临潼-长安断裂错距及其分布特征

临潼-长安断裂是渭河盆地内部骊山凸起与周至-户县凹陷之间一条重要的边界性断裂。通过大范围自然冲沟、人工取土场、道路开挖边坡和路堑的野外观察,新发现临潼-长安断裂露头40余处。基于各露头不同年代古土壤标志层错距的量测,获得了晚始新世以来该断裂的位移分布。第四纪以来的断层位移分布显示出该断裂中段断距较大,活动较为强烈。

临潼-长安断裂带所在陡坎的成因分析

临潼-长安断裂带主要由两条主断层和两条分支断层组成,断层基本沿北东向的黄土塬陡坎展布,陡坎高30~128m不等。虽然断层和陡坎有很好的重合关系,但陡坎并不完全是断层所形成,主要原因有：1）野外断层露头表明,断层错断S1古土壤层一般为0.2~1.5m,最大为6.0m,错断S2~S4古土壤层也仅有几米,与断层所在的陡坎高度相比,断层的错距很小;2）高桥和月登阁钻探结果显示,钻孔中早更新世地层上部断层错距分别不大于24.45m和8.49m,即断层在黄土塬基座中的错距比相应的黄土陡坎高度要小;3）在某些局部地段断层并不随陡坎拐弯而拐弯;4）深孔资料显示有侵蚀现象。综合分析,临潼-长安断裂带所在的陡坎是侵蚀作用和断层错动共同作用的结果,陡坎的形成以侵蚀作用为主,断层的错动量很小。地壳抬升、断块掀斜运动产生断层,新近纪或早更新世＂三门湖＂在已有的断层位置发生侵蚀,两者共同作用形成了现今地貌陡坎。

晚更新世以来黄土塬区临潼-长安断裂的活动性研究

黄土塬区晚更新世风成黄土分布广、特征明显,与断裂关系直接。通过小鲍陂、桥沟、冢底村3个典型晚更新世断层剖面的仔细观察、测量和年代学工作,获得了白鹿塬、少陵塬、横岭塬3个黄土台塬上临潼-长安断裂晚更新世以来的活动性参数和区域地层的年代序列。研究结果表明,晚更新世以来临潼-长安断裂在白鹿塬段活动性最强,明显错断了黄土L1-2地层,而其两侧的少陵塬和横岭塬上,同时期断裂的活动性相对弱些。剖面中黄土L1-2及其以上地层被裂缝穿切的现象有可能说明,晚更新世中晚期以来临潼-长安断裂仍在活动,仅是强度有所减弱。

临潼-长安断裂带晚第四纪以来的活动性

对临潼-长安断裂带进行了详细的野外调查,以期掌握其最新活动年代和第四纪以来的活动特征。该断裂总体走向NE,以张性垂直运动为主,断面明显错断了黄土中的第1层古土壤S1,说明其晚更新世以来仍在活动,并且北段和中段的活动性比南段强,但是错距大多<2m,滑动速率较小,考虑到临潼-长安断裂带由多条次级断层组成,其整体活动性应该比我们计算得到的局部断层滑动速率大得多。断层错距自上而下成递增趋势,并且根据不同地层年代计算出的滑动速率基本一致,因此该断裂带自中更新世晚期以来极可能以垂向蠕滑活动为主。

临潼-长安断裂小鲍陂一带晚第四纪剖面研究

通过临潼-长安断裂带少陵塬段小鲍陂一带断层陡坎和断层剖面的地质调查,并结合黄土地层光释光(OSL)年龄测试和钻孔探测,研究了该段落晚第四纪以来的地貌标志、活动方式和幅度以及平均滑移速率。该断裂断面明显错断了古土壤(S1)底界,并且断层上断面以裂缝形式延伸至弱古土壤(L1s)地层中,根据光释光(OSL)测年结果该断裂至少在晚更新世中晚期以来仍有活动,以断层两侧晚更新世底界S1地层稳定的趋势面为标志,错距达5 m多。

临潼-长安断裂带古地震及地震危险性评价

长安二中探槽是在地面地质调查、浅层地震和钻探的基础上开挖的,探槽中有丰富的砂土液化现象,根据液化砂脉的切割关系,判断有4次古地震事件的发生。根据探槽中地层没有明显错动和临潼-长安断裂带在晚更新世晚期和全新世早期活动较弱,以及历史上无6级以上地震活动记录的特点,本文认为4次古地震事件与临潼-长安断裂带无关,该断裂未来发生强震的危险性不大。

临潼-长安断裂带(F_N)西段走向研究

临潼-长安断裂是渭河盆地内西安凹陷与骊山凸起的分界断裂,该断裂东北段位置和走向清楚,但西南段(神禾塬以西)的推测走向并无实证资料。在临潼-长安断裂西南方向延伸区域内,通过对3条总长近27km的人工地震勘探剖面解译,发现均存在北倾断裂异常,在其中1处异常布置的地质钻探剖面显示,上更新统和中更新统地层存在错断现象。这些勘探异常点被认为是临潼-长安断裂带中的最北侧断裂FN,其连线基本在1条线上,以大约SW240°的方向,延续了临潼-长安断裂带中段走向,继续向西南方向延伸。

临潼-长安断裂上断层崩积楔光释光测年的探讨

选择西安临潼-长安断裂带上韩峪乡范家村剖面的一个典型崩积楔样品进行测试,用3种不同的释光测试方法测出了9个不同的年龄数据。根据地层信息和矿物的释光生长曲线确定只有采用混合矿物简单多片再生法、纯石英矿物简单多片再生法以及纯石英矿物单片再生法的光释光测年法所得结果更接近于崩积楔的真实年龄。这些断层崩积楔年龄接近于围岩的形成年龄,并不能代表真正意义上的断层活动时代。因此,断层崩积楔年龄光释光测年结果无法给出该断层最真实的活动时代。

临潼-长安断裂构造发育特征——基于人工地震探测结果分析

临潼-长安断裂地处黄土区,黄土稳定性差,以往多采用地面和遥感地质调查等方法加以研究。由于受黄土塬边滑坡或湿陷性影响,得到的断层剖面构造特征不但深度有限可靠性差,而且深部的构造特征仅具有推测性质。地震勘探是探测深部地质构造最有效的地球物理勘探方法之一。利用地震探测获得了深达千余m的地质剖面,并从区域构造研究入手,划分了临潼-长安断裂与周至-户县凹陷、骊山凸起的分界,确定了临潼-长安断裂的总体剖面构造特征。

临潼-长安断裂带构造变形及分段特征

对临潼-长安断裂带1970～1996年跨断裂水准资料、1983～2004年跨断层场地水准资料和1992～2004年重力段差资料进行了定量计算与分析.分析结果表明:①临潼-长安断裂是近期非常活跃的断裂,断裂带中主次断裂具有对称活动特点,江伊-鲍坡断裂在该断裂带整体活动中居主动地位;②跨临潼-长安断裂带的麻街和沣峪口两场地在地震前,垂直形变均不同程度地出现准同步快速下降的异常变化,但震后区域应力场的调整过程中两场地的影响存在差异;③临潼-长安断裂带的活动具有明显的分段性特点,形变测量资料分析表明,其南段活动比较稳定,而北段的活动则很活跃;④场地水准与跨断裂水准资料有较好的一致性,重力段差变化与场地垂直形变有较好的相关性.

临潼—长安断裂带的几何结构及形成机理

根据野外大量断层露头以及人工地震结果表明,临潼—长安断裂带主要由两条断层组成,即麻街—碾湾断层和胡家沟—首帕张断层.麻街—碾湾断层,在灞河右岸的高桥分出一条分支断层,即王家碥—侯家湾断层;胡家沟—首帕张断层在铜人塬和少陵塬分出一条分支断层,即冢底村—唐家寨断层.断裂表现为张性倾滑正断层性质,平面上局部范围大致呈平行等间距展布,剖面上向西北呈阶梯状降落,成"Y"字型组合.深地震反射结果显示,该断裂深约5—8km,为基底断裂,深部为铲形正断层.临潼—长安断裂带是在近南北向引张应力场的作用下形成的典型的伸展断裂系,同时受余下—铁炉子断裂左旋走滑运动的影响,使断裂带从东北向西南呈帚状展布形态.

临潼—长安断裂带构造形变

本文在对临潼—长安断裂带挽近构造特点进行分析研究的基础上,重点分析了其垂直形变监测资料,指出它是一条可以提供前兆性信息的敏感性断裂,其主次断裂带具有对称活动的特点,其中主断裂,特别是其北段尤为活跃,应重点监测。断裂带形变趋势表明,其形变尚处于稳态阶段,近年内不会发生大震。

长安—临潼断裂的活动与西安地区地震危险性探讨

阐述了西安地区最大规模的长安-临潼断裂带的展布、构造形迹、运动特征。指出了它是西安地区地震活动的主要发震构造。根据其地震活动特征等分析,对断裂带未来危险性作了评估。

西安地铁四号线沿线长安地裂缝研究

采用地面调查、钻探和槽探等方法,对临潼—长安断裂带内西安地铁四号线沿线的长安地裂缝进行了研究。钻探剖面显示,在地面高程变化梯度最大处附近存在地裂缝异常,异常两侧的古土壤标志层出现明显错断。对其中一处异常进行了大型探槽开挖,探槽两侧壁剖面显示:地裂缝带由1条主缝和数条次缝组成;主缝走向平行于临潼—长安断裂,南东盘相对下降,倾向南东,与临潼—长安断裂倾向相反,倾角80°～85°;主缝错断古土壤层1.1m,相对于上升盘,地裂缝下降盘地层厚度变大。研究结果表明,长安地裂缝发育在特定的构造地貌部位,即临潼—长安断裂带内"梁洼"地貌黄土梁南侧高程变化梯度最大处附近,由构造活动引起,具有正断层性质和生长断层性质,与西安地裂缝具有相同的构造特征。

黄土地区活动断层的显微构造和显微沉积学探测

以发育在黄土地层的陕西省西安市临潼—长安断裂为对象,采用显微构造和显微沉积学分析的方法,从微观的角度探讨黄土地层中的活动断层。观测了该断裂上的7个露头剖面和一条探槽剖面,采集样品42件。在室内对所采集的样品进行了显微构造、超微构造和能谱测定(扫描电镜)以及显微沉积学分析。研究结果表明,野外宏观观测难以辨认的断层迹象,在断层带样品的切片(大薄片)上肉眼即可清楚辨别。显微构造观测发现,断层在微观上可以表现为错动面、较宽的断层带、断层破碎带、变形条带、泥质条带和愈合的张裂隙等。扫描电镜观测和能谱测定显示,断层破碎带或泥质条带与其外围地层具有不同的超微结构,而且成分有所变化,表明断层活动过程中有流体的参与,并导致某些元素的带出和带入。粒度分析结果发现,断层样品相对于外围样品,粒度>0.03mm的颗粒减少,<0.03mm的颗粒和粘土质增加,表明黄土地层的断层活动仍有碎裂作用发生。分形分析结果表明,黄土地层的碎屑颗粒分形特征呈弧形分布,但断层样品更趋于线性分布。此外,在其中一个剖面的样品中,发现了震击物(seismite)的一些微观标志,如球状体构造、负荷构造和流体通道构造等。所有研究结果表明,显微构造和显微沉积学分析是黄土地层中活动断层研究的有效手段。

西安地铁工程中的地裂缝地质问题

针对西安市主城区外围地铁线路多处于地裂缝研究空白区的实际问题,采用人工地震勘探与钻探方法研究查找地裂缝,为地铁线路穿越地裂缝的设防提供基础资料,其中人工地震勘探方法主要是从地下数百米深度范围内对地裂缝异常进行定性判断,划定异常区;钻探方法则通过分析近地表数十米深度内地层的连续性来定量判断是否存在地裂缝。研究结果表明：在西安东郊浐河、灞河一级阶地,可将厚度较大、连续性较好的中更新统砂卵石层作为判断是否存在地裂缝的标志层,该层埋藏深度一般为30~60m,地层错断8~10m,钻探深度一般70~80m可满足要求;对于西安西南郊皂河、沣河一级阶地,地层结构复杂,沉积韵律差,缺少具有一定厚度且连续分布的标志层;采用大吨位震源车的人工地震勘探技术与勘探异常部位钻探验证相结合的方法,可有效识别地裂缝异常。