麦积山石窟近场活动断裂潜在地震变形研究

摘要

麦积山石窟近场范围内发育有多条断裂，历史上尤以西秦岭北缘断裂带对麦积山石窟影响最大。为探究近场发震断层对麦积山石窟的影响，在分析西秦岭北缘地区地震地质条件及其潜在地震危险性的基础上，结合断层的弹性位错理论与三维有限元数值模拟方法，以西秦岭北缘断裂带天水—宝鸡段为研究对象，研究7级和7.5级地震下断层左旋走滑活动时，麦积山石窟地区地表的位移与应变分布规律，分析麦积山石窟的潜在地震变形，讨论断裂尺度对地表变形的影响。研究结果表明，天水—宝鸡断裂地震变形以水平剪切为主，垂直形变次要且局部化，高震级使位移和应变量值、范围显著提升。麦积山石窟地区的地震位移、正应变和剪应变随震级的增大而增加，未来地震时石窟的东南方向位移最不利，剪应变为主要风险，可能导致岩体错动或局部剪切破坏。此外，断裂面尺度会影响计算结果，当断裂面深度达到15 km时，地表变形量趋于稳定，这一断裂面深度可作为西秦岭北缘断裂带天水—宝鸡断裂地震模拟参考值。研究结果对麦积山石窟的地震灾害风险评估及防治具有重要参考意义。

关键词

麦积山石窟 / 西秦岭北缘断裂 / 形变场特征 / 地震变形