張 波，何文貴，方良好，龐 煒，趙澤賢，劉興旺

(1.中國地震局蘭州地震研究所，甘肅蘭州730000;2.中國地震局地震預測研究所蘭州科技創(chuàng)新基地，甘肅蘭州730000;3.安徽省地震局，安徽合肥230031;4.內蒙古有色地質勘查局，內蒙古自治區(qū)呼和浩特010010)

0 引言

1936年2月7日16時56分27秒，在甘肅省康樂縣西南一帶發(fā)生了級地震，宏觀震中為(35.2°N，103.7°E)，極震區(qū)烈度為Ⅸ度，震源深度為12 km(顧功敘，1983)。多家媒體和雜志對此次地震進行了報道 (國家地震局蘭州地震研究所，1989)，蘭州電:二月七日下午三時三十分突然發(fā)生大地震，震幅約二、三十寸，歷時一分鐘又三十秒，三時三十三分又復震動，歷時約五十秒。三時三十九分三次大震，較一次大震更覺強烈，歷時二分鐘。其后續(xù)有微震，全市人心恐怖。又本日地震方向系由西向東，震源在何處，尚不明瞭 (1936年3月《科學》卷20第3期237頁;1936年2月8日《申報》、《新江蘇報》、云南《民國日報》、天津《大公報》)。民國二十五年二月七日下午三時三十分，蘭州、臨洮、臨夏、夏河拉卜楞、西寧、天水、靜寧、定西、隆德、平涼等處，連續(xù)地震三次，共歷十余分鐘，震幅約二、三丈，由西北向東南。八日晨五時許至十時許，又微震二次(《中央日報》，1936年2月20日)。

20世紀90年代初，國家地震局蘭州地震研究所①國家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1:5萬活動斷裂地質圖說明書.對西秦嶺北緣斷裂進行1:50 000活動斷裂地質填圖，進入到了鍋麻灘地區(qū)，發(fā)現了地表破裂帶長12.8 km，由兩段組成，呈右階排列。地表破裂現象主要有地裂縫，還有規(guī)模宏大的地震崩塌、地震滑坡等次生災害現象。通過基巖斷面上最新斷層擦痕的側伏角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斷裂——圍子山—大夏河斷裂為此次地震的發(fā)震構造。

國家地震局蘭州地震研究所①大致確定了極震區(qū)的范圍，簡單描述了破裂帶的特征，但對于進一步認識此次地震活動和了解西秦嶺北緣斷裂西段最新運動學特征來說，還遠遠不夠。主要的不足在于:(1)未能找到能直接測量康樂地震同震變形的斷錯地貌，僅依據基巖斷面上的擦痕推測其同震變形量;(2)所得到的地表破裂分布總體是準確的，但最新衛(wèi)星影像顯示得到的地表破裂在細節(jié)上表現不足，無法準確描述地表破裂帶的幾何結構和破裂長度。

針對上述不足，筆者在前人的基礎上，通過衛(wèi)星影像解譯和極震區(qū)的實地考察，以期獲得該地表破裂帶更準確的幾何結構、破裂長度及同震變形特征，在這些變形特征的基礎上討論1936年甘肅康樂級地震的發(fā)震構造。

1 地震構造背景分析

西秦嶺北緣斷裂的西段 (洮河以西)從高山深谷中通過，地形復雜，交通不便，侵蝕作用強烈，斷層地貌保存不好，因此對西段的研究程度明顯低于其他段 (張波，2012a)。該段幾何結構復雜，大致由4個規(guī)模更小的次級斷裂呈左階排列而成，從東向西依次是:鍋麻灘北緣斷裂、鍋麻灘南緣斷裂、圍子山—大夏河斷裂、王格爾塘—甘加斷裂，長度分別為 30.5 km、22 km、73.5 km、38.4 km，走向為NWW(圖1b、c)。因此，1936年康樂級地震是認識西秦嶺北緣斷裂西段上各局部段新活動特征及相互關系的窗口。

2 地震地表破裂帶特征

結合前人工作和最新的衛(wèi)星影像，筆者對已發(fā)現的地表破裂帶和相關斷裂進行了野外確認和補充完善。調查中不僅發(fā)現了前人所述的基巖崩塌、地震滑坡等現象，而且得到了更準確的地表破裂帶的幾何分布，將地表破裂帶細分為3段(前人為兩段);重要的是還找到了之前未曾發(fā)現的斷層陡坎以及2個較明顯的同震變形點。由于地震裂縫已被后期充填或掩埋，因此野外未見明顯的地裂縫。

根據地表破裂帶的幾何展布、破裂現象和斷層陡坎的規(guī)模，筆者將地表破裂帶分為西段、中段和東段3段，長度分別為3.7 km、4.4 km和6 km，總長度約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

西段走向為215°，經度范圍為 (103.3955°E～103.4251°E)，長度為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程，現已很難識別①國家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1:5萬活動斷裂地質圖說明書.。

2.2 中段

中段走向為195°～210°。經度范圍從西至東為 (103.4209°～103.4615°E)，長 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。國家地震局蘭州地震研究所①曾描述該地裂縫長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、寬與描述大致相當(圖4a)。

該段斷層蹤跡也很明顯，可見長約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中藍色實線)、斷塞塘 (直徑8～15 m，圖4c中藍色虛線橢圓框)等斷層地貌。陡坎位于山坡上地形坡折處，在地形剖面上，這種與陡坎相關的地形坡折是斷層多次活動的結果，代表斷裂的長期活動 (Wallace，1977;常祖峰等，2014;姚生海等，2014)。

觀察點 P1(35.135 03°N，103.440 35°E，3 560 m)處有一條沖溝左旋位錯12 m，溝內最新沖積扇上發(fā)育很新的斷層陡坎，測得該陡坎高度為0.6 m(圖4d、e，圖4e代表圖4d中藍色箭頭所指的區(qū)域)。陡坎通過處發(fā)育斷層泉，導致陡坎南側更濕潤，植被顏色與陡坎北側有明顯差別。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。說明該陡坎正處于自由面被侵蝕的陡坎演化的初級階段，形成年代距今不遠，應是1936年康樂地震時形成的陡坎。陡坎東側小沖溝相應地被左旋位錯2.5 m，左旋位錯點恰好與新鮮陡坎相連，代表本次地震的地表水平位錯量(圖4d)。說明1936年康樂地震的地表變形以左旋走滑為主，兼具傾滑分量。該點的同震左旋位錯和垂直位錯分別為2.5 m和0.6 m。

2.3 東段

東段地表破裂走向近 EW，經度范圍(103.448 1°～103.512 7°E)，長約 6 km。最東端走向轉變?yōu)镹80°E。斷層崖頂棱角分明，轉折端尖銳，說明該段斷裂具有很強的活動性 (圖5a)。

在觀察點 P2(35.124 92°N，103.472 25°E，3 848m)發(fā)現一個斷層剖面 (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，破碎帶上夾著強烈變質作用形成斷層角礫和深黑色的斷層泥，顯示出極強的擠壓逆沖特征。斷層面光滑平整，但階步不易辨認。國家地震局蘭州地震研究所①國家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1:5萬活動斷裂地質圖說明書.曾在斷裂東端發(fā)現有最新斜擦痕的基巖斷面 (圖3，觀察點P4)。并以此推斷此次地震的同震變形量。

東段沿斷層有多條沖溝發(fā)生6～8 m的左旋位錯，斷層陡坎高1.5～2 m。在觀察點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。小紋溝西側一百米的另一條小紋溝內發(fā)現一較新的陡坎，高30 cm，最大坡角為50°(圖5c～e;紅色實線為斷層，藍色實線為沖溝，白色橢圓框為野外調查人員)。最小的水平位移 (1.5 m)和最新的陡坎 (0.3 m)應為1936年康樂地震形成。因此，該段地表破裂的同震地表水平位錯和垂直位錯分別為1.5 m和0.3 m。

從上述分析可知，全段地表破裂現象主要是地震陡坎、地裂縫等。結合觀察點P1、P3的同震變形量及國家地震局蘭州地震研究所①結果，得到1936年康樂級地震在地表產生的最大水平位移和垂直位移分別為2.5 m和0.6 m。

根據前人 (鄧起東等，1992;Wells，Coppersmith，1994;葉文華等，1996;冉洪流，2011)得到的中國西部地區(qū)走滑斷裂強震震級 (MS)與地表破裂長度 (L)、最大水平位移 (D)的經驗關系 (表1):若給定震級為，依據表1的式(1)，得到地表破裂長度分別為17 km、27 km和9 km，野外考察得到地表破裂帶長度為14 km，在經驗關系式所得結果的范圍內。如果綜合考慮地表破裂長度L和最大同震水平位移D，依據表1中的 (2)式得到L·D為45，而野外考察得到的破裂長度(14 km)與最大左旋位錯 (2.5 m)之積為35，與理論值45相近，符合經驗關系式，說明野外得到的地表破裂參數是可信的。

表1 中國西部地區(qū)走滑斷裂震級—地表破裂參數經驗關系Tab.1 Empirical relationships between magnitude and surface rupture parameters for strike-slip faults in western China

3 地震次生災害——基巖崩塌

此次地震次生災害主要是基巖崩塌和滑坡(圖2)。最顯著的次生災害是基巖崩塌 (圖6)。破裂帶全段都發(fā)育有規(guī)模宏大的基巖崩塌，這種級別的基巖崩塌在西秦嶺北緣斷裂很少見，鍋麻灘盆地北側高50～100 m的基巖斷層崖連續(xù)延伸十幾千米，也未見如此大規(guī)模的基巖崩塌，說明這些崩積物不是自然風化的產物，而是由強烈的構造活動產生的。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倒石堆，礫徑大小不一，由于重力勢能和慣性作用，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 (白色實線范圍內為較老的崩積物，如圖6c中Ⅰ;白色虛線范圍內為較新崩積物，圖6c中Ⅱ)。最新崩積物表面新鮮，無地衣或僅有直徑很小的麗石黃衣 (圖7a;藍色箭頭指向麗石黃衣;最大直徑為20～30 mm，一些僅數毫米)。據謝新生和肖振敏 (1989)得到的中國北方中溫帶半干旱區(qū)麗石黃衣生長模式:

式中，相對誤差為20%。

計算得到直徑20～30 mm的麗石黃衣年齡為79～146 a，在相對誤差范圍內，說明圖7a中的巖塊應為1936年康樂地震時崩落 (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)?；畹匾轮睆蕉酁?0～100 mm①國家地震局蘭州地震研究所.1993.西秦嶺北緣斷裂帶1:5萬活動斷裂地質圖說明書.。在特定的氣候條件下，地衣直徑僅與其生長時間 (即崩積物從基巖斷崖崩落距今的時間)相關 (謝新生，肖振敏，1989;Bull et al.，1994;Bull，2003)。地衣直徑的不同說明崩積物可能有多期，進而說明斷裂有多次構造活動。

4 發(fā)震構造特征

水利工程啟閉機是水利工程上用來開啟和關閉閘門、攔污柵等水工金屬結構的關鍵性永久設備，是水利工程不可分割的重要組成部分。水利工程啟閉機在運行過程中，由于受到軌道摩擦阻力、泥沙淤積阻力，使其荷載變數增大，甚至可能超過啟閉機設計額定載荷，造成安全隱患。因此，啟閉機的安全可靠運行直接影響到水利工程安全和社會經濟效益的正常發(fā)揮，對工程起著舉足輕重的作用。其質量的好壞不僅關系著產品本身的使用效果和壽命，也關系著水利工程的安全運行，甚至關乎國家和人民生命財產安危。

圍子山—大夏河斷裂的長期構造變形和1936年康樂地震地表破裂特征說明該斷裂具有多期新活動。地表破裂帶中、東段最新地震陡坎高分別為0.6、0.3 m，而中、東段斷層陡坎的累積高度為3.5 m和1.5～2 m;中、東段同震左旋位移分別為2.5、1.5 m，而中、東段多條沖溝累積左旋位移達到12、7 m;多期地震崩積物的存在。這些地質地貌證據說明在1936年康樂級地震之前，該斷裂帶上還發(fā)生過多次震級相當、甚至震級更大的地震。

由于多方面的原因，同震地表變形標志點不多，很難獲得更精細的同震變形特征。要深入認識發(fā)震構造的活動習性、破裂方式等問題，需要未來更深入的研究。

5 結論

基于前人的工作基礎、最新的衛(wèi)星影像資料解譯及地表破裂帶實地考察，對1936年康樂級地震的地表破裂帶和發(fā)震構造得到如下結論:

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

(2)地表破裂特征主要是地震陡坎、地裂縫。此次地震為逆左旋走滑型地震，最大同震左旋位移和垂直位移分別是2.5 m和0.6 m，垂直位移約為水平位移的?4。

(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著20～30 mm的麗石黃衣，其形成時間與該地震時間基本吻合。

(4)基巖崩塌、斷層陡坎、水系位錯和地衣直徑分布均說明該次地震的發(fā)震構造圍子山—大夏河斷裂晚第四紀以來有過多次構造活動。

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

鄧起東，于貴華，葉文華.1992.地震地表破裂參數與震級關系的研究［A］//國家地震局地質研究所.活動斷裂研究(2)［C］.北京:地震出版社，247-264.

方良好，袁道陽，邵延秀，等.2013.滇西南地區(qū)黑河斷裂中西段晚第四紀構造活動特征［J］.地震工程學報，35(2):342-353.

顧功敘.1983.中國地震目錄［M］.北京:科學出版社.

國家地震局蘭州地震研究所.1985.陜甘寧青四省(區(qū))強地震目錄［M］.西安:陜西科學技術出版社.

國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，葛偉鵬，等.2007.734年天水7級地震考證與發(fā)震構造分析［J］.地震地質，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:中國地震局地質研究所.

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變事件關系研究［J］.地震研究，37(增刊):109-115.

冉洪流.2011.中國西部走滑型活動斷裂的地震破裂參數與震級的經驗關系［J］.地震地質，33(3):577-585.

邵延秀，袁道陽，王愛國，等.2011.西秦嶺北緣斷裂破裂分段與地震危險性評估［J］.地震地質，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特征［J］.西北地震學報，16(2):85-90.

謝新生，肖振敏.1989.地衣測年法研究及其在陜西若干地質事件中的應用［J］.科學通報，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特征研究［J］.地震地質，26(1):52-60.

葉文華，徐錫偉，汪良謀.1996.中國西部強震的地表破裂規(guī)模與震級、復發(fā)時間間隔關系的研究［J］.地震地質，18(1):37-44.

袁道陽，雷中生，葛偉鵬，等.2007.對143年甘谷西7級地震史料的新見解［J］.西北地震學報，29(1):58-63.

袁道陽，雷中生，劉小鳳，等.2004.138年金城—隴西級地震的史料考證與發(fā)震構造背景探討［J］.地震地質，26(1):52-60.

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

袁道陽.2003.青藏高原東北緣晚新生代以來的構造變形特征與時空演化［D］.北京:中國地震局地質研究所.

張波，何文貴，袁道陽，等.2012b.西秦嶺北緣斷裂西端晚第四紀活動特征及其西延問題［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特征研究［D］.蘭州:中國地震局蘭州地震研究所.

鄭文俊，袁道陽，何文貴，等.2013.甘肅東南地區(qū)構造活動與2013年岷縣—漳縣 MS6.6地震孕震機制［J］.地球物理學報，56(12):4058-4071.

朱志澄主編.1999.構造地質學［M］.武漢:中國地質大學出版社.

Bull W.D.，King J.，Kong F.C..et al..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.，et al..2013.Normal-and Oblique-slip of the 2008 Yutian Earthquake:Evidence for Eastward Block Motion，Northern Tibetan Plateau［J］.Tectonophysics，584:152-165.