山西洪洞地区强地震地质遗迹与地震危险性评估
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摘要
1303年山西省洪洞县发生了8级特大地震,这是我国第一个有记载的8级地震,事隔392年,在其震中附近45km处发生了另一个震级高达7.5级的临汾地震。如今,距离1695年已经有300多年了,该地是否存在以400年为周期的特大地震发生率呢?通过分析、研究相关的地质遗迹,对山西省临汾市一带的近期地震危险性作以评估。同时,探讨出1303年洪洞8级地震的相关遗留问题——发震断层、洪洞一带的地震地质遗迹是否是由霍山山前断裂活动造成的。
1303年洪洞大震的震中位于临汾盆地。临汾盆地自上新世形成以来,盆地内的凹陷一直处于断陷沉降状态,与断陷带其它盆地相比,断陷趋势更强。对于1303年洪洞8级地震的发震断层众学者有两方面的意见:霍山山前断裂或赤峪断裂,经研究确定霍山山前断裂是发震断裂,因为经野外实地考察获取大量地震遗迹的资料如:虎头山村液化砂脉、三条沟村倒灌砂脉、广胜寺雁列微构造、南山底村阶梯状断层以及断层陡坎、地滑体、岩石破碎带、泄水漏斗、节理等的产状均与霍山山前断裂的产状和活动特点相一致,客观地反映出他们与霍山山前断裂活动的内在联系,表明这些地震地质遗迹的出现是霍山山前断裂活动的产物。
对于1303年的洪洞8级地震和1695年的临汾7.5级地震空间距离和时间距离都非常近,以至于有人说这两次地震是原地重复,但是由于两者的发震断层不同,所以,不能将两者之间的时间间隔——392年看成是该地大地震复发的近似周期。
本文从1303年洪洞地震的发震断层霍山山前断裂和洪洞所在的盆地临汾盆地的现今的活动性入手进行分析,从霍山山前断裂的沉降速率的历史变化得出霍山山前断裂现在正处于弱活动阶段,临汾盆地虽然垂直沉降速率持续升高,但这种现象是其继承性运动的持续表现,其运动处于稳定状态。同时考虑到山西地震带乃至华北地震带地震的时间空间特征,即时间上,两个地震带处于同步,即地震最活跃期已经过去,现在是平静阶段,空间上,强震有南移的趋势,且从霍山山前断裂带附近发生的3次古地震的时间间隔初步推测出霍山山前断裂带大地震复发周期为2000年左右,所以,山西洪洞一带近期发生大地震的可能性不大。
In 1303, a boisterous earthquake happened in Hongdong Region, Shanxi Province which was graded in 8th. Just after 392 years, another tremendous earthquake happened just 45km away from it. Now, more than 300 years passed, whether the next exterminated earthquake will happen in turn is concerned. So, the aim fo this article is to make a synthesized evaluation to fatalness in Hongtong Region. To find the fault which led to the earthquake in 1303.
The epicenter of that earthquake lies in Linfen Basin, which keep sedimentating since it was born. It’s sedimentation rate is higher compared with other basins. There are two views about which fault led to the broke of the earthquake, Huoshan piedmont Fault or Chiyu Fault. I found a number of geological remnants fo the strong earthake lies by Huoshan piedmont Fault, such as sand arteries, faultages, ridges, etc. They walk up to the same aspect with Huoshan piedmont Fault which indicate they were born by the activity of Huoshan piedmont Fault.
When it comes to the wheel of the boisterous earthquake, many people will take the period between 1303 and 1695 into consideration. But we have made sure that that 2 earthquake was led by different fault. So, it’s no meaningful to talk that about.
Hongdong earthquake was led by the activity of Huoshan piedmont Fault. Now the fault is in a peaceful period. Linfen Basin continues to subside, but which was it’s custom and little change happened. So, both Huoshan piedmont Fault and Linfen Basin would not take movement to lead to the next earthquake. While Shanxi earthquake zone and a bigger zone-Huabei earthquake zone keeps in a descend earthquake occurance and the epicenter is moving toward south. So, the possibility that strong earthquake happens in Hongdong Region is low.
1303年洪洞大震的震中位于临汾盆地。临汾盆地自上新世形成以来,盆地内的凹陷一直处于断陷沉降状态,与断陷带其它盆地相比,断陷趋势更强。对于1303年洪洞8级地震的发震断层众学者有两方面的意见:霍山山前断裂或赤峪断裂,经研究确定霍山山前断裂是发震断裂,因为经野外实地考察获取大量地震遗迹的资料如:虎头山村液化砂脉、三条沟村倒灌砂脉、广胜寺雁列微构造、南山底村阶梯状断层以及断层陡坎、地滑体、岩石破碎带、泄水漏斗、节理等的产状均与霍山山前断裂的产状和活动特点相一致,客观地反映出他们与霍山山前断裂活动的内在联系,表明这些地震地质遗迹的出现是霍山山前断裂活动的产物。
对于1303年的洪洞8级地震和1695年的临汾7.5级地震空间距离和时间距离都非常近,以至于有人说这两次地震是原地重复,但是由于两者的发震断层不同,所以,不能将两者之间的时间间隔——392年看成是该地大地震复发的近似周期。
本文从1303年洪洞地震的发震断层霍山山前断裂和洪洞所在的盆地临汾盆地的现今的活动性入手进行分析,从霍山山前断裂的沉降速率的历史变化得出霍山山前断裂现在正处于弱活动阶段,临汾盆地虽然垂直沉降速率持续升高,但这种现象是其继承性运动的持续表现,其运动处于稳定状态。同时考虑到山西地震带乃至华北地震带地震的时间空间特征,即时间上,两个地震带处于同步,即地震最活跃期已经过去,现在是平静阶段,空间上,强震有南移的趋势,且从霍山山前断裂带附近发生的3次古地震的时间间隔初步推测出霍山山前断裂带大地震复发周期为2000年左右,所以,山西洪洞一带近期发生大地震的可能性不大。
In 1303, a boisterous earthquake happened in Hongdong Region, Shanxi Province which was graded in 8th. Just after 392 years, another tremendous earthquake happened just 45km away from it. Now, more than 300 years passed, whether the next exterminated earthquake will happen in turn is concerned. So, the aim fo this article is to make a synthesized evaluation to fatalness in Hongtong Region. To find the fault which led to the earthquake in 1303.
The epicenter of that earthquake lies in Linfen Basin, which keep sedimentating since it was born. It’s sedimentation rate is higher compared with other basins. There are two views about which fault led to the broke of the earthquake, Huoshan piedmont Fault or Chiyu Fault. I found a number of geological remnants fo the strong earthake lies by Huoshan piedmont Fault, such as sand arteries, faultages, ridges, etc. They walk up to the same aspect with Huoshan piedmont Fault which indicate they were born by the activity of Huoshan piedmont Fault.
When it comes to the wheel of the boisterous earthquake, many people will take the period between 1303 and 1695 into consideration. But we have made sure that that 2 earthquake was led by different fault. So, it’s no meaningful to talk that about.
Hongdong earthquake was led by the activity of Huoshan piedmont Fault. Now the fault is in a peaceful period. Linfen Basin continues to subside, but which was it’s custom and little change happened. So, both Huoshan piedmont Fault and Linfen Basin would not take movement to lead to the next earthquake. While Shanxi earthquake zone and a bigger zone-Huabei earthquake zone keeps in a descend earthquake occurance and the epicenter is moving toward south. So, the possibility that strong earthquake happens in Hongdong Region is low.
引文
[1] 邓起东,苏宗正,王挺梅,等.临汾盆地地震构造基本特征和潜在震源区的划分.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.67～95.
[2] 邓起东,苏宗正,王挺梅,等.临汾盆地晚第四纪沉积与最新构造运动.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.111～129.
[3] 邓起东,苏宗正,王挺梅等,临汾盆地地震构造基本特征和潜在震源区的划分,见马宗晋,山西临汾地震研究与系统减灾,北京:地震出版社.1993,67～95.
[4] 刁桂苓,张四昌,赵军,等.用现今小地震研究历史强震的震源断层——以 1830 年河北磁县 72 级地震为例.地震地质,1999(2):121-126.
[5] 冯建林,赵兵,黄邦武,李清林,秦建增,张晓普,张瑞敏,李德庆.山西地区几次地震前后的重力场变化.山西地震.2006,128(4):20～22.
[6] 郭增建,韩延本,吴瑾冰.2001 年昆仑山口西 8.1 级大震预报的再讨论.地震研究,2002,25(4):309～313.
[7] 郭增建,秦保燕.大震重复性与减震作用.西北地震学报,1984,6(4):89～96.
[8] 郭增建,吴瑾冰.8 级大震预测的讨论.华北地震科学,2002,25(4):19～22.
[9] 郭增建.中国的地震预报工作在前进.见自然科学年鉴,1986:50～59.
[10]国家地震局“鄂尔多斯周缘活动断裂系”课题组.鄂尔多斯周缘活动断裂系.北京:地震出版社,1988.295～311.
[11]国家地震局震害防御司.中国历史强震目录.北京:地震出版社,1995.
[12]贺明华,苏宗正,阎凤忠.临汾盆地新构造格局与地震活动.山西地震,1988(4):7～12.
[13]胡新亮,刁桂苓,高景春,等.用现今小震推断洪洞、临汾两次历史大震的震源断层.中国地震,2002,18(1):76～85.
[14]胡新亮,刁桂苓,高景泰,等.山西洪洞、临汾历史大震区现今地震的重新定位.华北地震科学,2002,20(2):10～15.
[15]李绍柄.山西地震构造带强震发生的地震地质条件.山西地震,1989,25(1):9～13.
[16]刘昌铃,嘉在旭.山西高原及临汾盆地地壳上地幔速度结构.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.231～235.
[17]刘光勋,孟繁兴,肖振敏.等.山西洪洞县郇堡村古地震遗迹及其有关问题的讨论.中国地震学会地震地质专业委员会.中国话动断裂.北京:地震出版社.1998.2.291～294.
[18]刘国栋,宋惠珍.孕震层结构和物性,见马宗晋,大陆多震层研究,北京:地震出版社. 1992.100～109.
[19]刘正荣,孟繁兴.以临汾盆地为例论用考古学方法研究现代构造运动与地震的关系.地球物理学报,1975(2):127～136.
[20]马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社.1993,111～129.
[21]孟宪梁,于慎谔,奚云.山西洪洞 8 级地震形变遗迹研究.地震地质,1985,7(4):1～10.
[22]姚国干,蒋耘,余学明.1303 年山西赵城 8 级地震及其有关参数的研究.地震研究,1984,7(3):313～325.
[23]苏宗正,程新原,安卫平.山西临汾盆地的断陷沉降.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.102～110.
[24]苏宗正,程新原,安卫平.山西临汾盆地的新构造单元与地震活动.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.96～101.
[25]王化宇,殷志刚,吴跃进.华北地区 M≥6 地震活动方式的探讨.山西地震. 2005 增刊:7.
[26]王乃梁,杨景春,夏正楷,等.山西地堑系新生代沉积与构造地貌.北京:科学出版社,1996.302～307.
[27]王汝雕.临汾盆地近代地壳运动的考古学研究.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.130～135.
[28]王泽皋.大震区的“长期活动”.地震学报,1985(3):254～266.
[29]闻学泽.活动断裂地震潜势的定量评估.北京:地震出版社,1995.150.
[30]闻学泽.山西 1303 年大地震破裂对相邻断裂段地震复发行为的影响.中国地震, 2000.16(1):22～27.
[31]闻学泽.活动断裂的可变破裂尺度地震行为与级联破裂模式的应用.地震学报, 2001.23(4):380～390.
[32]武烈,贾宝卿,赵雪普.山西地震.北京:地震出版社,1993.
[33]武烈,齐书勤,王汝雕.1303 年洪洞 8 级地震和 1695 年临汾 8 级地震.见郭增建.中国特大地震研究.北京:地震出版社,1988.6～35.
[34]武烈.洪洞和临汾 8 级地震的闭锁结构及发震构造.地震研究,1985,8(1):65～72.
[35]武烈.临汾盆地内两次特大地震的闭锁结构及解锁过程的模式研究. 见马宗晋,山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社.1993,406～419.
[36]肖建华.1900 年以来山西 5 级以上地震活动初探.山西地震.2005 增刊:6.
[37]徐道一,黄建发,王湘南.中国大陆 8 级地震的有序性——一种新的预测方法.地震地质,1991,13(3):231～236.
[38]徐道一,王湘南,黄建发.关于 90 年代有可能发生 8 级地震的预报意见.震情研究,1991,13(2):115.
[39]徐道一.1303 年山西洪洞 8 级大地震的时间有序性特征,山西地震,2003,114(3),34～36.
[40]徐锡伟,邓起东,韩竹居.霍山山前断裂晚第四纪活动和古地震研究.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993,136～148.
[41]徐锡伟,邓起东.1303 年洪洞地震的地震构造.见马宗晋,山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993,149～158.
[42]徐锡伟,邓起东.山西霍山山前断裂晚第四纪活动特征和 1303 年洪洞 8 级地震.地震地质,1990,12(1):21～30.
[43]徐锡伟,邓起东. 1303 年洪洞地震的地震构造.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社, 1993,149～158.
[44]张培震,邓起东,张国民,等.中国大陆的强震活动与活动地块.见中国科学,D 辑, 2003,33(增刊):12～20.
[45]Scholz C H. The frequency～magnitude relation to microfracturing in rock and it's relation to earthquakes. Bull Seism Soc Amer, 1968, 58: 399～415.
[46]Shimazaki K, Nakata T. Time ～ predictable recurrence model for large earthquakes.Geophys Res Lett, 1980, 7: 279～282.
[47]Urbancic T I, Trifu C I, Long J M, etal. Space～time correlation of bvalues with stress release. Pure Appl Geophys, 1992, 139: 449～462.
[48]Wells D L, Coppersmith K J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, ansurface displacement. Bull Seism Soc Amer, 1994, 84: 974～1002.
[49]Wiemer S, Wyss M. Mapping the frequency～magnitude distribution in asperities: An improved technique to calculate recurrence times. J Geophys Res, 1997, 102(B7): 15115～15128.
[50]Wyss M, Schorlemmer D, Wiemer S. Mapping asperities by minima of local recurrence time: San Jacin to～Elsinore fault zones. J Geophys Res, 2000, 105(B4): 7829～7844.
[2] 邓起东,苏宗正,王挺梅,等.临汾盆地晚第四纪沉积与最新构造运动.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.111～129.
[3] 邓起东,苏宗正,王挺梅等,临汾盆地地震构造基本特征和潜在震源区的划分,见马宗晋,山西临汾地震研究与系统减灾,北京:地震出版社.1993,67～95.
[4] 刁桂苓,张四昌,赵军,等.用现今小地震研究历史强震的震源断层——以 1830 年河北磁县 72 级地震为例.地震地质,1999(2):121-126.
[5] 冯建林,赵兵,黄邦武,李清林,秦建增,张晓普,张瑞敏,李德庆.山西地区几次地震前后的重力场变化.山西地震.2006,128(4):20～22.
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[15]李绍柄.山西地震构造带强震发生的地震地质条件.山西地震,1989,25(1):9～13.
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[17]刘光勋,孟繁兴,肖振敏.等.山西洪洞县郇堡村古地震遗迹及其有关问题的讨论.中国地震学会地震地质专业委员会.中国话动断裂.北京:地震出版社.1998.2.291～294.
[18]刘国栋,宋惠珍.孕震层结构和物性,见马宗晋,大陆多震层研究,北京:地震出版社. 1992.100～109.
[19]刘正荣,孟繁兴.以临汾盆地为例论用考古学方法研究现代构造运动与地震的关系.地球物理学报,1975(2):127～136.
[20]马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社.1993,111～129.
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[24]苏宗正,程新原,安卫平.山西临汾盆地的新构造单元与地震活动.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993.96～101.
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[30]闻学泽.山西 1303 年大地震破裂对相邻断裂段地震复发行为的影响.中国地震, 2000.16(1):22～27.
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[34]武烈.洪洞和临汾 8 级地震的闭锁结构及发震构造.地震研究,1985,8(1):65～72.
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[36]肖建华.1900 年以来山西 5 级以上地震活动初探.山西地震.2005 增刊:6.
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[38]徐道一,王湘南,黄建发.关于 90 年代有可能发生 8 级地震的预报意见.震情研究,1991,13(2):115.
[39]徐道一.1303 年山西洪洞 8 级大地震的时间有序性特征,山西地震,2003,114(3),34～36.
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[41]徐锡伟,邓起东.1303 年洪洞地震的地震构造.见马宗晋,山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社,1993,149～158.
[42]徐锡伟,邓起东.山西霍山山前断裂晚第四纪活动特征和 1303 年洪洞 8 级地震.地震地质,1990,12(1):21～30.
[43]徐锡伟,邓起东. 1303 年洪洞地震的地震构造.见马宗晋.山西临汾地震研究与系统减灾.北京:地震出版社, 1993,149～158.
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[46]Shimazaki K, Nakata T. Time ～ predictable recurrence model for large earthquakes.Geophys Res Lett, 1980, 7: 279～282.
[47]Urbancic T I, Trifu C I, Long J M, etal. Space～time correlation of bvalues with stress release. Pure Appl Geophys, 1992, 139: 449～462.
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[49]Wiemer S, Wyss M. Mapping the frequency～magnitude distribution in asperities: An improved technique to calculate recurrence times. J Geophys Res, 1997, 102(B7): 15115～15128.
[50]Wyss M, Schorlemmer D, Wiemer S. Mapping asperities by minima of local recurrence time: San Jacin to～Elsinore fault zones. J Geophys Res, 2000, 105(B4): 7829～7844.
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