遼寧岫巖地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地震活動研究

王鳳琴，王久明

（岫巖地震局，遼寧 岫巖114300）

0 引言

岫巖地區(qū)是遼寧地區(qū)地震活動較多的地區(qū)。自1975年2月4日海城7.3級地震以來，先后在岫巖偏嶺、哨子河、洋河等地發(fā)生多次地震活動。特別是1999年11月29日發(fā)生在偏嶺三間房附近的M5.6級地震更給人們留下了深刻的印象。該次地震造成了震中區(qū)Ⅶ度破壞，許多民房墻體開裂甚至倒塌，人員也有傷亡。偏嶺地震后十多年來，岫巖地區(qū)雖然再沒有發(fā)生過這么強(qiáng)的地震，但是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，地震活動具有在同一地區(qū)相同地點(diǎn)重復(fù)發(fā)生的特點(diǎn)，因此地震地質(zhì)構(gòu)造條件依然存在，有再次發(fā)生破壞性地震的可能。因此有必要深入分析研究岫巖地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地震活動特征，掌握一些地震規(guī)律，以便提高我縣地震監(jiān)測綜合防御能力，為城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

1 岫巖地區(qū)地震構(gòu)造環(huán)境

岫巖縣及周圍地區(qū)的主要斷裂為海城河隱伏斷裂、析木鎮(zhèn)—胡家?guī)X斷裂、青堆子—雞冠山斷裂、莊河—小洋河斷裂、紅旗營子斷裂、龍?zhí)丁K子溝斷裂及王家堡子斷裂（表1）。岫巖地區(qū)的地震危險(xiǎn)性在不同地點(diǎn)是有差別的，偏嶺一帶屬于海城地震的余震區(qū)，這里存在發(fā)生中強(qiáng)地震的構(gòu)造背景，地震危險(xiǎn)性較高［1］。

表1 岫巖區(qū)域主要斷裂特征表

斷裂名稱 位置 長度 寬度 走向 活動時(shí)代青堆子—雞冠山斷裂起莊河青堆子，經(jīng)花園、付業(yè)溝、白家河往北直至鳳城市雞冠山北160km 15～70m走向30°傾角在不同的段落實(shí)有所變化，南段傾向SE，傾角60°左右，中段傾向NW，傾角70°北段又傾向SE。斷裂在地貌上有所顯示，北西側(cè)為低山，南東側(cè)為丘陵或平原中更新世時(shí)代莊河—小洋河斷裂南起莊河銀窩，向北經(jīng)核桃房，黃嶺、小洋河直至哨子河附近85km 10～20m走向40°～60°傾向及傾角在不同地點(diǎn)各不相同，斷裂在某些地段控制了河谷的分布早、中更新世時(shí)代紅旗營子斷裂南起楊家堡子，向北經(jīng)核桃房，黃嶺、小洋河直至哨子河附近65km 10～100 m又稱楊家堡子，馬陽溝斷裂，斷裂沿30°方向展布，各段傾向不一，傾角較陡，李家堡子南北，傾角分別為NW向和SE向中更新世晚期至晚更新世早期時(shí)代龍?zhí)丁K子溝斷裂南起莊河高家堡子，往北經(jīng)趙家堡子、龍?zhí)丁⒚芊鍘X、前營子、仙人咀、洋河直至蘇子溝鎮(zhèn)54km 5～20 m又稱趙家堡子-密峰嶺斷裂，走向30°傾向SE， 傾角70°～80°斷裂由多條次級斷裂斜列組成早、中更新世時(shí)代王家堡子斷裂自小偏嶺往南東，經(jīng)大偏嶺古道，延伸至小王家堡北溝20km10m走向325°，傾向NE，傾角74°，斷裂所控制的河流兩側(cè)階地不對稱，在小王家堡南山鞍部有冷泉出露

從地震活動資料可以看出，歷史上1618年4 級地震，2000 年M5.1級地震均發(fā)生在偏嶺附近，小震活動也集中在這里（圖1），構(gòu)成了與海城震區(qū)發(fā)震構(gòu)造相一致的北西向地震條帶。

地球物理場和深部構(gòu)造研究表明，海城震區(qū)，包括岫巖西北地區(qū)，具備復(fù)雜的地球物理場和深部構(gòu)造背景，偏嶺地區(qū)處在北西向海城河斷裂的東南端，它屬于發(fā)震構(gòu)造的延伸地帶。從已有的資料看，沿北西向展布的主破裂已經(jīng)在1975年發(fā)生了7.3級地震，距離今天已43年，在主破裂的東南端的偏嶺地區(qū)有一些中強(qiáng)地震，最大地震M5.6級，距離今天已18年，從構(gòu)造類比的角度，認(rèn)為北東向侵入岫巖的斷裂具備6級地震的發(fā)震條件；偏嶺地區(qū)在新一代全國地震動參數(shù)區(qū)劃圖的潛在震源區(qū)方案中劃入了海城河潛在震源區(qū)，震級上限為7.5級，即從地質(zhì)構(gòu)造的角度偏嶺地區(qū)具備發(fā)生7.5級強(qiáng)震的構(gòu)造條件。但考慮到大地震復(fù)發(fā)周期的影響以及海城地震距今時(shí)間較近，可以降低一段時(shí)期內(nèi)發(fā)生潛在強(qiáng)震的震級。對于可能發(fā)生的地震存在一個(gè)時(shí)間尺度的問題。綜合考慮認(rèn)為未來百年尺度內(nèi)偏嶺地區(qū)存在發(fā)生6.5級地震的條件，其他幾個(gè)地震分布的區(qū)域如岫巖龍?zhí)丁⒋蠓可怼⑸谧雍印⒀蠛哟嬖诎l(fā)生4～5級左右地震的條件。

值的指出的是，1975年海城7.3級地震時(shí)，除偏嶺地區(qū)外，岫巖地區(qū)只遭受了輕微破壞，影響烈度只有VI度，但是蘇子溝鄉(xiāng)的羅圈溝村卻出現(xiàn)了烈度異常。據(jù)調(diào)查，全村有房屋120多間，地震后倒塌房屋39間，嚴(yán)重破壞23間［4］，其余的房屋均為輕微或中度破壞，影響烈度達(dá)到Ⅷ度，初步分析產(chǎn)生異常的原因可能與這里特殊的地質(zhì)、地貌條件有關(guān)。遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣蘇子溝鎮(zhèn)古龍村羅圈里村，自古以來便呈現(xiàn)出一個(gè)環(huán)形大坑的地貌，所以當(dāng)?shù)鼐用穹Q之為“圈里”。該隕石坑直徑1.8km，深150m［4］，從坑唇的山脊上往下望，這里就好似一只大碗，是中國第一個(gè)被科學(xué)證實(shí)、且被國際地學(xué)界承認(rèn)的隕石撞擊坑（圖2）。該村處在圖形旋扭構(gòu)造的中心，地貌上四周地質(zhì)高，中間洼，形成了圓形構(gòu)造盆地，當(dāng)?shù)卣饌鞑サ竭@里時(shí)，由于其特殊的地貌，使地震波能量聚集，于是在盆地中部產(chǎn)生強(qiáng)震力，使結(jié)構(gòu)物破壞加重。羅圈里屬于盆地效應(yīng)造成的聚焦現(xiàn)象，導(dǎo)致海城地震中烈度異常，房屋的破壞加重，這并不屬于地震構(gòu)造問題也與地震活動性不相關(guān)。

2 岫巖地區(qū)歷史地震活動概況

岫巖滿族自治縣自1970年至2017年8月共發(fā)生1.0級以上地震443次，其中3.0～4.0級地震44次，4.0 級以上地震19次，最大地震為1999年偏嶺M5.6級地震，1975年海城M7.3級地震，偏嶺地區(qū)最大烈度約為Ⅶ度［1］。岫巖歷史地震較少，但與海城市接壤處偏嶺地區(qū)處于海城河隱伏斷裂上，此處地震較為頻繁（圖1）。

岫巖地震活動主要集中在岫巖西北的偏嶺一帶。這里屬海城地震的余震區(qū)，地震活動比較頻繁。岫巖其它地區(qū)也有小震活動，主要集中在洋河—莊河斷裂，呈北東方向分布。總體上，地震活動受斷裂控制，因而顯現(xiàn)出呈條帶狀分布的圖像，在地震密集區(qū)則呈現(xiàn)出簇叢狀分布，地震活動在時(shí)間上的分布也不均勻。不同年份地震頻度有很大差異，有的年份地震較多，尤其是1988—1999年出現(xiàn)了兩次震群活動，有的年份沒有或只有幾次地震。從已有的地震記錄看，岫巖地區(qū)大約每隔10 年左右出現(xiàn)一次地震活動高潮， 說明岫巖地區(qū)地震活動具有重復(fù)發(fā)生的特點(diǎn)（圖3-4）。近幾年來岫巖地區(qū)地震活動有增強(qiáng)趨勢，預(yù)示近兩年地震活動將會有新的起伏，應(yīng)注意中強(qiáng)地震發(fā)生。

據(jù)《遼寧省歷年來地震目錄》記載，1618年10月1日在岫巖三家子和韭菜溝一帶發(fā)生一次4/3 4級地震。由于年代久遠(yuǎn)，震級不高，沒有留下更多的資料。因此可以說我縣歷史上是一個(gè)少震的地區(qū)。但與海城市接壤處偏嶺地區(qū)處于海城河隱伏斷裂上，此處地震較為頻繁（圖1）。

1975年2月4 日海城岔溝發(fā)生7.3級強(qiáng)烈地震，震中烈度Ⅸ度，這次地震對岫巖影響較大。主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，鄰近海城的偏嶺地區(qū)造成Ⅶ度破壞，蘇子溝羅圈里達(dá)到Ⅷ度破壞，全縣震感強(qiáng)烈人心惶惶；第二，岫巖地區(qū)從此開始了地震監(jiān)測預(yù)報(bào)工作，有儀器記錄地震；第三，岫巖地區(qū)進(jìn)入了現(xiàn)代地震活動期，在偏嶺、大房身、洋河、哨子河等地大量記錄到小震活動，有多次有感地震。地震活動呈明顯增強(qiáng)態(tài)勢。

1999年11月29日在岫巖偏嶺—海城孤山鎮(zhèn)交界處（123°02′E，40°32′N）發(fā)生M5.6級地震，震源深度10km。這次地震波及面積較大，遼寧全省普遍有感，甚至鄰省部分地區(qū)也有感。震中烈度為Ⅶ度，Ⅶ度區(qū)面積約120 平方公里，Ⅵ度區(qū)面積約1200 平方公里。災(zāi)民人數(shù)約7000人，2000余間房屋遭遇嚴(yán)重以上程度的破壞，直接經(jīng)濟(jì)損失約8000 萬元［1］。2000年1月12日上午7時(shí)45分，岫巖震區(qū)又發(fā)生M5.1級地震，遼寧省大部分地區(qū)有感，成為這次地震序列重要組成部分。

值得注意的是，1975年海城地震和1999年5.6～5.1級地震均發(fā)生在海城河斷裂，并表現(xiàn)出相似的前震—主震—余震地震序列特征，它將為今后在這一地區(qū)預(yù)測預(yù)報(bào)地震提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。歷史上1618年至2017年8月岫巖滿族自治縣4 級以上地震見表2。

表2 岫巖滿族自治縣歷史地震目錄

3 岫巖地區(qū)地震活動分析

通過大量資料分析認(rèn)為岫巖地區(qū)地震活動具有以下特點(diǎn)。

3.1 地震活動嚴(yán)格受地質(zhì)構(gòu)造的控制

例如發(fā)生在洋河的Ms3.4 級地震和哨子河的Ms4.2 級地震都是受莊河—洋河活動斷裂帶的控制，都發(fā)生在斷裂帶上的連接點(diǎn)上，而莊河—洋河大斷裂在莊河附近也有3～4 級地震活動，成為當(dāng)?shù)乇O(jiān)測的重點(diǎn)地區(qū)。發(fā)生在偏嶺的地震都是發(fā)生在大洋河—康家?guī)X斷裂帶上。1988年偏嶺震群活動和1999年5.6級地震序列活動都是由于這條隱伏斷裂帶地殼應(yīng)力場作用發(fā)生活動的結(jié)果。發(fā)生在龍?zhí)舵?zhèn)鹿圈村的小震活動，嚴(yán)格受鹿圈的山間盆地控制，地震都發(fā)生在小盆地的邊緣地帶。

3.2 岫巖地區(qū)地震活動具有明顯分區(qū)性特征

屬于海城地震余震活動區(qū)——偏嶺地震序列具有海城地震特征，而不屬于海城地震余震區(qū)的哨子河地震（Ms4.2級）和洋河地震（Ms3.4 級）則具有獨(dú)立的特點(diǎn)，1999年的偏嶺5.6級地震序例，具有明顯的前震—主震—余震序例特征，這與海城地震是一致的，海城地震也是前震—主震—余震型的。這可能是由于這兩次地震發(fā)生在同一條發(fā)震斷裂帶上，構(gòu)造機(jī)理是相同的。而發(fā)生在莊河—洋河活動斷裂帶上的幾個(gè)地震呈現(xiàn)出孤立型特點(diǎn)，這與該斷裂帶的活動方式、活動水平和活動性質(zhì)有關(guān)，與偏嶺地震構(gòu)造是不同的。偏嶺與哨子河、洋河地理距離不算遠(yuǎn)，地震活動分布在兩個(gè)不同的地震地質(zhì)構(gòu)造上，這是我們應(yīng)該認(rèn)識到的。

3.3 海城—偏嶺地區(qū)地震活動呈現(xiàn)十年左右一個(gè)周期

即1975年海城地震，1988年偏嶺出現(xiàn)震群，1999年出現(xiàn)5.6級地震序列，2010年出現(xiàn)震群，顯示出十年左右的周期活動特點(diǎn)。雖然1988年震群活動震級比較小，但地震活動次數(shù)相對較多，作為一次明顯活動，它沒發(fā)展成較大規(guī)模的地震活動可能另有原因。

4 結(jié)論

（1）海城河全新世斷裂和莊河—小洋河早中更新世斷裂為通過岫巖境內(nèi)的兩條主要斷裂。海城河斷裂對于岫巖偏嶺地區(qū)的地震具有控制作用，造成了該地區(qū)較高的地震危險(xiǎn)性；莊河—小洋河斷裂則對其他幾個(gè)孤立型地震具有控制作用。

（2）岫巖地區(qū)地震活動主要集中在岫巖西北的偏嶺一帶，偏嶺地區(qū)位于海城河斷裂末端，發(fā)生過M5.6級地震，1970年以來地區(qū)內(nèi)地震活動周期性明顯，約每10年出現(xiàn)一次地震活躍期。

（3）同屬海城河斷裂控制的海城地震和岫巖5.6～5.1級地震，具有相似的前震—主震—余震序例特征，這可能與同屬海城河斷裂具有相同的構(gòu)造背景有關(guān)，這一特征對于該地區(qū)未來地震的短臨預(yù)報(bào)具有一定指示意義。

（4）偏嶺地區(qū)是海城地震余震活動區(qū)。其地震活動具有海城地震特點(diǎn)，是岫巖地區(qū)最強(qiáng)的地震活動區(qū)，仍是我們今后預(yù)報(bào)監(jiān)測的重點(diǎn)。其余地區(qū)例如洋河、哨子河、龍?zhí)兜鹊鼐哂邪l(fā)生孤立地震的特點(diǎn)，由其所處的地質(zhì)構(gòu)造所決定，一般發(fā)生5級以上破壞性地震可能性不大。

（5）要充分利用海城地震，偏嶺地震預(yù)測預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)來為今后的地震預(yù)報(bào)工作服好務(wù)。特別要注意海城—偏嶺一線的小震活動，有向岫巖城區(qū)延伸的跡象，應(yīng)密切分析其發(fā)展趨勢。特別要注意岫巖某些小震是否為前震，正確判斷未來地震發(fā)展趨勢。

（6）測震是本地區(qū)預(yù)測預(yù)報(bào)地震主要手段。及時(shí)分析小震發(fā)展趨勢，保證儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能得到可靠的第一手資料。在本地區(qū)地下流體前兆手段中，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生前，有時(shí)異常明顯，有時(shí)異常不明顯，而唯有測震，只要抓住小震活動的規(guī)律不放，就很有可能捕捉到破壞性地震，所以做好測震工作顯的尤其重要。近兩年我縣鄰近地區(qū)如蓋州、營口、丹東等地3級左右地震發(fā)生頻率較高，歷史上1975年海城7.3級地震發(fā)生前2～3年，周邊地區(qū)3級左右地震活動頻度就明顯增強(qiáng)，據(jù)相關(guān)資料顯示現(xiàn)在我區(qū)重力出現(xiàn)明顯異常，應(yīng)引起高度重視。自2010年后岫巖偏嶺地區(qū)地震活動頻度相對較低，2017年岫巖地震活動有增強(qiáng)趨勢（圖3、4）。分析認(rèn)為地下應(yīng)力積累未得到釋放，注意破壞性地震的發(fā)生。