjacent area.白線為活動(dòng)斷裂和活動(dòng)褶皺、白線上的粗黑線為地表破裂帶：SP1塔孜布拉克破裂帶、SP2雄庫爾破裂帶、SP3鹽池破裂帶；F1哈密盆地北緣斷裂、F2-1堿泉子-洛包泉斷裂、F2-2巴里坤盆地南緣斷裂、F3巴里坤盆地北緣斷裂、F4伊吾盆地南緣斷裂

東天山發(fā)育一系列活動(dòng)斷裂、控制著現(xiàn)今地形地貌的發(fā)育(圖1)、這些盆山邊界斷裂的活動(dòng)是東天山現(xiàn)今活動(dòng)構(gòu)造變形主要釋放方式。博格達(dá)山前緣的吐魯番盆地內(nèi)發(fā)育一系列斷層相關(guān)褶皺(鄧起東等、2000)；東部的哈密盆地北緣斷裂為基底卷入型斷裂、沿山前不連續(xù)發(fā)育陡坎和反向陡坎、錯(cuò)斷的晚更新世和全新世沖洪積扇地貌面年齡分別為 (15 230±1,370)a和 (7 730±920)a(柏美祥等、1999)、在最新的河流階地上并未發(fā)現(xiàn)斷層斷錯(cuò)地層的現(xiàn)象。區(qū)域上山間盆地的發(fā)育主要受到堿泉子-洛包泉斷裂帶、伊吾盆地南緣斷裂、巴里坤盆地南緣斷裂以及巴里坤盆地北緣斷裂的控制；這些斷裂在衛(wèi)星圖片和DEM影像上線性清晰、斷裂活動(dòng)以逆沖運(yùn)動(dòng)為主、局部可見明顯的水平運(yùn)動(dòng)特征。廣義上的堿泉子-洛包泉斷裂帶包括西段的堿泉子-洛包泉斷裂和東段的巴里坤盆地南緣斷裂(江娃利等、1993；荊鳳等、2009)、斷裂西段的運(yùn)動(dòng)方式以水平運(yùn)動(dòng)為主要特征、沿?cái)嗔寻l(fā)育一系列拉分盆地、左旋位錯(cuò)了一系列第四紀(jì)沖溝、切割了晚第四紀(jì)最新扇體。 東段自雄庫爾往東進(jìn)入巴里坤盆地、變形方式以逆沖為主、陡坎不連續(xù)、有大量斷層三角面。巴里坤盆地北緣斷裂活動(dòng)性不強(qiáng)、活動(dòng)方式以逆走滑為主、位錯(cuò)了早中更新世地層*國家地震局地殼應(yīng)力研究所、新疆維吾爾自治區(qū)地震局、1993、新疆鄯善地區(qū)油田場址地震基本烈度復(fù)核研究報(bào)告。。伊吾盆地南緣斷裂上發(fā)育多級高陡坎、盆地內(nèi)部低漫灘上可見小陡坎、變形方式以逆沖運(yùn)動(dòng)為主、往東與戈壁天山斷裂系(GTSFS)相接(Tapponnieretal.、1979；Cunninghametal.、1996、2003)。

我們于2012—2013年在東天山地區(qū)進(jìn)行了大量的高精度衛(wèi)星圖片解譯(文中所有衛(wèi)片均下載自Google Earth)和野外工作、沿堿泉子-洛包泉斷裂帶、巴里坤盆地南緣斷裂、伊吾盆地南緣斷裂和哈密盆地北緣斷裂進(jìn)行了詳細(xì)勘察和對比研究、發(fā)現(xiàn)堿泉子-洛包泉斷裂帶在鄯善北塔孜布拉克發(fā)育地表破裂帶、巴里坤盆地南緣斷裂在雄庫爾一帶發(fā)育地表破裂帶、而伊吾盆地南緣斷裂在鹽池一帶發(fā)育明顯的斷層陡坎和地表破裂帶(圖1)。與區(qū)域上別的活動(dòng)斷裂相比、這些斷裂上發(fā)育的地表破裂帶和陡坎切割的扇體與地層更新、與歷史記載的2次歷史地震的空間分布更為接近、可能與東天山2次歷史地震有更直接的聯(lián)系。

2　東天山地區(qū)2次歷史地震的文字記錄

歷史文字記錄是歷史地震研究的重要參考資料。東天山地區(qū)的巴里坤、哈密、鄯善、吐魯番和七角井等地都是漢代建立的古城、伊吾縣城從清代乾隆年間開始也已經(jīng)初具規(guī)模、這些地區(qū)關(guān)于2次歷史地震的文字記錄有較高的參考價(jià)值?，F(xiàn)將東天山區(qū)域內(nèi)記載的2次7級及以上破壞性強(qiáng)震的歷史文獻(xiàn)記載情況簡述如下(顧功敘等、1983；新疆維吾爾自治區(qū)地震局、1985)。

巴里坤：滿漢二城城垣大半倒塌、雉喋墜落無存。文武官府、兵民房屋、倉庫、監(jiān)獄、廟宇等均倒塌、尚存一二也皆歪斜損壞。兵民老幼均棲息室外。官衙、民房共倒塌5,463間。漢滿二城共壓死37人、傷68人。鄉(xiāng)鎮(zhèn)壓死27人、壓傷39人。城內(nèi)受災(zāi)較四鄉(xiāng)尤重。

哈密：傾倒民舍墻垣、傷人甚多。

震中烈度達(dá)Ⅸ度(圖2)。

圖2　1842年巴里坤附近的地震等震線(顧功敘等、1983)Fig. 2　Meizoseismal map of 1842 Balikun historical earthquake(after GU Gong-xu et al.、1983).黑色小方框部分為雄庫爾地表破裂帶(馮先岳、1997)

巴里坤：土城墻雉堞震倒、土擱梁房亦有倒塌、砸死1人。西南部的長流水和三道溝等處發(fā)生山崩、巨石墜落。

哈密：城內(nèi)老舊房屋有倒塌者、三堡、二堡老舊房墻倒塌、新房墻壁有的裂縫、三堡上城墻倒塌。北部山區(qū)發(fā)生崩塌滑坡；二堡未加固的坎兒井壁震塌、堵塞水道。天山公社老舊房倒塌、墻壁裂縫、山崖塌、巨石滾落。

奇臺(tái)：年久失修的一處土圍墻倒塌。

鄯善：城內(nèi)個(gè)別土墻倒塌。

吐魯番：葡萄溝、牙爾湖不堅(jiān)固的房墻有倒塌者。

震中烈度>Ⅷ(圖3)。

圖3　1914年巴里坤附近的歷史地震等震線(顧功敘等、1983)Fig. 3　Meizoseismal map of the 1914 historical earthquake near Balikun(after GU Gong-xu et al.、1983).左側(cè)黑色小方框部分為塔孜布拉克地表破裂帶(馮先岳、1997)；右側(cè)綠色方框部分為新發(fā)現(xiàn)的鹽池地表破裂帶

從上述的文字記錄和烈度圖可以看出、2次地震的破壞都集中在東部巴里坤、哈密一帶、西邊鄯善一帶的破壞比東部輕；而位于東邊的天山山脈北部巴里坤、伊吾一帶的破壞比山脈南部的哈密一帶更嚴(yán)重。

3　地震地表破裂帶的展布特征

3.1巴里坤雄庫爾地表破裂帶

雄庫爾地表斷裂帶位于巴里坤盆地西側(cè)、在衛(wèi)星圖片上線性特征清晰、較明顯的地段長度>11km(圖4)、斷錯(cuò)最新一期的沖積扇、形成反向陡坎、斷層槽谷和沖溝位錯(cuò)等一系列構(gòu)造地貌。通過對地表破裂帶的追蹤考察、加上對破裂帶重點(diǎn)段的地形測量和探槽開挖工作、認(rèn)為巴里坤盆地西側(cè)存在地震活動(dòng)遺跡、可能與東天山的1次歷史地震有關(guān)。

圖4　巴里坤盆地雄庫爾地表破裂帶的展布Fig. 4　Xiongkuer supface rupture zone in Balikun Basin.具體位置見圖1；紅色箭頭所指為破裂帶位置

破裂帶整體呈近EW向展布在巴里坤山體和巴里坤盆地盆山交界處的雄庫爾到洛包泉一帶、往東湮滅在最新一期沖積扇中、往西則消失于基巖山體中。沿破裂帶的實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)沿?cái)鄬佑心鏇_跡象、地表可見明顯的沖溝位錯(cuò)、盆地中央的基巖山體也被斷裂左旋錯(cuò)開、一系列反向陡坎和堰塞塘顯示斷層以走滑運(yùn)動(dòng)為主(圖5)。

圖5　沿雄庫爾地表破裂帶發(fā)育的一系列構(gòu)造地貌Fig. 5　Tectonic landforms along Xiongkuer surface rupture zone.a、b為被位錯(cuò)的沖溝；c、d為地表破裂在地表形成的反向陡坎；e為被位錯(cuò)的基巖；f為沿?cái)鄬影l(fā)育的堰塞塘

在雄庫爾一帶見沖溝明顯有同步位錯(cuò)、實(shí)地地形測量的沖溝最小位錯(cuò)約為4m(圖6)、累積位錯(cuò)可達(dá)約32m(圖7)、山麓上見到擠壓脊和反向陡坎發(fā)育。垂直擠壓脊方向開挖的探槽地層剖面顯示、斷裂活動(dòng)影響到了地表。 圖8a中可見3條斷層、紅色箭頭指示斷層跡線、斷層干擾了最新堆積地層U1、頂部已達(dá)地表。 圖8b為主斷層帶、紅色箭頭指示斷層跡線、斷層頂部疑似被U1覆蓋、但U3沉積特征指示主斷層帶附近為橫向流水、斷層最新活動(dòng)痕跡可能被后期改造、根據(jù)地層的沉積特征、不能排除主斷層帶中的斷層活動(dòng)干擾到了U1。 圖8c中可見U1層位底部14C樣品測年結(jié)果為距今 (1 650±30)a、與圖8對比可發(fā)現(xiàn)斷層最新活動(dòng)在1 650 a BP之后、可能代表了1842年的地震事件。

自雄庫爾以東往巴里坤縣城南邊、可見不連續(xù)陡坎(圖9)、揭示4期地貌面、其中在T2面上有斷層活動(dòng)痕跡。剖面上見斷層頂部為砂層覆蓋、錯(cuò)斷較老的土層。在剖面東側(cè)同期T2地貌面上的土層中取14C樣品、測得年齡為 (3 110±30)a、證明斷層最后1次活動(dòng)時(shí)間是在 (3 110±30)a BP之后(圖9b)?？紤]到7級以上地震破裂帶的經(jīng)驗(yàn)長度、不能排除地表破裂帶自雄庫爾一帶延伸至此處的可能性。

3.2伊吾鹽池地表破裂帶

伊吾鹽池地表破裂帶是最新發(fā)現(xiàn)的1條地表破裂帶、它在衛(wèi)星圖片上表現(xiàn)為1個(gè)小陰影帶、可以確認(rèn)的斷層長度至少約12km、若將西側(cè)哈爾尼克山前的陡坎歸為地表破裂帶、那么總長度最少約40km。破裂帶和陡坎呈NNW向展布在哈爾尼克山山前沖積扇上(圖10)。

圖6　雄庫爾一帶的地貌衛(wèi)星圖片解譯和沖溝位錯(cuò)實(shí)測地形、具體位置見圖4Fig. 6　Interpretation of satellite image and measured cumulative gully offset along Xiongkuer(see Fig. 4 for location).

圖7　雄庫爾東一帶的地貌衛(wèi)星圖片解譯和沖溝累積位錯(cuò)實(shí)測地形、具體位置見圖4Fig. 7　Interpretation of satellite image and measured cumulative gully offset along the east of Xiongkuer(see Fig. 4 for location).

圖8　雄庫爾探槽照片、地層解釋和局部放大Fig. 8　Log of the trench across south Balikun Basin fault at Xiongkuer.U1為黑色地表現(xiàn)代土壤層；U2為淺黃色砂礫石與砂黏土層；U3為順斷層陡坎的小沖溝溝床堆積、礫石層；U4為淺白色黏土層夾水平礫石層、下部堆積了5～10cm的礫石層；U5為黃色細(xì)粒黏土層；U6為淺黃色礫石土；U7為礫石層、沿主斷裂附近見礫石定向排列；U8為淺白色礫石層、斷層抬升后殘留在探槽北側(cè)；U9為大礫石層、洪水堆積；U10為黃色細(xì)礫石層、夾黏土透鏡體、斷層抬升后僅見于探槽北側(cè)；U11為礫石層、沿?cái)鄬痈浇梢姷[石定向排列、構(gòu)造抬升后僅見于探槽北側(cè)

圖9　巴里坤縣城南一帶疑似地表破裂帶的衛(wèi)星圖片和斷層剖面Fig. 9　Satellite image and fault sketch figure in the south of Balikun County.紅色箭頭指示斷層陡坎、具體位置參考圖1；a 縣城南一帶的衛(wèi)星圖片；b 斷層帶附近地貌解譯、地貌面從新到老可分為T0、T1、T2和T3；c 斷層剖面素描圖：①礫石層、分選磨圓差、具有一定的層理、②中砂層夾礫石、分選磨圓一般、③黃色黏土層、在斷層帶附近可以見到大礫石定向排列、④被斷層活動(dòng)擾動(dòng)的黃色黏土層、⑤砂層、夾風(fēng)成黃土、未見構(gòu)造擾動(dòng)痕跡

圖10　哈爾尼克山前鹽池地表破裂帶展布和地貌照片F(xiàn)ig. 10　Yanchi surface rupture zone on satellite image in the piedmont of Karlik Tagh.a 位置見圖1、紅色箭頭標(biāo)示地表破裂帶；b 發(fā)育在低洪積扇上的斷層陡坎、NW向展布、高約1.5m；c 靠近山麓一側(cè)發(fā)育在高洪積扇上的斷層陡坎、NW向展布；d 低洪積扇上的斷層陡坎剖面、礫石定向排列、斷錯(cuò)至地表；e洪積扇后緣上的斷層陡坎剖面、礫石定向排列、斷層頂部被土層覆蓋

破裂帶的后緣還發(fā)育2級較高的地表陡坎(圖10a)。 破裂帶在后緣陡坎的基礎(chǔ)上向盆地中央擴(kuò)展、錯(cuò)斷最新沖積扇和沖溝(圖10c、d、e)、直到地表、并在地表形成高約1.5m的小坎(圖10b)。在沖積扇上有大量網(wǎng)狀水系、未發(fā)現(xiàn)明顯的水平位錯(cuò)、顯示斷裂活動(dòng)以逆沖為主。

3.3鄯善北塔孜布拉克地表破裂帶

鄯善北塔孜布拉克(即堿泉子)一帶是堿泉子-洛包泉斷裂帶的西端起始部分。在晚更新世—全新世沖洪積扇上形成長約15km的破裂帶、斷層陡坎主要為南高北低的反向陡坎(馮先岳等、1997)。斷層在衛(wèi)片上清晰可見、地表破裂帶和斷層陡坎呈右階斜列排布、右旋錯(cuò)斷了一系列沖溝；同時(shí)在高于河漫灘的階地面上發(fā)育了具逆沖分量的陡坎(圖11b、c)、這也可能是類似伴隨走滑斷層活動(dòng)發(fā)育的反向堵水。在最新的河漫灘上未見到明顯的垂直位移、但是從剖面上可以觀察到同震裂隙和礫石層的拖曳現(xiàn)象、在頂部為水平沉積覆蓋、垂直位移的消失可能是被后期沖積改造所致(圖11d)。

前人研究認(rèn)為區(qū)域上最新的洪積扇砂礫石熱釋光年齡為 (4 760±240)a(馮先岳等、1997)、也就是最新的沖積扇為全新世沉積。 從圖11 可以看出斷層對全新世沖積扇體沉積有明顯的構(gòu)造干擾痕跡、結(jié)合前述地貌特征、推測這條地表破裂帶應(yīng)該是由1次距今時(shí)間不長的地震造成的。

圖11　鄯善北塔孜布拉克地表破裂帶的衛(wèi)片解譯和地貌照片F(xiàn)ig. 11　Satellite image explanation and landforms along Tazibulake rupture zone、north Shanshan紅色箭頭指示地表破裂帶、黃色箭頭指示斷層、具體位置參考圖1；a塔孜布拉克一帶的衛(wèi)星圖片；b、c 陡坎照片；d 斷層剖面

4　地表破裂帶與歷史地震關(guān)系討論

依據(jù)近2年考察發(fā)現(xiàn)的地貌證據(jù)和探槽開挖成果、綜合歷史記載、認(rèn)為對東天山2次歷史地震的震中定位應(yīng)有重新認(rèn)識(shí)、現(xiàn)討論如下。

伊吾鹽池破裂帶走向NWW、野外地貌現(xiàn)象明顯、錯(cuò)斷了最新一級洪積扇和低漫灘；洪積扇上的礫石堆積較為無序、磨圓一般、指示洪積扇至今仍然有流水沖刷、應(yīng)為全新世的堆積。在斷層剖面上礫石定向明顯、斷層延伸到地表、頂部未見沉積蓋層(圖10d)。鄯善北塔孜布拉克破裂帶走向NEE、衛(wèi)星圖片上線性地貌明顯、沖積扇上礫石堆積無序且磨圓一般、但礫石因表面生長沙漠漆而多呈黑色、暗示塔孜布拉克一帶的沖積扇沉積時(shí)間比鹽池更長。在塔孜布拉克一帶低漫灘上沒有線狀的小陡坎；且在低漫灘上發(fā)現(xiàn)的斷層剖面頂部為水平沉積層覆蓋、斷裂并未到達(dá)地表(圖11d)。通過地質(zhì)現(xiàn)象對比可以看出、相比較于塔孜布拉克破裂帶、伊吾鹽池地表破裂帶位錯(cuò)的沖積扇和低漫灘沉積年齡更新、且斷層陡坎地貌和被干擾的地層結(jié)構(gòu)也有同樣的暗示。在巴里坤盆地南緣斷裂上發(fā)現(xiàn)的雄庫爾地表破裂帶位錯(cuò)了最新的沖溝和靠近山脈邊緣發(fā)育的全新世沖積扇、探槽開挖所取得的樣品14C年齡((1 650±30)a)也表明斷裂活動(dòng)斷錯(cuò)了全新世最新堆積地層；斷裂自雄庫爾往東運(yùn)動(dòng)性質(zhì)逐步漸變?yōu)橐阅鏇_運(yùn)動(dòng)為主、斷層陡坎沿山前的發(fā)育也變得不連續(xù)、在距雄庫爾東約100km處的巴里坤縣城南發(fā)現(xiàn)了較新的陡坎和斷裂剖面、斷層干擾的地層14C年齡為 (3 110±30)a(圖9)、因此不能排除破裂帶有自雄庫爾向E延伸到巴里坤縣城南部一帶的可能。綜上所述、地質(zhì)證據(jù)表明現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的3條破裂帶都很年輕、都有可能是東天山2次歷史地震所造成的地表破裂帶。

東天山地區(qū)人口稀少、哈密、巴里坤、鄯善和七角井等幾個(gè)古城鎮(zhèn)是人口主要居住地、其余地區(qū)為少數(shù)民族放牧地。人文地理情況決定了城鎮(zhèn)集中聚居點(diǎn)的歷史文字記錄比較豐富可信、放牧地區(qū)的資料則較少且可信度不大、這就使得烈度調(diào)查點(diǎn)分布不均勻、烈度劃分不能完全遵循地震實(shí)際破壞強(qiáng)度分布、在參考文字記錄和烈度圖時(shí)、需要考慮到這一事實(shí)。前已述及受地震影響區(qū)域的破壞程度東部強(qiáng)于西部、北部強(qiáng)于南部、具體表現(xiàn)為極震區(qū)都被劃定在巴里坤山北麓海子沿至奎蘇一帶、山南的哈密地區(qū)破壞弱于巴里坤一帶、西部的鄯善和七角井等地記錄的破壞則最小。從現(xiàn)有的烈度圖還可以看出2次地震的等震線長軸方向都為NW向、與巴里坤山和哈爾尼克山走向一致。以上這些現(xiàn)象都說明2次歷史地震與巴里坤山和哈爾尼克山的邊界斷裂有緊密的聯(lián)系。

雄庫爾地表破裂帶與文字記載的2次歷史地震的極震區(qū)(巴里坤縣城一帶)的直線距離不到100km、但兩地之間固定居民點(diǎn)很少、缺少關(guān)于地震破壞的文字記錄、而前述地質(zhì)證據(jù)表明巴里坤縣城南存在疑似地表破裂帶、在我們不能確定發(fā)震斷裂和震級大小的情況下、實(shí)際的極震區(qū)有可能自巴里坤縣城一帶延伸至雄庫爾。此外、破裂帶的走向?yàn)镹WW、與現(xiàn)有等震線橢圓的長軸方向近平行(圖2)。綜合來看、雄庫爾地表破裂帶與東天山2次歷史地震中的某次地震相關(guān)。

文獻(xiàn)記載哈密、巴里坤和天山南北麓一帶的破壞現(xiàn)象遠(yuǎn)重于西部鄯善、奇臺(tái)一帶。NEE走向的鄯善北塔孜布拉克破裂帶位于西部、與文字記載的2次地震極震區(qū)的直線距離約200km、地震破壞程度記載遠(yuǎn)小于東部的哈密一帶、斷裂走向與等震線橢圓長軸方向大角度相交、關(guān)鍵的地質(zhì)證據(jù)也顯示斷裂并未發(fā)育到地表(圖11)、說明將1914年的歷史地震震中定位在鄯善北塔孜布拉克一帶值得商榷。在巴里坤以東、山體北麓的伊吾盆地南緣鹽池一帶發(fā)現(xiàn)的地表破裂帶位置離文字記載的極震區(qū)的直線距離約50km、破裂帶走向也與等震線橢圓長軸方向近平行、地質(zhì)證據(jù)表明斷層的最新活動(dòng)可達(dá)地表(圖10c、d)、斷層活動(dòng)應(yīng)晚于塔孜布拉克一帶。對比來看、伊吾鹽池地表破裂帶與東天山2次歷史地震的關(guān)系更大。

歷史記載的1842年地震對山麓南部哈密的影響要小于1914年地震對哈密的影響。 從圖2 和圖3 可以看出、雄庫爾地表破裂帶與哈密城區(qū)的直線距離約150km、伊吾鹽池破裂帶與哈密城區(qū)的直線距離則在80km左右、考慮到烈度的衰減規(guī)律、將雄庫爾地表破裂帶作為1842年的發(fā)震構(gòu)造更為合理、1914年地震則應(yīng)該定位在伊吾鹽池一帶。此外、劃定的1842年地震的影響范圍很大、Ⅶ度區(qū)往西擴(kuò)展到了西部較遠(yuǎn)的鄯善北一帶、往東影響到了200km外的伊吾地區(qū)、甚至大于1914年地震的Ⅶ度區(qū)、加之地質(zhì)證據(jù)支持雄庫爾破裂帶向東延伸至巴里坤縣城南一帶的可能性、對比2個(gè)歷史地震的震級大小、我們認(rèn)為1842年歷史地震的震級不會(huì)小于1914年歷史地震的震級、這與新疆維吾爾自治區(qū)地震局(1985)修訂的歷史地震震級相符。

5　結(jié)語

野外地質(zhì)考察在東天山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了3條比較年輕的地表破裂帶、即堿泉子-洛包泉斷裂帶上的鄯善北塔孜布拉克地表破裂帶、巴里坤盆地南緣斷裂上的雄庫爾地表破裂帶和伊吾盆地南緣斷裂上的鹽池破裂帶。這些破裂帶斷錯(cuò)了最新的地貌面、干擾的地層年齡較新、與東天山2次歷史地震關(guān)系密切。

通過歷史文字記載和地質(zhì)證據(jù)的對比、認(rèn)為雄庫爾地表破裂帶是由1842年歷史地震產(chǎn)生的、鹽池破裂帶與1914年歷史地震相關(guān)、塔孜布拉克地表破裂帶可能代表了1次漏記的歷史強(qiáng)震事件。

根據(jù)文字記錄、1842年歷史地震的影響范圍不小于1914年歷史地震、地質(zhì)證據(jù)也顯示雄庫爾破裂帶可能展布至巴里坤縣城一帶、規(guī)模不小于鹽池破裂帶、分析認(rèn)為1842年歷史地震的震級不會(huì)小于1914年歷史地震。

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Abstract

DISTRIBUTION OF 3 EARTHQUAKE RUPTURE ZONES IN ESATERN TIENSHAN AND ITS RELATIONSHIP WITH 2 HISTORICAL EARTHQUAKES

WU Fu-yao1)RAN Yong-kang1,3)CHEN Li-chun1)LI An1,2)

1)KeyLaboratoryofActiveTectonicsandVolcano、InstituteofGeology、ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029、China2)InstituteofCrustDynamics、ChinaEarthquakeAdministration、Beijing100085、China3)StateKeyLaboratoryofEarthquakeDynamics,InstituteofGeology,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100029,China

Eastern Tienshan、Balikun、historical earthquake、epicenter、rupture zone、magnitude

10.3969/j.issn.0253-4967.2016.01.006

2014-10-29收稿、2015-12-02改回。

財(cái)政部重點(diǎn)項(xiàng)目 “全國地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)活動(dòng)斷層地震危險(xiǎn)性評價(jià)”(1521044025)資助。

冉勇康、研究員、E-mail: ykran@263.net。

P315.2

A

0253-4967(2016)01-0077-14

吳富峣、男、1985年生、在讀博士研究生、研究方向?yàn)榛顒?dòng)構(gòu)造和工程地震、電話：010-92009140、E-mail: woaiac1899@163.com。