香山-天景山断裂带西段的运动性质变化及其成因机制.pdf

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1、第38卷第3期地震地质Vo1．38．NO．32016年9月SEISM0LOGYANDGE0LOGYSept．，2016doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2016．03．O18香山一天景山断裂带西段的运动性质变化及其成因机制李新男，’李传友张培震王旭光章龙胜1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京1000292)中国地震局地质研究所，活动构造与火山重点实验室，北京100029摘要香山一天景山断裂带作为青藏高原东北缘弧形构造带的重要组成部分，其东段整体表现为逆一左旋走滑

2、运动性质。相反，其西段运动性质较为复杂，其上一系列的断错地貌特征以及在人工探槽和天然露头剖面上观察到的断裂运动性质，显示整个西段主要以正一左旋走滑运动为主，只在局部特定位置存在逆冲运动分量。为了确定香山一天景山断裂带西段运动性质变化的成因机制，从断裂的几何结构特征对其进行分析，得到影响与控制西段运动性质的3个主要因素：1)阶区构造，断层的左行左阶雁列式结构形成拉张型阶区，并控制着阶区附近及其内部断层的正一左旋走滑运动；2)尾端构造，在断裂端部存在阻止断层破裂传播的障碍体时，断裂一盘向前推挤的一端就会发生挤

3、压构造变形，断层以逆一左旋走滑运动为主；3)双弯构造，次级段内部断层走向变化并呈右阶排列时，中问弯曲段在左旋走滑作用下形成局部挤压应力环境，表现为逆一左旋走滑运动。此外，天景山次级块体做SEE向运动，在其尾端形成走滑拉张构造环境，也是西段以正一左旋走滑运动为主的重要原因。香山一天景山断裂带西段的形成演化过程说明，在青藏高原东北缘弧形构造带向N扩展的过程中，整个香山一天景山断裂带可能并不是同时期形成的，而是分为运动性质显著不同的2个阶段，并表现为自东向西侧向扩展的形成演化模式。关键词香山一天景山断裂带西段断

4、错地貌特征运动性质成因机制中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253-4967(2016)03-0732-150引言香山一天景山断裂带是青藏高原东北缘弧形断裂带中的重要一条，晚第四纪以来构造活动强烈。其东段历史上曾发生过1709年中卫7级地震，前人对东段的一系列研究结果都显示该段断裂主要以左旋走滑运动为主兼有逆冲运动分量(张维岐等，1988，2015；汪一鹏等，1990；柴炽章等，1997；闵伟等，2001；李传友，2005)。而香山一天景山断裂带西段近年来才被发现并受到关注(柴炽章等，20

5、03；陈国星等，2006；杜鹏等，2007；李新男等，2015)，相对于东段s倾逆一左旋走滑的单一运动方式，断裂西段则表现出走滑、逆冲和正断等各种形式，断裂倾向也相应变化。香山一天景山断裂带不同段的运动性质为什么会出现明显差异，特别是其西段为什么会表现出各种不同的运动性质特征?作为1709年中卫7级地震和1927年古[收稿日期]2015—08-06收稿，2016—01—30改回。[基金项目]国家自然科学基金(41172322，41472200)资助。通讯作者：李传友，研究员，E—mail：ehuanyou

6、@ies．ae．en。3期李新男等：香山一天景山断裂带西段的运动性质变化及其成因机制733浪8．0级地震发震断裂的连接部位，且作为现今的小震稀疏段和无史料记载的地震破裂带(M7专项工作组，2012)，对香山一天景山断裂带西段的几何结构与运动性质变化的研究有助于我们认识与理解断裂的破裂机制及其相互之间的响应关系。同时，对断裂不同时代的运动性质特征进行研究，还有利于更加深入地了解断裂的发展演化历史和区域构造运动特征。为此，在对香山一天景山断裂带西段进行详细地质填图和断层产状测量工作的基础上，通过分析断层的几何

7、结构特征与运动性质之间的关系来认识断层运动性质变化的成因机制和所在次级块体的运动特征，进而探讨该段在整个断裂带的形成演化以及青藏高原东北缘弧形构造带向N扩展过程中的重要作用。1构造背景香山一天景山断裂带与海原、烟筒山、牛首山一罗山断裂带共同构成了青藏高原东北缘的弧形构造系，且处于青藏、鄂尔多斯和阿拉善地块相互作用的交会部位(邓起东等，2002，2003；张培震等，2003；图1a)，构造运动强烈，历史上发生过数次7级以上地震。其中，香山一天景山断裂带在时间上形成于早古生代加里东运动中晚期(宁夏回族自治区地

8、矿局，1990)，晚新生代以来先后经历了活动性质不尽相同的2个阶段，即早期的强烈挤压阶段和晚期的左旋走滑兼挤压阶段(国家地震局地质研究所，1990；闵伟等，1991；田勤俭等，2001；李天斌等，2005；张维岐等，2015)。在空间上，大致以孤山子和西梁头之间10km多的断裂阶区为界，该断裂带又可以划分为东、西2段，二者在几何形态、介质结构、活动性质和破裂历史等方面存在显著差异(陈国星等，2006；李新男，2014；图1b)