渤海海峡跨海通道工程区断裂活动性及地震分布特征

摘要/Abstract

摘要：

利用近年来采集的高分辨率地震剖面资料,编制了渤海海峡跨海通道工程区主要活动断裂分布图,并对其中各断裂的垂直活动速率进行计算,发现渤海海峡跨海通道工程区内NE—NNE向断裂晚更新世以来的平均垂直活动速率为0.103 mm/a,NW向断裂的平均垂直活动速率为0.080 mm/a,其中NE—NNE向断裂和NW向断裂的活动速率呈由南到北逐渐增强的趋势,NW向断裂还表现出明显的自西向东活动速率逐渐增强的特点。另外,通过与现代小震资料和历史地震资料进行对比,发现研究区内地震分布具有不均匀性,地震活动性随着与断裂之间距离的增加而减弱,且在断裂交点和端点处活动性较强。研究区内地震的这些分布特征能够用弹性回跳学说解释。此外,研究区内地震活动性与断裂的水平位移速率关系可能更为密切,其与断裂垂直活动速率的关系还需要进一步研究。

关键词: 渤海海峡, 活动断裂, 垂直活动速率, 地震分布, 弹性回跳

Abstract:

Newly collected data of high-resolution seismic sections have been used in the analysis of distribution characteristics and the vertical activity rate of active faults in the engineering area of Bohai Strait Cross-sea Channel. This analysis shows that the average vertical activity rate of NE-NNE trending faults is 0.103 mm/a, and that of NW trending faults is 0.080 mm/a since the Late Pleistocene. The analysis results also show that the vertical activity rate is gradually increasing from south to north in both NE-NNE trending faults and NW trending faults, and the NW trending faults show a significantly trending of gradually increasing from west to east. By comparing with the modern small earthquakes and the historical seismic data, it is found that the earthquake distribution in the study area is inhomogeneous, and the seismicity is weakened with the increase of the distance from the fault, and the activity is strong at the intersection point and the end point of the fault. The elastic rebound theory can be used to explain the distribution characteristics of earthquakes. Additionally, the relationship between the seismic activity and the horizontal displacement velocity of the fault is likely to be closer, and the relationship between the seismic activity and the vertical velocity of the fault needs further studies.

Key words: Bohai Strait, active fault, vertical active rate, earthquake distribution, elastic rebound

中图分类号:

刘忠亚, 彭轩明, 赵铁虎, 孙军. 渤海海峡跨海通道工程区断裂活动性及地震分布特征[J]. 现代地质, 2017, 31(04): 860-868.

LIU Zhongya, PENG Xuanming, ZHAO Tiehu, SUN Jun. Fault Activity and Characteristics of Earthquake Distribution in the Engineering Area of Bohai Strait Cross-sea Channel[J]. Geoscience, 2017, 31(04): 860-868.

图/表 8

图1 研究区断裂展布图[1,9-10] F1.渤中1号;F2.渤东2号;F3.渤东3号;F4.莱东1号;F5.莱东2号;F6.莱东3号;F8.莱西2号;F9.莱西1号;F10.庙西1号;F11.庙西2号;F12.庙西3号;F19.长岛—芝罘岛;F20.神道口;F21.大竹山岛—威海北;F22.渤中2号;F24.黄河口;f1.金州;f2.皮口;f3.大和尚山山前;f4.柞树岚—王家村;f5.土城子盆地边界;f6.鄌郚—葛沟;f7.安丘—莒县;f8.北沟—玲珑;f9.凤仪店;f10.栖霞;f11.八角蛇窝泊

Fig.1 Map showing the fault distribution in the study area[1,9-10]

图2 研究区内典型断裂地震剖面(剖面位置见图1)

Fig.2 Typical seismic sections in the study area(the position of sections marked in Fig.1)

表1 研究区内活动断裂在晚更新世以来的垂直错动量及平均垂直活动速率

Table 1 Vertical movement and average vertical activity rate of active faults in the study area since the Late Pleistocene

编号	垂直错动量/m	垂直活动速率/(mm/a)	编号	垂直错动量/m	垂直活动速率/(mm/a)
1	38.1	0.302	17	9.1	0.072
2	6.8	0.054	18	8.6	0.068
3	11.0	0.087	19	7.6	0.060
4	37.1	0.294	20	6.5	0.052
5	5.4	0.043	21	8.6	0.068
6	26.9	0.213	22	6.9	0.055
7	4.7	0.037	23	6.0	0.048
8	27.8	0.221	24	13.3	0.105
9	3.5	0.028	25	24.5	0.194
10	10.1	0.080	26	19.1	0.151
11	6.0	0.048	27	11.6	0.092
12	7.4	0.059	28	7.4	0.059
13	4.0	0.032	29	10.7	0.085
14	2.5	0.020	30	9.7	0.077
15	4.0	0.032	31	5.6	0.044
16	12.8	0.102	32	6.9	0.055

图3 研究区地震分布图 (Ms≥5.0数据来源于《中国地震目录》[31],Ms<5.0数据来源于中国地震信息网1970—2013年地震数据[32])

Fig.3 Map showing the earthquake distribution in the study area

图4 研究区小震分布密度图 (图(a)为Ms=2.0~2.9地震分布密度图,图(b)为Ms=3.0~3.9地震分布密度图;单位:个/km2)

Fig.4 Density maps of small earthquakes in the study area

表2 在活动断裂不同距离范围内各级地震数量统计

Table 2 Amounts of earthquakes in different distances from active faults

距离/ km	Ms
距离/ km	2.0~2.9	3.0~3.9	4.0~4.9	5.0~5.9	6.0~6.9	7.0
1	100	39	5	1	1	1
2	193	60	8	1	1	1
3	269	93	10	1	1	2
4	331	121	16	1	1	2
5	402	144	17	2	1	2
6	446	167	19	2	1	2
7	486	179	20	2	1	2
8	526	190	21	2	1	2
9	552	202	22	2	1	2
10	575	208	22	2	1	2
11	593	221	25	2	1	2
12	606	225	26	2	1	2
13	617	233	26	2	1	2
14	621	239	28	2	1	2
15	629	246	28	2	1	2

图5 研究区中小地震(Ms<5.0)每公里范围内各级地震数量的变化图

Fig.5 Variation of amounts of small earthquakes (Ms<5.0) per kilometers in the study area

图6 研究区5 km范围内活动断裂特殊部位中小震(Ms<5.0)的数量分布图

Fig.6 Amounts of small earthquakes (Ms<5.0) in the special site about 5 km away from active faults in the study area

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