伊犁盆地新构造运动特征及其与地震的关系

伊犁盆地新构造运动特征及其与地震的关系

郭鹏程王永

郭鹏程王永

西安煤航遥感信息有限公司陕西西安710199

摘要：本文从伊犁盆地新生代地层的展布、形变特征等方面，分析了盆地新构造运动的环境及动力来源，研究新构造运动的运动性质和构造特征所具有的明显的共性和个性特点；认为震荡性和倾斜性是伊犁盆地新构造运动的重要特点，新构造运动以水平运动方向为主，垂直升降运动相对较弱，且北部较南部强。从活动断裂的角度讨论与新构造、地震活动的关系，认为盆地内主要以中、强地震为主。

关键词：伊犁盆地；新构造运动；活动断裂；地震

引言

新构造运动是一次奠定现代地形地貌基本轮廊的最新地壳运动，形成的构造形迹与地形的相关性好，保留的地貌标志明显，运动方式和发展趋势与地震活动的关系十分密切[1]。

伊犁盆地是中国天山西段的大型山间盆地，是新构造运动表现明显地区之一[2]，第三纪以来受地应力作用，发生各种地壳形变，它直接表现在构造演化和地貌形态上，这种活动与本区地震有密切的关系。

1新构造运动的环境及动力来源

自中新世（N1）开始的新构造运动在伊犁盆地总体上处在一个侏罗纪末的一盆（伊宁—巩乃斯盆地）两山（阿吾勒拉山和察布查尔山）两断陷（尼勒克断陷和昭苏断陷）区域构造背景下[3]，并继承性的开始了以水平挤压为主的新构造活动。其构造动力既受到来自南部印、欧板块作用的远程效应，又同时受到研究区内西北构造带，尤其是北部博罗科努山的强烈作用，使盆地的新构造运动性质和类型上具有其特殊性（图1）。

图1研究区新构造运动背景图

Ⅰ-伊宁盆地；Ⅰ1-伊宁—巩乃斯选合断陷盆地；Ⅰ1-尼勒克断陷；Ⅰ1-阿吾勒拉断隆；Ⅰ1—昭苏断陷；

Ⅰ1-恰普恰勒推覆山地；Ⅱ-博罗科努山；Ⅲ-哈尔克山；Ⅳ-赛里木-博乐地块；Ⅴ-南天山造山带

据区域地貌及新构造运动特征，结合平原区钻孔及地震地层坡面等资料综合分析认为：伊犁盆地是处于中天山和北天山间的伊犁—中天山微板块中的相对下陷的不均衡断陷盆地。亦即处于整体抬升的天山造山带中的相对下降盆地，新构造运动尤其是垂直升降运动表现相对较弱。区域应力主要受博罗科努山控制。其主要特征为：南弱北强，南缓北陡，南宽北窄，南浅北深，南薄北厚、南翘北落、东翘西落等。

2新构造运动的特征

研究区新构造运动由于处于不同的大地构造环境中，故在运动性质和构造特征上具明显的共性和个性特点。

2.1方向性

研究区内新构造运动以水平运动方向为主，垂直升降运动相对较弱，且北部较南部强。这由研究区内伊犁河和阶地级次（最多三级）和阶面落差（一般3-5m）第四纪沉积厚度（平均40-50m）、曲流发育的伊犁河谷和加格斯台河、切吉沟横剖面的“U”型谷均为有利证据。

受来自北部博罗科努山的向南强烈的逆冲推覆，使伊犁盆地在山前形成不对称箕状凹陷，新生界厚度超过数千米。受区域动力学的影响，伊犁盆地南北缘边界断裂在相对升降运动的同时，分别具有左旋和右旋性质，在其相互作用下，伊犁微地块相对向西逃逸（图1）。

2.2继承性和新生性

研究区新构造运动表现了明显的继承性质，区域水平运动和升降运动主要继承了造山带的边缘活动断裂，如南部的察布查尔山和博罗科努山的盆缘断裂，同样显示北强南弱之势。新生性主要集中在盆地内部，如赛里木湖—莫合尔断裂（北西向）及伊犁河隐伏断裂（北西西方向）等。这些断裂活动性较强，对研究区内地壳稳定性及地震灾害影响较大。

2.3震荡性和倾斜性

震荡性和倾斜性是伊犁盆地新构造运动的重要特点。根据第四纪的分布及加格斯台河等河（沟）的延伸和迁移方向，结合断裂的走滑性质地震地质剖面显示，震荡性和倾斜性主要表现在以下几个方面：

1.第四纪早期的西抬东降，在雅马渡及乌尔坦河及其以东沉积了中更新世以前的冲洪积层，厚度相对较大（约300-400m西薄东厚），而在中更新世以后的晚第四纪主要表现为东抬西降，使中更新世以前的沉积物有较大面积出露，呈现天平式运动规律。

2.受地表断裂（左旋走滑）和山前隐伏断裂的控制发源于察布查尔山的加格斯台河等水系不断向西偏转迁移，形成了三个以上的较为典型的扫帚状水系地貌（图2）。

主要水系均在隐伏断裂的相应位置发生不同程度不同方向的转折、并在第四纪晚期，下游（前端）均向西迁移。随着东部的抬升，区域环境明显变化，季风风向以东风盛行为特征，在察布查尔山前河（沟）西岸堆积了厚度和面积不等的风积黄土。

3.由于盆地北缘断裂活动强度较大，导致盆地基底和新生界向北缓倾，形成南薄北厚，南浅北深的沉积构造特征。南部差异升降速率明显小于北部。

以新构造运动始于中新世为重点，初步计算察布查尔山隆升速率约为0.13mm/a（3600m-600m/2400万年）。这比南天山南缘中更新以来的上升速率1.2-1.4mm/a和新疆第三纪末以来的平均运动速率4mm/a、及新疆晚更新世以来的10mm/a要小的多，说明伊犁盆地的升降运动是微弱的。

图2察布查尔山山前洪冲积扇群迁移示意图

2.4渐进性和间断性

研究区内第四纪沉积层尽管厚度变化较大，但总的来讲在盆地内的沉积比较连续，且由南向北增厚，说明南部察布查尔山的相对隆升剥蚀或盆地的相对下降堆积是连续的，是渐进的。但在上升或下降的过程中，幅度和速率是极不均衡的。伊犁河及其支流的低级次阶地和南侧宽而缓的冲洪积平原地貌不仅说明新构造运动在研究区的强度较弱外，同时亦说明了活动间断性或间歇性。如阶地的内叠和上叠型以及洪积扇的叠置状均说明了新构造运动的间断性。正是由于幅度和速率较小的抬升，致使山区河谷横剖面多是不规则的“U”型，且坡降亦较小。据有关资料统计，这种间断性的周期约为十几年至几十年。

3新构造类型

由新构造运动所形成的断裂构造和褶皱构造表现形式不一。断裂构造基本表现为继承性复活，其次为隐伏状，研究区内主要集中在伊犁河及喀什河谷一带，活动性较强易诱发地震。尤其是二者交汇的雅马渡地区，活动断裂明显。典型的褶皱构造地表主要是见于盆缘地区。如察布查尔山北缘的苏阿苏河逆冲推覆构造影响到新生界地层，发育不完整的断褶构造。据地震地层剖面显示，在伊犁河以北新生界断褶构造明显，尤其是断裂使新生界发生幅度较大的牵引弯曲（图3）。从伊犁盆地整体看，新构造运动及其类型为一个南北两侧不均衡抬升、中心下降的负向中型拱曲构造。中心多发育破裂补偿断裂，两侧发育小型断褶构造。

图3伊宁盆地北缘中新生代断褶构造示意图（梅志超、张国伟等，1996）

4新构造运动与地震

新构造运动的表现形式，以地震灾害为最明显的特征。据新疆维吾尔自治区《地震震中分布与主要活动构造图》（1：250万，1997）显示，伊犁盆地及其周缘活动构造及其震中主要集中在一盆两山两断陷构造地貌中的伊犁盆地，昭苏和尼勒克断陷带内，活动构造方向以北西西和南西西为主。中强地震多发生在山盆交界处的逆冲推覆带及活动断裂交汇部位，如伊犁河与喀什河断裂交汇部的雅马渡地区[4]。

据统计，伊犁盆地内历史最大震级为8级，震中位于尼勒克断陷东部，伊犁盆地内以5-6级中强地震为主，可达20次之多[5]。已有地震显示，研究区内最早地震始于1716年（昭苏），最晚至20世纪70年代（墩麻扎），而且有北强南弱，早强晚弱之趋势。又据2011年11月1日早8时21分，在巩留东北方向的阿吾勒拉山南发生6.0级地震，震源深度28Km，地理坐标为北纬43.6°；东京82.4°，仍处于伊犁盆地的东延部分。

又据新疆大地构造研究表明，伊犁盆地喜山运动自老而新可划分为五期：①乌恰运动（E3-E1/E1-E3）；②哈密运动（N21/E3-E1）；③库姆库勒运动（N22/N21）；④喀什运动（Q1/N22）；⑤西域运动（Q2/Q1）。伊犁盆地影响活动构造的主应力仍主要来自印、欧板块相互作用的远程效应，直接影响主要与北部山盆边界的活动断裂有关。据新疆新构造研究表明：受印、欧板块相互作用，在三山（昆仑山、天山及阿尔泰山）两盆（塔里木盆地和准噶尔盆地）构造地貌单元，升降幅度基本自南向北减弱，如青藏高原和昆仑山为20mm/a；南天山14mm/a；北天山为17.8mm/a；阿尔泰山不足14mm/a；中天山则为4.6mm/a。进一步说明了位于中天山的伊犁盆地新构造抬升较弱，活动构造北强南弱，以中、强地震为主。

参考文献：

[1]尹光华.伊犁盆地新构造运动与地震[J].内陆地震.1993（02）

[2]艾南山，王永兴.伊犁盆地的水系与新构造应力场的关系[J].新疆地理.1984（01）

[3]张良臣，吴乃元.天山地质构造及演化史[J].新疆地质，1985.3（3）.1-14

[4]冯先岳.天山活动断裂与地震[J].新疆地质.1986（03）

[5]尹光华，蒋靖祥，张勇.新疆伊犁喀什河断裂带及其活动性研究[J].内陆地震.2003（02）

[6]中国煤炭地质总局航测遥感局.2014.中华人民共和国区域地质矿产调查报告.