公王斌，施 煒，陳 虹，邱士東，尹艷廣，趙 燚

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，北京 100037；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

牛首山—羅山斷裂帶北段柳木高斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征

公王斌1，施 煒1，陳 虹1，邱士東2，尹艷廣3，趙 燚3

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，北京 100037；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

牛首山—羅山斷裂帶是青藏高原東北緣弧形斷裂系最外緣斷裂帶，自南向北由固原斷裂、羅山東麓斷裂、牛首山斷裂及三關(guān)口斷裂組成。通過(guò)遙感解譯、野外調(diào)查及探槽揭露等方法對(duì)牛首山斷裂北段柳木高斷裂第四紀(jì)幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行了研究，并通過(guò)斷層截切地層關(guān)系及年代學(xué)測(cè)試，限定了該斷裂第四紀(jì)演化過(guò)程及全新世的地震事件。研究結(jié)果表明，柳木高斷裂上新世至晚更新世自南西向北東逆沖，晚更新世至全新世左行走滑逆沖，表現(xiàn)為正花狀構(gòu)造，而全新世則發(fā)生了正傾滑運(yùn)動(dòng)。全新世期間，1690±30 yr BP(公元320—415)之后發(fā)生了一次古地震事件，推測(cè)柳木高斷裂可能是公元876年青銅峽南6.5級(jí)地震的發(fā)震斷裂。柳木高斷裂第四紀(jì)早期活動(dòng)特征與固原斷裂、羅山東麓斷裂及牛首山斷裂一致，是青藏高原北東向持續(xù)擴(kuò)展引起的，而全新世的正傾滑運(yùn)動(dòng)可能與銀川地塹的伸展作用有關(guān)。

左行壓扭性運(yùn)動(dòng)；正傾滑運(yùn)動(dòng)；第四紀(jì)；柳木高斷裂；青藏高原東北緣

0 引言

青藏高原東北緣弧形斷裂系自南向北由海原斷裂帶、香山—天景山斷裂帶、煙筒山斷裂帶和牛首山—羅山斷裂帶組成[1～3]。這些斷裂記錄了青藏高原向北東擴(kuò)展的過(guò)程，具有很強(qiáng)的活動(dòng)性，引發(fā)了一系列重大的地震事件，如1920年的海原8.6級(jí)大地震，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1,4～14]。牛首山—羅山斷裂帶是青藏高原東北緣弧形構(gòu)造帶的最外緣斷裂[3,15]，自南向北由固原斷裂、羅山東麓斷裂、牛首山斷裂及三關(guān)口斷裂組成。前人研究認(rèn)為，牛首山—羅山斷裂帶新生代經(jīng)歷了始新世末—漸新世南北向擠壓逆沖、中新世晚期—上新世北西—南東向擠壓與左行走滑、上新世末—中更新世北北東—南南西向擠壓逆沖及晚更新世以來(lái)近東西向擠壓與伸展的構(gòu)造演化過(guò)程[3]。牛首山斷裂北段的柳木高斷裂穿過(guò)青銅峽大壩、青銅峽鋁廠(chǎng)，部分學(xué)者提出該斷裂為晚更新世活動(dòng)斷裂，具有左旋錯(cuò)動(dòng)特征[16]。但是對(duì)于該斷裂第四紀(jì)詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)特征及活動(dòng)性，始終缺乏研究。

本文通過(guò)遙感解譯、野外調(diào)查、探槽開(kāi)挖及年代學(xué)測(cè)定等方法對(duì)牛首山—羅山斷裂帶北段柳木高斷裂的幾何學(xué)特征、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及第四紀(jì)活動(dòng)性進(jìn)行了分析，研究結(jié)果對(duì)認(rèn)識(shí)牛首山—羅山斷裂帶的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及青銅峽地區(qū)地震預(yù)測(cè)具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

牛首山—羅山斷裂帶屬于青藏高原東北緣斷裂系(見(jiàn)圖1a)，南起甘肅華亭馬峽口，向北經(jīng)固原、小羅山、大羅山、牛首山、青銅峽至三關(guān)口，地表可追蹤長(zhǎng)度約400 km(見(jiàn)圖1b)。斷裂帶南段總體走向?yàn)槟媳毕?，自青銅峽以北轉(zhuǎn)為北西—北西西走向。斷裂帶由南向北主要由4條次級(jí)斷裂組成，依次為南北向的固原斷裂F1、羅山東麓斷裂F2、牛首山斷裂F3及北西向三關(guān)口斷裂F4，向西的延伸仍存在爭(zhēng)議(見(jiàn)圖1b)。沿?cái)嗔褞С雎兜貙影▕W陶系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系[17]。斷裂帶不同部位的幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征具有差異[3,15]。固原斷裂F1以逆沖及右行走滑運(yùn)動(dòng)為主[17]；羅山東麓斷裂F2是一條以右旋走滑為主的全新世活動(dòng)斷裂，該斷裂全新世曾發(fā)生過(guò)5次7級(jí)左右的古地震事件，最早的一次時(shí)間不明，其余4次發(fā)生在距今約8400 a，5400～5020 a，3900 a和2260 a[18～19]；牛首山斷裂F3以擠壓逆沖及右行走滑為主[3]。

F1—固原斷裂；F2—羅山東緣斷裂；F3—牛首山斷裂；F4—三關(guān)口斷裂圖1 青藏高原東北緣構(gòu)造及地貌簡(jiǎn)圖(a修改自文獻(xiàn)[20]；b數(shù)據(jù)為30 m分辨率的GDEM，修改自文獻(xiàn)[13])Fig.1 Tectonic and topographic maps of the northeastern margin of the Tibetan Plateau

2 研究方法

本文通過(guò)高分辨率遙感影像，包括Spot 6及Google衛(wèi)星圖像解譯，識(shí)別可能與斷層活動(dòng)相關(guān)的線(xiàn)性地貌，并進(jìn)行野外調(diào)查驗(yàn)證，確定斷裂的構(gòu)造地貌特征及構(gòu)造變形特征。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行探槽揭露，通過(guò)斷裂與地層的截切關(guān)系識(shí)別古地震事件，并采集相關(guān)的年代學(xué)樣品。其中，富有機(jī)質(zhì)黏土及粉砂樣品送往美國(guó)Beta實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行加速器質(zhì)譜法(Accelerator Mass Spectrometry，AMS)碳十四測(cè)年(AMS14C)，砂及粉砂樣品則送往浙江省中科釋光檢測(cè)技術(shù)研究所進(jìn)行光釋光(Optically Stimulated Luminescence，OSL)測(cè)試。

3 柳木高斷裂特征

3.1 斷層地貌特征

柳木高斷裂位于牛首山—羅山斷裂帶北段，總體走向北北西(見(jiàn)圖1b)，斷裂北起小口子，經(jīng)大口子、紅墩凹山、青銅峽鋁廠(chǎng)，南至青銅峽大壩，全長(zhǎng)約32 km。沿?cái)嗔炎呦?，不同位置具有不同的斷層地貌特?見(jiàn)圖2)。其中，斷裂北段大口子向北一帶，由近平行的基巖山前斷裂和臺(tái)地前緣斷裂組成(見(jiàn)圖3)。基巖山前斷裂地貌上西高東低，表現(xiàn)為連續(xù)的斷層陡崖(見(jiàn)圖4a)，在大口子附近，斷層陡崖高1～3 m(見(jiàn)圖4a，4b)。臺(tái)地前緣斷裂地貌上表現(xiàn)為臺(tái)地前緣不連續(xù)的線(xiàn)狀展布的地貌陡坎，陡坎最高可達(dá)4.3 m(見(jiàn)圖5)，以及臺(tái)地上發(fā)育的地震鼓包、山脊錯(cuò)斷、鞍狀地貌等斷層地貌。大柳木高至紅墩凹山一帶發(fā)育斷層三角面和斷層陡崖。紅崖子一帶主要為一系列北西走向的地貌陡坎(見(jiàn)圖2)。

圖2 柳木高斷裂地貌特征及剖面位置Fig.2 Topographic characteristics of the Liumugao fault and locations of profiles

圖3 柳木高斷裂大口子地貌特征(圖像來(lái)自Google Earth)Fig.3 Google Earth image showing the topographic characteristics of the Liumugao fault in Dakouzi

Om—奧陶系馬家溝組灰?guī)r；E3s—漸新統(tǒng)寺口子組礫巖；Qp3pl—上更新統(tǒng)沖洪積物；Qhdl—全新統(tǒng)殘坡積物圖4 柳木高斷裂大口子山前基巖斷裂特征Fig.4 Fault characteristics of the Liumugaopiedmont fault in Dakouzi

圖5 柳木高斷裂大口子臺(tái)地前緣斷裂地貌特征Fig.5 Fault characteristics of terrace frontal fault inDakouzi, Liumugao fault

柳木高斷裂南段總體北西走向，全長(zhǎng)約4 km，斷層從青銅峽鋁廠(chǎng)電廠(chǎng)、青銅峽火車(chē)站及青銅峽鋁廠(chǎng)之間穿過(guò)。在青銅峽火車(chē)站以西，地貌上主要表現(xiàn)為東、西兩條線(xiàn)性展布的陡坎(見(jiàn)圖6)，東側(cè)陡坎高3.2 m(見(jiàn)圖7)。

圖6 青銅峽火車(chē)站西柳木高斷裂斷層地貌特征及二號(hào)探槽位置Fig.6 Topographic characteristics and location of the No. 2 trench in western Qingtongxia station, Liumugao fault

3.2 斷層活動(dòng)特征

3.2.1 大口子剖面

柳木高斷裂北段的大口子剖面，揭示了基巖山前斷裂的兩期活動(dòng)。早期為左行壓扭性運(yùn)動(dòng)，晚期為正傾滑運(yùn)動(dòng)?；鶐r山前斷裂為奧陶系和漸新統(tǒng)寺口子組的界線(xiàn)(見(jiàn)圖3a)，斷裂總體走向北西，向東或向西陡傾，斷層面近直立，總體產(chǎn)狀85°∠80°，斷層面上見(jiàn)近水平擦痕，產(chǎn)狀175°∠8°(見(jiàn)圖4b)，斷面及擦痕等運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)志共同指示左行壓扭性運(yùn)動(dòng)。在奧陶系灰?guī)r與漸新統(tǒng)寺口子組礫巖之上，覆蓋了固結(jié)程度明顯不同的兩期山麓殘坡積物，均為奧陶系灰?guī)r原地剝蝕堆積。早期坡積物膠結(jié)較好，晚期為松散堆積。早期坡積物的坡面發(fā)生了明顯的位錯(cuò)，上盤(pán)下降，垂直斷距約1.5 m(見(jiàn)圖4c)，顯示沿著早期走滑斷層斷面發(fā)生了正傾滑運(yùn)動(dòng)，而較新的松散殘坡積覆蓋物未被錯(cuò)斷。

3.2.2 大口子山前臺(tái)地探槽

山前臺(tái)地前緣斷裂與基巖山前斷裂平行，總體走向北西。在大口子以北，與臺(tái)地之上發(fā)育的鞍狀地貌鞍部延伸線(xiàn)垂直的沖溝側(cè)壁上發(fā)現(xiàn)活動(dòng)斷層露頭，斷層產(chǎn)狀60°∠73°，錯(cuò)斷全新世沖洪積物，斷距約0.5 m，并被頂部的腐殖土層覆蓋。沿沖溝發(fā)現(xiàn)斷層露頭的位置開(kāi)挖了一號(hào)探槽。探槽長(zhǎng)5 m，寬2.5～3.0 m，深3.5～4.0 m，其長(zhǎng)軸垂直于斷層走向。探槽南側(cè)壁揭示了2條主要的斷層：f1近直立，產(chǎn)狀270°∠85°；f2較緩，向東傾，產(chǎn)狀90°∠60°。根據(jù)探槽剖面上所揭示的斷層截切地層關(guān)系，可識(shí)別出4期斷層活動(dòng)事件，其中前三期為走滑兼逆沖，第四期為正傾滑(見(jiàn)圖8)。

①—固結(jié)礫石層，具平行層理，礫石分選中等，磨圓中等，粒徑平均為2～3 cm；②—固結(jié)的砂礫石層，為①中的透鏡體，礫石含量較少，砂含量較高；③—粉砂透鏡體層，剖面中部f1斷裂兩盤(pán)；④—松散砂礫石層，礫徑平均1～2 cm，主要發(fā)育于斷裂f1兩側(cè)，但西側(cè)呈較小透鏡體；⑤—中-晚更新世具平行層理的粗砂、細(xì)礫石層，發(fā)育細(xì)礫石透鏡體，OSL年齡140 ka；⑥—中-晚更新世松散礫石層，分選較好，粒徑為1～2 cm，OSL年齡90 ka左右；⑦—含少量礫石的粉砂層；⑧—厚松散礫石層，層理不清楚，夾鈣質(zhì)粉砂透鏡體；⑨—土黃色粉砂層；⑩—腐殖土層，砂、礫、黏土混雜堆積圖8 柳木高斷裂大口子一號(hào)探槽南側(cè)壁素描圖Fig.8 Sketch of south sidewall of the No.1 Trench in Dakouzi, Liumugao fault

第一期斷層活動(dòng)事件發(fā)生于①—③沉積之后，形成了斷裂f1與f2，兩條斷裂構(gòu)成了對(duì)沖構(gòu)造樣式，導(dǎo)致斷裂f2上盤(pán)的②—③層被剝蝕，之后沉積了④—⑦層。其中，⑤層底部粗砂的OSL年齡為142.75±14.48 ka(見(jiàn)圖8，樣品TC0102)和140.99±14.2 ka(見(jiàn)圖8，樣品TC0103)，⑥層中部粗砂的OSL年齡為94.1±17.0 ka(見(jiàn)圖8，樣品TC0104)。第二次斷層活動(dòng)事件發(fā)生于⑦層沉積之后、⑧層沉積之前。沿著斷裂f1與f2再次發(fā)生對(duì)沖，斷裂f1垂直位移量較大，約0.5 m左右。沿著斷裂f1上部，⑤層沉積物進(jìn)入斷層帶，形成了地震楔。斷裂f1西盤(pán)抬升幅度較大，形成了正地形，導(dǎo)致第⑦層沉積物被剝蝕；斷裂f2附近⑥—⑦層發(fā)生了牽引褶皺變形。之后⑧層沉積。第三期斷層活動(dòng)事件發(fā)生于⑧層沉積之后、⑨層沉積之前。以斷裂f2上盤(pán)自東向西逆沖為主，上、下盤(pán)的⑧層沉積物在斷層附近發(fā)生牽引褶皺，在斷裂f1上部，⑧層被錯(cuò)斷，并灌入斷層帶形成地震楔。之后沉積了⑨層。第四期斷層活動(dòng)事件為斷裂f2的正傾滑運(yùn)動(dòng)，發(fā)生于⑨層沉積之后、⑩沉積之前，剖面上表現(xiàn)為斷裂f2上盤(pán)相對(duì)下降，下盤(pán)相對(duì)抬升，⑨層沉積物被剝蝕。本次地震事件之后，形成了頂部的腐殖土層⑩，該層未受斷裂影響。其底部粉砂質(zhì)黏土的14C年齡為420±30 yr BP(公元1605—1610年)(見(jiàn)圖8，樣品TC0107)。

3.2.3 西夏渠剖面

在柳木高斷裂南段的西夏渠剖面，上新世干河溝組N2g及其上覆中更新世Qp2砂礫石層中發(fā)育一系列傾向南西及北東的斷層，剖面上構(gòu)成了正花狀構(gòu)造。傾向南西的斷層，斷層面產(chǎn)狀240°∠75°。傾向北東的斷層，斷層面產(chǎn)狀60°∠77°(見(jiàn)圖9a)，其上發(fā)育近水平擦痕，產(chǎn)狀308°∠5°(見(jiàn)圖9b)，共同指示左行走滑運(yùn)動(dòng)特征。

圖9 柳木高斷裂西夏渠剖面斷層特征Fig.9 Characteristics of Liumugao fault in Xixia acequia profile

3.2.4 青銅峽火車(chē)站西探槽

在青銅峽火車(chē)站西垂直地貌陡坎開(kāi)挖二號(hào)探槽(坐標(biāo)：N37°55′10.3″，E105°55′15.5″)，探槽長(zhǎng)約12 m，寬2.0～2.5 m，深3～4 m。探槽中揭露了一系列斷裂，總體可分為3期。

早期斷裂f1至f7，產(chǎn)狀240°∠65°，上盤(pán)自南西向北東逆沖。斷裂主要發(fā)育于中新統(tǒng)干河溝組N2g中(①層)，地層向東陡傾。①層紫紅色泥巖變形呈透鏡體狀，在斷層帶附近可見(jiàn)碎裂巖及斷層泥發(fā)育。①層及其中發(fā)育的斷裂被②層晚更新世砂礫石層角度不整合覆蓋，不整合面起伏較大，顯示早期斷裂活動(dòng)之后干河溝組N2g經(jīng)歷了強(qiáng)烈的抬升剝蝕。

第二期斷層活動(dòng)形成了斷裂f8—f11，斷裂活動(dòng)晚于②—④層沉積，斷裂影響了①—④層。剖面上，斷裂f8—f11總體構(gòu)成了正花狀構(gòu)造，之間所夾的中新世干河溝組N2g(①層)紫紅色泥巖、砂巖，強(qiáng)烈變形透鏡體化。斷裂f10產(chǎn)狀255°∠45°，上盤(pán)干河溝組N2g(①層)紫紅色泥巖、灰白色粗砂巖自南西向北東逆沖至③層晚更新世灰黃色粉砂之上。③層灰黃色粉砂的OSL年齡為65 ka左右(見(jiàn)圖9，樣品TC0511)。斷裂f11產(chǎn)狀50°∠60°，上盤(pán)干河溝組N2g(①層)紫紅色泥巖自北東向南西逆沖至②層晚更新世砂礫石之上，并引起下盤(pán)砂礫石層拖曳變形。斷裂f10與f11的上盤(pán)抬升，導(dǎo)致①層上覆的②—④層均被剝蝕。在該期事件中，早期斷裂f5活化，切割了②層底部砂礫石層。之后沉積了⑤層灰綠色粉砂。

第三期斷層活動(dòng)發(fā)生于⑤層沉積之后，主要表現(xiàn)為斷裂f11的正傾滑運(yùn)動(dòng)。斷裂f11傾向北東，正傾滑運(yùn)動(dòng)使下盤(pán)形成正地形，⑤層沉積物被剝蝕，而上盤(pán)形成負(fù)地形，殘留了⑤層沉積物。同時(shí)，斷裂f9發(fā)生活化，⑤層沉積物沿著斷裂f9與f11的裂縫灌入，形成地震楔。⑤層底部黏土質(zhì)粉砂的14C年齡為1690±30 yr BP(公元320—415年)(樣品TC0509)。之后沉積的第⑥層腐殖土層未受斷裂活動(dòng)影響。

4 討論

4.1 柳木高斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征

根據(jù)野外露頭及探槽揭示的斷裂活動(dòng)特征，可將柳木高斷裂第四紀(jì)演化過(guò)程分為以下3個(gè)階段。

上新世至早更新世自南西向北東逆沖。斷裂南段青銅峽火車(chē)站西二號(hào)探槽中，上新世干河溝組N2g中發(fā)育一系列自南西向北東逆沖的斷層(f1—f7)，斷裂被晚更新世砂礫石層(見(jiàn)圖10，②層)角度不整合覆蓋，表明該時(shí)期斷裂活動(dòng)較強(qiáng)烈，且之后存在一個(gè)相對(duì)平靜的時(shí)期，沉積了晚更新世地層。

①—上新世干河溝組N2g(5.4～2.5 Ma[20])灰白色礫巖、含礫砂巖及砂巖、紫紅色泥巖及灰黃色松散砂巖，砂巖中發(fā)育平行層理、斜層理及波狀層理；②—中更新世Qp2雜色松散砂礫石沉積，礫石分選、磨圓差，不整合覆蓋于N2g之上，底部見(jiàn)大量①層原地剝蝕堆積的灰白色砂巖、紫紅色泥巖礫石，上部夾鈣質(zhì)膠結(jié)砂礫石透鏡體；③—晚更新世Qp3粉砂；④—全新世灰白色粉砂層；⑤—全新世灰綠色粉砂層；⑥—全新世腐殖土層圖10 柳木高斷裂南段青銅峽火車(chē)站西二號(hào)探槽南側(cè)壁剖面圖Fig.10 Sketch of south sidewall of the No. 2 Trench in west of Qingtongxia station, Liumugao fault

晚更新世晚期至全新世之前左行走滑逆沖。斷裂北段，大口子剖面基巖山前斷裂斷層面總體向東陡傾，其上的擦痕向南緩傾，共同指示該斷裂以左行壓扭性運(yùn)動(dòng)為主；臺(tái)地前緣斷裂一號(hào)探槽中揭露的前兩次地震事件影響的最新地層分別為③層及⑦層，剖面上部⑤層的光釋光年齡為14 ka左右，⑥層的OSL年齡為94.1±14.0 ka，可限定斷裂活動(dòng)時(shí)間為更新世晚期至全新世之前。斷裂南段，西夏渠剖面上新世干河溝組N2g與上覆砂礫石層中發(fā)育的左行走滑逆沖斷層以及青銅峽火車(chē)站西二號(hào)探槽中斷裂f8—f11構(gòu)成的正花狀構(gòu)造，其上盤(pán)上新世干河溝組逆沖至晚更新世②—④層之上，其中③層的OSL年齡為65 ka左右。根據(jù)斷層面及之上的擦痕，恢復(fù)該期活動(dòng)的主壓應(yīng)力為北東—南西向擠壓(見(jiàn)圖10)。

全新世的正傾滑運(yùn)動(dòng)。斷裂北段大口子一帶，基巖山前斷裂錯(cuò)斷了上覆的固結(jié)殘坡積物，并被較新的松散殘坡積物覆蓋；臺(tái)地前緣一號(hào)探槽中，斷裂f2錯(cuò)斷了全新世粉砂(圖8，⑨層)，上盤(pán)抬升導(dǎo)致⑨層被剝蝕。斷裂南段紅崖子一帶，沿著斷層發(fā)育直線(xiàn)形溝谷，表現(xiàn)為西盤(pán)下降的正斷層[16]；青銅峽火車(chē)站西二號(hào)探槽中，斷裂f11錯(cuò)斷了全新世黏土質(zhì)粉砂(圖10，⑤層)，其14C年齡為1690±30 yr BP(公元320—415年)。

根據(jù)以上分析，可以確定柳木高斷裂上新世至早更新世自南西向北東逆沖，晚更新世晚期至全新世之前左行走滑逆沖，與固原斷裂[17]、羅山東麓斷裂[19]及牛首山斷裂[3,15]第四紀(jì)運(yùn)動(dòng)特征基本一致，是青藏高原向東北持續(xù)擴(kuò)展引起的。關(guān)于柳木高斷裂全新世正傾滑運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)制，推測(cè)可能與銀川地塹的伸展有關(guān)。銀川地塹的西界和東界分別為走向北北東的賀蘭山山前斷裂及黃河斷裂，全新世以正傾滑運(yùn)動(dòng)為主，其中黃河斷裂可能引起了1739年M8.0平羅大地震[21]。前人研究[16]表明，銀川地塹伸展作用的影響范圍向南可達(dá)牛首山北東側(cè)地區(qū)，根據(jù)淺層地震探測(cè)結(jié)果，牛首山北東側(cè)臺(tái)地前緣的關(guān)馬湖斷裂以正傾滑運(yùn)動(dòng)為主，可能是銀川地塹的南西邊界。從位置上看，位于牛首山斷裂南段的關(guān)馬湖斷裂已受到銀川地塹伸展作用的影響。因此，相對(duì)距銀川地塹更近的柳木高斷裂全新世的正傾滑運(yùn)動(dòng)也可能與銀川地塹的伸展有關(guān)。

4.2 柳木高斷裂全新世古地震事件

如前所述，柳木高斷裂北段大口子一號(hào)探槽和南段青銅峽火車(chē)站西二號(hào)探槽中，均揭示了全新世的正傾滑運(yùn)動(dòng)。根據(jù)14C測(cè)年結(jié)果，青銅峽火車(chē)站西二號(hào)探槽中，斷裂f11在⑤層沉積之后曾活動(dòng)過(guò)，即公元320—415年(14C年齡1690±30 yr BP)之后發(fā)生過(guò)古地震事件。據(jù)《新唐書(shū)·五行志》記載，公元876年7月14日，在青銅峽南發(fā)生了地震，“廬舍盡壞，地陷水涌，傷死甚眾”，估計(jì)本次地震為6.5級(jí)，最大裂度為8級(jí)。因此，推測(cè)柳木高斷裂很可能是公元876年青銅峽南6.5級(jí)地震的發(fā)震斷裂。

5 結(jié)論

柳木高斷裂第四紀(jì)上新世至早更新世為自南西向北東逆沖，晚更新世晚期至全新世之前為左行走滑逆沖，全新世發(fā)生了正傾滑運(yùn)動(dòng)。

全新世柳木高斷裂的正傾滑運(yùn)動(dòng)發(fā)生于公元320—415年(14C年齡1690±30 yr BP)之后，該斷裂可能是公元876年青銅峽南6.5級(jí)地震的發(fā)震斷裂。

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QUATERNARY ACTIVE CHARACTERISTICS OF THE LIUMUGAO FAULT IN THE NORTHERN SEGMENT OF THE NIUSHOUSHAN-LUOSHAN FAULT

GONG Wang-bin1, SHI Wei1, CHEN Hong1, QIU Shi-dong2, YIN Yan-guang3, ZHAO Yi3

(1.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China;2.ChinaGeologicalSurvey,Beijing100037,China;3.SchoolofEarthScienceandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

The Niushoushan-Luoshan fault is located in the northeastern margin of the arcuate structure zone in the northeastern Tibetan Plateau, consisting of Guyuan, Eastern Luoshan, Niushoushan and Sanguankou faults from south to north. In this study, we defined the geometry and kinematics, and evolution of the Liumugao fault, which is the northern segment of the Niushoushan fault, during the Quaternary earthquakes through remote sensing interpretations, field observations and trench investigations, and bracketed the occurrence of Holocene earthquakes according to the analyses of cut-off relationship and age dating. We concluded that, the fault was dominated by NE-directed thrusting during Pliocene to late Pleistocene, followed by sinistrallateral torsional movement during late Pleistocene to pre-Holocene, which presented as positive flower structure, and normal faulting during Holocene. And the paleo-earthquake occurred after 1690±30 BP (Cal AD 320～415). The Liumugao fault might be the seismogenic fault of theMw6.5 south Qingtongxia earthquake in A.D. 876.The kinematic characteristic of Liumugao fault during Pliocene to late Pleistocene is consistent with the Guyuan, Eastern Luoshan and Niushoushan faults, which might result from the ongoing northeastward movement of the Tibetan Plateau. The Holocene normal faulting might be controlled by the extension of Yinchuan graben.

sinistrallateral torsional movement; normal faulting; Quaternary; Liumugao fault; northeastern Tibetan Plateau

1006-6616(2016)04-1004-11

2016-09-15

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“特殊地質(zhì)地貌區(qū)填圖試點(diǎn)”(DD20160060)

公王斌(1985-)，男，助理研究員，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)。E-mail：gongwangbin@126.com

P546

A