李　峰

(中國地震局地質(zhì)研究所,北京100029)

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重慶隔擋式背斜構(gòu)造的地震危險性研究

李峰

(中國地震局地質(zhì)研究所,北京100029)

重慶市位于四川盆地的東南緣,長江與嘉陵江匯合處,區(qū)域主要構(gòu)造特點是發(fā)育隔擋式褶皺,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂較為發(fā)育； 也是一個地震強度較弱、 但頻度較高的地區(qū),以往對本地區(qū)中強地震發(fā)震構(gòu)造的認識比較模糊。本文通過探討研究區(qū)褶皺與斷裂的形成、 演化、 構(gòu)造特征、 最新活動及其相互關(guān)系,總結(jié)中強地震的孕震構(gòu)造條件,分析其地震危險性,對于采取切實可行的防震減災(zāi)措施、 合理地進行城市規(guī)劃和社會的科學發(fā)展有重要意義。

重慶作為一個基巖出露的山城,第四系覆蓋罕見而且基巖產(chǎn)狀較陡,其地質(zhì)地貌特點迥異于通常以平原或盆地為主的城市。因此,根據(jù)地區(qū)特點,研究工作中突破以往主要針對地表斷裂的構(gòu)造活動性鑒定方法,主要針對研究區(qū)內(nèi)的背斜-斷裂帶進行控制性探測與活動性鑒定,經(jīng)反復(fù)探索確定了一套以深淺構(gòu)造綜合分析為特色的有效探測方法組合。首先通過大比例尺地質(zhì)地貌填圖以及多條跨背斜實測地質(zhì)剖面,展現(xiàn)研究區(qū)褶皺-斷裂組合構(gòu)造特征； 同時借助跨背斜的構(gòu)造地貌面聯(lián)合測量及測年手段限定構(gòu)造最新活動性； 進而通過人工深地震反射和中淺層物探成果解譯,結(jié)合小震精確定位、 區(qū)域地殼動力學和形變測量數(shù)據(jù)分析,綜合評價其地震危險性。

由于研究區(qū)包括長江和嘉陵江兩大河流的峽谷區(qū),由河流侵蝕堆積形成的地貌面是籍以判別橫穿峽谷斷層活動性的基本參考面。因此,在廣泛收集鉆孔資料的基礎(chǔ)上,對區(qū)內(nèi)的河流階地、 夷平面、 溶蝕面等進行系統(tǒng)性地詳細調(diào)查和測量,結(jié)合鉆探工作進行階地分級和年代鑒定,以達到對研究區(qū)的第四系和地貌面進行綜合劃分的目的。通過獲取跨研究區(qū)各背斜的河流階地位相圖、 夷平面對比圖,以及各級階地標準鉆孔,編制了多組研究區(qū)晚第四紀綜合剖面,證實了區(qū)內(nèi)地表背斜及其岀露的相關(guān)斷裂在晚第四紀以來無斷錯地表的活動。

為開展地震危險性分析,首先結(jié)合原有地震臺記錄到的天然地震進行小震精確定位分析,印證研究區(qū)潛在地震震源位置； 重點通過統(tǒng)景、 榮昌2個典型震源區(qū)的人工深地震反射和中深層石油物探成果解譯,獲得研究區(qū)附近中上地殼至近地表的幾何結(jié)構(gòu)特征與深淺構(gòu)造關(guān)系的剖面信息,結(jié)合地表地質(zhì)剖面進一步揭示孕震區(qū)的深部構(gòu)造環(huán)境。其中,查明研究區(qū)地表及淺部主要活斷層向深部的延伸情況、 深淺構(gòu)造耦合關(guān)系,特別是前人提出的“底腹斷層”的存在與否,及其與深部構(gòu)造、 淺表斷層的關(guān)系,是探明研究區(qū)周邊地殼結(jié)構(gòu)以及震源區(qū)的介質(zhì)物性,綜合確定斷層地震危險性的關(guān)鍵。借助榮昌45 km與合川—長壽80 km深地震反射剖面探測,跨主要背斜的5條中淺層物探CSAMT剖面,以及對相關(guān)的石油地震探測剖面重新進行資料解釋,補充不同深度重力異常場的延拓分析,清楚地得到了研究區(qū)主要背斜構(gòu)造的上地殼至近地表的構(gòu)造特征及斷層組合樣式。特別是2條深地震反射剖面首次清晰揭示了統(tǒng)景、 榮昌2個中強地震震源區(qū)的地殼精細結(jié)構(gòu)和變形特征。

本研究以從深到淺不同探測手段的組合為依據(jù)(包括深部人工地震、 中深部石油物探資料重新解釋、 中淺層電磁法探測、 淺層地質(zhì)地貌剖面測量等),在大量實際探測成果的支持下,結(jié)合中小地震精確定位、 深部地球物理場延拓解釋、 區(qū)域地殼動力學和形變測量數(shù)據(jù)分析等手段,綜合分析上述2個典型震源區(qū)的深淺構(gòu)造耦合關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,提出位于華鎣山基底斷裂以東的川東隔擋式褶皺構(gòu)造區(qū)作為一個獨立的地震構(gòu)造區(qū),具有特殊的中強地震發(fā)震構(gòu)造模型,即地震的發(fā)生以多期活動的背斜構(gòu)造為背景,震源深度淺、 復(fù)發(fā)周期長,并受到褶皺基底斷裂、 褶皺地表形態(tài)和所處區(qū)域動力場位置的影響,分別具備發(fā)生5～6級地震的危險性。在此基礎(chǔ)上結(jié)合地震空間光滑法概率分析,綜合評定研究區(qū)有發(fā)震危險的背斜-斷層構(gòu)造帶的最大潛在震級等； 同時探討了研究區(qū)典型孕震構(gòu)造條件及其地球動力學背景,即本區(qū)各組背斜深部由地處中生代雪峰山隆起前緣的殘余應(yīng)變場(自東向西)與新生代龍門山隆起的擠壓應(yīng)變(自西向東)形成對沖構(gòu)造的部位,為有利的孕震構(gòu)造部位,由此建立了研究區(qū)地震構(gòu)造模型。

上述探測手段的組合與分析方法的探索,有可能在開展其他中強地震構(gòu)造區(qū)特別是華南地區(qū)的地震危險性分析時成為有益的參照。有關(guān)成果已應(yīng)用于重慶城市規(guī)劃和工程建設(shè)當中,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會影響。

隔擋式； 背斜構(gòu)造； 地震危險性

(作者電子信箱,李峰： lfeng10@sina.com)

P315.9；文獻標識碼：A；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.08.013