關(guān)中活斷層和地裂縫的年代學(xué)研究

1、1 9 9 8 年 1 2 月jou rn a l o f geom echa n ic sd ec . 1 9 9 8文章編號(hào): 100626616 (1998) 04288297關(guān)中活斷層和地裂縫的年代學(xué)研究孫建中1 , 張景昭2 , 鼓建兵1 , 張駿1 , 李秉成11 西安工程學(xué)院, 西安 710054;2 中國(guó)科學(xué)院黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710054摘要: 取該區(qū)活動(dòng)斷裂中的斷層泥, 并首次在幾個(gè)斷層面附近的劈理化黃土中取樣測(cè)出熱釋光年齡。12 個(gè)斷層熱釋光年齡數(shù)據(jù)在 20240 k a b p 之間變化, 證實(shí)中更新 世晚期和晚更新世期間斷層曾有一次活動(dòng), 為本區(qū)

2、斷層的活動(dòng)性提供了證據(jù)。本研究成果也為西安地裂縫的活斷層與人工抽水雙重成因提供了證據(jù)。關(guān)鍵詞: 關(guān)中; 活斷層; 地裂縫; 熱釋光測(cè)年分類(lèi)號(hào): p 533, p 553文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: a0概述研究活動(dòng)斷裂不僅要研究那些不久以前活動(dòng)過(guò)而目前不活動(dòng)的斷裂, 而且要研究那些現(xiàn)在雖不活動(dòng)而將來(lái)有可能活動(dòng)的斷裂 (能動(dòng)斷裂)。 這就提出了一個(gè)活斷裂的時(shí)限問(wèn)題。 不同學(xué)者為了不同的研究目的提出了不同的時(shí)限, 如老第三紀(jì)早期、新第三紀(jì)以來(lái)以至幾萬(wàn)年、一 萬(wàn)年等等1, 2 。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)應(yīng)包括活動(dòng)斷裂和活動(dòng)褶皺等構(gòu)造變形, 一般認(rèn)為, 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是指新第三紀(jì)以來(lái)發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng), 它在現(xiàn)代地形上有明顯的表現(xiàn)3 ,

3、也就是說(shuō), 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是主要的“造貌 運(yùn)動(dòng)”。 這里我們姑且將二者統(tǒng)一起來(lái), 即活動(dòng)斷裂與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的時(shí)間下限都采用新第三紀(jì) 之初, 這樣, 就可把活動(dòng)斷裂定義為: 那些新第三紀(jì)以來(lái)曾經(jīng)活動(dòng)過(guò)的斷裂、現(xiàn)在正在活動(dòng)著的 斷裂、以及不久將來(lái)可能活動(dòng)的斷裂。它們?cè)谠烀策^(guò)程中起著重要的作用。在分析活動(dòng)斷裂的 活動(dòng)歷史時(shí), 有時(shí)還可能追溯到老第三紀(jì)。關(guān)中盆地是一個(gè)斷陷盆地、地塹盆地或裂谷盆地, 從第三紀(jì)初期以來(lái)一直在活動(dòng)著。 它的 地質(zhì)結(jié)構(gòu), 地貌演化, 水系變遷等都受斷裂的控制。由于印度板塊對(duì)歐亞板塊的碰撞, 青藏高原對(duì)華北地臺(tái)施壓, 在渭河盆地產(chǎn)生了 n e e 收稿日期: 1998202213基金

4、項(xiàng)目: 中國(guó)科學(xué)院黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助的課題作者簡(jiǎn)介: 孫建中 ( 1931) , 男, 教授, 主要從事第四紀(jì)地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)研究。sw w 向的壓應(yīng)力和 n nw sse 向的張應(yīng)力。 因此, 渭河地塹自喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)以來(lái)一直受近sn 向張應(yīng)力的作用, 產(chǎn)生了許多不同序次的鏟式伸展正斷層。它們往往組成“y ”型對(duì)偶系列,形成一系列多米諾骨牌式 (書(shū)斜式) 的半地塹, 造成許多掀斜式活動(dòng)的地塊系列, 大的如渭河以 北到北山之間, 一系列正斷層就是渭河以南的秦嶺山前斷裂、驪山山前斷裂和渭河大斷裂的次皺斷層; 小的如西安地裂縫就是長(zhǎng)安臨潼斷層的次級(jí)正斷層。渭河盆地的活動(dòng)斷裂按方向可分為

5、近 ew 向, n e 向和 nw式多以斷塊旋轉(zhuǎn)滑落為主, 大多兼有少許左旋扭動(dòng)走滑。向 3 組 (圖 1)。它們活動(dòng)的方渭河盆地在老第三紀(jì)時(shí)規(guī)模較小, 中新世以后不斷擴(kuò)大, 第四紀(jì)早期面積達(dá)到最大, 沉積厚度最大可達(dá) 7000 m , 其中第四系最厚可達(dá) 1300m 以上。 如果太白山頂 3600 m 標(biāo)高上的跑 馬梁夷平面屬第三紀(jì)早期的地面, 那么秦嶺與渭河地塹的斷距便可達(dá) 10000 m 。目前盆地中所 見(jiàn)的活斷裂, 大多數(shù)是新第三紀(jì)以來(lái)活動(dòng)的, 屬于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的范疇。地質(zhì)觀察表明, 這些斷裂 自新第三紀(jì)以來(lái), 特別是第四紀(jì)以來(lái), 曾有過(guò)多次活動(dòng), 但最近一次比較強(qiáng)烈的活動(dòng)究在何時(shí), 尚

6、無(wú)資料可查, 這便是我們要測(cè)定其活動(dòng)年齡的目的。為此, 我們選擇幾條活動(dòng)斷層采集以下 4 種熱釋光測(cè)年樣品: ( 1) 原生黃土; ( 2) 斷層附近 受力作用形成的劈理化黃土; (3) 斷層面上片理化黃土; (4) 基巖中的斷層泥。1熱釋光測(cè)定的條件與結(jié)果熱釋光年齡測(cè)定是在波長(zhǎng) 600m 以上的紅光下進(jìn)行的, 在紅光下石英、長(zhǎng)石等礦物中的熱釋光信號(hào)不會(huì)曬退, 同時(shí)需假定: (1) 所測(cè)樣品都經(jīng)過(guò)某種熱事件的作用, 以前積累的能量都 已全部釋放。 (2) 所測(cè)樣品在被測(cè)年齡范圍內(nèi)的環(huán)境輻射是恒定的。樣品測(cè)定采用細(xì)粒技術(shù)。 樣品測(cè)試前經(jīng)過(guò)處理去掉其中的有機(jī)質(zhì)和硫酸鹽, 取其中 411m 粒徑的細(xì)

7、粒制成測(cè)片。等效計(jì)量測(cè)定是用殘余熱釋光法求得, 所用儀器為 tl 29800 型測(cè) 量系統(tǒng), u 、t h 含量用中子活化法測(cè)定, 40 k 用原子吸收光譜法測(cè)得。 按 a itk en 關(guān)系求得年劑 量率, 對(duì)宇宙射線的貢獻(xiàn)也給予考慮; 對(duì)含水量的影響按 f lem in g 法對(duì)年劑量率作了修正, 測(cè) 試結(jié)果見(jiàn)表 1。 所有樣品均有良好的等效劑量“坪”區(qū)間, 即在“坪”區(qū)間范圍內(nèi), 各發(fā)光溫度上 所測(cè)得的等效劑量值一致。 這表明此等效劑量值是可靠的, 可以說(shuō), 該批樣品的熱釋光年齡基 本上也是可靠的。2 地質(zhì)地貌解釋211西安地裂縫西安地裂縫自 1959 年發(fā)現(xiàn)以來(lái)不斷活動(dòng), 表現(xiàn)在裂縫帶

8、的數(shù)目不斷增加, 裂縫帶不斷伸 長(zhǎng), 兩盤(pán)垂直斷距不斷加大。到 1988 年初已發(fā)展成 11 個(gè)帶 (圖 2) , 總長(zhǎng)達(dá) 55 km 以上, 其中最長(zhǎng)的為小寨地裂縫帶 (d s) , 長(zhǎng)約 13 km 。地裂縫帶總體為n 70e 向, 大體呈平行等間距分布; 地 裂縫水平張量累計(jì)最大約 5080 mm , 年最大張開(kāi)速率可達(dá) 10 mm a; 左旋扭動(dòng)累計(jì)達(dá) 6070 mm , 年最大扭動(dòng)率可達(dá) 816 mm a。裂縫兩盤(pán)垂直落差累計(jì)最大可達(dá) 50 cm 以上, 裂面一律 向南傾。 這些地裂縫把西安市地面切割得支離破碎, 地面上的房屋、道路等建筑物, 地下的洞室、隧道、水及煤氣管道、電纜等設(shè)

9、施都受到了程度不等的破壞, 每年造成數(shù)以百萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損 失, 成為一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害, 引起地質(zhì)學(xué)家廣泛的關(guān)注4 10 。西安地裂縫的成因曾經(jīng)有過(guò)構(gòu)造成因與人工抽取地下水成因的爭(zhēng)論。 構(gòu)造 成因論的證據(jù)有: 地裂縫明顯呈線性, 具定向性, 等距性, 單傾向性 (全部向南傾, 近年產(chǎn)生的一些次級(jí)斷裂 有 向 北 傾 斜 者) , 單向滑落性 (全部為北盤(pán)上升、南盤(pán) 下降) 以及與地貌的關(guān)連性 (地裂縫帶常 位于梁地南坡與洼地北坡的過(guò)渡帶)。他們認(rèn)為西安地裂縫符合多米諾骨牌型和y 型伸展斷裂系統(tǒng) ( 圖 3) 10 。 長(zhǎng)安臨 潼斷裂呈鏟狀向北傾斜, 而上盤(pán)的一系 列正斷層一致向南陡傾, 特別是現(xiàn)

10、已證 實(shí)沒(méi)有大規(guī)模抽取地下水之前, 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有地裂縫的活動(dòng)5 、9 。 因此, 西安地裂 縫實(shí)際上是一種活斷裂。抽水說(shuō)的證據(jù)是, 在 70 年代以后, 由于工業(yè)的發(fā)展隨著抽水 量 的 日 益 增 加, 地裂縫活動(dòng)增強(qiáng), 表現(xiàn)在地面沉降量日益加 大, 地 面 沉 降 量、承 壓 水 位 下 降 量、地裂縫垂直位錯(cuò)量與抽水量之間存 在正相關(guān)關(guān)系以及地裂縫主要分布在地 面沉降強(qiáng)烈區(qū), 且隨著地面沉降漏斗的 擴(kuò)大而擴(kuò)大。例如, 抽水與沉降區(qū)主要位于南郊、東郊和東北郊, 這些地區(qū)地裂縫 活動(dòng)也最強(qiáng)裂, 而古城 ( 明朝城墻) 內(nèi)地 裂縫活動(dòng)則較弱。據(jù)現(xiàn)有資料, 西安市區(qū) 最深的地面沉降漏斗在小寨東路西影

11、 路一帶。 1960 年1991 年間, 大雁塔十字處累計(jì)沉降量為 1778 mm ; 西影路與 三兆路交叉處為 1827 mm , 截止 1998 年初該處沉降量已達(dá) 2300 mm ( 據(jù)李新生 博士資料) , 小寨鐵爐廟地裂縫帶正位于此沉降漏斗之北側(cè), 成為西安市最長(zhǎng) 及活動(dòng)最強(qiáng)烈的一條地裂縫帶, 而大雁圖 2西安地裂縫 (1994) 和等沉降線 (1991) 圖f ig. 2t h e zo n e s o f g ro u n df issu re s (1994) an d iso lin e s o f lan d su b siden ce (1991) in x ian圖 3

12、西安地裂縫的多米諾骨牌式與“y ”式模型( 據(jù)張家明, 1990)f ig. 3t h e d om ino e s an d“y ”sh ap e m o de l o fg ro u n d f issu re s in x ian塔向西北歪斜顯然也與此沉降漏斗有關(guān)。 西安地裂縫目前仍在強(qiáng)烈活動(dòng)著, 例如 1994 年 11月落成的草場(chǎng)坡立交橋的橋基橫跨在地裂縫上, 三年半的時(shí)間橋基兩部分的垂直錯(cuò)距已達(dá)10cm 。為了有助于這一問(wèn)題的解決, 我們?cè)诓輬?chǎng)坡秦川廠地裂縫帶 (d 7 ) 東端的高婁村剖面采 樣, 熱釋光年齡數(shù)據(jù)示于圖 4。我們?cè)诟邐浯迤拭娴谝粚庸磐寥?(s1 ) 的上、下界面附

13、近采樣。 s1 上界面之上黃土的年齡為 93139k a b p; 下界面下黃土的年齡為 14213 k a b p。如果認(rèn)為 s1可與深海氧同位素第 5 階段對(duì)比是 末次間冰期形成的, 則其上、下界線年齡應(yīng)為 75 與 128 k a b p。 與之相 比, 我們所測(cè)上、下界面年齡都偏大。前 者 大 1813k a, 后 者 大 16 k a, 誤 差 分 別 為 1916% 和 11% , 可 見(jiàn) 下 界 年齡誤差較小。由于下界的樣品是采自 古土壤下界之下的黃土, 它的年齡本 應(yīng)比古土壤下界偏大。 此外, 由于古 土壤形成時(shí)黃土風(fēng)塵堆積速度較慢, 成壤作用必然要進(jìn)入到早期沉積的黃土內(nèi)部一定

14、深度, 也會(huì)使采自古土圖 4西安高婁村剖面f ig. 4t h e o u tc rop o f g ro u n d f issu re d 7 in it s ea st en d a t gao lu v illage, x ian壤下界的樣品測(cè)得的年齡偏老。 由此看來(lái), 我們測(cè)得的下界年齡數(shù)據(jù)是比較可靠的, 但上界的年齡看來(lái)是偏大了些。我們認(rèn)為, 熱釋光年齡測(cè)試數(shù)據(jù)與實(shí)際年齡之間大約有 10% 的誤差。從 國(guó)內(nèi)眾多測(cè)試結(jié)果和熱釋光方法發(fā)展的水平看, 這個(gè)結(jié)果是可以接受的, 其中比較年青的樣品 可靠性較高一些。該剖面第三個(gè)樣品是采自斷層面旁側(cè)受斷層壓力影響形成的劈理化黃土中。 黃土受應(yīng)力

15、作用后形成 12 mm 厚的多層狀黃土, 其中的劈理呈高角度傾斜。 該樣測(cè)得熱釋光年齡為65167 k a b p。從斷層切斷 s1 看, 此數(shù)據(jù)小于 s1 上界年齡, 因而是合理的。有趣的是該斷層 北盤(pán) s1 只有 1115m 厚, 而南盤(pán)竟厚達(dá) 3 m , 這說(shuō)明該斷裂是一個(gè)“同沉積斷裂”。 在 s1 形成過(guò)程中該斷層即緩慢蠕動(dòng), 北盤(pán)一面升高一面遭受雨水侵蝕, 并向下降著的南盤(pán)低地處搬運(yùn)沉積, 使南盤(pán) s1 加厚。 根據(jù)斷層兩盤(pán) s1 厚度可以計(jì)算出該斷層蠕動(dòng)速率為 0102mm a。 6516k a b p 發(fā)生的斷層劇動(dòng)造成北盤(pán) s1 頂面比南盤(pán) s1 頂面高出 2 m 的斷距。這次

16、劇動(dòng)很可能與一次 地震事件相關(guān)。 可見(jiàn), 該斷層有緩慢的蠕動(dòng)期, 也有突發(fā)的劇動(dòng)期。最近 50 年來(lái), 西安地區(qū)并無(wú)大的地震足以使地裂縫發(fā)生劇動(dòng), 即處于蠕動(dòng)時(shí)期。但該類(lèi)地 裂縫的垂直斷距每年達(dá) 1 cm , 而 s1 時(shí)蠕動(dòng)速率為 0102 mm a, 二者相差 500 倍。由此看來(lái), 現(xiàn) 在地裂縫這樣大的活動(dòng)斷距應(yīng)歸之于人工過(guò)量抽取承壓含水層中的地下水所致。 由于過(guò)量抽 水引起地層壓縮和地面沉降, 而地面沉降又會(huì)造成破裂, 新的破裂會(huì)遷就已有的斷裂面, 從而 加速活斷層的活動(dòng)。 所以, 雖然地面沒(méi)有看到與沉降漏斗有關(guān)的環(huán)形裂縫, 但活斷層依舊沿原 來(lái)的走向進(jìn)一步活動(dòng), 原先下降的上盤(pán)與原先

17、上升的下盤(pán)依然未變。所以西安地裂縫既是活斷 裂的表現(xiàn)又是人工過(guò)量抽取地下水所致。 那末, 限制人工過(guò)量開(kāi)采地下承壓水或向地層中注 水, 實(shí)為阻止和防治地裂縫活動(dòng)的有效措施。212 長(zhǎng)安臨潼斷裂該斷裂呈 n e 走向。從西安紡織城向東南 200 m 是肖家、趙家村所在的一個(gè)標(biāo)高約 620 m的臺(tái)地。最初人們懷疑它是一個(gè)階地, 但從臺(tái)面傾向 se 而與 河相背來(lái)看, 它又不象階地。而 牛角尖、江尹村和 河河床中普遍發(fā)現(xiàn)地裂縫和斷層現(xiàn)象, 證明它是荻寨所在的白鹿塬 ( 頭道塬) 與西安沉降帶之間過(guò)渡的一個(gè)斷塊, 當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)二道源 ( 圖 5) , 是長(zhǎng)安臨潼斷裂帶兩個(gè)分 支所夾的斷塊。圖 5白鹿塬西安

18、剖面圖f ig. 5 b a ilu yu an x ian sec t io n1 馬蘭黃土; 21 離石黃土; 31 午城黃土; 41 藍(lán)田組 ( 上新世) 紅土; 51 河流沖積物; 61 三門(mén)群湖積物; 71 老第三紀(jì)圖 6 是在西安東郊神峪峙溝南坡發(fā)現(xiàn)的該斷裂帶中的一個(gè)斷面。 斷層切穿 了 s2、s3 , 但未明顯錯(cuò)動(dòng) s1。熱釋光年齡 測(cè)定是采自斷層面旁側(cè)的劈理化黃土, 測(cè)試結(jié)果為 89179 k a b p , 說(shuō)明其活動(dòng) 時(shí)間大約在 s1 的中晚期。 有趣的是, 在 此斷層面之西, s2 突然中斷, 端處沒(méi)有 裂面、斷面已被黃土熔合, 說(shuō)明在 s2 與 s1 之間, 大約 15

19、0k a b p 時(shí)斷裂曾有一 次活動(dòng), 而后活動(dòng)已停止。地質(zhì)調(diào)查表明, 長(zhǎng)安臨潼斷裂帶 圖 6長(zhǎng)安臨潼斷裂帶在西安市東郊神峪寺溝的露頭形成于上新世之初, 導(dǎo)致斷裂帶東南側(cè)的老第三紀(jì)地層 (紅河組, 白鹿塬組) ; 中 新世的冷水溝組、寇家村組和灞河組11f ig. 6t h e o u tc rop o f c h an gan 2l in to n g fau lt insh en yu sh i gu lly in th e ea st su b u rb o f x ian c ity上升脫離湖泊環(huán)境, 而斷裂以西的西安地區(qū)繼續(xù)沉降并沉積三門(mén)群湖相地層。 因此, 該斷裂是三門(mén)湖在西安

20、e s 方向的一個(gè)邊界斷裂。 這次斷裂活動(dòng)使得上新世的三趾馬紅土和下部的沖積砂礫石層與灞河組及其以下的地層之間形成一個(gè)大的不整合。 所以, 這次斷裂活動(dòng)是本區(qū)一次重要的造貌運(yùn)動(dòng)。根據(jù)古地磁測(cè)定結(jié)果, 該地區(qū)藍(lán)田組的年齡為 215615 m ab p 12 , 而國(guó)際上所定的上新 世下界為 511m ab p 13 。 所以我們將原張玉萍等 (1978) 所定的藍(lán)田組, 由上上新世改為中新世晚期至上新世, 或簡(jiǎn)單地說(shuō)是上新世, 而將其下的灞河組劃入中新世。在該斷裂西北的西安洼陷淪為湖泊的同時(shí), 該斷裂 e s 方向的驪山同仁塬、白鹿塬斷塊 開(kāi)始隆升, 除局部河道與山麓地帶有沖積砂礫沉積外, 三趾

21、馬紅土的廣泛沉積并不整合覆蓋在老地層之上。 研究表明, 它是一種在濕熱氣候條件下被強(qiáng)烈成壤作用改變成紅色的風(fēng)塵堆積14 。因此, 此處象黃土一類(lèi)的風(fēng)塵堆積, 至少可以追溯到 7 m a 以前。如果說(shuō)黃土風(fēng)塵是季風(fēng) 的產(chǎn)物, 則至少也可以追溯到 7m a 以前。 此后在這些隆起的地塊上連續(xù)堆積了第四紀(jì)的黃土 地層, 形成了黃土臺(tái)塬與黃土覆蓋的階地 (圖 7)。213 驪山山前斷裂圖 7驪山白鹿塬剖面圖f ig. 7 l ish an 2b a ilu gu an sec t io n11 馬蘭黃土; 21 離石黃土; 31 午城黃土; 41 三趾馬紅土 ( 上新世蘭田組 n 2 ) ; 51 泥

22、巖; 61 砂巖; 71 砂礫石; 81 燕山花崗 巖; 91 太古代片巖、片麻巖; 101 斷層; e 2 始新世紅河組; e 22e 3 始新世2漸新世白鹿塬組; n 1- 1 冷水溝組, n 1- 2 寇家村 組; n 1- 3灞河組該斷裂大致呈 ew 走向, 中部微呈弧形向北凸出, 西起臨潼往東達(dá)渭南陽(yáng)郭塬與榮凝塬以東。 在臨潼一帶, 地貌反差強(qiáng)烈, 臨潼以北是低平的山前平原, 而驪山及其南側(cè)則驟然突起,并有華清池溫泉從斷裂帶中溢出, 沿此斷裂帶前人已作過(guò)大量斷層剖面10 。 該斷層的活動(dòng)歷 史可以追溯到第三紀(jì)以前, 導(dǎo)致斷層南盤(pán)變質(zhì)巖中出現(xiàn)擠壓性構(gòu)造。 第三紀(jì)早期, 斷層兩側(cè)堆 積了

23、厚度不等的老第三紀(jì)沉積, 然而, 最明顯的活動(dòng)發(fā)生在上新世早期。同仁塬、白鹿塬及其西 南的少陵塬和神禾塬斷塊發(fā)生北仰南俯上升運(yùn)動(dòng)。這一上升運(yùn)動(dòng)在第四紀(jì)繼續(xù)活動(dòng), 形成了灞 河河谷的不對(duì)稱(chēng)特征 ( 圖 7) , 東北岸形成了一系列的階地, 而使灞河不斷向西南岸滾動(dòng)侵蝕, 形成了陡峭的西南岸坡。按貝爾定律, 北半球的河流本應(yīng)受科里奧利力 (co r io lis fo rce) 的作用 而侵蝕它的右岸, 但灞河卻反其道而行之, 第四紀(jì)以來(lái)不斷侵蝕它的左岸。 這正是驪山同仁 塬斷塊第四紀(jì)傾斜上升的佐證。 白鹿塬、少陵塬和神禾塬的黃土塬面和底面都一致向西南傾 斜, 也是這一運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。這些斷塊的傾側(cè)運(yùn)

24、動(dòng)是與渭河地塹南部一系列鏟狀伸展斷裂在運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中發(fā)生滑落旋轉(zhuǎn)的結(jié)果, 和西安地裂縫系列的構(gòu)造模式相似。 另外, 灞河的多級(jí)基座式階 地又說(shuō)明了這種傾側(cè)上升運(yùn)動(dòng)具有間歇式上升到穩(wěn)定的多旋回性。在渭河陽(yáng)郭鎮(zhèn)以南, 該斷裂在同仁塬 (頭道塬) 與陽(yáng)郭塬 (二道塬) 之間表現(xiàn)為陡坎, 并成為 三門(mén)湖的南界斷裂 (圖 8)。 上新世早期, 斷裂南盤(pán)上升剝蝕, 造成上新世藍(lán)田組與老第三紀(jì)不 整合, 并在同仁塬上堆積了從三趾馬紅土到第四紀(jì)黃土一整套陸上風(fēng)塵堆積; 而斷裂北盤(pán)則下 降淪為三門(mén)湖, 發(fā)育三門(mén)群湖相沉積。到 112 m a b p 才上升為陸接受黃土堆積。張玉萍等11 曾描述了陽(yáng)郭鎮(zhèn)以南同仁塬北

25、部邊緣的西岔溝剖面中午城黃土與離石黃土之間和離石黃土 上、下部之間有兩個(gè)不整合, 分別代表大約 112 m a b p 和 015 m a b p 時(shí)的兩次斷裂活動(dòng)和同 仁塬與陽(yáng)郭鎮(zhèn)之間的差異上升運(yùn)動(dòng)。我們?cè)陉?yáng)郭鎮(zhèn)西南的西皎村剖面采取斷層面上被搓成葉片狀的黃土, 測(cè)得 tl 年齡為121149 k a b p。這個(gè)年齡代表了該斷裂近期的一次較強(qiáng)烈的活動(dòng)。彭建兵等10 用 h an k s t c 等人陡坎擴(kuò)散方程計(jì)算得出該斷層活動(dòng)年齡為 11512k a b p , 與我們所作的熱釋光測(cè)年結(jié)果十分接近。長(zhǎng)期以來(lái), 人們認(rèn)為陜西省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)所在的渭南市南部屬于渭河三級(jí)圖 8渭南附近

26、地質(zhì)剖面圖f ig. 8geo lo g ica l sec t io n th ro u gh w e in an c ity, sh aan x i p ro v in cea l2q 4. 全新世沖積層; a l2q 3. 晚更新世沖積層; l2q zh 1. 更新世早期張峪組湖積物; l2n y. 上新世游河組湖積物; a l-l-1-2q 2. 第四紀(jì)河湖沉積; ? e. 老第三紀(jì)砂巖和泥巖; 張峪組+ 游河組= 三門(mén)群; 11 全新世黃土; 21 晚更新世馬蘭黃土 ( eo l23 ) ; 31 中更新世離石黃土中、上部 ( eo l2q l 1- 2 ; 41 早更新世晚期離石黃

27、土下部 eo l2q l 1q m)(1- 2 ); 51 午城黃土 早更新世早(2期) (eo l2q w 1 ) ; 61 上新世蘭田組紅土 ( eo l2n l ; 71 粘性土; 81 砂; 91 砂, 礫石; 101 砂、泥巖; 111 斷層2 )1-階地, 但在 1556 年華縣大地震時(shí), 出現(xiàn)一條走向 n 80e , 長(zhǎng)達(dá) 15 km 、北盤(pán)下降 0115 m 的地裂縫。地裂縫中有噴砂、冒水等現(xiàn)象, 說(shuō)明這里有強(qiáng)烈的地震斷裂活動(dòng)5 , 特別是第二水文隊(duì)院 內(nèi)一口深 250 m 的鉆井中, 上部有 100 m 厚的黃土, 下部是三門(mén)群的湖相沉積, 無(wú)河流相沉積( 圖 8) , 說(shuō)明

28、它不是渭河的三級(jí)階地而是從陽(yáng)郭塬上斷下來(lái)的一個(gè)夾在渭河斷裂帶中間的斷塊。如果把同仁塬叫作“頭道塬”, 陽(yáng)郭塬叫作“二道塬”, 那么, 這里也可叫作“三道塬”。這個(gè)斷 塊滑落下來(lái)的時(shí)間當(dāng)在晚更新世早期, 或許和上述熱釋光年齡測(cè)定的驪山北緣斷裂的活動(dòng)時(shí)間一致。此外, 我們還對(duì)秦嶺山前斷裂, 岐山乾縣斷裂, 白水合陽(yáng)斷裂, 禮泉蒲城斷裂, 口鎮(zhèn)關(guān)山斷裂和韓城華陰斷裂帶采樣測(cè)定了 tl 年齡, 其結(jié)果均列于表 1。3結(jié)論(1) 斷層泥包括片里化的黃土是能夠測(cè)出斷裂活動(dòng)年齡的, 人們已經(jīng)作了不少工作。但是,斷層面附近受壓力作用形成的劈理化黃土能否測(cè)出熱釋光年齡尚屬首次試驗(yàn)。本文意在說(shuō)明,在斷裂面附近受應(yīng)

29、力作用會(huì)有熱力產(chǎn)生, 使原先沉積的黃土退火構(gòu)成“最后一次熱事件”, 因此 可為放射性測(cè)年法之一的熱釋光測(cè)年提供紀(jì)年的起點(diǎn)。( 2) 所作的 14 個(gè)熱釋光年齡測(cè)試結(jié)果中, 只有兩個(gè)是在可與全球地層和氣候?qū)Ρ鹊狞S土層位中采的樣, 所測(cè)年齡可能有 1020% 的誤差。西皎村片理化黃土的熱釋光年齡為 12114k ab p , 用斷層陡坎擴(kuò)散方程計(jì)算所得為 11512 k a b p , 二者誤差 511% 。(3) 表 1 中年齡數(shù)據(jù)在 20240k a b p 之間變化, 說(shuō)明在本區(qū)活斷裂曾在中更新世末期到 晚更新世期間有過(guò)一次活躍期。( 4) 西安地裂縫是多次活動(dòng)的活斷裂, 近 30 余年來(lái)的

30、快速活動(dòng)主要與人工過(guò)量開(kāi)采地下水有關(guān), 限制過(guò)量開(kāi)采地下水, 甚至向地下注水無(wú)疑是防止地裂縫活動(dòng)的有效措施。 何恢亞教授、王全慶教授和何成富副教授曾親臨野外指導(dǎo), 謹(jǐn)表謝意。參考文獻(xiàn)1234徐煜堅(jiān). 論活動(dòng)斷裂c .見(jiàn):中國(guó)活動(dòng)斷裂, 北京: 地震出版社, 198211013.李起彤. 活斷層及其工程評(píng)價(jià)m 1 北京: 地震出版社, 1991112.易明初. 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及渭延裂谷構(gòu)造m . 北京: 地震出版社, 19931312.劉 景 文, 張 家 明. 試 論 西 安 地 裂 縫 與 地 震 c . 見(jiàn):史 前 地 震 與 第 四 紀(jì) 地 質(zhì) 文 集, 陜 西: 陜 西 科 學(xué) 技 術(shù) 出

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