伊犁河防洪工程地质构造稳定性及地震危险性分析
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作者: 李伟强
摘 要：新疆伊犁河位于新疆西部，是一条国际河流，也是新疆维吾尔自治区境内最大的一条河流。针对伊犁河干流、三大支流及重要三条山沟小河的防洪规划工作，通过对区域及近场区地质构造稳定性、地震危险性的研究，解决了影响场地稳定安全的关键性问题，完善了场地安全性评价体系，对工程建设及运营有重要意义。
关键词：防洪工程 地震 危险性 稳定性
中图分类号：TV2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（c）-0058-01
1 区域地质概况
伊犁河处于北天山西部东西向复杂构造带内，含NE向、NW向和EW向三大构造体系，经长期构造运动，形成现在被褶皱和断裂分割的断褶隆起山区和断陷盆地相间的地质构造形态，并控制该区中强以上地震。
1.1 地形地貌
伊犁河防洪规划工程区位于天山西部，北侧为天山支脉博罗科努山、科古琴山、阿吾拉勒山，呈北西西走向，海拔高程2000～3500 m。南侧为天山支脉哈尔克山、那拉提山，呈北东东走向，海拔高程2000～3700 m。中部为乌孙山，呈近东西走向。南北山脉在东部相交汇，总体构成“>”呈东西向喇叭形向西敞开。
工程区总地势为东高西低，南北高、中部低。南、北两侧山区均为中山侵蚀地貌单元。山前为剥蚀堆积地貌单元，呈东西带状展布，海拔高程900～1600 m。
1.2 区域地质构造
区域东北部为准噶尔盆地，南部大部分地区为天山山区。地质构造复杂，地貌上山盆相间，地震主要集中在区域南部天山山区，而且强度大、频度高。区域内活动断裂发育，其中有些断裂规模巨大，是中亚地区著名的构造带（如裴伟线、尼古拉耶夫线）。区内断裂多形成于华力西时期，有较长的发育史，有过多期活动的特点，它们大部分在喜马拉雅期重新复活，是控制大地构造单元和新构造单元的界线，塑造了现代的地貌景观，也是控制地震的主要构造。
2 区域地质构造稳定性分析
2.1 新构造单元
根据新构造运动的特点、幅度，将区域新构造单元划分为4个一级新构造单元和若干个次级新构造单元。伊犁河流域处于伊犁坳陷区，为天山强烈隆起区中的山间坳陷，为二级新构造单元之一，又分为伊宁断陷、乌孙山隆起、昭苏～特克斯坳陷次级新构造单元。
2.2 近场区主要地震构造评价
（1）伊犁盆地北缘断裂：该断裂为北天山隆起带和伊犁拗陷带的分界断裂。该断裂东段的喀什河断裂断错了河流的低级阶地，沿断裂分布有古地震遗迹，1812年发生过尼勒克东8级地震，断裂东段为全新世活动断裂，具备发生8级地震的构造条件。但近场区所在的伊犁盆地北缘断裂西段，为晚更新世以来活动断裂。
（2）博尔博松断裂：该断裂为区域性活动断裂，它控制了吐拉苏第四纪盆地南部边界，破碎带宽度达到100 m以上，并沿断裂有小震成从性展布。根据断裂规模、活动特点等类比，该断裂具备发生6级地震构造的条件。
（3）雅马渡断裂：该断裂为全新世活动断层，全长约38 km，沿断层分布有清晰的断层陡坎，探槽揭露断裂具有多次活动和古地震遗迹，最新一次活动发生在全新世早期，估算古地震强度在6.3～6.9级。虽然由古地震法得到断裂的地震强度在7级左右，但考虑到该断裂为伊犁盆地南缘推覆构造前缘的活动断层带，可能是主滑脱面在乌孙山山前发震而在前缘产生的地表破裂。根据挤压构造区的发震模型，这类推覆构造前缘的活动断层带本身规模不大，发震能力较小，不具备发生大地震能力。综合认为，雅马渡断裂具备发生5～6级地震的能力或条件。
（4）巩留南断裂：巩留南断裂是三级新构造单元的分界断裂，为规模较大的晚更新世～全新世活动断裂，它与雅渡断裂的交汇区域曾发生过5.1级和5.2级地震。从断裂的活动性特征看，东段大于西段，东段为全新世活动段，西段为晚更新世活动段。根据区域地震构造条件和构造类比，综合认为该断裂的东段具备发生7级地震的构造条件，西段具备发生6级地震的构造条件。
（5）伊宁隐伏断裂：该断裂断错了第四纪早～中更新世地层，而被晚更新世以来的沉积物所覆盖，为中更新世断裂，沿断裂发生过6上级地震。该断裂具备发生6.5级地震构造的条件。
（6）霍城断裂：该断裂构成近场区北部断隆区与中央凹陷区的分界线，断错了早一中更新世地层，但未发现晚更新世以来的活动迹象，为早更新世晚期一中更新世活动断裂，沿断裂发生过5～6级地震。该断裂具备发生5～6级地震的条件。
3 区域地震活动性评价
伊犁河流域位于北天山地震带与中天山地震带，东南角进入南天山地震带，属新疆地震活动较强烈的区域之一，根据地震区带的划分，区域横跨北天山地震带和南天山地震带，根据区域M≥4.7地震目录绘制震中分布图可见，地震在北天山地区主要沿北西西向构造展布，在中天山地区主要沿北东东向构造展布。区域内地震活动具有强度大，频度高的特征，发生过6级以上地震15次，其中M≥8地震2次，7.0～7.9级地震2次，最大地震为1889年7月12日阿拉木图8.25级地震。该地震为中天山地震带发生的最大地震，1812年尼勒克东8级地震是中天山地震带在境内发生的最大地震，1716特克斯西7.5级地震是距离伊犁河流域最近的M≥7地震，位于伊犁河流域以南约52 km。
根据新疆伊犁河相近工程地震安全性分析报告，工程区及外围区域范围共划分24个潜在震源区，按震级统计，8.5级潜源1个，8.0级潜源2个，7.5级潜源7个，7.0级潜源9个，6.5潜源4个，6.0级背景潜源1个。对工程影响较大的潜震区为：伊犁盆地北缘7.0，7.5级潜在震源区（潜源编号10、11）、科古琴7.0级潜在震源区（潜源编号8、9）、种蜂场8.0级潜在震源区（潜源编号12）、昭苏8.0级潜在震源区（潜源编号18）、阿拉木图东8.5级潜在震源区（潜源编号15）、昭苏北7.5级潜在震源区（潜源编号16）、伊宁6.5级潜在震源区（潜源编号14）；拟建伊犁河防洪工程场地处在潜源编号为13的震源区内，故该潜在震源区的震级上限定为6.5。
4 构造稳定性评价
根据新疆地震震中分布图，工程区位于天山地震带西段，伊宁6.5级潜在震源区（潜源编号14），近场区1970年以来发生≥4.0级地震18次，工程外围区发生的最大地震为1716年特克斯7.5级和1944年新源东7.25级地震。
根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区50年超越概率为10%时地震动峰值加速度为：特克斯河流域、巩乃斯河流域、喀什河在尼勒克县附近及其以上河段，地震动峰值加速度为0.2 g，相应地震基本烈度为Ⅷ度区；喀什河在尼勒克县附近及其以下河段、伊犁河干流河段，地震动峰值加速度为0.15 g，相应地震基本烈度为Ⅶ度区。拟建防洪工程的区域稳定性较差。
5 结语
伊犁河防洪工程区域内，在大地构造单元上北天山西部纬向复杂构造带中，历经多期地史构造运动，形成断褶隆起山区和断陷盆地。工程区内从区域地质环境看，具有修建各种防洪堤坝的工程地质条件。
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