活动断裂带的活动性分析

二、活动断裂带的活动性分析

在前人研究的基础上,本次收集整理了覆盖整个银川盆地的浅部电性资料,结合补充的常规氡气测量剖面成果,对浅部构造特征进行推断解释(图9-2、9-3)。通过对电性资料的二次反演处理,可以看出,主要构造线在电性断面上均有明显的显示,解释的构造线与已知的基础吻合。从平面可以看出,盆地北部次级断裂较少,而盆地中南部断层相对更为发育,初步认为这与该地区受的应力场的方向及大小不同而导致的南北构造强弱差异,总体看,中南部的构造活动要强于北部。

图9-2 银川盆地地质构造图

图9-3 推断断裂分布图

(地质构造线应用新版地质志)

(一)贺兰山东麓断裂带

贺兰山东麓断裂带由多组出露于地表和隐伏地下的断层所组成,断裂错断了晚更新世—全新世地层,是银川盆地内活动性最强、活动特征最明显的山前裸露断裂。断裂北段为全新世活动段,活动性强,断裂多出露地表,通过对红果子沟断层崖和苏峪口外断层崖采集到14C样品的测试,显示均为晚更新世末期以后形成的断层;全新世中期以来红果子沟断层崖最大平均位移速率为0.88~1.12 mm/a;苏峪口外洪积扇断层崖最大平均位移速率为1.62~2.1 mm/a。断裂南段活动性较北段明显减弱,最新活动时期为晚更新世,断裂多呈隐伏状。

(二)芦花台断裂带

芦花台断裂分为南北两段,分界面位于暖泉南5 km处,断层的活动性北强南弱,差异明显。北段为全新世活动断层,而南段属中更新世末活动断层。

通过对断裂北部规划一路剖面、中部前进农场一队剖面和南部贺兰山农牧场剖面3条剖面的研究表明:规划一路剖面,全新世垂直滑动速率为0.073 mm/a,晚更新世以来垂直滑动速率为0.094 mm/a;全新世垂直滑动速率在0.12~0.18 mm/a,晚更新世中期以来垂直滑动速率为0.18 mm/a;贺兰山农牧场剖面134.60 ka BP以来不活动,在134.60~157.70 ka BP之间(大致相当于中更新世末),断层的累积垂直位移为5.02 m,中更新世末期断层垂直滑动速率为0.22 mm/a。从不同时期累计位移的变化看,芦花台隐伏断层北段内部又各有特点,在空间上表现为活动性由北向南逐渐增强;从时间上看,全新世活动强度弱于晚更新世,晚更新世后期可能为转折期。但即便在不同时期,断层活动强度仍呈现北弱南强的趋势。

常规测氡成果发现(图9-4、9-5),芦花台断裂南部氡气浓度较高,而北部氡气浓度相对较低,说明活动性南强北弱,差异明显。另外,芦花台隐伏断层北段内部又各有特点,在空间上表现为活动性由北向南逐渐增强;从时间上看,全新世活动强度弱于晚更新世,晚更新世后期可能为转折期。但即便在不同时期,断层活动强度仍呈现北弱南强的趋势。南北两段活动时代的差异可能和偏离贺兰山东麓断层的距离有关,而北段内的活动性差异则可能和向北更接近于断层的末端有关。

图9-4 芦花台断裂北段常规氡气测量成果图

(三)银川断裂带

该断裂晚第四纪以来,南北活动差异显著,以兴庆区银古路为界,北侧断层活动强度较大,上更新统中部和顶部标志层分别被垂直错断20.34 m和2.25 m。南侧断层活动强度较弱,上更新统底部和中部的标志地层仅被分别断开了1.42 m和1.11 m。

图9-5 芦花台断裂南段常规氡气测量成果图

结合常规测氡测量剖面(图9-6),可以推断:相对贺兰山断裂,银川断裂整体活动性较弱,垂向滑动速率最大在0.03~0.05 mm/a。就该断裂而言,活动性南北差异明显,以银古路为界,北段的活动性要强于南段。北段属于全新世活动断层,而南段最新活动时期为晚更新世晚期—末期。

图9-6 银川断裂北段常规氡气测量结果图

(四)黄河断裂带

黄河断裂活动性相对于芦花台断裂和银川断裂较强,但弱于贺兰山东麓断裂,最新活动时代为晚更新世末期或全新世。该断裂活动性南北两段差异明显,大致以月牙湖附近为界,分为南北两段,南部断裂多出露地表,而北段断层基本呈隐伏状,与盆地内其他三条活动断裂不同的是该断裂南部的活动性要强于北部。

据廖玉华等(2000)对黄河断裂南段的灵武断裂进行了塌鼻子沟探槽剖面和大泉剖面槽探及样品测试,对断裂的活动特征和位移速率进行了研究,认为黄河断裂南段最新活动时代为晚更新世末期或全新世。通过对该段三个阶地的年龄和垂向位移量测定,估算该断裂晚第四纪不同时段的垂直位移速率为0.23~0.25 mm/a。雷启云等(2014)针对断裂北段在陶乐镇布设的钻孔联合剖面,通过钻孔揭露及样品测试,黄河断裂北段主断裂上断点埋深6.3~15.5 m。活动时代为晚更新世末或全新世,晚更新世以来累计垂直位移0.96 m,平均滑动速率0.04 mm/a。结合常规测氡测量剖面(图9-7),和南段灵武断裂相比,北段活动规模相对较小,黄河断裂北段的活动强度明显低于南段。