青藏高原东北隅马衔山断裂带及周缘白垩纪——新生代沉积和构造变形历史

马衔山断裂带地处青藏高原东北隅陇中盆地的腹地,分隔了北部的兰州盆地和南部临夏盆地,该断裂带的变形特征记录了该地区白垩纪—新生代时期的构造演化历史。本文通过对马衔山断裂带的运动学分析并结合区域地层序列,建立了三阶段的变形历史。第一阶段近WNW–ESE向伸展作用控制了马衔山断陷盆地的伸展断陷和早白垩世河湖相沉积,在晚白垩世晚期—古新世早期(~80–60Ma)在NNW–SSE向挤压作用下,断裂发生右旋走滑活动,盆地挤压反转。该阶段的断层活动和盆地发育的板块动力主要来自亚洲大陆南部和东部陆缘新特提斯洋—古太平洋俯冲汇聚。第二阶段表征为古近纪(~60–23Ma)构造挤压与走滑拉分盆地的发育,晚古新世—晚始新世地层主要分布在西宁盆地、兰州盆地、马衔山东南段等区域,在马衔山地区这期挤压应力方向为NNE向,是印度—欧亚大陆碰撞的远程响应。第三阶段为中新世(~23Ma–)时期。早期(~23–13Ma)马衔山北缘断裂以正断层活动为主,控制了断裂带东南段中新世红黏土沉积,引张应力方向为NNW–SSE。中新世晚期(~13Ma起)以来,构造应力体制转变为ENE–WSW挤压,其造成马衔山地区周缘山系的快速隆升。

青藏高原东北缘马衔山断裂带构造属性的综合研究

左旋走滑的马衔山断裂带位于青藏高原东北缘陇中盆地内部,呈北西—南东向伸展.宽约8~10km,长约115km.马衔山断裂带表面虽然局部已被黄土覆盖,但并不代表它的活动性不强.1125年的兰州MS_7.0地震就发生在马衔山断裂带北缘的西侧.前人对马衔山断裂带的研究基本上多依靠于地表地质和地球化学数据分析进行一般性讨论,而缺少对马衔山断裂带深部构造伸展的清晰认识.本文中,我们主要依靠一条横跨马衔山断裂带的深地震反射剖面数据资料进行地壳尺度的构造解释.在此基础之上,对研究区所获得的重力数据进行相应的处理分析.最后辅助于马衔山断裂带两侧野外地表形变的观察和前人研究所获得的地球化学数据分析,我们的研究认为马衔山断裂带为一不同块体间的边界断裂带.它可能形成于早古生代祁连造山带东缘北部马里亚纳式岛弧和南部日本式岛弧的相互拼贴作用.该边界断裂带在随后的青藏高原东北缘物质逃逸过程中被激活,并且目前仍处于构造活动活跃期.

甘肃马衔山北缘断裂西北段几何结构及其新活动

甘肃马衔山北缘断裂在大地构造上属昆仑—祁连—秦岭加里东-华力西造山系,其西北段位于兰州中生代盆地内部。通过对该段的1∶10000条带状地质填图,弄清了其几何结构,获取了新活动时代、活动性质的若干地质地貌证据和年龄证据。结果表明,该段断裂由咸水沟—马泉沟、新城沟和青石咀3小段构成,其中咸水沟—马泉沟小段晚更新世—全新世活动,活动性质以左旋走滑为主,新城沟和青石咀两小段晚更新世以来未见活动。全新世晚期以来,咸水沟—马泉沟小段的左旋位移量5～8m,位移速率0.5～1.72mm/a。

兰州马衔山北缘断裂中段晚第四纪活动的新证据

马衔山北缘断裂为兰州市区南侧一条规模较大的区域性活动断裂带,总体走向N60°W,长约115km。该断裂大致可划分为4条次级断裂段,自东向西分别为内官营段、马衔山段、七道梁段和雾宿山段。其中,内官营段为晚更新世活动段,雾宿山段为全新世活动段并为1125年兰州7级地震的发震断裂,而中间的马衔山段和七道梁段以往研究所获得的新活动证据不多,认识不统一。近期经过详细的追踪考察,获得了马衔山段和七道梁段晚第四纪活动的新证据,结合该区多次历史地震的活动特征,表明其为晚第四纪活动断裂,具左旋走滑兼倾滑运动特征。

兰州马衔山北缘断裂带古地震初步研究

兰州马衔山北缘断裂带为一条全新世活动断裂 ,大致由 4条次级断裂段组成 .沿断裂带发现了多期古地震事件 ,其活动具有时空不均匀性 .其中东段的马衔山段可以确定 2次古地震事件 ,距今 5850± 50 0aB .P .,2 0 60± 42 0aB .P .,复发间隔约 380 0a ;震级 7～ 7.5级左右 .中段的七道梁段发现 2次古地震事件 ,距今 1 682 0± 80aB .P .,1 0 80 0± 1 40aB .P ..西段的雾宿山咸水沟段可以确定一次古地震事件 ,其年代为 1 2 45± 560aB .P .,结合史料考证结果 ,认为就是 1 1 2 5年兰州 7级地震 .从古地震活动年代及复发间隔分析 ,马衔山北缘断裂带未来的强震危险段应为东段的马衔山段和西段的雾宿山咸水沟段 .

兰州马衔山北缘断裂地震潜势评估

马衔山北缘断裂为晚第四纪活动的左旋逆走滑断裂，是对兰州市影响最大的控震断裂，自东向西可分为内官营段、马衔山段、七道梁段和雾宿山段4条次级断层段。其中雾宿山段为1125年兰州7级地震的发震断层段，其特征地震平均复发间隔为2250～3590年，最晚离逝时间为882年，在未来关注的200年内再次发生强震的可能性较小；马衔山段特征地震平均复发间隔约为3120年，历史上曾发生过多次中等破坏性地震，其潜在地震危险性值得关注；七道梁段和内官营段未获得古地震复发间隔等参数，但历史上均发生过中等破坏性地震，未来仍存在中等破坏性地震发生的可能，其地震复发间隔可近似地参考马衔山断裂带上相应震级地震的平均值。

马衔山北缘断裂带及庄浪河断裂带的地震危险性分析

以GPS观测资料和部分地质方法所获得的断裂活动性参数为约束,基于弹性半无限空间断裂位错理论,反演获得庄浪河断裂、马衔山北缘断裂带各主要断裂段的现今滑动速率.结果表明,马衔山北缘断裂带的马衔山段左旋走滑较明显,量值达3.91 mm/a,而东、西两段走滑分量不明显,整个马衔山北缘断裂带有较明显的逆冲分量,以东段的内官营段逆冲倾滑最明显,量值达3.0 mm/a;庄浪河断裂有0.5 ～1.2 mm/a的逆倾滑分量,走滑分量不明显.在此基础上,计算了各个断裂段的地震复发间隔,并运用时间相依的概率模型计算了未来30 a、50a和100 a的发震概率.

青藏高原东北缘祁连造山带东段深部结构及其动力学过程

青藏高原东北缘祁连造山带东段由临夏地块和陇中地块组成,该地区经历了祁连洋闭合、华北地块和祁连地块的拼合、印度板块和欧亚板块碰撞等多期构造事件的影响,形成了现在复杂的构造格局。为了研究该地区不同地块的拼合位置和地质构造演化过程,我们利用覆盖研究区的33个中国地震科学台站探测Ⅱ期(ChinArrayⅡ, 2013—2016)宽频带流动台站3年的观测资料,利用远震P波接收函数H-κ叠加和共转换点叠加(CCP)方法获得了33个台站下方的地壳结构、泊松比、Moho面变化形态。研究结果显示:马衔山断裂是划分临夏地块和陇中地块的重要边界断裂,马衔山断裂作为一条穿壳断裂在我们的计算结果中表现为连续陡变的西倾负震相,该断裂是临夏地块和陇中地块的缝合线。临夏地块壳内分层结构明显,中下地壳存在低速异常,可能含有含盐流体,具有日本型岛弧特征。陇中地块的上地壳层状结构显著,中下地壳层状结构较弱且呈现较弱的低速特征,具有洋-岛玄武岩地壳特征,陇中地块原来可能由马里亚纳型岛弧构成。鄂尔多斯地块西南缘康拉德界面发育,Moho面横向变形较弱,具有稳定克拉通特征。六盘山构造带下方中上地壳表现为仰冲至鄂尔多斯地块西南缘之上的构造样式,我们认为这是六盘山构造带新生代隆升的深部构造证据。

1590年7月7日甘肃永靖东南地震考证

公元1590年7月,在甘肃临洮附近有破坏性历史地震记载"……坏城廓庐舍,压死人畜无算"。同月,青海东部的冰沟城(今乐都县东北)也因地震而城崩。在过去出版的地震目录中,均按两次地震列出,分别称为甘肃临洮51/2级地震,震中烈度Ⅶ度;青海乐都5级地震,震中烈度Ⅵ度。根据史料考证和现场调查结果,综合分析认为,上述两次地震很有可能为同一次地震,其震中位于甘肃永靖东南的马衔山区,震中烈度达Ⅷ—Ⅸ度,震级61/2级左右,其发震构造很可能为兰州马衔山北缘断裂带的中西段。