某鐵路工程段主要活動(dòng)斷裂及活動(dòng)性評(píng)價(jià)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20460某鐵路工程段主要活動(dòng)斷裂及活動(dòng)性評(píng)價(jià)分析案例 1110501.1口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂（F1） 1138091.2北山南緣斷裂（F2） 4177971.3乾縣—富平斷裂（F3） 6140161.4禮泉一三原斷裂（F4） 6133371.5涇河斷裂（F5） 8302411.6涇陽(yáng)-渭南斷裂（F6） 8149121.7渭河北岸斷裂（F7） 10260951.8長(zhǎng)安—臨潼斷裂（F8） 11研究區(qū)位于渭河以北，北山以南的沖洪積平原和黃土臺(tái)塬上，除口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂出露外，還發(fā)育有多條隱伏的活動(dòng)斷裂。現(xiàn)對(duì)區(qū)內(nèi)各活動(dòng)斷裂的性質(zhì)、展布、規(guī)模及活動(dòng)性描述如下。1.1口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂（F1）該斷裂屬于一條重要控制性斷裂，位于渭河盆地中斷的北部，采用衛(wèi)星影像看較為明顯，區(qū)內(nèi)以口鎮(zhèn)為界分為東西兩段，東西走向，向南傾，傾角為40o～75o，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約50km。東段為黃土塬與渭河沖積平原的分界，在地表保存十分醒目，高約20～130m的線性黃土陡坎，陡坎西高東低，在關(guān)山以東消失。斷裂西段為北側(cè)前新生界基巖山地和南側(cè)渭河盆地的分界，地形高差在500m以上，在口鎮(zhèn)一帶古生界地層破碎帶寬達(dá)50m，斷層角礫巖發(fā)育?？阪?zhèn)—關(guān)山斷裂最早形成于早第三紀(jì)，第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)仍很強(qiáng)烈，在口鎮(zhèn)一帶上新世夷平后，斷裂上升盤已抬升到1000～1080m，但在斷裂下盤300m的鉆孔中未鉆穿第四紀(jì)地層，證明上新世以來(lái)，垂直位移在1000m以上，第四紀(jì)時(shí)期斷裂繼承了以前的活動(dòng)特點(diǎn)，作強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)，如在魯橋一帶發(fā)育了多期上迭的洪積扇，而在清峪河流兩岸普遍形成了四級(jí)以上的高基座階地。重力反映為等密值線密集帶，電法、地震、鉆井等資料均證實(shí)其為一條斷面向南傾的高角度正斷層。據(jù)野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，211國(guó)道修建時(shí)，由于開(kāi)挖路塹，該斷裂在口鎮(zhèn)土地岔村以西211國(guó)道塹坡處有一典型剖面（圖1.1）；在口鎮(zhèn)土地岔村211國(guó)道西北側(cè)原公路所在沖溝處該斷裂也有出露，可見(jiàn)到明顯的斷層面，上盤為Q3－4的松散堆積物，圖1.1211國(guó)道塹坡處口鎮(zhèn)一關(guān)山斷裂剖面圖1.2口鎮(zhèn)附近出露的斷層構(gòu)造面下盤為二疊系砂巖（P2S）（圖1.2）。地形地貌上，口鎮(zhèn)－關(guān)山斷裂北盤為黃土塬和山地，而河流階地和洪積扇主要遍布在南盤。該斷裂在衛(wèi)片上顯示清晰，口鎮(zhèn)以西伸入基巖山區(qū)，口鎮(zhèn)以東進(jìn)入渭河盆地，沿線分布第四系沉積物。據(jù)物探資料反映，該斷裂切割了新生代所有地層，山區(qū)Ⅳ級(jí)階地與盆地相對(duì)應(yīng)的沉降界面落差400m，第四系斷距達(dá)1000m。在關(guān)山處，斷裂兩盤第四系厚度差800m，具有同沉積特征。在口鎮(zhèn)，斷裂北盤為基巖，與主斷層組合成“Y“型，同時(shí)可以看出此斷層有過(guò)垂直運(yùn)動(dòng)。涇陽(yáng)老溝黃土中斷層形成高0.5~1m的黃土陡坎，可見(jiàn)寬達(dá)3m的黃土斷層破碎帶。破碎帶內(nèi)黃土被切成菱形和條形塊狀，可見(jiàn)黃土陷穴，沿破碎帶坍塌不斷發(fā)生?？阪?zhèn)－關(guān)山斷裂為一近東西走向南傾60°左右的第四系全新世活動(dòng)斷裂，地貌上存在明顯分界線。該斷裂形成于早第三紀(jì)，鉆孔資料表明第三紀(jì)和更新世地層被錯(cuò)斷，其中清峪河T1、T2、T3三級(jí)階地第四紀(jì)地層錯(cuò)距分別為4m、69m、254m。斷裂早期活動(dòng)為壓性，晚期為明顯的張扭性。小地震活動(dòng)相對(duì)較頻繁，1983年4月底至1984年6月在該斷裂上發(fā)生了震群活動(dòng)，連續(xù)記錄到震中距為5km的小地震350次，最大地震為2.3級(jí)。80年代，沿該斷裂帶發(fā)生了大量的地裂縫，表明了蠕滑對(duì)斷裂層起到一定作用。在涇陽(yáng)縣岳家村，一條穿過(guò)村莊的地裂縫將一間民房的墻壁左行錯(cuò)動(dòng)了2.2cm，表明該斷裂具有左行水平運(yùn)動(dòng)。該斷裂與北東、北西向斷裂的交匯部位歷史上有中強(qiáng)地震發(fā)生，近20年來(lái)，該斷裂帶上亦有弱震頻繁發(fā)生。綜上可以看出該斷裂是一個(gè)新的活動(dòng)斷裂，至今仍在活躍運(yùn)動(dòng)[14]。另外，自八十年代以來(lái)，沿?cái)嗔言诳阪?zhèn)一帶的地裂縫十分發(fā)育，在口鎮(zhèn)西、涇陽(yáng)水泥廠、黃家村、蒲家溝、關(guān)山鎮(zhèn)等10余處也發(fā)現(xiàn)了大量的地裂縫，地裂縫走向大多和斷裂走向一致，并展布于斷裂附近3km以內(nèi)，跨斷裂形變測(cè)量表明有垂直位移運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明該斷裂在口鎮(zhèn)一帶為一近期還有一定蠕滑活動(dòng)的全新世活動(dòng)斷裂。跨斷裂的短水準(zhǔn)測(cè)量資料也說(shuō)明，該斷裂現(xiàn)代的活動(dòng)性仍然較明顯，活動(dòng)度為B-A級(jí)（表1.1）。表1.1口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂現(xiàn)代垂直差異活動(dòng)速率觀測(cè)地點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間（年）垂直差異活動(dòng)幅度（mm）垂直差異平均速率（mm/a）涇陽(yáng)口鎮(zhèn)1982~200426.51.2涇陽(yáng)地震臺(tái)1982~200419.90.9閻良康橋鎮(zhèn)2000~20042.80.71.2北山南緣斷裂（F2）北山南緣斷裂走向呈NEE，長(zhǎng)度大于100km，傾向SE，傾角50o～80o，形成于上更新世，乾縣—口鎮(zhèn)斷裂是北山南緣斷裂的東段，由兩支斷裂組成（一支為西鳳山斷裂，另一支為泔河—莊河溝斷裂），有醒目陡峻的斷層三角面。斷崖上有清晰的斷層擦痕階步，是它們的下盤作大幅度的下滑和反扭橫移的陳?ài)E。斷層帶的角礫巖、糜棱巖十分發(fā)育。西鳳山斷裂位于西鳳山山前（圖1.3），斷裂走向N50～80E，傾向南東，傾角62～85。在白馬楊溝右壁可以看到南側(cè)的上更新統(tǒng)沖洪積黃土狀土與北側(cè)的紅褐色中更新統(tǒng)黃土陡然直接接觸（圖1.4），且北側(cè)頂部的碎石層沿接觸面拖拉距離較大，在該剖面近底部，接觸面下方的中更新統(tǒng)黃土中小破裂密集，反映該支斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世。泔河—莊河溝斷裂從乾縣泔河楊莊，沿唐王陵、張家山山前向北東方向延至涇河西岸的灣里王村一帶，斷裂構(gòu)造地貌清晰，走向45～70，傾向南東，傾角65～87。在禮泉縣東頁(yè)溝和海螺水泥廠開(kāi)挖基坑等地，斷裂錯(cuò)斷上更新統(tǒng)黃土和古土壤層（圖1.5和圖1.6）；在禮泉縣魏陵村北側(cè)山溝東壁上，可見(jiàn)裂縫貫通至地表，裂縫兩側(cè)Q3土層發(fā)生錯(cuò)動(dòng)（圖1.7），錯(cuò)距約1m，裂縫產(chǎn)狀150°∠70°；在禮泉縣奓溝沖溝中可以清楚的看到基巖斷層面，產(chǎn)狀170°∠75°，斷層南側(cè)為沖積卵礫石層，北側(cè)為紫紅色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r（圖1.8）。在岐山一乾縣斷裂西段的乾縣玉皇洞村,晚更新世的砂礫石層被錯(cuò)斷了4~5m。這些斷層蹤跡都明顯記錄了北緣斷裂帶在第四紀(jì)的活動(dòng)歷史，為確定活動(dòng)斷裂的形成時(shí)代提供了有力證據(jù)。渭河盆地北緣斷裂帶內(nèi)主要斷裂的運(yùn)動(dòng)幅度和滑動(dòng)速率并不大,多在0.1~1.0mm/a，其呈現(xiàn)出的規(guī)律是東強(qiáng)西弱，南強(qiáng)北弱。如涇河以東的口鎮(zhèn)一關(guān)山斷裂、雙泉一臨猗斷層其平均滑動(dòng)速率多在0.4mm/a以上,而徑河以西,各斷層自上新世以來(lái)的平均滑動(dòng)速率都在0.2mm/a以下，如北山南緣斷裂。北山南緣斷裂地區(qū)地震很少發(fā)生。因此，綜合確定該斷裂的最新活動(dòng)時(shí)代為Q3，活動(dòng)度為C-B級(jí)。圖1.3西風(fēng)山山前斷裂構(gòu)造地貌圖1.4白馬楊溝溝口右壁剖面圖1.5禮泉縣東頁(yè)溝左壁斷裂剖面圖1.6海螺水泥廠基坑坑壁斷裂剖面圖1.7禮泉縣魏陵村南Q3土層發(fā)生錯(cuò)動(dòng)圖1.8北山南緣斷裂巖土分界面1.3乾縣—富平斷裂（F3）乾縣—富平斷裂走向NEE，傾向SE，傾角50～80，為正傾滑斷裂，為渭河盆地北緣斷裂，第四系地層已經(jīng)覆蓋多數(shù)地段，因此該斷裂呈隱伏狀，把古生代地層控制在斷層以北。在禮泉縣城以北的段家村可見(jiàn)斷裂錯(cuò)斷晚更新世黃土和古土壤層；在清峪河附近錯(cuò)斷清峪河多級(jí)階地，其中錯(cuò)斷二級(jí)階地約5m，四級(jí)階地大于10m，平均活動(dòng)速率為0.04～0.2mm/a；在斷層以北的三原和富平發(fā)育有陵前洼地和順陽(yáng)洼地。因此，我們綜合評(píng)價(jià)該斷層的最新活動(dòng)時(shí)代為Q3，活動(dòng)度為C-B級(jí)。1.4禮泉一三原斷裂（F4）禮泉一三原斷裂走向NEE，傾向SE，傾角60～80，為正傾滑斷裂，此斷裂對(duì)渭河盆地的形成和沉積起著一定的作用，在禮泉一梁村鎮(zhèn)一帶斷裂陡坎地貌發(fā)育，地形南高北低，相對(duì)高差在梁村鎮(zhèn)達(dá)30m；在禮泉縣城北陡坎高3-5m，陡坎西高東低，延續(xù)長(zhǎng)度約18km；禮泉縣以東涇陽(yáng)和三原之間，地貌行跡不明顯，處于隱伏狀態(tài)。在乾縣梁村鎮(zhèn)西大白溝和麥何溝的交叉處的淡頭村發(fā)現(xiàn)晚更新統(tǒng)古土壤地層的錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象（圖1.9-1.11），在陡坎狀地貌底部發(fā)現(xiàn)該斷裂是由兩條斷層組成的斷裂帶，帶寬100m左右，傾向北，傾角75～80，走向近東西，錯(cuò)斷晚更新統(tǒng)古土壤層，北盤下降，南盤相對(duì)上升，垂直錯(cuò)距2.5～6m，說(shuō)明該斷裂晚更新世曾有明顯的活動(dòng)，但沿線未見(jiàn)明顯的全新世地層錯(cuò)斷。因此，我們綜合確定該斷層的最新活動(dòng)時(shí)代為Q3，活動(dòng)度為C級(jí)。斷層面斷層陡坎斷層面斷層陡坎圖1.9淡頭村北溝斷層及陡坎地貌（鏡向南東）圖1.10淡頭村北溝斷裂帶的兩條斷層面（鏡向東）圖1.11淡頭村東溝斷層及陡坎地貌（鏡向西南）1.5涇河斷裂（F5）此斷裂是一條沿著涇河的流向形成的隱形斷裂，在三普汾渭盆地石油普查中中可以解譯出沿涇河河谷方向延伸的斷裂(詳見(jiàn)圖1.12)。該斷裂走向NW，傾向NE，傾角為65～75，長(zhǎng)度約45km，為正斷層。且斷裂的北部是涇渭平原，西南部是咸陽(yáng)的黃土臺(tái)塬，坎高達(dá)100m，經(jīng)常會(huì)有滑坡的災(zāi)害發(fā)生，說(shuō)明了該斷裂的存在。根據(jù)跨斷裂淺層地震勘探結(jié)果，該斷裂斷點(diǎn)埋深約60m，推測(cè)最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世，活動(dòng)度為C級(jí)圖1.12渭河斷裂、涇河斷裂深層構(gòu)造解譯1.6涇陽(yáng)-渭南斷裂（F6）涇陽(yáng)—渭南斷裂西段走向近北西，東段走向近東西，重力布格異常圖上有顯示，斷層面北傾，傾角68°，斷距向下變大，據(jù)地震勘探資料，在100~1000m淺層深度、800~2000m中層深度和2000~5000m深層深度該斷裂都反映明顯（圖1.13）。斷層兩側(cè)鉆井資料也表明該斷裂在早第三系地層的最大斷距大于1km（圖1.14）。另外，根據(jù)鉆探資料顯示，在永豐村附近出現(xiàn)明顯的地層結(jié)構(gòu)變化，東側(cè)以砂層和粉質(zhì)粘土互層，西側(cè)為厚層砂土偶夾粘土層，位置與推測(cè)的渭南—涇陽(yáng)斷裂的位置吻合，表明渭南—涇陽(yáng)斷裂在渭南東段晚更新世時(shí)期有活動(dòng)。西段地形平坦，仍處于隱伏狀態(tài)，活動(dòng)證據(jù)較少。圖1.13a渭南—涇陽(yáng)斷層淺部顯示（據(jù)三原普查資料）圖1.13b渭南—涇陽(yáng)斷層中部顯示（據(jù)三原普查資料）圖1.13c渭南—涇陽(yáng)斷層深部顯示（據(jù)三原普查資料）根據(jù)渭河盆地地形變水準(zhǔn)剖面監(jiān)測(cè)結(jié)果，涇陽(yáng)—渭南斷裂從2001-2008年的平均垂直活動(dòng)速率梯度為0.13mm/a.km，但和南區(qū)的運(yùn)動(dòng)方向相反。綜合確定該斷層的最新活動(dòng)時(shí)代為Q3，活動(dòng)度為C-B級(jí)。1.7渭河北岸斷裂（F7）渭河斷裂是一條長(zhǎng)達(dá)350km的隱伏斷裂。該斷裂形成時(shí)期很早，在渭河盆地南、北兩側(cè)的基底時(shí)代不同，南側(cè)是古生代變質(zhì)巖系與酸性侵入巖，與華山、驪山、秦嶺等出露的地層一致；北側(cè)是古生代的灰?guī)r，與北山山地相同。在第三紀(jì)時(shí)期，渭河斷裂西段擔(dān)當(dāng)了早第三紀(jì)渭河盆地的北界，斷裂南側(cè)堆積很厚，而北側(cè)缺失。晚第三紀(jì)時(shí)雖然北側(cè)已有沉積，但較斷裂南側(cè)要薄。第四紀(jì)以來(lái)斷裂仍然活動(dòng)，目前是一條明顯的地貌界線，在涇河以西的斷裂北側(cè)為黃土臺(tái)塬，南側(cè)為渭河低階地，沿?cái)嗔延械亓芽p發(fā)育并有地?zé)岙惓：臀⒌卣鸢l(fā)生[10]。在興平縣的北吳磚廠斷裂露頭明顯，地表串珠狀地裂縫發(fā)育。斷裂帶寬度約230m，主斷面向南陡傾，傾角80°左右，錯(cuò)斷晚更新世古土壤1.7m，上端為通達(dá)地表的地裂縫（圖1.15）。在主斷面兩側(cè)及斷層帶南側(cè)，多處可見(jiàn)地裂縫。斷裂帶最南端230m處發(fā)育有多條次級(jí)斷層，斷面處的黃土片理狀，顯示出剪切磨壓特性。圖1.14興平北吳磚廠斷裂剖面及地表地裂縫1.全新世黃土（L0）；2.晚更新世黃土(L1)；1.中更新世黃土(L2、L3)；4.古土壤(S1、S2、S3)；5.鈣質(zhì)結(jié)核層；6.F1、F2渭河北岸斷裂圖1.15渭河斷裂古水?dāng)鄬悠拭妫〒?jù)馮希杰，2003）由陜西省地震局承擔(dān)的“城市活斷層探測(cè)”項(xiàng)目在咸陽(yáng)陳家溝至張家灣之間做了大量的淺層地震、鉆探和槽探工作，其中庇李村涵洞路槽中發(fā)現(xiàn)多次古地震事件形成的砂土液化和地震斷層，光釋光和C14測(cè)年表明距今9110年以來(lái)斷層的累計(jì)垂直錯(cuò)距1.2m，說(shuō)明渭河斷裂窯店—張家灣段為全新世活動(dòng)斷裂（師亞芹等，2007年，地震地質(zhì)）。本研究區(qū)位于渭河北岸斷裂西安以東，最新活動(dòng)時(shí)代為Q3，活動(dòng)強(qiáng)度0.35mm/a左右，活動(dòng)強(qiáng)度為B級(jí)。1.8長(zhǎng)安—臨潼斷裂（F8）長(zhǎng)安—臨潼斷裂總體走向NE35～45，傾向北西，傾角70°左右，正斷層，約60km長(zhǎng)。沿?cái)嗔训亓芽p發(fā)育，有地?zé)岙惓：托〉卣鸢l(fā)生。該斷層在臨潼城區(qū)西南有較多出露，以東在渭河盆地呈隱伏狀，經(jīng)過(guò)“西安市活斷層