区域地质构造
一、构造单元划分
在大地构造上,铜川属于中朝准地台(一级构造单元)上的鄂尔多斯台向斜(二级构造单元)东南缘渭北隆起带(三级构造单元)。近东西向的渭河地堑切割了鄂尔多斯台向斜与“秦岭地轴”(二级构造单元)之间的固有联系,使铜川地区形成具有地台与断陷构造过渡性质的叠瓦式断块和南升北降的断阶;在地貌上形成南部、西部低山与该区的残原梁峁。
二、地球物理场特征
(一)重力场特征 铜川位于巨型的南北向梯度带之间。在总的近南北向梯度带中,由数条东西向局部异常相间排列组成,异常梯度南陡北缓,重力场强度东高西低,铜川处于近东西向展布的彬县—铜川—蒲城局部异常带与近南北向展布的铜川—礼泉—周至局部异常带的交汇处。
(二)磁力场特征 与重力场特征相似,总的特征是北高南低、东高西低。磁力场北东向异常与下古生界岩层走向:东西—北东—东西向辗转相接形式一致。
三、深部构造
铜川地壳等厚线走向近南北向偏北东,约39—45公里。总的趋势是:东厚西薄,北厚南薄。
从上述重磁物理资料和地壳等厚线的对比情况分析中,可以看出:尽管它们本身存在差异,但都共同反映了铜川的深部构造与基底构造和盖层构造相一致的密切关系。重磁异常相一致的近南北向铜川—礼泉—周至带可能是基底断裂活动的反映。
四、区域构造特征
铜川既有鄂尔多斯台向斜南移和“秦岭地轴”南北向侧压,又有渭河地堑张力影响,在区域应力场作用下,构造形迹方向纷纭。其基本构造格架是:以东西向(280—300°)和南北向(10—30°)构造带为主体,将铜川分为大小不等的块状镶嵌而成的断块式构造。由于块体深层的构造差异和物质组成及各块区边界条件的不同,在演变的地应力场作用下,形成了多方向性的构造带,其规模不一,序次不同,构成现今复杂而又有规律的应变图象。
(一)东西向构造带
由挠曲带及低序次断层、褶曲所组成的50米至数公里宽的构造带,总体方向呈280—300°。其走向一般与地层走向相一致,有由南向北渐次跌降的趋势。地层倾角皆南缓北陡,局部直立、倒转,常有小型背向斜伴生。构造具有典型的压扭性结构面,有压薄及层滑现象,并沿压薄带形成一系列拖曳或断裂,顺层下滑或逆层上冲;垂向上有基底抬升表层重力下滑性质(即基底断裂,表层膝褶);伴生断层表现为顺时针扭动、南盘上冲。常见断层角砾岩、挤压片理、硅化等发育,有水平擦痕和构造透镜体。构造形迹非常清晰。铜川全区被东西向构造带等距地横截为几段,地层走向随其变化而变化,构造规模宏伟,气势磅礴。区内分为3个构造带:口镇—关山构造带,枣庙、淌泥河—杜康沟构造带,瓦窑坪—夜虎庄背斜。
(二)南北向构造带。
总体方向呈10—30°方向展布,规模较大。表现为岩相突变和厚度突变线。由同沉积断裂、后期断裂和背向斜组成。该构造带方向性强,往往成为其他各组构造带的边界条件。同时有被东西向和北东向构造改造的痕迹,既断续又蜿蜒曲折,既有垂直升降作用,又有压扭作用,是一组形态及性质都比较复杂的构造带。铜川地区由东向西有:金华山构造带、陈炉—桃园构造带、桃园构造带。
(三)北东向断裂及褶皱
1.断裂:走向65—70°,其展布方向受东西向构造带和南北向构造带边界条件的限制,有成区分布趋势,如董家沟断裂、陈炉断裂均不逾越金华山南北向构造带,向南不逾越立地坡东西向构造带,向北不逾越杜康沟构造带。该组断裂一般以张性正断层为主。剖面断距表现为下大上小。其倾角随所切断的岩层岩性不同而不同:脆性岩层倾角大,塑性岩层倾角小或产生层滑。在破碎带内,有方向不同的擦痕、棱角状角砾岩和构造透镜体,说明该组断裂结构面为先压后张。
2.褶皱:其长轴走向多与区域地层走向平行,背向斜相间排列,规模大小不等,由长数公里到数十公里。其形态有宽缓的箱形褶皱,也有较窄的梳形褶皱;既有同生褶皱,又有下部为断层、上部为褶皱(如走马湾背斜)的构造。
一、地震
铜川地区北接鄂尔多斯台地,南连渭河断陷盆地,位置处于台地与盆地的过渡地带。地震基本烈度以黄堡泥池一带为界,以北为6度区,以南及耀县均为7度区。从历史地震活动时空分布的规律来看,铜川基本属于少震区、弱震区,震级通常在4级以下。历代地震记载散见于史料志书,均未明确记载震级与震中位置。据省内地震台、网观测和公布的地震目录统计,铜川自1958年11月至1989年共发生地震69次,平均每年不到3次。频次最高年份为1976年,达7次,最大震级为MS=3.3级。发震地区多分布在耀县西南和西北部。
自有史记载以来,铜川从未发生中强地震,但关中及毗邻地区大震无不波及铜川,以致造成惊人的损失。明嘉靖三十四年十二月十二日(1556年1月23日)午夜,陕西华县发生8级大地震。耀州、同官地震有声,漆水、沮水猛涨,井水溢出,城池塌陷,房、窑倒塌数以千计。耀州死3000余人,同官死2500人,耀州将军山原比宝鉴山高,震后二山大致等高。
民国9年(1920)年12月16日,宁夏海原发生8.5级大地震,铜川地区震感强烈,响声如雷,山谷簸动,历时数小时,损失严重。
1976年8月23日,四川平武发生7.2级地震,铜川震感明显,斜坡出现裂缝,个别煤矿采空区地表发生塌陷。
铜川市民国以前地震一览表
┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 朝 代 ┃ 公 元 ┃ 地震记载 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃明正德七年二月丙戌 ┃1512年2月17日 ┃陕西华阴、同官等县地震 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃华县大地震。耀州、同官河水猛涨, ┃
┃ ┃ ┃井水溢,城池塌陷,房、窑倒塌数 ┃
┃明嘉靖三十四年 ┃1556年1月23日 ┃以千计。耀州死亡3000余人,同官 ┃
┃十二月十二日午夜 ┃ ┃ ┃
┃ ┃ ┃死亡2500人。将军山原比宝鉴山 ┃
┃ ┃ ┃高,震后二山等高 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃明万历二十七年 ┃1599年5月15日 ┃地大震,土窑皆陷塌 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃明崇祯七年冬 ┃1634年11月—1935年2月 ┃ 地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清康熙五十二年 ┃1713年 ┃ 地 震 ┃
┗━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
续表
┏━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 朝 代 ┃ 公 元 ┃ 地震记载 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清乾隆三年十一月夜 ┃1738年11月24日夜 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清乾隆十三年十月初一 ┃1748年12月21日 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清乾隆十五年十二月初一 ┃1750年12月29日 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清道光四年正月 ┃1824年 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清咸丰元年 ┃1851年 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清咸丰八年 ┃1858年 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃清同治十一年 ┃1872年 ┃地 震 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃地震,声如巨雷,山谷簸动,历时 ┃
┃民国9年冬 ┃1920年12月16日 ┃ ┃
┃ ┃ ┃数小时,损失严重 ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃民国19年 ┃1930年 ┃地微震 ┃
┗━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━┛
铜川市1958—1989年2级以上地震一览表
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┓
┃ 地震时间 ┃ 震中位置 ┃ ┃ ┃
┣━━━━━━━━━┳━━━━━━━╋━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┫ ┃ ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 震级 ┃ 精度 ┃
┃ 年.月.日 ┃ 时—分—秒 ┃ 北纬 ┃ 东经 ┃ 地名 ┃ ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1958.11.27 ┃ 21—18—08.0 ┃ 34°54′ ┃ 108°48′ ┃ 耀县西 ┃ 3.3 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1958.11.28 ┃ 01—51—55.0 ┃ 34°54′ ┃ 108°48′ ┃ 耀县西 ┃ 2.5 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1967.12.26 ┃ 16—01—49.5 ┃ 35°00′ ┃ 108°48′ ┃ 耀县西北 ┃ 2.2 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1968.12.5 ┃ 20—12—49.6 ┃ 35°00′ ┃ 108°36′ ┃ 耀县西北 ┃ 2.8 ┃ 1 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1970.7.24 ┃ 10—09—50.1 ┃ 35°20′ ┃ 108°53′ ┃ 宜君西 ┃ 2.2 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1970.7.31 ┃ 10—09—35.2 ┃ 35°23′ ┃ 108°52′ ┃ 宜君西 ┃ 2.8 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1971.1.11 ┃ 18—03—57.1 ┃ 34°59′ ┃ 108°53′ ┃ 耀 县 ┃ 2.2 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1971.1.28 ┃ 10—10—18.2 ┃ 35°30′ ┃ 108°43′ ┃ 宜君西 ┃ 2.2 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1971.7.25 ┃ 14—11—22.0 ┃ 35°25′ ┃ 108°53′ ┃ 宜君西 ┃ 2.1 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1972.1.10 ┃ 02—15—54.4 ┃ 35°20′ ┃ 108°45′ ┃ 铜川西北 ┃ 2.2 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1972.4.27 ┃ 15—15—22.9 ┃ 35°03′ ┃ 108°57′ ┃ 铜川西 ┃ 2.5 ┃ 4 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1972.10.7 ┃ 14—10—15.4 ┃ 35°18′ ┃ 108°47′ ┃ 宜君西南 ┃ 2.5 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1972.12.25 ┃ 14—07—09.5 ┃ 35°21′ ┃ 108°47′ ┃ 宜君西南 ┃ 2.7 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1975.3.14 ┃ 09—31—30.6 ┃ 34°45′ ┃ 108°45′ ┃ 耀 县 ┃ 2.2 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1976.10.20 ┃ 05—50—42.7 ┃ 34°48′ ┃ 108°45′ ┃ 耀县西南 ┃ 2.3 ┃ 1 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1976.11.1 ┃ 04—19—10.0 ┃ 34°46′ ┃ 108°43′ ┃ 耀县西南 ┃ 2.5 ┃ 1 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1976.11.1 ┃ 16—59—19.4 ┃ 34°46′ ┃ 108°44′ ┃ 耀县西南 ┃ 2.3 ┃ 1 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1976.11.14 ┃ 15—56—29.9 ┃ 35°00′ ┃ 108°55′ ┃ 耀县西北 ┃ 2.0 ┃ 2 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1977.4.7 ┃ 18—08—11.5 ┃ 35°22′ ┃ 108°51′ ┃ 宜君西 ┃ 2.3 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1977.6.3 ┃ 02—08—44.2 ┃ 35°28′ ┃ 109°30′ ┃ 宜君东 ┃ 2.3 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1980.10.18 ┃ 22—27—34.2 ┃ 35°12′ ┃ 109°09′ ┃ 铜川东北 ┃ 3.4 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1980.10.19 ┃ 23—15—01.1 ┃ 35°12′ ┃ 109°09′ ┃ 铜川东北 ┃ 2.4 ┃ ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 1987.6.10 ┃ 13—11—47.0 ┃ 34°51′ ┃ 108°55′ ┃ 耀 县 ┃ 2.1 ┃ 1 ┃
┗━━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━┻━━━━┛
二、塌陷
塌陷是铜川煤田开采过程中衍生的一种地质灾害,常见于煤田采空区地表。由于客观条件的制约,各地塌陷的起伏变化较大。如徐家沟矿区地面下沉破坏面积为155.8万平方米,一般沉降0.3米,最深3米。陈家山矿采空区地表塌陷面积为120多万平方米,占总开采面积的2/5。焦坪背塔等矿都有因采空塌陷形成的漏斗状陷坑,直径20多米,多深至采掘工作面。
1987年8月12日,郊区金锁乡背塔村龙王沟煤矿采空区塌陷,地表出现3条破裂带、12条大型弧形裂缝,塌陷中心形成直径8米的不规则圆形漏斗,下沉9米,地表变形严重,毁房77间,窑9孔;矿井主巷报废,经济损失达50万元。1987年,耀县衣食村煤矿采空区塌陷,煤场沉陷成漏斗状,深20多米,3辆汽车和2000吨原煤被沉埋。