渭河断陷盆地及邻区的地震活动性和深部地球物理背景_王卫东.pdf

文章编号 100128956 2004 0320207205 渭河断陷盆地及邻区的地震活动性 和深部地球物理背景 王卫东1 张永志1 王 平2 狄秀玲2 杜长娥2 1 长安大学地质工程与测绘工程学院 陕西 西安710054 2 陕西省地震局 陕西 西安710068 摘要 探讨了渭河断陷盆地及邻近地区的速度场 介质品质因子的分布特征及其与该区地质构造的 关系 分析了该地区的地震活动性 结果表明该区域速度场与介质品质因子分布之间存在着较好的 对应关系 并与该区域的地震活动性密切相关 关键词 渭河断陷 速度分布 介质品质因子 地震活动性 中图分类号 P315 5 文献标识码 A 渭河断陷盆地夹持于鄂尔多斯地块与秦岭山脉之间 是分隔我国华北 华南地块的一条重 要分界线 渭河断陷盆地经受过多期活动 盆地内形成多个次级断块 差异活动显著 活动断裂 发育 盆地东段为历史强震区 发生过1556年华县8 1 4 级大地震 盆地南侧为著名的秦岭造山 带 对该地区的深入研究对于探讨华县大地震及秦岭造山带的深部构造背景 进而探讨大陆地 震成因有深远意义 关于渭河断陷盆地及邻近地区地壳内P波和S波的速度结构已发表过一些研究结 果 1 2 对该地区的地壳厚度也有一些初步的研究 3 而本文主要研究渭河断陷盆地及邻近地 区的介质品质因子 速度场的分布特征 及其与该区域地质构造的关系 分析了该地区的地震 活动性 1 渭河断陷盆地及邻近地区的介质品质因子分布 西安数字地震遥测台网全部采用FBS23宽频带数字地震仪 频带范围0 05 20 Hz 采 样率为每秒50个样点 与以往模拟记录相比读取P波初动半周期的精度有较大的提高 4 我 们选取1997年以后该区域的数字地震波形资料 经仿真处理成DD21仪器模拟记录波形后量 取P波初动半周期 利用P波初动半周期法 5 6 求得了渭河断陷盆地及邻近地区的介质品质 因子等值线分布 图 1 第18卷 第3期 2004年9月 内 陆 地 震 I NLAND EARTHQUA KE Vol 18 No 3 Sep 2004 收稿日期 2004201207 修回日期 2004204227 基金项目 地震科学联合基金 95208 陕西省科技项目 95K122 G9 资助课题 作者简介 王卫东 男 博士研究生 1993年毕业于北京大学地球物理系 现任长安大学地测学院副教授 主要从事地 震学和地球内部物理学的教学与研究 图1 渭河断陷盆地及邻区的Q值分布等值线图 Fig 1 Contours ofQvalue in theW eihe down2faulted basin and its adjacent areas 总体上说 图1中与渭河断陷盆地相邻的南部地区 34 N以南 Q值较大 而渭河断陷盆 地内部Q值分布则变化较大 有几个高值区和与之相邻的低值区 主要有淳化 耀县高值区和 相邻的西安 富平低值区 户县低值区 韩城高值区和相邻的澄城低值区 与渭河断陷盆地相邻 的北部鄂尔多斯地块则由于地震很少 缺少相应的数据而无法讨论 2 渭河断陷盆地及邻近地区的速度场 图2 1 是渭河断陷盆地及邻区的P波速度分布图 由图可见 速度分布与介质品质因子分 布两者间存在着某种内在联系 具体表现为 铜川 耀县 淳化P波高速区也是高Q值区 韩城 P波高速区也是高Q值区 澄城P波低速区也是低Q值区 铜川 耀县 淳化P波高速区的邻 近存在不连续的两个P波低速区 分别对应Q值分布图上西安 富平低Q值区和户县低Q值 区 这种速度分布与介质品质因子分布间的对应性可能是深部构造的反映 3 渭河断陷盆地及邻近地区的地震活动性和地球物理背景 图3是渭河断陷盆地构造单元划分图 渭河盆地的北缘是鄂尔多斯地块 南缘为秦岭造山 带 渭河盆地是一条重要的大地构造分界线 在渭河盆地内有东西向 北东向及北西向多组活 动断裂 构造比较复杂 在历史上也是一个强震区 地震活动的空间分布也极不均匀 断陷盆地 东部地震活动明显强于西部 7 8 渭河断陷盆地内部速度场和Q值分布的不均匀性在不同程 度上反映了构造单元 断裂构造及地震活动特征的差异 802内 陆 地 震18卷 图2 渭河断陷盆地水平截面上的地壳速度等值线图 h 20 km Fig 2 Contours ofVPat depthh 20 km in theW eihe down2faulted basin 图3 渭河断陷盆地构造单元划分及强震分布图 Fig 3 D ivision of geological structure units in theW eihe down2faulted basin and the distribution of strong earthquakes 由图1至图3可见 南部Q值较高的区域在地质构造上属秦巴山脉隆起区 该区岩石的 刚度较大 地震波衰减较小 而渭河断陷盆地内部则由于构造较为复杂 活动断裂纵横分布造 成了Q值分布的复杂性和速度场分布的非均匀性 速度场和Q值分布的一致性表明 渭河断 陷盆地内部存在着地震波速较高 Q值也较高的区域 这类区域介质的刚性较大 也存在一些 地震波速较低 Q值也较低的区域 这类区域可能发生过强烈的隆升 沉降 挤压或拉张 使得 9023期王卫东等 渭河断陷盆地及邻区的地震活动性和深部地球物理背景 该类区域的介质结构发生了破坏 结构较为破碎 因而Q值也较低 从图1 图2可以看到 在研究区内 Q值和速度分布总体上有两个地区存在强烈的横向 不均匀性 一个地区位于陕晋交界处的韩城高Q值 高速区和澄城低Q值 低速区 另一个位 于陕西中部的铜川 耀县与淳化一带 其特点是高Q值 高速区与低Q值 低速区相互交错 形 成耀县 淳化高Q值 高速区和相邻的西安 富平低Q值 低速区与户县低Q值 低速区 从地 质构造分析 上述两个地区都位于不同构造单元交界 差异运动显著 新老地层交错的地区 陕 晋交界处的韩城高Q值 高速区和澄城低Q值 低速区位于渭河盆地东缘 运城盆地和中条山 的交接部位 渭河盆地和运城盆地都覆盖着较新的地四系 Q1 2 Q3 4 地层 但中条山有寒武 系 上元古界甚至太古界的古老地层 也是东西向活动断裂与北东向断裂交汇的地段 构造相 当复杂 而陕西中部的耀县 淳化高Q值 高速区和相邻的西安 富平低Q值 低速区位于鄂尔 多斯地块与渭河断陷盆地的交接部位 两盘差异运动显著 地层是第四系 二叠系 三叠系 石 炭系甚至奥陶系新老交错的地区 2 7 8 从图1至图3对比可知 渭河断陷盆地东部的强震主要发生在高 低速过渡带 与以往对 中国西部和华北地区的研究结果比较一致 9 12 而这些强震也发生在高Q值区与低Q值区的 过渡带上 如陕西1501年朝邑7级地震位于陕晋交界处的韩城高Q值区和澄城低Q值区的 过渡带上 西安北部的3次6级以上强震也位于耀县 淳化高Q值区和相邻的西安 富平低Q 值区的过渡带上 华县8 1 4 级大地震也发生在秦岭高Q值区向渭河断陷盆地低Q值区的过渡 带上 4 结束语 渭河断陷盆地及邻近地区的地震活动性与该区的Q值分布 地壳内速度分布 地质构造 的关系密切 结果表明 渭河断陷盆地及邻近地区的Q值分布与该区域20 km深度P波速度 分布有较好的一致性 这种一致性表明渭河断陷盆地及邻近地区存在着地震波速较高 Q值也 较高的区域 这类区域介质的刚性较大 也存在一些地震波速较低 Q值也较低的区域 这类区 域可能发生过强烈的隆升 沉降 挤压或拉张 使得该类区域的介质结构发生了破坏 结构较为 破碎 因而Q值也较低 该区的历史强震震中主要分布在Q值分布高 低值间的过渡带上亦即 高 低速过渡带上 渭河断陷盆地及邻近地区地震活动特征的差异反映了该区域Q值分布 地 壳速度场的不均匀性和构造单元及断裂构造的差异 感谢谢家树研究员 彭建兵教授的帮助 参考文献 1 薛广盈 丁韫玉 袁志祥 渭河断陷盆地地壳速度结构的层析成像研究 J 地震学报 1997 19 3 283 290 2 丁韫玉 狄秀玲 袁志祥 渭河断陷地壳三维S波速度结构和VP VS分布图象 J 地球物理学报 2000 43 2 194 202 3 姜家兰 黄长林 陕西地区地壳厚度初探 J 西北地震学报 1986 8 4 43 51 4 王卫东 王 平 泾阳4 8级地震的震源机制和震源参数 J 地震学报 1998 20 6 656 658 5 陈运泰 林邦慧 李兴才 等 巧家 石棉的小震震源参数的测定及其地震危险性的估计 J 地球物理学报 1976 19 3 012内 陆 地 震18卷 206 233 6 国家地震局科技监测司 地震观测技术 M 北京 地震出版社 1995 7 王景明 渭河盆地活动构造与地震 J 地壳形变与地震 1983 3 4 59 66 8 彭建兵 渭河断裂带的构造演化与地震活动 J 地震地质 1992 14 2 113 119 9 刘建华 刘福田 吴 华 等 中国南北带地壳和上地幔的三维速度图像 J 地球物理学报 1989 32 2 143 151 10 孙若昧 刘福田 刘建华 四川地区的地震层析成像 J 地球物理学报 1991 34 6 708 716 11 孙若昧 赵燕来 梅世蓉 渤海及其邻区的地震层析成像 J 地球物理学报 1993 36 1 44 54 12 刘瑞丰 陈培善 李 强 云南及邻区的地震层析成像 J 地震学报 1993 15 1 61 67 SEIS M ICITY AND DEEP GEOPHYSICAL BACKGROUND IN W EIHE DOW N FAULTED BASIN AND ITS ADJACENT AREAS WAN GW ei2dong 1 ZHAN G Yong2zhi1 WAN G Ping2 D IXiu2ling2 DU Chang2e2 1 S chool of Geological Engineering and S urvey Engineering Chang an U niversity X i an710054 S haanx i China 2 S eism ological B ureau of S haanx i P rovince X i an710068 S haanx i China Abstract By studying the distribution of seism ic velocity field and medium quality factor Q value in W eihe down2faulted basin and its adjacent areas and their relation w ith the geological structure seism icity in the area it is shown that the distribution ofQvalue is rather consistent w ith