1739年平罗8级地震是银川平原上有史以来发生的最大一次破坏性地震。关于该地震的发震构造尚有不同认识。在近年获得的探槽、钻探、浅层地震勘探等资料的基础上, 对红果子长城及周边台地的地震位错现象开展了调查和详细测量, 并再次探讨了1739年平罗8级地震的发震构造。结果表明, 贺兰山东麓断裂的最后一次破裂事件发生在距今600~700a之后, 修筑于500a前的明长城被错断。尽管银川隐伏断裂的展布和极震区相吻合, 但该断裂向北终止于姚伏镇, 全新世活动段长度不超过36km, 其最后一次地表破裂事件发生在距今3 400a之前不久, 银川隐伏断裂在1739年平罗8级地震中没有发生地表破裂。断裂附近生长地层的发育和地层无同步变形的事实表明, 银川隐伏断裂并没有发生被松散层吸收而未抵达地表的破裂。因此, 1739年8级地震的发震构造是贺兰山东麓断裂而非银川隐伏断裂, 2条断裂没有发生同步牵连活动。平罗8级地震的发震构造和极震区分布的异位, 可能与断裂倾向、地下水位深度、盆地结构、松散地层厚度、居民聚集等因素有关, 这类由盆地边界铲形断裂发震而极震区向盆地中心偏移的现象, 应在类似地区的抗震设防中予以重视。
以银川盆地芦花台断裂为例, 探讨隐伏活动断层精定位技术。经浅层地震勘探查明, 芦花台断层总体走向NNE, 倾向SEE, 倾角73°~78°。根据取自钻孔的地层样品沉积年龄测定, 又将主断层分为南段和北段。芦花台隐伏断层南段中更新世活动, 而北段全新世活动。通过对浅层地震勘探断层上断点上延伸计算, 使其与钻探得到的断层上断点埋深相匹配。通过断层的精确定位, 得到了芦花台隐伏断层在浅表的几何分布、产状及活动性分段特征的认识。所得成果为石嘴山市城市辖区内的建设提供了重要参考依据。
激光雷达技术是近几十年新发展起来的一种测量技术, 已被广泛应用于工程测量、文物保护及地形测量等方面, 近几年来活动构造的研究中也已逐步引入。作为活动构造研究的最基础的古地震研究一直还采用传统的地质素描技术进行探槽信息获取, 数码照相技术的引入虽然解决了一些问题, 但由于照相技术本身的限制, 很难克服获取信息的变形和扭曲。激光雷达扫描系统的高信息量、高精度、便捷、安全和易操作等性能, 为古地震研究开辟了获取数据信息的新手段和新技术。
雅布赖山前断裂位于阿拉善块体中部的雅布赖山东南侧,断裂全长约120km,整体走向为N60°E,倾向SE,正断性质,局部发现左旋走滑特征。通过卫星影像解译及野外地质填图,并结合断裂几何结构与断错地貌特征将断裂分为3段:雅布赖盐厂段(西南段)、阿贵庙段(中段)、海布勒格段(东北段)。其中,雅布赖盐厂段长约35km,新活动特征明显,最新一次事件陡坎高度约 1m,保存了新鲜的自由面,表明最后一次事件离逝时间较短。阿贵庙段长约31km,断裂整体沿基岩山前分布,几何结构单一,部分地段距山前1~2km处发现分支断裂。海布勒格段长约15km,断错多级地貌面,局部发现最新地表破裂,但不连续,其陡坎高0.5~1.5m。雅布赖山前断裂以正断性质为主,它的形成主要是受到NW-SE方向的区域拉张作用,局部的左旋特征可能是由于受到青藏高原往NE向扩展的影响。
牛首山-罗山断裂带是青藏高原东北缘最外侧的一条断裂带,其空间分布、深部结构、运动学特征以及变形机制对研究青藏高原东北角弧形断裂系的形成与演化具有重要意义.文中通过对横穿牛首山-罗山的4条地震反射剖面的解释及断裂带部分地区大比例尺的构造地质填图,发现牛首山-罗山断裂带具有不连续性与分段性.断裂带南段罗山断裂以正花状构造为特征,显示断裂具有右旋走滑性质; 中段牛首山东麓断裂可能并不存在,该区以强烈的褶皱变形为特征; 北段三关口断裂则以左旋走滑为特征.牛首山-罗山断裂带的这种不连续性和分段性反映了断裂带的不同构造部位在青藏高原向NE方向扩展过程中具有不同的变形样式.
芦花台断层是银川盆地内一条重要的隐伏构造。在浅层地震勘探成果的基础上,开展了钻孔联合剖面探测和钻孔样品测试,获得了断层上断点埋深、最新活动时代、晚第四纪累计位移和滑动速率等数据。结果表明: 芦花台隐伏断层北段和南段的活动性不同,南段为中更新世末活动断层,北段为全新世活动断层; 在北段内,断层活动强度在空间上表现为由北向南增强,在时间上表现为晚更新世活动强于全新世。
在海原断裂带东南段4个地点跨断层测量了土壤气中He、H2、N2、O2、CH4、C2H6、Rn和Hg的浓度及He、H2、CH4、Rn和Hg的通量。测量结果表明,N2/O2、Hg和Rn的背景值分别是4.2、50.4ng/m3 和5.8k Bq/m3; 土壤气中He和CH4在海原断裂带东南段端部有强烈异常,并且脱气强烈,通量分别达到6.9mg m-2d-1 和390mg m-2d-1; 土壤气中H2和Rn是指示海原断裂东南段破裂位置非常有利的气体组分,在靠断裂中部区域通量达到最高,分别为5.5mg m-2d-1 和828.6m Bqm-2s-1; 土壤气中Hg在断裂带的异常可作为指示断裂破裂位置的参考信号,其通量最高达到211.2ng m-2h-1。
基于城市隐伏活断层钻孔联合剖面探测的多次实践,总结出一种优化的断层定位方法——对折法。其步骤为: 首先实施剖面两端的钻孔,在确保断层在两孔间之后,在两孔中间位置布设第3孔; 继续确定断层所在区段,然后在其间二分之一处布设下一钻孔,依次类推,逐渐限定出断层的准确位置。同时,引入孔间标志层位坡降这一量化指标替代落差分析,并归纳出2个判据: 1)若两孔间主要标志层位坡降>0,且坡降由浅至深递增,表明断层位于两孔之间; 2)两孔间实施第3孔之后,若两孔间标志层位坡降相对之前及相邻区段显著增大,且随埋深递增,则为断层所在区段,而正常层位区段孔间标志层位坡降显著减小。应用实例表明,这种方法可较好地实现隐伏活断层的准确定位。