黄土地区粒度与磁化率分层对古地震研究的意义——以山西洞峪沟黄土剖面为例

摘要

探槽技术虽然已经发展成为古地震研究的重要手段,结合定年技术可以识别出古地震事件与地震重复间隔,但是仍然存在较大的不确定性和局限性.比如目视解译难以区分黄土沉积内部的细层理,严重影响了古地震事件发生位置或时间的判定.如何提高古地震研究的精度和准确性,降低古地震事件判定的不确定性,是目前面临的一个迫切问题.根据高精度的粒度与磁化率变化曲线，结合目视分层解译结果，对洞峪沟黄土剖面进行了精细分层，界定了各层的厚度和边界。依据细分层和断层两盘地层对应关系，将u6层沉积以来的三次断错事件的发生位置和时间作了再限定，它们分别发生在u5-7、u4以及u2的顶部，对应断层上盘埋深7.1 m、4.7 m、2.9 m。根据释光测年结果以及断层上盘地层的平均沉积速率，推测三次断错事件发生的时间分别在48.1±1.5～43.2±2.5ka之间接近45.8 ka、35.0±2.4～30.6±1.3ka之间接近32.8 ka、26.4±0.8~20.9±0.7ka之间接近23.3 ka。根据三次黄土-古土壤沉积旋回的厚度差，判定三次地震的同震垂直位移分别为0.5 m、0.4 m和1.3 m，累计位移2.2 m。与过去对霍山山前断裂带其它段落的研究结果对比，洞峪沟剖面所在地的断层段活动性明显较弱，垂直滑动速率(0.048mm/a)比洞峪沟以北段小一个数量级，地震活动周期(llka)比洞峪沟以北段长数倍，而且在全新世没有地震发生。因此，霍山山前断裂带和1303年洪洞8级地震的地表破裂带的南端都不在洞峪沟以南的苏堡，应该北移至广胜寺附近。依据高精度粒度与磁化率变化曲线的地层分层方法，为有效降低黄土地区古地震研究的不确定性提供了一种很好的参考。