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JGR: 山西霍山山前断裂晚第四纪活动特征与AD1303洪洞地震的震级上限估计

2018-06-28

山西地堑系,在地理位置上远离青藏高原,与华北平原仅以太行山隆起相隔,空间上恰好位于华北构造区的中轴地带,不仅是连接鄂尔多斯高原与华北平原的枢纽,也是我国重要的强震带之一。发生在地堑系中部的AD1303年洪洞大地震是我国依据文献中震害记载确定的第一个8级大地震。然而,对这样一次历史影响巨大的地震的破裂参数,如破裂方式、地表破裂长度、同震位移,甚至震级大小都存在较大的争议;对发震构造霍山山前断裂的活动特征、地震复发行为以及其在山西地堑系中的构造作用等也存在诸多疑问。

中国地震局地质研究所博士研究生徐岳仁及其导师邓起东院士、何宏林研究员与合作者英国杜伦大学MarkAllen教授等,在山西霍山山前断裂开展了详细的野外地质调查,高分辨率遥感解译、探槽开挖及14C测年工作,取得如下主要认识:1)霍山山前断裂带晚第四纪活动方式以倾向滑动为主,修正了过去以走滑运动为主的认识;2)探槽古地震研究揭示出4次古地震事件:最新活动事件1,060-590yr BP即公元1303洪洞地震,全新世的另外两次事件分别是3,310-3,210yr BP和5,460-5,380yr BP,三次事件的复发间隔为2,000-3,000yr,最早的一次事件发生在晚更新世晚期,26,380yr BP;3)基于填图结果修订了AD1303洪洞地震的破裂参数,地表破裂带长度约98 km(是过去认识45km的两倍多),平均的垂直位移量为3.5 m;据此推测洪洞地震的矩震级为Mw 7.2-7.6,低于过去依据黄土场地震害放大效应得到的死亡人数和房屋损失推断的震级,符合正断层地震震级相对较低没有达到8级的普遍认识。

研究结果将会对山西地堑系以及鄂尔多斯周缘构造带的变形特征和变形机制、历史强震的震级甄别、未来强震危险性评价等产生较大的影响。

以上研究成果发表于美国地球物理杂志Journal of Geophysical Research: Solid Earth上(Xu Y., He H., Deng Q., Allen M.B., Sun H., & Bi L., 2018. The CE 1303Hongdong earthquake and the Huoshan Piedmont Fault, 

Shanxi Graben: Implicationsfor magnitude limits of normal fault earthquakes, Journal of GeophysicalResearch: Solid Earth, 

123. https:// doi.org/10.1002/2017JB014928).

原文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/journal/21699356.


图1 霍山山前断裂展布和AD1303洪洞地震等震线


图2 霍山山前断裂带古地震探槽拼接照片和解译图