地震带与深断层关系

一、地震带与深断层关系

大地震并非在任何地方都会发生,而只发生在地壳中的构造异常区。孕震体一般位于地壳厚度变异带,位于均衡与不均衡的交接地带,处于均衡调解中,且发生在中上地壳的高速区内,震源下方存在明显的低速异常体。银川盆地上地壳复杂的构造变形环境和切穿Moho界面的深断裂的存在,可能为该区频繁的小震活动和大地震的发生提供了浅部的地质条件和深部背景。这种地壳构造上的差异变化,深、浅断裂共存的构造格局,是控制这一地区地震的孕育和发生的重要因素之一。

图9-8 银川盆地断裂避让带分布图

银川盆地地壳厚度从鄂尔多斯台地的40~44 km到银川盆地的36 km,到阿拉善地块的45 km,属于地壳厚度变异带。地震研究表明1739年平罗大地震深度为19~21 km,这一位置恰好在低速体的上方。深地震剖面、大地电磁测深清晰地揭示了银川盆地地壳的一系列构造异常现象,主要包括地壳浅部一系列的活动断裂和切穿莫霍面的深断裂,以及震区下方莫霍面深度的突然变化等。所有这些地下结构和构造现象共同构成了平罗8.0级地震的深浅构造背景。

大地震的发震构造极其复杂,不是局限于某条断层,而是在区域应力作用下,能量汇聚于不同断裂交会处。平罗大地震地震重灾区和银川隐伏断裂空间位置比较吻合,早期的研究认为银川断层是这次地震的发震构造。但深地震反射剖面显示,银川断裂向下延伸与贺兰山东麓断裂相交,因此贺兰山东麓断裂和黄河断裂交会处可能是1739年平罗8.0级地震发震构造,并通过银川断裂及贺兰山东麓断裂将能量向上传递,造成了平罗1739年8.0级地震极震区和发震构造的不重合(见图9-9)。

图9-9 平罗8.0级大地震发震原因解释图(酆少英,2011)

银川盆地作为鄂尔多斯地台的西侧边缘构造单元,受到复杂的区域大地构造因素的控制作用,在盆地及其基底内部形成了一系列构造形迹。区域构造因素包括北部的西伯利亚板块向南运动、西南部印度板块北向运动的远程作用、鄂尔多斯台地的稳定演化等。银川盆地虽然地层结构和鄂尔多斯盆地内部较为一致,但内部构造形迹比鄂尔多斯盆地更为复杂,在盆地内部约60 km宽、深约8 km的地层中发育着规模较大的多组逆冲推覆构造,这些逆冲断裂深至4~6 km,以黄河断裂带为界,东西两侧中下部地壳结构也有较大区别。两侧存在较明显的巨厚(可达近30 km)地层弯曲,同时地壳还隐约可见多处“扁豆状”结构,说明银川盆地在盆地内和基底都受到强烈的推挤作用。在黄河断裂东侧,地壳内地震反射震相表现出相对平坦的特征。综合盆地内逆冲推覆带与黄河两侧的地壳地层受到的区域挤压作用,从盆地到基底都受到来自西南方向的区域挤压应力场作用。

印度板块北向运动引起的区域挤压应力场可达到“汾渭一带”。受到黄河断裂的阻隔,从而在银川盆地的基底地壳内形成一个相对平静区带,但这个不稳定带上部受到了不同性质断裂环绕,下部受挤压地层,积累了不同方向不同性质的区域应力能量。因此,平罗大地震只是区域构造应力场共同作用下地震积累能量的一种释放结果。由于印度板块北向运动尚未终止,青藏高原隆升还在继续,对银川盆地基底的挤压作用也未停止。至于该处稳定区块是否已经稳定,区域应力积累能量是否完全释放,是否可能再进行重新积累,还需要进一步研究。