宕昌縣地震活動性分析與評價*

鄭　龍，王文麗，馬紫娟（中國地震局，蘭州地震研究所，甘肅　蘭州　730000）

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宕昌縣地震活動性分析與評價*

鄭龍，王文麗，馬紫娟
（中國地震局，蘭州地震研究所，甘肅蘭州730000）

摘要：以宕昌縣及其周邊150km范圍為研究對象，收集整理了研究區域內地震地質資料及地震活動性資料，分析了該區域的地震構造特征和地震活動環境，表明該區域地震構造環境較復雜，屬于斷裂活動強烈區域，強震活動自1880年來有三個活躍期，弱震自1970年來有兩個活躍期，在時間上與強震活動的后兩個活躍期相對應，稍有滯后，弱震及強震活動規律均顯示自1982年以來該區域處于地震活動的活躍期，并將在未來的十幾年甚至幾十年時間內呈持續活躍狀態，正確認識區域內的地震活動水平與特點對該區域防震減災事業至關重要。

關鍵詞：宕昌縣；地震構造；地震活動性；活躍期

宕昌縣位于甘肅省隴南市西北部，白龍江中游岷江之濱，東連禮縣，南接武都區，西與舟曲、迭部兩縣接壤，北與岷縣毗鄰。土地總面積3.33km2，轄6 鎮19鄉，人口,29.3萬，村莊主要沿江河谷地呈帶狀零星分布[1]。該縣屬青藏高原邊緣和西秦嶺、岷山兩大山系支脈的交錯地帶，加之受岷江、白龍江等河流的長期沖刷、切割，境內山戀起伏，溝壑縱橫，地形地貌異常復雜，山岳特征顯著。地勢由西北向東南傾斜，地形由山地、丘陵、河谷三大單元構成，南部多深山峽谷，北部多黃土梁峁。該地區地震構造復雜，區域北部發育有區域性大斷裂西秦嶺斷裂，臨潭-宕昌斷裂帶與禮縣-羅家堡斷裂交匯于區域內部，光蓋山-迭山斷裂帶在區域南部穿過，該斷裂與兩當-江洛鎮斷裂，迭部-白龍江斷裂帶與康縣-略陽斷裂帶、塔藏斷裂帶與哈南-青山灣-稻畦子斷裂帶組成3組V字型構造體系。一般來講，位于斷裂的集中位置，該地區的地震活動比較頻繁，而且往往有強震發生。研究區域位于龍門山地震帶內,龍門山地震帶歷史上曾多次發生破壞性大地震，近年來，該帶的地震活動又進入了一個新的活躍期。

該區是中強震多發區，歷史和現今中強地震時有發生，筆者統計得出宕昌縣以及區域范圍內發生7級以上地震次數為9次，其中8級強震2次。宕昌縣及鄰近150km的區域范圍內（據GB17741-2005，5.1.1震害資料和工程經驗表明，場地地震危險性主要來自于150km范圍內的地震影響）。自有資料記錄以來共記錄到大于4.7級地震121次，其中從2000年以來這14年的時間了更是發生了20 次4.7級以上地震，是甘肅省全省中強震高發地區，該地區也是中國地震局確定的重點監測防御區之一[2]。其次，民眾長期對滑坡、崩塌、泥石流等次生災害的認知程度低，肆意削坡修路、隨意擾動邊坡，降低了邊坡的穩定性，增大了滑坡、崩塌、泥石流等次生災害發生的可能性，因此是本省地震及其次生災害的重災區。

宕昌縣地處我國地震活動最為活躍的龍門山地震帶內，中長期面臨地震危險，本文對該區域范圍內的地震構造環境與地震活動性進行總結分析及評價，為防震減災、減少人民生命財產損失等提供參考依據，具有重要的現實意義。

圖1　區域地質構造圖

1　宕昌縣區域地震構造背景

從圖1中可以看到，宕昌縣區域150km范圍內大致有13條區域性大斷裂（見表1），下面簡述幾條重要斷裂。

表1　區域主要活動斷裂特征一覽表

1.1區域北部主要斷裂帶

北部主要有六盤山東麓斷裂（F1）、西秦嶺北緣斷裂帶（F2）。

1.1.1六盤山東麓斷裂帶（F1）

該斷層北自海子峽與海原活斷層相連，南至涇河源、馬家新莊與隴縣—寶雞活斷層斜接。斷層走向由北西20°轉為近南北向，呈波狀延伸長約215km。該斷層至少形成于第三紀末期，表現為下白堊統逆沖于上第三系之上，并伴有右旋剪切運動分量。中更新世初期以來，由于北端海原斷裂和南端隴寶斷裂產生了大規模左旋走滑運動。作為鄂爾多斯與青藏高原東北部塊體的結合帶，并作為左旋右階擠壓隆起巖橋區，六盤山東麓斷裂帶表現了強烈的擠壓性質。

根據斷裂走向、活動時代及活動性質的變化，可把該斷裂帶分為北、中、南3段。北段以左旋走滑運動為主，中、南段以傾向逆沖運動為特征。斷裂構造帶的最新活動一直延續至全新世,但活動的時代有北邊新南邊老的特點，活動時代北新南老,水平位錯北強南弱。北段可見切錯全新世地層的斷層和褶皺，南段斷層僅斷錯T4級階地堆積物，T2,T3級階地面上未有任何斷錯變形跡象[3]。現代弱震及中強震頻繁發生于涇源以北區段。歷史上曾發生過多次6.5級地震。

1.1.2西秦嶺北緣斷裂帶（F2）

該斷裂東自寶雞，向西經過天水、漳縣，直達太子山以西同仁附近，全長約440km，斷裂早期以壓性活動為主，中更新世以來為左旋走滑兼逆沖性質。大致可分天水段、武山段、漳縣段和鍋麻灘段等4條斷層段，其地質地貌特征和新活動性等有一定差異，現分述如下。

1）天水段：東起寶雞西至溫家套，至少由三條斷層組成，走向北西70°，延伸150km。斷面北傾，傾角60°～70°。該斷層現代活動水平中等，弱震主要發生在社棠以西區段。歷史記載734年曾發生7級地震，1885年6級，1868年及1933年先后發生過43/4級地震。

2）武山段：東起溫家套，西至鴛鴦鎮，呈北西70°～75°，多向北傾，傾角65°～80°，全長75km。斷裂切割上更新統地層。現代弱震密集分布在甘谷至鴛鴦鎮西。歷史記載該段斷層曾發生過多次中強地震，如128年甘谷63/4級地震，143年甘谷7.0級地震等。

3）漳縣段：東起盤古川，西至海甸峽常家南，走向北西80°，延伸長100km，多北東傾，傾角大于60°。據李傳友對黃香溝段階地位錯的研究得到全新世以來平均走滑速率為2.94±0.15mm/a，對斷塞塘的探槽開挖結果，發現多期全新世的斷塞塘淤泥沉積韻律，代表多次古地震事件。綜合多個探槽結果發現了6次地震事件，從老到新分別為：13480±240a B.P.、9890±220aB.P.、7020±93aB.P.、5148±62aB.P.、3028±94aB.P.和1163±44aB.P.（公元143年），其平均復發間隔為2463±37a[4]。

4）鍋麻灘段：東起常家南，西至同仁附近，走向北西55°～60°，延伸長約200km。常家南至鍋麻灘，有70km斷層段在全新世早、中期有活動。曾于1936年發生過康樂64/4級地震。研究區僅包括該斷層段。

1.2區域內部的主要斷裂帶

1.2.1臨潭-宕昌斷裂帶（F3）

該斷裂為研究區內一條規模較大的晚更新世-全新世有過活動的斷裂帶，總體走向NWW-NW向，總長約250km左右，研究區內長90km。由數條規模不等，相互平行或斜列的次級斷裂組合而成。斷裂早期以擠壓逆沖為主，晚更新世以來轉變為以左旋走滑為主的壓扭性。其中北支斷裂(臨潭斷裂段)晚更新世以來無明顯活動的證據；南支斷裂全新世以來活動明顯，其水平滑動速率為2.0～2.5mm/a，垂直滑動速率為0.18mm/a。該斷裂在歷史上西中段曾發生過1837年臨潭東6級地震，1573年岷縣63/4級地震，2013年7月22日岷縣-漳縣6.6級地震。

1.2.2光蓋山-迭山斷裂帶（F5）

光蓋山-迭山斷裂西起光蓋山，向東沿迭山北緣大致S70°E方向延伸，最東端可到達武都以北的大懸里一帶，長度達250km，由三條近于平行的次級斷裂所組成。分別是光蓋山—迭山北緣斷裂、坪定-化馬斷裂、舟曲斷裂三條次級斷裂，這三條主要斷裂近于平行分布，形成寬約5～12km的斷層帶。但從大地貌特征及周邊其他斷層的特征綜合分析認為，該斷裂段局部可能晚更新世甚至全新世有過活動，但主體晚更新世以來活動較弱[5]。

1.3區域南部主要斷裂帶

區域南部斷裂帶主要由迭部-白龍江斷裂帶（F6）、兩當—江洛鎮斷裂(F7）、哈南-青山灣-稻畦子斷裂帶（F10）

1.3.1迭部-白龍江斷裂帶（F6）

迭部-白龍江斷裂由近于平行的南、北兩條斷裂組成，分別長約250km。斷裂總體走向N70°W，傾向SW或NE，傾角40°～70°，斷層性質為逆斷或正斷，并微具左旋。北支中段段錯水系和山脊，并在長壩斷錯白龍江二級階地，活動年代為晚更新世；南支斷裂全新世晚期曾發生過構造活動。

1.3.2兩當-江洛鎮斷裂(F7)

該斷裂帶包括成縣盆地南、北緣2條斷裂帶。北緣斷裂帶全長200km。是控制微成盆地發育的北部邊緣斷裂帶，帶寬約3km，斷裂傾向南，傾角50°～70°，西段以逆沖為主，向北東逐漸轉換為逆沖為主兼具左旋走滑特征。斷裂具有明顯的分段活動性，榆樹鄉以西為全新世活動斷裂段，榆樹鄉以東為早第四紀活動斷裂段。

南緣斷裂走向由西向東從北東向轉變為近東西向，主要表現為斷面傾向南的逆斷層，全長約130km，由一系列北東—近東西向的次級斷裂組成。根據中國地震局汶川地震科學考察隊(2009)在汶川8級地震之后開展的地震科學考察研究結果，認為該斷裂局部地段晚更新世有一定的活動跡象，在地貌上形成較清晰的斷層陡崖。但是一直未發現可靠地質剖面。綜合考慮，該斷裂可能屬于中更新世—全新世斷裂。

1.3.3哈南-青山灣-稻畦子斷裂帶（F10）

該斷裂帶西起四川南坪境內，向東經哈南、戈家壩、青山灣、梨坪、稻畦子以東至毛坡里一帶，長約95㎞。總體呈北東東向展布，傾向南西或北東，傾角70°.由兩條近于平行的傾滑型斷層和其間的狹長斜列式盆地組成，帶寬3～5km，東段較寬約10km。沿斷裂線性清晰，色調分明，斷層槽地、鞍形地貌發育，局部地段斷裂通過處山脊似刀切一般，兩側地形高差達200～300m,斷裂的運動性質為正斷兼左旋走滑。

該斷裂幾何形態復雜，并具多期活動的特點。在空間上各條斷裂活動性又具明顯的分段性。

1）哈南-青山灣段：為傾向北東的高角度逆傾滑性質，破碎帶寬20～80m,最寬達300m。切割晚更新世坡積物。

2）青山灣-稻畦子段：與哈南-戈家壩段間為基巖隆起所分割，長38㎞。在青山灣可見該斷裂破碎帶與晚更新世黃土呈斷層接觸，而黃土層中的新斷面具有階梯狀斷錯，并錯斷低級階地和礫石層，為1879年8級地震極震區。

3）稻畦子-毛坡里段：長33km，此段進入高山區，由于被農田建設改造，斷裂面貌全非，但線性構造特征和地貌標志仍較清晰。斷層全新世以來左旋滑動速率為2～2.5mm/a，沿斷裂帶曾發生過1879年8級地震。

2　宕昌縣區域中強震活動特征

有記錄以來研究區（150km范圍）內，公元前193年～2014年12月，共發生4.7級以上地震121次，其中4.7～4.9級地震21次，5.0～5.9級地震64次，6.0～6.9級地震27次，7.0～7.9級地震7次，8.0～8.9級地震2次。從空間分布看（如圖2所示），中強震主要分布于臨洮-天水一線、岷縣漳縣地區、南部的武都-文縣以及松潘-平武一帶[6-12]。

從圖3中強震頻度圖可以看出：該區域自1880年以來震級大于等于4.7級地震資料基本完整，其經歷了兩個平靜期與三個活躍期，其中1920-1928年、1968-1980年為兩個平靜期；1884-1918年、1930-1968年、1982至今這三個時期為地震活動的活躍期，按照圖中趨勢來判斷，其中第三個活躍期至今仍未結束。由此分析得出宕昌區域范圍內在未來一段時間仍將處于地震活動的活躍期。1880年以后，該區域中強地震的平靜時段似乎出現有節律的縮短，而活躍時段節律變長的趨勢，第一和第二個活躍期分別經歷了34年與38年，而第三個活躍期從1982年至今經歷了33年，應該處于此次活躍期中的消亡階段，在未來十幾年或更長時段內中強震發生的可能性不會降低。

圖2　區域中強震震中分布圖

圖3　區域中強震頻度分布圖

3　宕昌區域弱震活動特征

除歷史中強震外，儀器記錄的地震資料時間較短，始于1970年。根據焦遠碧、吳開統等（1990）的研究結果和甘肅省地震局2005年編著的甘肅省地震監測志，1989年以來本工作區域基本處于區域地震臺網對ML≥3.0級地震的有效監測范圍之內。“九五”數字化改造建設后現代地震臺網對本工作區域范圍內地震臺網控制為ML≥2.0級,不會漏記3.0級以上地震。因此，本區域范圍內1970年以來3級以上地震記錄是可靠的滿足了研究區地震活動性研究的精度要求，為我們研究區域地震活動性提供了基本完備的地震資料。1970年1月1日至2014年12月研究區內共紀錄到ML3.0～ML4.6級地震2689次，其不同檔次地震的頻數依次為：ML3.0～ML3.9級地震2379次，ML4.0～ML4.6級地震310次（如圖4所示）。（弱震資料取自中國地震局分析預報中心地震數據庫中全國小震目錄，時間從1970年1月1日至2003年12月，中國地震局地震預測研究所（原中國地震局分析預報中心）地震數據庫2004年1月至2014年12月。）

圖4　區域弱震震中分布圖

從區域的小震活動規律來看：小震在空間區域上較為發散，但也有其規律性，首先區域南部的中小地震活動比西、北面強烈。其中尤以中部迭部-宕昌-禮縣一帶與松潘-青川一帶最為活躍；圖4可以看出中東部及中東部偏北中小地震活動較弱，西中小地震活動也相對較弱；區域北部岷縣-臨洮一帶、東部甘谷-西和一帶、中部偏南武都-文縣一帶和西部迭部西部中小地震活動較為活躍。

圖5　區域弱震頻度分布圖

從時間尺度分析弱震的區域活動特征：從圖5可以看出兩個頻率明顯較高的時段即1973-1977年及2005年-至今，這也與強震的第二和第三個活躍期基本相對應，弱震的活躍期相比中強震活躍期稍有滯后。

4　總結與討論

本文基于宕昌區域范圍內地震構造及活動性資料，分析了該區域的地震活動水平和特征，研究區內地震構造環境復雜，新構造活動強烈，共有活動斷裂12條，其中全新世斷裂4條，晚更新世-全新世斷裂5條，中更新世-全新世斷裂3條。

研究區內共紀錄到4.7級以上地震121次，其地震分布具有明顯的不均勻性，強震主要分布在臨洮-天水一帶、岷縣漳縣地區、南部的武都-文縣一帶以及松潘-平武一帶，而西部、西南部地區則相對較少；1970年1月1日～2014年12月研究區內共紀錄到ML3.0～ML4.6級地震2689次，弱震空間分布的叢集性更加明顯，歷史強震發生的地段往往是中、小地震密集成叢發生的地區。區域南部及中部及南部小震活動明顯強于其他區域，區域西南部及東部地震活動較弱。

從時間尺度上來看該區域強震活動經歷了三個平靜期及三個活躍期；弱震從1970年統計起也經歷了兩個活躍期，與強震活動的第二、三個地震活躍期稍有滯后。從時間發生規律研究發現1982年始該區域進入地震活動的活躍期，至今仍未結束，因此充分了解該區域的地震活動水平與特點對該區域的防震減災事業至關重要。

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*基金項目：中國地震局地震預測研究所基本科研業務專項(課題號20151ESLE03)。

中圖分類號：P65