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长江三峡地区主体位于扬子地台北部,北部以襄樊-广济断裂为界与秦岭-大别造山带相接,南以慈利-凯里断裂为界与江南块褶带相接。主要经历了晋宁期、印支期,燕山期、喜马拉雅期四期构造运动改造,地质构造演化复杂,主要分布有北东向、北西向与近东西向弧形断裂,区域差异性十分明显。由于该地区地质环境复杂、地震活动频繁、地质灾害不断、生态环境较为脆弱。因此,进行该地区活动构造研究并评价其区域地壳稳定性,对三峡地区地质环境保护、重大工程的建设、地质灾害的防治、重要经济区规划决策有着重要的科学意义。
本文主要通过总结前人工作成果,以ArcGis软件作为平台,建立了三峡地区活动断裂数据库。主要包括:1∶25万基础地质数据、地震数据、地质灾害数据、岩石组合数据、活动断裂数据以及布格重力异常及航磁异常等部分地球物理数据。然后,利用ArcGis软件进行空间分析,对三峡地区内十几条主要的活动断裂以及地震点进行缓冲区分析与叠加分析,展示该地区内地震发生与活动断裂分布之间的相互关系。
通过对得到的地震点和断裂分析,主要取得以下成果与认识:
1.三峡地区地震多以2-3级地震为主,有感地震及破坏性地震很少发育,震源深度大多分布于15km左右,为浅层地震,集中于盖层区域。
2.三峡地区现代地震(1945年以来)活跃周期规律不明显,未能得出前人作出的8-13或15-20年的地震活跃周期结果。
3.通过GIS手段对三峡地区3级以上地震20km缓冲区分析,区内近90%的>3.0级地震分布在活动断裂周围20km范围之内,显示出活动断裂对地震的重要控制作用;而通过对活动断裂20km的缓冲区分析,并叠加地震震中数据显示,10km范围内,区域内主要发育的3个方向活动断裂对地震控制水平大致一致,但在10km之外,EW向断裂对地震的控制作用则明显小于NNE-NE向和NNW-NW向断裂。由此可知区内NNE与NNW向活动断裂活动性高于EW向活动断裂。
4.三峡地区地质灾害以滑坡为主,集中发育在东部巴东-秭归和西部万县-开县一带,分布受活动断裂限制或沿活动断裂优势方位发育呈带状,局部则可见地质灾害沿断裂呈线性排列。
5.利用ArcGis软件平台创建的三峡地区活动构造数据库,通过层次分析法与多因子评价方法,建立三峡地区稳定性评价因子判别矩阵和稳定性评价评价模型,对三峡地区单位面积(2.5km×2.5km)进行定量化的计算,得到三峡库区稳定性分区图。
6.对前人近50年来研究工作进行阶段性总结,收集并建立了的三峡地区空间地质数据属性库,方便今后的数据检索。而运用GIS方法对活动断裂与地震缓冲区进行叠加分析,为利用GIS技术手段从事地质工作提供新的尝试,并对今后活动构造研究与稳定性评价提供了一种新的思路和方法。
可以预见,GIS手段将越来越多的用于分析研究活动断裂的空间分布,以及其与地震等相关要素之间的相互关系,其在防震减灾上会发挥越来越大的作用;而利用GIS平台进行区域地壳稳定性评价方法和流程的日趋成熟,使区域稳定性评价工作从定性-半定量研究向定量评价转变成为可能,同时也为国土资源大调查区域规划和项目部署、国家重大工程规划和宏观决策提供了科学依据。