渭南塬前断裂是渭河盆地东南缘一条重要的近EW向的全新世活动断裂, 与1556年华县8级特大地震的发生密切相关。该断裂的北分支--渭南塬前北侧分支断层通过渭南市区, 查明该北侧分支断层的展布、浅部结构、晚第四纪活动性以及发震能力, 对于当地的防震减灾工作具有重要意义。文中通过浅层地震和钻孔联合剖面探测, 结合地面地质调查, 对渭南塬前北侧分支断层的展布、结构特征以及晚第四纪活动性开展研究。4条测线的浅层地震勘探揭示渭南塬前北侧分支断层与渭南塬前断裂平行展布, 两者呈阶梯状正断层结构关系。渭南塬前北侧分支断层错断多套第四纪地层, 显示出生长型正断层特征; 可识别的上断点埋深为95m以浅, 晚更新统的垂直错距为16~20m; 在剖面上表现为宽200~1 800m的次级断陷带, 具有阶梯状正断层和小型地堑结构。钻孔联合地质剖面揭示渭南塬前北侧分支断层距今19ka以来仍有活动, 晚更新世中期以来的平均垂直运动速率为0.07~0.26mm/a。结合地表的断层陡坎和断错地貌现象判定, 渭南塬前北侧分支断层与渭南塬前主断层同样具有较强的晚更新世-全新世活动性, 不能排除渭南塬前北侧分支断层曾经参与1556年华县8级大地震破裂的可能性, 亟需针对其潜在地震危险性和危害性开展相关研究。

秦岭北缘断裂带是渭河盆地南缘重要的活动构造, 含有多条分支断层, 其中近EW向的桃川-户县断层位于该断裂带的北侧, 其东段隐伏于渭河盆地内。已有研究对该断层隐伏段的中段开展了浅层人工地震勘探, 并推断其为正断兼走滑运动性质的晚更新世活动断层, 但未能确定断层最晚活动的年代与活动速率。文中通过开展新的浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测, 进一步研究了桃川-户县断层西段(太白盆地段)与东段(渭河盆地隐伏段)的浅部结构构造和几何展布、第四纪活动的最晚时代及活动速率。探测剖面揭示出桃川-户县断层的西段可向W延伸至少20km至太白盆地, 而东段自眉县起延入渭河盆地, 经周至、户县, 隐伏于渭河盆地第四系中。断层西段在太白盆地断错早第四系及下伏结晶基底, 控制了太白盆地南缘, 其N倾的正断作用断错第四系约300m, 断层带内保留老的逆冲构造残余。断层东段(渭河盆地隐伏段)在周至和户县附近的主断面倾向N, 断层带分别表现为宽约6km的断陷带和宽约4km的阶梯状构造带, 断错了上更新统顶界; 在渭河盆地南缘, 断层断错全新统标志层黑垆土S₀, 垂直断距为4~5m, 对应的全新世活动速率为0.4~1.3mm/a。综合浅层地震勘探、钻孔探测及地面地质调查结果分析认为, 桃川-户县断层东段的活动性明显强于西段, 这可能是由于东段并入渭河盆地构造带, 成为一级活动地块边界带的一部分所致。桃川-户县断层是秦岭北缘断裂带的重要组成部分, 其控制了渭河盆地南缘的构造活动。

渭河断裂杨家村-窑店段西起杨家村,经魏家泉、金家庄、东耳村、陈家台,到达窑店,走向NE,倾向S,长约33km,为同生正断层,沿渭河北岸I级、Ⅱ级、Ⅲ级阶地前、后缘展布。遥感解译、浅层地震探测、探槽、钻孔联合剖面结果表明,渭河断裂杨家村-窑店段在咸阳附近的渭河北岸阶地表现为断层陡坎,与NE向阶地坎重合;断裂在晚更新世晚期至全新世可能仍有活动。渭河断裂杨家村-窑店段自(46.0±3.3)ka以来断距较大,在11.0~16.5m之间;垂直滑动速率在0.34~0.45mm/a之间;断裂最新活动时间约为2.0ka BP。金家庄左阶斜裂区将渭河断裂杨家村-窑店段划分为杨家村-金家庄段和东耳村-窑店段。

同震位移量作为地震地表破裂带的要素之一,其大小不仅反映了地震的震级,而且也影响到对地震断层滑动速率和大震重现间隔长短的估计。1556年华县8级地震造成了83万多人的死亡和失踪,是鄂尔多斯周缘断陷活动带活跃期造成地震灾害伤亡最严重的1次地震,但长期以来缺少该次地震地表破裂带准确的同震位移量。文中通过对华山山前断裂李家坡剖面和渭南塬前断裂蔡郭村等剖面地貌学、钻探及探槽等古地震研究手段,首次较准确地获得了1556年华县大地震时华山山前断裂带华县李家坡6m同震垂直位移、渭南塬前断裂带赤水蔡郭村7m及瓜底村6m的同震垂直位移。这是由断层两盘同一地层位错量测得到的同震垂直位移量,与以往仅通过地表断层陡坎量测估算的同震位移有一定的差别。

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

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。