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2003年8月16日内蒙古巴林左旗MS5.9地震在大兴安岭地区显得较为突出,为该区有记载以来的最高震级地震,突破了以往我们对这一地区地震构造背景的认识。地震发生后,相关考察报告与研究文献对于其发震构造的认识存在分歧。本项研究基于对该地震相关的地震学资料的收集,结合震区及邻区的航卫片判读,通过野外地质地貌调查,发现了NW向水泉子沟-天山口断裂的存在。初步认定该断裂长度为60km,其中,该断裂西北段即水泉子沟-西山湾段的活动时代相对较新,断错地层年代为距今498±49ka,断层泥ESR样品的测试年龄为距