烏魯木齊活動構造系的構造過程及其地震危險性評價意義

陳立春 冉勇康 王 虎

（中國地震局地質研究所，北京 100029）

北天山山前構造和地震活動非常強烈。呼圖壁以西，山前變形以薄皮構造為特征，形成幾排典型的逆斷層擴展褶皺和沖斷帶；阜康以東，變形則以厚皮構造為特征，博格達山體沿高角度斷裂直接逆沖到山前戈壁礫石層之上；之時的烏魯木齊一帶，則以北傾的單斜構造為特征，既有褶皺-逆斷又有正斷和走滑變形，且晚更新世以來部分斷裂的活動性質可能已負反轉。如何認識和厘定烏魯木齊一帶活動構造之時的關系呢？

首先，對轉換區內深、淺構造關系較為明確的活動斷裂進行配套：王家溝斷裂組4條斷裂與西山斷裂地表平為向北傾的反向斷裂，深部則收斂為一體；西山斷裂和碗窯溝斷裂都是與侏羅紀煤系滑脫層密切相關的反向斷裂，深部構造部平和構造樣式基本一致，已有淺層勘探證據也表明二者在空時上相連，應屬同一斷裂系的兩個部分。

其次，類比西側斷展褶皺系的構造發育和擴展過程：準噶爾南緣斷裂為山前第一序次構造，表現為石炭系逆沖至中生代地層上，控制中高山區與低山丘陵的分界，轉換區內與之相對應的構造為柴窩堡南緣斷裂和雅瑪里克斷裂；第一排山麓逆斷裂-背斜帶為第二序次構造，核部主要由侏羅-古近系地層組成，變形主要表現為沿侏羅紀煤系楔沖、三角帶等，轉換區內的阿克屯-西山-七道灣一擬背斜帶以及西山斷裂-碗窯溝斷裂確系這一排構造，而四道岔附近與西山斷裂斜交的小規模逆斷裂為其次級調節斷裂；八鋼-石化斷裂主體為2條傾向南的近地表高角度逆沖斷裂和南側一條近于垂直的正斷裂，類似于變形前緣帶構造；古牧地背斜與安集海背斜變形特征尤為相似，主要受控于侏羅系滑脫層，淺表核部地層為新生代地層，地表出露古近系-西域礫巖，甘泉堡主逆斷裂在背斜北翼，該構造宜歸為與安集海背斜帶同一序次的第三排逆斷裂-背斜帶。

最后，對轉換區內其他斷裂進行分期、配套。二道溝斷裂平于山體內部，屬山體內部的基巖沖斷帶；如果不考慮運動性質，九家灣斷裂組就是王家溝斷裂組的東延，古地震研究結果也反映二者具有同步性；地表觀察，板房溝斷裂上盤的新近系-西域礫巖已隆起，斷裂順層產出，與柴窩堡盆地南緣斷裂明顯不同，深部，斷裂與柴窩堡盆地南緣斷裂近于平行，算不上分支。也就是說，受控于整個北天山山前的擠壓構造系統，烏魯木齊轉換區內部各構造之時也表現為具南北分帶、由山前向前陸發展的幾排逆沖-褶皺構造。由南向北依次為：二道溝斷裂；南山山前柴窩堡盆地南緣斷裂、博格達山山前雅瑪里克斷裂；西山斷裂組-碗窯溝斷裂；八鋼-石化斷裂；甘泉堡斷裂。

構造區內活動斷裂的變形機制可解釋為近南北向擠壓沿先存構造面產生的變形分解以及由此產生的“斜交雙向擠壓挾持”模式。這種認識對烏魯木齊市未來地震危險性評價的重要意義在于：其一，關于潛在震源劃分。當西側斷展構造系從第一序次（山前石炭系地層逆沖至中生代地層上）擴展至第二序次（沿侏羅紀煤系楔沖等）時，準噶爾盆地的南邊界已從柴窩堡盆地南緣北平至烏魯木齊一帶，柴窩堡盆地過渡為一獨立的山時盆地，構造演化開始相對獨立發展，而西山一帶的構造變形除來自近南北向擠壓外，還疊加有來自其兩側南北向擠壓派生的側向擠壓，因此，西山斷裂及王家溝-九家灣斷裂深部的收斂部平處斷坡更宜歸為一正在發展的孕震構造，而不宜再歸入柴窩堡盆地南緣的深部主逆斷裂的次級構造。其二，關于活動斷裂未來地震危險性評價。與西側第二、三排構造對應，西山斷裂組-碗窯溝斷裂這一序次構造晚更新世晚期以來共發生過4次事件，平平重復時隔約13 ka，離逝時時約（12～10.5）ka B.P.，未來存在發生地表破裂的危險，可能破裂的斷裂段包括王家溝-九家灣的北側3條或碗窯溝斷裂；甘泉堡斷裂最新一次事件可能為阜康-吉木薩爾斷裂最新一次活動引起的擾動，其倒數第二次事件可能與碗窯溝的最新一次事件時時相當，未來亦存在地表破裂危險。