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我国大型沉积盆地的地震活动特征 精选

已有 10157 次阅读 2018-11-10 09:56 |个人分类:科研随想|系统分类:科研笔记| 沉积盆地, 地震活动

 

我国的盆地数量众多,特色各异,其中塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地和四川盆地被誉为中国的四大盆地(图1)。想必不少童鞋要问,这些盆地属于何种类型?其地震活动特征怎样?

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1 中国大陆新生代的地球动力学背景与四大盆地

盆地是指地壳上具有相同或相似发育特征(包括沉积特征、应力环境、发育时间和过程)的统一的沉陷单元。形象地说,四周高、中间低,地形上像一个脸盆状的东东称之为盆地。盆地的四周一般有高原或山地围绕,中部是平原或丘陵。

按盆地是构造成因还是其他成因分类,可分为两种:一种是构造运动形成的盆地,称为构造盆地或断陷盆地,如我国新疆的吐鲁番盆地、江汉平原盆地;另一种是冰川、流水、风和岩溶侵蚀形成的盆地,称为侵蚀盆地,如我国云南西双版纳的景洪盆地,主要由澜沧江及其支流侵蚀扩展而成。

当盆地中发育相当厚度沉积物且中心比周围厚得多时,称为沉积盆地。我国较大型的盆地多属构造成因的沉积盆地,其“冠军”得主是是塔里木盆地,“亚军”得主是鄂尔多斯盆地

沉积盆地作为一个地壳构造单元,它的形成和发展无疑受控于大地构造环境。在不同的动力学环境中形成的盆地,在结构、沉降与沉积充填特点等方面均有差异,通常可依据动力学环境将盆地(图2)划分为:

1)引张型(裂陷型,Extension

这类盆地是岩石受到拉伸而导致破裂沉陷形成的伸展构造,如裂谷、地堑等,通常受正断层或走滑断层控制。如松辽盆地、鄂尔多斯盆地、江汉盆地等。

2)挤压型(压陷型,Collision

这类盆地主要形成于挤压应力作用条件下,往往与造山带相联系,为逆断层或逆掩断层所夹持或围限。如塔里木盆地、准格尔盆地、柴达木盆地、四川盆地、河西走廊盆地等。

3)扭动型(走滑型,Transtension

大型走滑断裂带在次级断裂的首尾交接部位(阶区),有时造成剪切拉张环境,从而形成拉分盆地(图3,如鲜水河断裂和甘孜-玉树断裂之间的阶区,发育了甘孜拉分盆地。一般说来,这类盆地的规模较小。

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2 依据动力学环境划分的沉积盆地类型

 

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3 拉分盆地形成示意图

由于不少M≥6.0地震发生在盆地内或盆地边缘,人们很自然地把盆地与地震联系起来,地震地质专家甚至把盆地作为未来M≥6.0地震发生地点的构造标志。

说到这儿,必须提及地震地质专家邓起东院士。他在活断层与地震等领域取得了卓越成就,也是倡导研究《陆内盆地与强震活动》(2004,地震学报)的先驱者之一。咱117日上午还在研读他的有关文献,没想到中午时分得知他已于116日去世的消息,感到十分悲痛。

20168月在北京举举办了第111期新观点新学说学术沙龙,主题是“大地震孕育机制及其物理预测方法”,有幸邀请到了年事已高的邓先生参会,会上想让他讲几句,他连连摆手,说“我是来学习的,看看地震预测有什么新进展,就不讲了。”他谦逊低调、朴实无华的精神,给大家留下了深刻的印象。他的去世是地震活动构造研究领域的一大损失,咱就以这篇博文作为缅怀他的纪念文章吧。

我们在做地震区划分研究时,曾观察到围绕盆地周围通常发育区域性大断裂,其一般可作为地震区的边界断裂。换句话说,大多数地震区(图4)内含一个或多个盆地,如石河子地震区(编号17)内有准噶尔盆地、吐哈盆地与三塘湖盆地,喀什地震区(编号15内含塔里木盆地,格尔木地震区(编号22)内含柴达木盆地。然而,一般说来,凡事皆有例外,如鄂尔多斯盆地主要涉及到运城地震区(编号24)的大部分和海原地震区(编号23)的一小部分,四川盆地主要涉及到西昌地震区(编号8)的大部分和宜昌地震区(编号28)及小江地震区(编号7)的一小部分。咱认为,出现盆地范围涉及多个地震区的情况,估计和盆地某些边缘造山带强烈的风化剥蚀、物质运移有关,这样从地貌上看,原来较小的盆地可逐渐扩展。这种认识对不对呢?欢迎大家讨论,因为咱相信“三个臭皮匠赛过一个诸葛亮”蕴含的道理。

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 4 中国及其周边地震区划分图(3.6版)

以地震区为依托,可审视盆地的地震活动特征,以下按分类结合典型例子予以描述。

1)引张型盆地

鄂尔多斯盆地是一典型例子。该盆地上部轮廓貌似“M”型,下部轮廓貌似“U”型。由于盆地内部不存在明显的活动构造和相对运动,最新构造活动主要发生在盆地边界的剪切拉张型活动构造带(邓起东等,2002)。因此,盆地中间区域无M≥6.0地震发生,M≥6.0地震发生在盆地的边缘地带,其中M≥8.0地震发生在“U”型区域边缘,其西侧发震区为海原地震区,东南侧和东侧发震区为运城地震区

小结下,该类盆地M≥6.0地震主要分布在盆地边缘,震级大,是M≥8.0地震的集聚地,发震断层以走滑型居多。

2)挤压型盆地

四大盆地均为这种类型,现分别予以说明。

准噶尔盆地M≥6.0地震主要分布在盆地边缘的西南侧(大多数发生在北西向的博罗科努断裂附近),注意某些地震发生在石河子地震区(如19061223日沙湾西南MS8.0地震),而某些地震发生在新源-阿拉木图地震区(如181238日新疆尼勒克东MS8.0地震),盆地中间鲜有强震记录。在距盆地边缘有一段距离的东北角曾发生1931811日富蕴MS8.0地震,震中烈度Ⅺ度其发震断裂为北西向的可可拖海一二台断裂带.

塔里木盆地M≥6.0地震主要分布在盆地西北侧喀什——库尔勒一带和西南侧喀什——于田一带,盆地中间鲜有强震记录。

邓起东等(2002)指出,塔里木和准噶尔盆地断块是结构完整的活动块体,其间的天山则是典型的新生代再生造山带。晚第四纪活动构造以再生造山带山前前陆盆地区的活动逆断裂——活动褶皱带及山间压陷盆地为特征。这实际上给出了盆地中间强震较少的一种解释。

 柴达木盆地边缘和中间活动断裂发育,且存在锁固段,故边缘和中间几乎都有强震发生。有史以来,格尔木地震区仅发生了一次大地震——1990年青海共和MS7.0地震,其发生在盆地东侧较远的地方。

四川盆地M≥6.0地震发生在西北侧(主要在汶川地震区龙门山断裂带附近)和西南侧(两侧都有,左侧为安宁河和则木河断裂发震,右侧为沐川-马边-大关构造带发震,属于西昌地震区发震),沐川-马边-大关构造带以东盆地内无强震记录。

小结下,该类型盆地M≥7.0地震主要发生在最新的逆冲断层——褶皱带上,多数盆地内部鲜有M≥6.0地震发生。

3)扭动型盆地

相对上述两种类型盆地,其规模一般较小,盆地与地震分布的关系不明显,通常为为正断层地震,且震级较小。

总结下,地震活动与大型盆地往往存在着相关关系,这是因为盆地的形成与发展直接受到断裂构造活动和深部物质运动的控制。活动性质和活动强度不同的盆地,地震活动的强度和频度有很大差异,震中位置也不相同(耿杰,1993)。因此,采用地质与地球物理相结合的手段,调查盆地及其周围发震锁固段的分布特点,再结合分析M≥6.0地震在盆地内的迁移规律,有可能为准确判定标志性地震的发生地点提供依据。

参考(略)

图片来自网络,无商业目的,在此致谢!




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