王怡然　李有利　閆冬冬　呂勝華　司蘇沛

（北京大學(xué)，城市與環(huán)境學(xué)院地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100871）

中條山北麓斷裂中南段全新世地震事件的初步研究

王怡然李有利*閆冬冬呂勝華司蘇沛

（北京大學(xué)，城市與環(huán)境學(xué)院地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100871）

通過對(duì)中條山北麓斷裂進(jìn)行探槽研究，揭露了全新世以來，斷裂中段和南段的3次古地震事件，包括1次發(fā)生在8 570～8 010a BP、貫通斷裂中段和南段的8級(jí)以上特大地震，以及4 800～6 010a BP和2 110～320a BP發(fā)生的2次7級(jí)左右的大地震，地震復(fù)發(fā)間隔約為3 500a。研究表明，中條山北麓斷裂的南段和中段在全新世發(fā)生過多次活動(dòng)，活動(dòng)性較強(qiáng)。

中條山北麓斷裂古地震探槽研究活動(dòng)斷層全新世

0　引言

山西地塹系是華北重要的地震帶，由一系列NNE、NE和NEE走向的地塹盆地構(gòu)成。中條山是山西地塹系南部運(yùn)城盆地的南側(cè)和東側(cè)界山，其北麓斷裂對(duì)運(yùn)城盆地地貌與新生代地質(zhì)演化起到了關(guān)鍵性的作用。

歷史上，以中條山北麓斷裂為主控?cái)嗔训倪\(yùn)城盆地?zé)oM≥7歷史地震記載，僅有3次6級(jí)地震發(fā)生，包括公元前23世紀(jì)傳說時(shí)期舜都蒲坂（今永濟(jì)）6級(jí)地震，公元793年永濟(jì)6級(jí)地震和1642年硝池一帶的6級(jí)地震（徐錫偉等，1992；蘇宗正等1993，2001；蘭青龍等，1995）。之前的古地震研究認(rèn)為，中條山北麓斷裂總體活動(dòng)性水平低，地震重復(fù)間隔長(zhǎng)，南段和北段活動(dòng)性最弱，北段最新活動(dòng)時(shí)間距今5×104a以上，重復(fù)間隔＞5×104a；南段最新活動(dòng)時(shí)間距今7 000年，重復(fù)間隔1.2×104a（徐錫偉等，1992；蘇宗正等1993，2001；蘭青龍等，1995；程紹平等，2002）。然而，我們的最新野外調(diào)查和探槽研究結(jié)果表明，斷裂的北、中、南段在全新世都發(fā)生過不止一次強(qiáng)震。因此，未來中條山北麓斷裂有發(fā)生超過歷史記錄的強(qiáng)震的危險(xiǎn)。為了更好地了解此斷裂的性質(zhì)，更準(zhǔn)確地評(píng)估其地震危險(xiǎn)性和進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，對(duì)不同探槽揭示出的古地震事件進(jìn)行了對(duì)比研究，對(duì)中條山北麓斷裂中南段全新世發(fā)生的地震事件進(jìn)行了較深入的討論。

1　構(gòu)造背景

山西地塹系位于鄂爾多斯斷塊東緣和南緣，EW向陰山構(gòu)造帶和秦嶺構(gòu)造帶之間。該地塹系由一系列NE或近NE向構(gòu)造隆起和盆地構(gòu)成，呈NNE向展布（王乃睴等，1996）。運(yùn)城盆地位于其最南端，是山西地塹系斷陷最深的盆地之一（王強(qiáng)等，2000）。

運(yùn)城盆地為南深北淺的半地塹式盆地，物探資料揭示南部新生界厚度達(dá)7 000余米，第四紀(jì)沉積厚度為700m（張世民，2000）。盆地南部和東部由中條山限定，山體在東北部為NE－SW走向，到西部轉(zhuǎn)為NEE或近EW走向。中條山山地主體向南掀斜，出露太古界變質(zhì)巖系，上覆寒武系—二疊系?？拷袟l山是盆地下沉最強(qiáng)烈的地區(qū)，目前仍發(fā)育湖泊洼地。

中條山北麓斷裂位于運(yùn)城盆地南緣，西起首陽，向東經(jīng)韓陽、西姚溫、李店、西坦朝、小李村、夏縣、柏范底等，全長(zhǎng)約130km，走向NE—NEE（圖1），斷層面傾向NW，傾角為60°～80°，為高角度正斷層。根據(jù)斷層走向的幾何不連續(xù)性，以西姚溫和磨河村附近的斷裂走向轉(zhuǎn)折點(diǎn)為界將其分為夏縣段（北段，走向NE）、解州段（中段，走向NEE）和韓陽段（南段，走向NE）（程紹平等，2002）。

圖1　山西中條山北麓地質(zhì)簡(jiǎn)圖（修改自程紹平等，2002）Fig．1　Tectonic sketch of the northern Zhongtiao Mountains（after CHENG Shan-ping et al．，2002）．

2　研究方法

2.1古地震事件的識(shí)別

古地震是發(fā)生在歷史地震記錄以前的地震事件，其識(shí)別主要通過辨認(rèn)地震造成的主要（斷層地表破裂、崩積楔、不連續(xù)地層和構(gòu)造河流階地等）和次生（噴沙冒水、滑坡等）的地貌和沉積學(xué)證據(jù)。由于中小型地震難以產(chǎn)生或保存地表證據(jù)，通常只有大地震（6.5級(jí)以上）或特大地震（7.8級(jí)以上）才能被識(shí)別（鄧起東等，2008；McCalplin，2009）。

開挖穿越活動(dòng)斷裂的探槽是研究古地震最有效和最重要的方法。利用探槽剖面上斷層的錯(cuò)斷變形及相關(guān)沉積學(xué)標(biāo)志，可識(shí)別古地震事件及確定其位移量，同時(shí)采集年齡樣品（冉勇康等，1999；冉勇康，2001；鄧起東等，2008；McCalplin，2009；楊景春等，2011）。本次研究通過地質(zhì)地貌調(diào)查，在確定被斷錯(cuò)的地貌部位和斷層露頭地點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇開挖了2個(gè)探槽（探槽位置見圖1）。

研究表明，一個(gè)探槽很難完整揭露一個(gè)活動(dòng)斷裂段上的古地震事件。而同一斷裂段上不同部位的多個(gè)探槽則有可能將某一時(shí)段內(nèi)的古地震歷史完整地揭露出來。多個(gè)探槽所揭露的事件不一定是獨(dú)立的，它們有可能是同一事件。通過對(duì)所有事件的綜合分析，逐次限定，能夠區(qū)分出不同的事件（毛鳳英等，1995）。

逐次限定法假定一個(gè)斷層段上開挖的若干探槽所揭露的事件次數(shù)不完全一樣，但在不同的探槽內(nèi)總有一些事件的年齡接近。通過逐次限定，可把那些在時(shí)間上只確定了上限或下限年齡，或確定了上、下限年齡的事件，限制在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，以較好地確定古地震事件的年代（毛鳳英等，1995；冉勇康等，1999）。這一方法在諸多古地震研究中得到廣泛應(yīng)用（杜鵬等，2009；郭慧等，2012）。

2.2年代樣品的采集與測(cè)試

為了限定古地震事件發(fā)生的時(shí)間，在每個(gè)探槽的不同地層都采集了炭樣。探槽TC－1采集到并得到年代數(shù)據(jù)的樣品有11個(gè)，探槽TC－2中采集并得到年代數(shù)據(jù)的樣品有8個(gè)。這些樣品分別送到了美國BETA實(shí)驗(yàn)室和北京大學(xué)加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)得出的測(cè)試年齡根據(jù)INTCAL09數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行置信水平為0.95的校正（Reimer et al．，2009）。

2.3古地震震級(jí)的估計(jì)

在古地震研究中，一般認(rèn)為震級(jí)與地震地表破裂長(zhǎng)度（L）及同震位錯(cuò)量（D）之間存在關(guān)系，并在不同震級(jí)條件下采用以下公式進(jìn)行回歸分析以得到經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：

鄧起東等（1992）收集統(tǒng)計(jì)了東亞地區(qū)地震地表破裂資料進(jìn)行回歸分析，認(rèn)為M，L，D之間存在相互關(guān)系，且它們兩兩間的相互關(guān)系也是互相影響的，因此對(duì)式（3）進(jìn)行二元回歸更符合實(shí)際情況，得出了東亞地區(qū)不同分區(qū)的函數(shù)關(guān)系式。

其中，本研究所在的華北地區(qū)正走滑斷層的關(guān)系式為

3　探槽及古地震事件研究

本研究主要包括斷層中段和南段的2個(gè)探槽，探槽內(nèi)采集年齡樣品及測(cè)試結(jié)果如表1。

3.1探槽1（西姚溫探槽）

探槽1位于南段（韓陽段）。南段地勢(shì)南高北低、東高西低，斷裂走向N30°E，長(zhǎng)約20km，由多條次級(jí)斷層左階斜列組成。山前斷層三角面形態(tài)清晰，呈現(xiàn)自東北向西南三角面越來越不發(fā)育的趨勢(shì)。沖溝階地和跌水發(fā)育比較明顯。中條山北麓斷裂南段沖溝深切山前黃土臺(tái)地，全新世晚期沖洪積扇較少，僅在東北段西姚溫及其附近發(fā)育。野外斷層天然露頭大多為更新世老斷層，僅在西姚溫附近沖溝溝口發(fā)現(xiàn)全新世黑壚土被明顯斷錯(cuò)，確定該處為全新世斷層天然露頭并開挖探槽1（位置見圖1，TC－1）。

表1　采集的14C樣品數(shù)據(jù)Table 1　14C age data

該探槽揭露出7個(gè)地層單位（圖2），分別為

①可見厚度約0.5m的深棕黃色粉砂層；

②平均厚度約0.3m的白色粗角礫層；

③棕黃色粉砂含粗角礫透鏡體層；

④古地震形成的崩積楔，其最厚部為0.5m，內(nèi)含雜亂的大礫石；

⑤厚度1～2m的黑色－棕黃色粉砂層，內(nèi)含中、小礫石組成的透鏡體b；

⑥總厚度1.5～2m，內(nèi)含紅色細(xì)礫層透鏡體a的黑色－黃色砂礫石層；

⑦厚度2～3.5m的黃色粉砂層。

地層中有豐富的炭樣，經(jīng)測(cè)試得到了較完整的年代序列（表1，圖2）。

在探槽中發(fā)現(xiàn)了3條斷層（圖2）。其中F1錯(cuò)斷最新地層為層⑥底部，斷距0.1～0.2m，由于斷距較小，應(yīng)為某一次地震活動(dòng)的派生斷層而非主斷層；F2錯(cuò)斷最新地層為層⑦，錯(cuò)斷透鏡體b、層⑤和⑥的斷距均約1m；F3錯(cuò)斷的最新地層為層⑥中的透鏡體a，斷距0.5m，層③底部斷距約1．5m。由于F3錯(cuò)斷各地層的斷距不同，并在層⑤下形成了崩積楔④，可以判斷在地層①～⑥形成的過程中，F(xiàn)3發(fā)生至少2次活動(dòng)。根據(jù)斷層錯(cuò)斷地層年齡以及斷距的關(guān)系，探槽揭示了3次古地震事件：

最早1次活動(dòng)發(fā)生在F3斷層。由于層③斷距1.5m，透鏡體a斷距為0.5m，可知在層③形成后，層⑤形成之前發(fā)生過斷距為1m的斷層垂直活動(dòng)，并形成了崩積楔④。時(shí)間在10 570～8010a BP。

圖2　西姚溫探槽剖面Fig．2　Log of the Xiyaowen trench across the fault．

第2次活動(dòng)發(fā)生在F3斷層。在層⑥堆積過程中，透鏡體a形成后，活動(dòng)時(shí)間可能在6670～6550 a BP前后，斷距0.5m，并引發(fā)了F1的斷距為0.2m的活動(dòng)。

最后1次活動(dòng)發(fā)生在F2斷層。發(fā)生在層⑦的堆積過程中，斷距為1m?；顒?dòng)時(shí)間為2110～320 a BP之間。

3.2探槽2（李店探槽）

李店探槽，處于中條山北麓斷裂中段（解州段）西部。探槽緊靠山地與平原交界處，位于出中條山?jīng)_溝沖積扇的扇頂部位（圖1，TC－2）。永濟(jì)市南李店村南采砂坑壁有斷層錯(cuò)斷山麓洪積扇堆積物的露頭，在此露頭的基礎(chǔ)上，在斷層沿線開挖了探槽。

探槽2剖面主要揭示了13個(gè)地層單位，分別為：

①灰白色巨礫、粗礫。以0.1～0.2m粒徑為主，有少量巨礫直徑0.6～0.8m，有一定的層序性?？梢妼雍駷?.2m；

②黃色粉砂層。土質(zhì)均一，質(zhì)地較堅(jiān)硬。厚度為0.7m；

③灰色巨礫。礫石直徑最大0.6m，大小混雜，無層理，厚度為2.6m；

④三角形崩積楔，巨礫的混雜堆積，靠近斷層處厚度約0.8m；

⑤黃色粉砂層，披蓋在層④之上，層中摻有少許直徑0.1m的礫石。厚度為0.5～1.2m；

⑥深棕色粉砂，有人類活動(dòng)跡象。土質(zhì)偏濕，有菌絲體，并發(fā)掘到廟底溝二期陶片。厚度約為0.4m；

⑦灰棕色砂礫層，在斷層上升盤與層⑨連成一體，下盤厚度約0.3m；

⑧灰色粗礫層，在斷層上升盤分布僅限斷面附近，而在下降盤分布較廣，厚度約0.8m；

⑨灰棕色砂礫層，斷層下降盤的粉砂含量明顯多于上升盤，厚度約0.3m；

⑩灰褐色巨礫層，礫石大小混雜，最大礫徑0.8m，地層厚度0.8～1.5m；

?崩積楔。礫石和粉砂的混雜堆積，靠近斷層處厚度約0.6m；

?黃色含礫粉砂層，礫石最大直徑0.3m，下降盤厚度約2m；

?褐色粉砂層，頂部為現(xiàn)代坡面礫石，厚度約1m。

剖面揭露了主斷層F和一條次生的反向斷層。主斷層F錯(cuò)斷了層①～⑩，及層?的底部。堆積了層④、層?兩個(gè)崩積楔。反向斷層錯(cuò)斷了層③～⑦及層⑧底部。其中，層②、③的累積垂直斷距約2.8m，層⑥～⑨的累積垂直斷距約1.8m，層⑩、?的斷距約1.2m。通過分析以上地層錯(cuò)斷情況，判斷剖面揭示了3次古地震事件：

第1次古地震事件發(fā)生在層③堆積后，層⑤堆積前，形成了崩積楔④。層③內(nèi)14C樣品年齡為11 300～11 190a，層⑤內(nèi)沒采集到年齡樣品，層⑥底部14C樣品年齡為8040～7 930a，因此推斷此次事件的發(fā)生時(shí)間在7 930～11 300a BP。由于層③斷距約為2.8m，層③以上地層斷距為1.8m，故此次事件的斷距應(yīng)為1m。

第2次古地震事件，主斷層的活動(dòng)引起反向斷層活動(dòng)，根據(jù)反向斷層錯(cuò)斷地層情況，此次事件應(yīng)發(fā)生在層⑧形成過程中，即4800～6010a BP。由于層⑧斷距1.8m，其以上地層斷距1.2m，判斷此次活動(dòng)產(chǎn)生斷距0.6m。

第3次古地震事件錯(cuò)斷了層?及層?的底部，形成崩積楔?。事件的發(fā)生時(shí)間在2 680a BP之后，斷距為1.2m。

4　討論

4.1全新世古地震的時(shí)空關(guān)系

據(jù)上述探槽分析，探槽1揭露了3次古地震事件：發(fā)生于10 570～8 010a BP，斷距約1m的事件；發(fā)生于6670～6 550a BP前后，斷距約0.7m的事件；發(fā)生于2 110～320a BP，斷距約1m的事件。探槽2揭露了3次古地震事件：事件1發(fā)生于7 930～11 300a BP，斷距約1m；事件2發(fā)生于4 800～6 010a BP，斷距約0.6m；事件3發(fā)生于2 680a BP之后，斷距為1.2m。

同時(shí)，之前在西坦朝和小李村地區(qū)的探槽研究（田建梅等，2013；司蘇沛等，2014）中發(fā)現(xiàn)，西坦朝探槽（圖1，XTC）揭露了19 980a BP之后的1次事件以及8 570～7 780a BP之間的1次斷距＞2.2m的事件，小李村西探槽（圖1，XLC）揭露了1次8 980～7 340a BP之間斷距約為1.8m的事件。

雖然受地貌部位、堆積環(huán)境的限制，單一探槽很可能無法完整地揭露古地震事件歷史，準(zhǔn)確限定古地震事件的年代，但將這4個(gè)探槽的事件綜合起來使用逐次限定法進(jìn)行比對(duì)，就能得到中條山北麓斷裂中南段的活動(dòng)歷史，并較準(zhǔn)確地確定出幾次古地震事件的發(fā)震時(shí)間和影響范圍（圖4）：

圖4　中條山北麓斷裂古地震時(shí)空關(guān)系圖Fig．4　Synthesis of the palaeoearthquakes detected in TC－1，2，3．

事件1發(fā)生在8 570～8 010a BP，在西姚溫和李店地區(qū)產(chǎn)生了1m的斷距，西坦朝地區(qū)產(chǎn)生了超過2.2m的斷距，小李村地區(qū)產(chǎn)生了1.8m的斷距。此次事件在4個(gè)探槽內(nèi)都有揭露，最大斷距在2.2m以上，可知在8 570～8 010a前，中條山北麓斷裂曾發(fā)生過1次特大地震事件，影響范圍至少包括斷裂的中段和南段，地表破裂長(zhǎng)度約95km。

事件2發(fā)生在4 800～6 010a BP，在西姚溫和李店探槽內(nèi)揭露，在西姚溫地區(qū)產(chǎn)生了0.7m的斷距，在李店產(chǎn)生了0.6m的斷距；影響范圍應(yīng)包括整個(gè)南段斷裂及中段的西端至少到李店附近的區(qū)域，地表破裂長(zhǎng)度7～30km。

事件3發(fā)生在2 110～320a BP，在西姚溫和李店探槽內(nèi)揭露。西姚溫產(chǎn)生了1m，李店產(chǎn)生了1.2m的斷距，影響范圍應(yīng)與事件2類似，地表破裂為7～30km。事件3的發(fā)生時(shí)間本地區(qū)已有歷史記錄，在這一時(shí)間范圍內(nèi)，永濟(jì)地區(qū)（包括斷層南段和中段西端）在公元793年發(fā)生過1次6級(jí)地震，很有可能與事件3相對(duì)應(yīng)。

4.2震級(jí)估計(jì)

利用華北地區(qū)正走滑斷層的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式（鄧起東等，1992）：

對(duì)于事件1（8 570～8 010a BP），已知地震產(chǎn)生了約95km的破裂長(zhǎng)度，形成了＞2.2m的垂直位錯(cuò)。得到M＞8.22。因此，此次發(fā)生在8 570～8 010a BP間的古地震的震級(jí)至少為8級(jí)。

對(duì)于事件2（4 800～6 010a BP），已知地震產(chǎn)生了7～30km的破裂長(zhǎng)度，形成了約0.7m的垂直位錯(cuò)。得到M＝6.59～7.22。

對(duì)于事件3（2 110～320a BP），已知地震產(chǎn)生了7～30km的破裂長(zhǎng)度，形成了約1.2m的垂直位錯(cuò)。得到M＝6.82～7.46。

4.3地震的重復(fù)間隔

事件1，2，3均在西姚溫及李店探槽中揭露，2次地震之間的發(fā)震間隔：2 000～3 800a和2 700～5 700a，估計(jì)中條山北麓斷裂南段及中段西端斷層的地震重復(fù)間隔平均為3 500a。

5　結(jié)論

（1）中條山北麓斷裂是一條由多條斷層組成的全新世活動(dòng)斷裂帶，其中斷裂帶南段和中段在全新世發(fā)生過多次活動(dòng)，從現(xiàn)有的研究結(jié)果來看，中條山北麓斷裂南段的活動(dòng)性并不弱，甚至存在比中段更強(qiáng)的可能性。

（2）通過對(duì)中條山北麓斷裂南段和中段2個(gè)地點(diǎn)的探槽研究，并結(jié)合之前的研究結(jié)果，使用逐次限定法對(duì)探槽研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，共準(zhǔn)確揭露了3次古地震事件，分別發(fā)生于8 570～8 010a BP，4 800～6 010a BP，和2 110～320a BP。發(fā)生在8 570～8 010a BP期間的活動(dòng)造成的地表破裂貫穿了中條山北麓斷裂的南段和中段，破裂帶長(zhǎng)度約95km，最大垂直位移＞2.2m，震級(jí)估計(jì)為8級(jí)以上；4 800～6 010a BP及2 110～320a BP的活動(dòng)造成南段和中段西端的地表破裂，震級(jí)約為7級(jí)。

（3）中條山北麓斷裂南段及中段西端斷層的地震重復(fù)間隔平均約為3 500a。

致謝14C年代樣品由美國Beta實(shí)驗(yàn)室和北京大學(xué)加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，表示衷心感謝。

程紹平，楊桂枝．2002．山西中條山斷裂帶的晚第四紀(jì)分段模型［J］．地震地質(zhì)，24（3）：289—302．

CHENG Shao-ping，YANG Gui-zhi．2002．Late Quaternary segmentation model of the Zhongtiaoshan Fault，Shanxi Province［J］．Seismology and Geology，24（3）：289—302（in Chinese）．

鄧起東，聞學(xué)澤．2008．活動(dòng)構(gòu)造研究：歷史、進(jìn)展與建議［J］．地震地質(zhì)，30（1）：1—30．

DENG Qi-dong，WEN Xue-ze．2008．A review on the research of active tectonics：History，progress and suggestions［J］．Seismology and Geology，30（1）：1—30（in Chinese）．

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］．見：中國地震局地質(zhì)研究所編．活動(dòng)斷裂研究（2）．北京：地震出版社．247—264．

DENG Qi-dong，YU Gui-hua，YE Wen-hua．1992．Relationship between earthquake magnitude and parameters of surface ruptures associated with historical earthquakes［A］．In：Institute of Geology，China Earthquake Administration（ed）．Research of Active Fault（2）．Seismological Press，Beijing．247—264（in Chinese）．

杜鵬，柴熾章，廖玉華，等．2009．賀蘭山東麓斷裂南段套門溝—榆樹溝段全新世活動(dòng)與古地震［J］．地震地質(zhì)，31（2）：256—264．doi：10．3969／j．issn．0253－4967.2009.02.006．

DU Peng，CHAI Chi-zhang，LIAO Yu-hua，et al．2009．Study on Holocene activity of the south segment of the eastern piedmont fault of Helan Mountains between Taomengou and Yushugou［J］．Seismology and Geology，31（2）：256—264（in Chinese）．

郭慧，江娃利，謝新生．2012．山西交城斷裂北端及中段3個(gè)大型探槽全新世斷錯(cuò)現(xiàn)象分析［J］．地震地質(zhì)，34（1）：76—92．doi：10．3969／j．issn．0253－4967.01.008．

GUO Hui，JIANG Wa-li，XIE Xin-sheng．2012．Analysis of Holocene faulting phenomena revealed in the three trenches along the northern and central Jiaocheng Fault，Shanxi［J］．Seismology and Geology，34（1）：76—92（in Chinese）．

蘭青龍，蘇宗正．1995．山西地震基本烈度特點(diǎn)分析［J］．山西地震，81（2）：9—13．

LAN Qing-long，SU Zong-zheng．1995．Analysis for the feature of the basic seismic intensity in Shanxi［J］．Earthquake Research in Shanxi，81（2）：9—13（in Chinese）．

毛鳳英，張培震．1995．古地震研究的逐次限定方法與新疆北部主要斷裂帶的古地震研究［A］．見：中國地震局地質(zhì)研究所編．活動(dòng)斷裂研究（4）．北京：地震出版社．153—164．

MAO Feng-ying，ZHANG Pei-zhen．1995．Progressive constraining method in paleoseismic study and paleoearthquakes along the major active faults in northern Xinjiang［A］．In：Institute of Geology，China Earthquake Administration（ed）．Research of Active Fault（4）．Seismological Press，Beijing．153—164（in Chinese）．

冉勇康．2001．華北正斷層古地震識(shí)別標(biāo)志及不確定性問題的思考［A］．見：盧演儔等編．新構(gòu)造與環(huán)境．北京：地震出版社．282—292．

RAN Yong-kang．2001．A discussion about the mark and the uncertainty of paleo-earthquake of North China normal faults［A］．In：LU Xian-chou et al．（ed）．Neotectonic and Environment．Seismological Press，Beijing．282—292（in Chinese）．

冉勇康，鄧起東．1999．古地震學(xué)研究的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)［J］．科學(xué)通報(bào)，44（1）：12—20．

RAN Yong-kang，DENG Qi-dong．1999．The history，current status and progress of paleoseismology［J］．Chinese Science Bulletin，44（1）：12—20（in Chinese）．

司蘇沛，李有利，呂勝華，等．2014．中條山北麓斷裂鹽池一帶全新世古地震事件和滑動(dòng)速率研究［J］．中國科學(xué)（D輯），44（9）：1958—1967．doi：10．1007／s11430－014－4887－3．

SI Su-pei，LI You-li，Lü Sheng-hua，et al．2014．Holocene slip rate and paleoearthquake records of the Salt Lake segment of the northern Zhongtiaoshan Fault，Shanxi Province［J］．Science China（Ser D），57（9）：2079—2088．

蘇宗正，安衛(wèi)平，程新源．1993．華北新構(gòu)造分區(qū)與潛在震源劃分問題［J］．山西地震，75（4）：19—28．

SU Zong-zheng，AN Wei-ping，CHENG Xin-yuan．1993．Neotectonic regionalization and division of potential source area in North China［J］．Earthquake Research in Shanxi，75（4）：19—28（in Chinese）．

蘇宗正，程新源，安衛(wèi)平，等．2001．山西運(yùn)城盆地的中條山斷裂［A］．見：中國地震局地質(zhì)研究所編．活動(dòng)斷裂研究（8）．北京：地震出版社．120—130．

SU Zong-zheng，CHENG Xin-yuan，AN Wei-ping，et al．2001．Study on Zhongtiaoshan active fault in Yuncheng Basin of Shanxi Province，China［A］．In：Institute of Geology，China Earthquake Administration（ed）．Research of Active Fault（8）．Seismological Press，Beijing．120—130（in Chinese）．

田建梅，李有利，司蘇沛，等．2013．中條山北麓中段洪積扇上全新世斷層陡坎的發(fā)現(xiàn)及其新構(gòu)造意義［J］．北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），49（6）：986—992．

TIAN Jian-mei，LI You-li，SI Su-pei，et al．2013．Discovery and neotectonic significance of fault scarps on alluvial fans in the middle of northern piedmont of the Zhongtiao Mountains［J］．Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis，49（6）：986—992（in Chinese）．

王乃睴，楊景春，夏正楷，等．1996．山西地塹系新生代沉積與構(gòu)造地貌［M］．北京：科學(xué)出版社．206—218，381—392．

WANG Nai-liang，YANGJing-chun，XIAZheng-kai，et al．1996．TheCenozoicSedimentaryandTectonic Geomorphology of Shanxi Graben System［M］．Science Press，Beijing．206—218，381—392（in Chinese）．

王強(qiáng)，李彩光，田國強(qiáng)．2000．7.1Ma以來運(yùn)城盆地地表系統(tǒng)巨變及鹽湖形成的構(gòu)造背景［J］．中國科學(xué)（D輯），30（4）：420—428．

WANG Qiang，LI Cai-guang，TIAN Guo-qiang，et al．2000．Tremendous change of the earth surface system and tectonic setting of salt-lake formation in Yuncheng Basin since 7.1Ma［J］．Science in China（Ser D），30（4）：420—428（in Chinese）．

徐錫偉，鄧起東，董瑞樹，等．1992．山西地塹系強(qiáng)震的活動(dòng)規(guī)律和危險(xiǎn)區(qū)段的研究［J］．地震地質(zhì)，14（4）：305—316．

XU Xi-wei，DENG Qi-dong，DONG Rui-shu，et al．1992．Study on strong earthquake activity and risk areas in the Shanxi Graben System［J］．Seismology and Geology，14（4）：305—316（in Chinese）．

楊景春，李有利．2011．活動(dòng)構(gòu)造地貌學(xué)［M］．北京：北京大學(xué)出版社．143—153．

YANG Jing-chun，LI You-li．2011．Active Tectonic Geomorphology［M］．Peking University Press，Beijing．143—153（in Chinese）．

張世民．2000．汾渭地塹系盆地發(fā)育進(jìn)程的差異及其控震作用［J］．地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，6（2）：30—37．

ZHANG Shi-min．2000．Basin evolutionary differences and seismotectonics of Fenwei Graben System［J］．Journal of Geomechanics，6（2）：30—37（in Chinese）．

McCalplin J P．2009．Paleoseismology［M］．New York：Acdemic Press．

Reimer P J，Baillie M G，Bard E，et al．2009．Intcal09 and Marine09 Radiocarbon Age Calibration Curves，0－50，000 Years Cal BP［J］．Radiocarbon，51：1111—1150．

Abstract

Shanxi Graben System（SGS）is a NNE-trending tectonic system located in the eastern and southern edges of Ordos Block and between Yinshan tectonic zone and Qinling tectonic zone．Composited with a series of NNE－，NE-trending graben basins，SGS is an important seismic zone in North China．Yuncheng Basin locates in the southern end of SGS，and is the deepest basin of the system．It is a half-graben with a shallow northern part and a deep southern part．As the south and east boundary of Yuncheng Basin，the North Zhongtiaoshan Fault Zone（NZFZ）played a key role in the development of the topology and tectonics setting of Yuncheng Basin．NZFZ is a normal fault zone，NE-to NEE-trending and 130km long．This fault zone can be divided into 3 segments：the south，the middle，and the north segment，and there are no historical M≥7，but only 3 M＝6 have taken place．Previous study suggests that the tectonic activity in this area is low and the earthquake interval is relatively long；seismic activity in the north and south segments is the weakest：the earthquake recurrence interval in the north segment is＞50ka and it has not been active for＞50ka，the interval of the south segment is～12ka and its last movement is about 7ka ago．Our work tells a different story：based on thorough fieldwork，satellite imagery analysis，and trench investigation，we found that there have been multiple earthquake events taking place in all of the 3 segments during Holocene．This study includes two trenches that locate in the south and middle segments of NZFZ，each of them renders 3 paleo-earthquake events：a 10 570～8 010a BP event，an around 6 670～6 550a BP event，and a 2 110～320a BP event in TC－1；a 7 930～11 300a BP event，a 4 800～6 010a BP event，and a 2 680a BP event in TC－2．Through comparing these events with other 2 trenches in the middle segment of NZFZ（a XTC trench that renders a 19 980a BP event and a 8 570～7 780a BP event with＞2.2m vertical displacement；a XLC trench that renders a 8 980～7 340a BP event with～1.8m vertical displacement），we identified：a 8 570～8 010a BP event which broke through both middle and south segment of NZFZ with a largest known vertical displacement of＞2.2m and 95km surface rupture，a 4 800～6 010a BP and a 2 110～320 a BP event with 7～30km surface ruptures and largest known vertical displacements of 0.7m and 1.2m，respectively．The recurrence interval of these events is about 3 500a．Calculated with empirical formula of normal fault in North China，the magnitude of the 8 570～8 010a BP earthquake should be at least 8.0，and the magnitudes of the 4 800～6 010a BP and 2 110～320a BP events are both≈7.0．These findings suggest that，as a Holocene active fault zone which made up with multiple faults，the middle and south segments of NZFZ have shown strong seismic activity and have triggered multiple earthquake events during the Holocene．Contrary to previous study，the activity of south segment might not be the weakest，and it is possible that the south segment is more seismic active than the middle segment．

HOLOCENE PALEOSEISMOLOGY OF THE MIDDLE AND SOUTH SEGMENTS OF THE NORTH ZHONGTIAOSHAN FAULT ZONE，SHANXI

WANG Yi-ranLI You-liYAN Dong-dongLü Sheng-huaSI Su-pei
（College of Urban and Environmental Science，Peking University，Beijing100871，China）

north Zhongtiaoshan Fault zone，paleoearthquake，trenching investigation，active fault，Holocene

P315.2

A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：0253－4967（2015）01－0001－12

10．3969／j．issn．0253－4967．2015．01．001

王怡然，女，1988年生，北京大學(xué)地理學(xué)專業(yè)（地貌學(xué)與環(huán)境演變）在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)闃?gòu)造地貌與古地震，電話：15901036436，E－mail：yiranwangyr＠gmail．com。

2013－11－05收稿，2014－06－29改回。

國家自然科學(xué)基金（41271019）和中國地震局地震行業(yè)科研專項(xiàng)（200908001）共同資助。

李有利，男，教授，E－mail：liyouli＠pku．edu．cn。