吳富峣　冉勇康　陳立春　李　安

1)中國(guó)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(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、北京　100085　3)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所、地震動(dòng)力學(xué)國(guó)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(guó)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(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、北京1000853)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所、地震動(dòng)力學(xué)國(guó)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(jí)

0　引言

中國(guó)東部歷史地震記錄長(zhǎng)、信息豐富；西部歷史地震記錄相對(duì)來(lái)說(shuō)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(zhēng)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(jí)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(zhēng)議。 楊章等(1987)通過(guò)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(guò)地質(zhì)地貌對(duì)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(kù)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(guò)野外地質(zhì)考察、區(qū)域斷裂活動(dòng)性分析對(duì)比、結(jié)合歷史文獻(xiàn)記載、對(duì)這2次歷史地震的發(fā)震構(gòu)造、震級(jí)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(lái)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(duì)較低(馮先岳等、1994；李瑩甄等、2001)、形變速率相對(duì)于西部天山來(lái)說(shuō)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(duì)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(kù)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(kù)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(guó)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(chǎng)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(jí)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(duì)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(kù)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(jí)及以上破壞性強(qiáng)震的歷史文獻(xiàn)記載情況簡(jiǎn)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(wú)存。文武官府、兵民房屋、倉(cāng)庫(kù)、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(kù)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(zhǎng)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(kù)爾地表破裂帶

雄庫(kù)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(zhǎng)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(guò)對(duì)地表破裂帶的追蹤考察、加上對(duì)破裂帶重點(diǎn)段的地形測(cè)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(kù)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(kù)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(kù)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(kù)爾一帶見沖溝明顯有同步位錯(cuò)、實(shí)地地形測(cè)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(cè)年結(jié)果為距今 (1 650±30)a、與圖8對(duì)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(kù)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(cè)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(jí)以上地震破裂帶的經(jīng)驗(yàn)長(zhǎng)度、不能排除地表破裂帶自雄庫(kù)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(zhǎng)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(zhǎng)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(kù)爾一帶的地貌衛(wèi)星圖片解譯和沖溝位錯(cuò)實(shí)測(cè)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(kù)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(cè)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(kù)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(jí)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(zhǎng)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(duì)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(cè)這條地表破裂帶應(yīng)該是由1次距今時(shí)間不長(zhǎng)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(duì)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(jí)洪積扇和低漫灘；洪積扇上的礫石堆積較為無(wú)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(wú)序且磨圓一般、但礫石因表面生長(zhǎng)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(zhǎng)。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(guò)地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)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(kù)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(kù)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(kù)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(kù)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(zhǎng)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(shuō)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(kù)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(jí)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(kù)爾。此外、破裂帶的走向?yàn)镹WW、與現(xiàn)有等震線橢圓的長(zhǎng)軸方向近平行(圖2)。綜合來(lái)看、雄庫(kù)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(zhǎng)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(shuō)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(zhǎng)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(duì)比來(lái)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(duì)山麓南部哈密的影響要小于1914年地震對(duì)哈密的影響。 從圖2 和圖3 可以看出、雄庫(kù)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(kù)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(kù)爾破裂帶向東延伸至巴里坤縣城南一帶的可能性、對(duì)比2個(gè)歷史地震的震級(jí)大小、我們認(rèn)為1842年歷史地震的震級(jí)不會(huì)小于1914年歷史地震的震級(jí)、這與新疆維吾爾自治區(qū)地震局(1985)修訂的歷史地震震級(jí)相符。

5　結(jié)語(yǔ)

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(kù)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(guò)歷史文字記載和地質(zhì)證據(jù)的對(duì)比、認(rèn)為雄庫(kù)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(kù)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(jí)不會(huì)小于1914年歷史地震。

柏美祥、羅福忠、李軍、等. 1999. 哈密盆地北緣活動(dòng)斷裂帶微地貌 [J]. 內(nèi)陸地震、13(2): 162—168.

BO Mei-xiang、LUO Fu-zhong、LI Jun、etal. 1999. Micro-geomorphology on the active northern margin fault zone of Hami Basin [J]. Inland Earthquake、13(2): 162—168(in Chinese).

鄧起東、馮先岳、張培震、等. 2000. 天山活動(dòng)構(gòu)造 [M]. 北京: 地震出版社.

DENG Qi-dong、FENG Xian-yue、ZHANG Pei-zhen、etal. 2000. Active Tectonics in Tien Shan [M]. Seismological Press、Beijing(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 [M]. 見：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. Research on the relationship between earthquake rupture parameter and magnitude [M]. In: The Research of Active Fault (2)． Seismological Press、Beijing. 247—264(in Chinese).

鄧起東、張培震、冉勇康、等. 2003. 中國(guó)活動(dòng)構(gòu)造與地震活動(dòng) [J]. 地學(xué)前緣、10(增刊): 66—73.

DENG Qi-dong、ZHANG Pei-zhen、RAN Yong-kang、etal. 2003. Active tectonic and earthquake activities in China [J]. Earth Science Frontiers、10(suppl): 66—73(in Chinese).

馮希杰、董星宏、劉春、等. 2005. 范家壩-臨江斷裂活動(dòng)與1879年甘肅武都南8級(jí)地震的討論 [J]. 地震地質(zhì)、27(1): 155—163.

FENG Xi-jie、DONG Xing-hong、LIU Chun、etal. 2005. Discussion on the activity of the Fanjiaba-Linjiang Fault and the south Wudou、Gansu Province M8 earthquake of 1879 [J]. Seismology and Geology、27(1): 155—163(in Chinese).

馮先岳. 1997. 新疆古地震 [M]. 烏魯木齊: 新疆科技衛(wèi)生出版社.

FENG Xian-yue. 1997. Paleoseismology in Xinjiang [M]. Xinjiang Science and Health Press、Urumqi(in Chinese).

顧功敘、林庭煌、時(shí)振梁、等. 1983. 中國(guó)地震目錄(公元前1831年—公元1969年)[M]. 北京: 科學(xué)出版社.266.

GU Gong-xu、LIN Ting-huang、SHI Zhen-liang、etal. 1983. China Earthquake Catalogue(1831BC-1969 AD)[M]. Science Press、Beijing. 266(in Chinese).

江娃利. 1993. 航片判讀新疆東天山巴里坤活動(dòng)斷裂帶展布及變位地形特征 [J]. 內(nèi)陸地震、7(4): 350—355.

JIANG Wa-li. 1993. The distribution and active characteristics of the Balikun active fault zone in the East Tien Shan of Xinjiang from aerophoto interpretation [J]. Inland Earthquake、7(4): 350—355(in Chinese).

荊鳳、申旭輝、馮春、等. 2009. 中巴地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)在地震活斷層研究中的應(yīng)用: 以巴里坤斷裂帶為例 [J]. 地震、29(2): 48—56.

JING Feng、SHEN Xu-hui、FENG Chun、etal. 2009. Application of CBERS -002 CCD data in earthquake active fault research: A case study of Balikun fault zone in Xinjiang [J]. Earthquake、29(2): 48—56(in Chinese).

李瑩甄、沈軍. 2001. 新疆哈密地區(qū)地震地質(zhì)及地震活動(dòng)性 [J]. 內(nèi)陸地震、15(2): 141—147.

LI Yin-zhen、SHEN Jun. 2001. Seismological tectonics and seismicity in Hami、Xinjiang [J]. Inland Earthquake、15(2): 141—147(in Chinese).

新疆維吾爾自治區(qū)地震局. 1985. 新疆維吾爾自治區(qū)地震資料匯編 [M]. 北京: 地震出版社.

Seismological Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region. 1985. Compilation of Earthquake Materials of Xinjiang Uygur Autonomous Region [M]. Seismological Press、Beijing(in Chinese).

楊章、丁德軒. 1987. 1842年6月11日新疆巴里坤7.5級(jí)地震 [J]. 西北地震學(xué)報(bào)、9(2): 71—74.

YANG Zhang、DING De-xuan. 1987. The Balikun earthquake(M=7.5)on June 11、1842 in Xinjiang [J]. Northwestern Seismological Journal、9(2): 71—74(in Chinese).

Abdrakhmatov K Y、Aldazhanov S A、Hager B H、etal. 1996. Relatively recent construction of the Tien Shan inferred from GPS measurements of present-day crustal deformation rates [J]. Nature、384: 450— 453.

Cunningham D、Owen L、Snee L、etal. 2003. Structural framework of a major intracontinental orogenic termination zone: The easternmost Tien Shan、China [J]. Journal of the Geological Society、160(4): 575—590.

Cunningham W D、Windley B F、Dorjnamjaa D、etal. 1996. Late Cenozoic transpression in southwestern Mongolia and the Gobi Altai-Tien Shan connection [J]. Earth and Planetary Science Letters、140(1): 67—81.

Liu M、Yang Y、Shen Z、etal. 2007. Active tectonics and intracontinental earthquakes in China: The kinematics and geodynamics [J]. Geological Society of America Special Papers、425: 299—318.

Molnar P、Deng Q. 1984. Faulting associated with large earthquakes and the average rate of deformation in central and eastern Asia [J]. Journal of Geophysical Research、89(B7): 6203— 6227.

Molnar P、Tapponnier P. 1975. Cenozoic tectonics of Asia: Effects of a continental collision [J]. Science、189: 419— 426.

Sobel E R、Dumitru T A. 1997. Thrusting and exhumation around the margins of the western Tarim Basin during the India-Asia collision [J]. Journal of Geophysical Research、102(B3): 5043—5063.

Tapponnier P、Molnar P. 1979. Active faulting and Cenozoic tectonics of the Tien Shan、Mongolia、and Baykal regions [J]. Journal of Geophysical Research、84(B7): 3425—3459.

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(guó)地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)活動(dòng)斷層地震危險(xiǎn)性評(píng)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。