三危山斷裂敦煌段古地震活動(dòng)特征

劉興旺 袁道陽(yáng) 姚 勝 鄒小波

1）甘肅蘭州地球物理國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，蘭州 730000

2）中國(guó)地震局蘭州巖土地震研究所，蘭州 730000

3）蘭州大學(xué)，地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院，蘭州 730000

0 引言

古地震是活動(dòng)斷裂研究的重要參數(shù)之一，指保存于地層記錄之中的史前大地震事件（冉勇康等，1999；鄧起東等，2008），其研究意義在于可突破儀器和歷史地震記錄時(shí)間較短的局限，使我們可以在更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上研究多個(gè)大地震的輪回，提高對(duì)活動(dòng)斷裂長(zhǎng)期地震行為的認(rèn)識(shí)以及地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究（鄧起東等，2008）。位于敦煌附近的三危山斷裂是阿爾金斷裂帶向NW 擴(kuò)展的重要分支斷裂（國(guó)家地震局“阿爾金活動(dòng)斷裂帶”課題組，1992；Xiaoetal．，2011；Cunningham，2013；劉興旺等，2018；云龍等，2019），其可能發(fā)生的地震災(zāi)害將直接影響敦煌、瓜州等城市的安全及莫高窟、陽(yáng)關(guān)等歷史文化遺跡的保存。通過(guò)古地震研究認(rèn)識(shí)三危山斷裂地震復(fù)發(fā)特征，對(duì)敦煌及其鄰區(qū)的地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)具有重要意義。

前人曾對(duì)三危山斷裂開(kāi)展過(guò)少量古地震研究：云龍等（2016b）通過(guò)對(duì)斷裂東段3個(gè)探槽的分析，辨認(rèn)出3次古地震事件，最早一次事件約發(fā)生在53ka前，第2次事件發(fā)生于距今約40ka時(shí)，最近的一次事件發(fā)生于距今7.42～2.47ka，但其對(duì)最近一次古地震事件的判定存在一定爭(zhēng)議；劉興旺等（2018）根據(jù)斷裂中、東段的3個(gè)探槽的分析及光釋光測(cè)年結(jié)果，確定斷裂在（40.3±5.2）～（42.1±3.9）ka有過(guò)1次古地震事件，斷裂為晚更新世斷裂。這些研究主要集中在斷裂中、東段，針對(duì)斷裂西段尚未開(kāi)展古地震的研究，同時(shí)未涉及古地震的復(fù)發(fā)特征、可能的震級(jí)等方面的研究。

基于高分辨率衛(wèi)星影像，我們發(fā)現(xiàn)在三危山斷裂西段，主斷裂已向前側(cè)盆地內(nèi)部擴(kuò)展。通過(guò)對(duì)最新的斷層陡坎進(jìn)行探槽開(kāi)挖和年代學(xué)研究，本文確定了斷裂古地震事件序列，討論了三危山斷裂地震復(fù)發(fā)特征及可能發(fā)生的地震震級(jí)。

1 構(gòu)造背景

新生代以來(lái)，印度板塊與歐亞板塊發(fā)生碰撞并持續(xù)向NE推擠，導(dǎo)致青藏高原持續(xù)隆升并不斷向N擴(kuò)展（Tapponnieretal．，2001），作為高原北邊界的阿爾金斷裂復(fù)活并存在多期強(qiáng)烈活動(dòng)，在高原變形中起著重要的調(diào)節(jié)作用（Meyeretal．，1998；Tapponnieretal．，2001；Yinetal．，2002；徐錫偉等，2003；李海兵等，2006；Zhangetal．，2007）。阿爾金斷裂以強(qiáng)烈的左旋走滑為主要特征，沿?cái)嗔褍蓚?cè)一系列山脈的隆升是其走滑及伴生的逆沖活動(dòng)的重要表現(xiàn)形式，如其南側(cè)的祁連山、黨河南山及大雪山等（李海兵等，2006）。同樣，北側(cè)三危山的隆升也與阿爾金斷裂的走滑有直接關(guān)系，在敦煌西水溝發(fā)現(xiàn)的敦煌群逆沖于中更新世酒泉礫石層之上是阿爾金斷裂第四紀(jì)早期向盆地內(nèi)部逆沖擴(kuò)展的直接證據(jù)（鄭劍東，1991；潘家偉等，2015），三危山屬于阿爾金斷裂向NW 擴(kuò)展的前緣地帶（Cunningham，2013）。三危山山體隆起的幅度規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于南側(cè)的祁連山、大雪山等山脈，反映該地區(qū)作為青藏高原抬升的前緣地帶，起始活動(dòng)的時(shí)間較晚，或作為分支斷裂，運(yùn)動(dòng)幅度和強(qiáng)度大為減弱，整體活動(dòng)性不強(qiáng)。

三危山斷裂發(fā)育于三危山西北麓（圖1），分割了敦煌盆地和踏實(shí)盆地，地貌上構(gòu)成了三危山斷塊隆起區(qū)與山前緩傾斜平原的分界線，具有對(duì)不同微地貌單元的控制作用，衛(wèi)星影像線性特征明顯，多構(gòu)成前第四紀(jì)地層與第四紀(jì)地層的分界線。該斷裂第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)特征明顯，斷裂東段發(fā)生過(guò)1933年安西5 級(jí)地震（顧功敘，1983）。三危山斷裂東起雙塔水庫(kù)一帶，向SW經(jīng)十工口子、蘆草溝、樹(shù)溝子，在敦煌經(jīng)過(guò)西水溝后進(jìn)入鳴沙山沙漠區(qū)，形跡不再清楚。斷裂整體走向N65°E，傾向以SE為主，傾角50°～70°，長(zhǎng)約175km。斷裂活動(dòng)以左旋走滑為主，兼有逆斷層特征，局部具正斷層特征。根據(jù)斷裂的幾何展布及斷錯(cuò)地貌特征，三危山斷裂可分為3段：東段（雙塔水庫(kù)—十工口子），長(zhǎng)約50km；中段（十工口子—樹(shù)溝子段），長(zhǎng)約65km；西段（樹(shù)溝子—西水溝），長(zhǎng)約60km，各段呈左階或右階排列（圖1）。斷裂沿線斷錯(cuò)地貌主要為基巖陡坎、斷層溝槽以及沖溝、山脊左旋等，晚更新世以來(lái)斷裂的左旋滑動(dòng)速率為0.28～0.33mm／a（云龍等，2016a）。

圖1 三危山斷裂地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig．1 Simple geologicalmap of the Sanweishan Fault．F1 阿爾金斷裂；F2 石包城斷裂；F3 巴兔山斷裂；F4 三危山斷裂；F5 鳴沙山斷裂；F6 黨河水庫(kù)斷裂；F7 陽(yáng)關(guān)斷裂

如前文所述，對(duì)于三危山斷裂古地震的研究主要集中在中、東段，在斷裂西段并未找到合適的地點(diǎn)開(kāi)展古地震研究（劉興旺等，2018）。在三危山斷裂西段的蚊子溝，谷內(nèi)晚更新統(tǒng)晚期沖洪積堆積的礫石層未被斷錯(cuò)（張?jiān)Ｃ鞯龋?989）；在榆樹(shù)溝，溝口沖洪積階地的熱釋光年齡約為40ka，其上未見(jiàn)斷裂活動(dòng)的跡象（張?jiān)Ｃ鞯龋?989），表明斷裂該時(shí)間段以來(lái)無(wú)明顯活動(dòng)。經(jīng)衛(wèi)星影像解譯，我們發(fā)現(xiàn)三危山斷裂在疙瘩井附近已擴(kuò)展至盆地內(nèi)部，形成分布于山前洪積扇上的斷層陡坎，該斷層陡坎的存在及活動(dòng)特征可能反映了斷裂西段最新的地震活動(dòng)。

2 三危山西段古地震事件

2.1 地貌特征及年代樣品測(cè)試

新發(fā)現(xiàn)的斷層陡坎距離三危山主斷層約2km，長(zhǎng)約1.3km，我們將其命名為三危山斷裂敦煌段。斷層陡坎在衛(wèi)星影像上線性特征明顯（圖2a），經(jīng)衛(wèi)星影像解譯和野外實(shí)地考察，本區(qū)可劃分為3級(jí)洪積扇面（圖2b）。A1為最新的仍在堆積的洪積扇，主要為現(xiàn)今河道，從衛(wèi)星影像上可看到流水的痕跡，在衛(wèi)星影像上顏色發(fā)白（圖2a）。A2洪積扇面的拔河高度約為1m，遠(yuǎn)離三危山后高度逐漸降低，表面有細(xì)粒粉砂土沉積。A3洪積扇的拔河高度為2～3m，主要分布于斷層上盤，在衛(wèi)星影像上的色調(diào)最深，呈青灰色（圖2）。斷層陡坎主要分布于A2和A3之間（圖2c），野外對(duì)斷層陡坎進(jìn)行了差分GPS測(cè)量，2條測(cè)量剖面（P1和P2，位置如圖2b所示）揭示陡坎高度為（2.3±0.3）m和（2.1±0.4）m，平均高度為（2.2±0.5）m。在此陡坎上開(kāi)挖了2個(gè)探槽（圖2b），探槽剖面揭示斷裂以低角度逆沖為主要特征，主要斷錯(cuò)晚更新世地層，存在2次古地震事件。

圖2 三危山斷裂西段疙瘩井的斷錯(cuò)地貌Fig．2 Fault landforms at the western segment of the Sanweishan Fault at Gedajing．a(chǎn)斷層陡坎衛(wèi)星影像；b衛(wèi)星影像解譯；c斷層陡坎野外照片；d斷層陡坎差分GPS測(cè)量

研究區(qū)主要為干旱—半干旱氣候，植被稀缺，有機(jī)碳沉積少，大多為沖洪積沉積物，可選取的測(cè)年物質(zhì)主要為沉積物中的粉細(xì)砂，測(cè)年方法主要采取光釋光測(cè)年（OSL）。光釋光測(cè)年法最早在1985年提出（Huntleyetal．，1985），經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，測(cè)試技術(shù)和方法有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和改善，測(cè)試精度不斷提高，已成為廣泛應(yīng)用于考古、第四紀(jì)環(huán)境、活動(dòng)構(gòu)造及古地震研究中重要的測(cè)年手段（陳杰等，1999；王旭龍等，2005；楊傳成等，2007；張克旗等，2015）。本研究先后2次采集了光釋光樣品，第1次測(cè)試的樣品結(jié)果較為混亂無(wú)序，存在較多層位年代顛倒的情況（表1）。因此，又重新補(bǔ)采了部分樣品進(jìn)行了測(cè)試（表2），用2次測(cè)試的結(jié)果綜合限定探槽內(nèi)各層位的年代。

表1 三危山斷裂光釋光樣品測(cè)年數(shù)據(jù)Table 1 OSL dating results of the Sanweishan Fault

表2 三危山斷裂光釋光樣品測(cè)年數(shù)據(jù)（續(xù)）Table 2 OSL dating results of the Sanweishan Fault（continued）

2.2 探槽1（TC－1）

探槽1開(kāi)挖處的陡坎高約1.2m，探槽長(zhǎng)約11m、寬3m、深3m，探槽中主要揭露8套地層和5條逆斷層（圖3）。

圖3 探槽1南壁照片及解譯圖Fig．3 Photos and interpretation map in the south wall of trench 1．

U1：青灰色礫石層，夾砂層透鏡體，靠近斷層處有礫石層褶皺彎曲；

U2：淡紅色砂層，古地表，在斷層作用下發(fā)生褶皺變形，裂縫發(fā)育，充填細(xì)砂，取光釋光樣品SWSOSL－13和SWS－1，年齡分別為（66.5±7.3）ka和（76.7±8.3）ka；

U3：灰色砂層，含小礫石，只在斷層下盤出露，坎前堆積，取光釋光樣品SWSOSL－14和SWS－2，年齡為（34.1±3.6）ka和（76.2±10.5）ka；

U4：灰色礫石層，礫石為片巖、片麻巖，粒徑多為3～5cm，分選好，磨圓差，斷層上盤較薄，下盤稍厚；

U5：青灰色砂層，取光釋光樣品SWSOSL－15、SWSOSL－16和SWS－3，年齡分別為（52.4±6.6）ka、（45.5±4.6）ka和（61.8±9.5）ka；

U6：淡紅色砂礫石層，上盤為現(xiàn)今地表，含砂較多，取光釋光樣品SWSOSL－23和SWS－4，年齡為（36.7±4.1）ka和（56.0±6.0）ka；

U7：崩積楔，混雜堆積；

U8：青灰色地表砂土層，堆積于斷層下盤，在其底部采光釋光樣品SWSOSL－17和SWS－5，年齡為（40.1±4.8）ka和（33.0±6.1）ka。

探槽揭露5條逆斷層，斷層傾角約為35°，F(xiàn)1和F2發(fā)育于U1層中，只斷錯(cuò)U1層。F5斷錯(cuò)U2和U3層，斷距較小，為次級(jí)斷層。F3和F4為主斷層，斷錯(cuò)至U6層，被U8層覆蓋。根據(jù)斷層和地層的切蓋關(guān)系、地層在斷層兩側(cè)沉積厚度的變化分析，該剖面記錄了2次古地震事件。較早的地震事件E2發(fā)生在U2層沉積之后，斷層的活動(dòng)使得U1和U2層發(fā)生褶皺變形，為坎前堆積U3層提供了空間，之后沉積U4、U5及U6層。最新一次地震事件E1發(fā)生在U6層形成之后，形成混雜堆積的崩積楔U7，之后被最新沉積的地表粉砂土層U8覆蓋。U2層的高差為2.4m，而地表的斷層陡坎高度僅為1.2m，表明U3層坎前堆積作用明顯。

2.3 探槽2（TC－2）

探槽2開(kāi)挖處的陡坎高約2.4m，探槽長(zhǎng)約12m、寬3m、深3m，探槽中主要揭露9套地層和3條逆斷層（圖4）。

圖4 探槽2北壁照片及解譯圖Fig．4 Photos and interpretation map in the north wall of trench 2．

U1：灰白色礫石層，粒徑較大，直徑多為5～8cm，磨圓度較好，分選差；

U2：淡紅色砂礫石層，古地表，在斷層作用下發(fā)生褶皺變形，裂縫發(fā)育，充填細(xì)砂，取光釋光樣品SWS－7，年齡為（77.3±11.4）ka；

U3：青灰色砂層，較松散，褶皺變形，取光釋光樣品SWSOSL－18和SWS－6，年齡為（32.1±3.7）ka和（76.5±8.8）ka；

U4：灰色礫石層，礫石為片巖、片麻巖，粒徑多為3～5cm，分選好，磨圓差，斷層上盤較薄，下盤沉積厚，未見(jiàn)底層；

U5：青灰色礫石與厚約10cm的灰色砂、礫石互層，礫石磨圓較差，水平層理，近斷層處褶皺變形明顯；

U6：灰白色礫石層，粒徑多為3～5cm，松散，磨圓分選差；

U7：淺紅色地表砂礫石層，采光釋光樣品SWSOSL－19，其年齡為（57.3±5.2）ka；

U8：崩積楔，混雜堆積；

U9：青灰色砂土層，主要堆積于斷層陡坎前側(cè)，在其底部采光釋光樣品SWSOSL－20、SWS－8和SWS－9，其年齡分別為（28.1±2.9）ka、（35.1±3.7）ka和（14.4±1.5）ka。

探槽揭露3條逆斷層，斷層傾角約為30°，F(xiàn)1發(fā)育于U1層中，只斷錯(cuò)U1層。F2斷錯(cuò)至U5層，在U5層內(nèi)以褶皺變形為主。F3斷錯(cuò)至U7層，被U9層覆蓋。探槽主要揭露2次古地震事件。較早的地震事件E2發(fā)生在U2層沉積之后，斷層的活動(dòng)使得U1和U2層發(fā)生褶皺變形，之后沉積U3—U6層，斷層下盤的沉積厚度普遍大于斷層上盤。最新一次地震事件E1發(fā)生在U7層形成之后，形成混雜堆積的崩積楔U8，之后被最新沉積的地表粉砂土層U9覆蓋。U2層在斷層下盤未出露，與探槽1內(nèi)的U2層進(jìn)行對(duì)比，兩者高差為2.4m，與地表斷層陡坎的高度基本一致，說(shuō)明探槽中記錄的事件完整。

2.4 古地震年代限定

2個(gè)探槽的距離很近，所限定的古地震事件也很一致，地震發(fā)生的層位也可以進(jìn)行對(duì)比。較早的E2事件斷錯(cuò)淡紅色古地表U2，之后沉積或堆積U3細(xì)粒沉積。在U2層中采集了3個(gè)年代樣品，其中2個(gè)年代樣品的結(jié)果較為一致，我們選擇誤差范圍較小的（76.7±8.3）ka作為本層的形成年齡。在U3層中采集了4個(gè)樣品，其年代差別很大，2個(gè)樣品的測(cè)年結(jié)果約為76.4ka，另外2個(gè)樣品的結(jié)果約為33.5ka，對(duì)上、下層位的年代進(jìn)行對(duì)比后，認(rèn)為33.5ka的結(jié)果不太合理。同樣，我們選擇距今（76.5±8.8）ka作為U3層的形成年代。因此，E2地震事件發(fā)生的年代為距今（76.5±8.8）～（76.7±8.3）ka。

最新的事件E1同樣斷錯(cuò)最新地表，被斷層下盤坎前堆積的最新細(xì)粒沉積物覆蓋。探槽1中U5層的年代位于2次地震之間，在U5中采集了3個(gè)樣品，年齡分別為（52.4±6.6）ka、（45.5±4.6）ka和（61.8±9.5）ka，差別較大，綜合考慮用三者的共同區(qū)間（55.8±3.3）ka代替U5的年齡。新地表U6（探槽2中為U7）有3個(gè)年齡結(jié)果，大致可分為56ka和36.7ka，考慮到U5的年代，56ka可能代表其早期形成年齡，36.7ka可能代表晚期發(fā)生地震事件之前的年齡。坎前堆積層有5個(gè)年代結(jié)果，考慮到地表層的結(jié)果，認(rèn)為距今（35.1±3.7）ka可能代表了其最早的沉積年代。因此，綜合考慮后認(rèn)為地震事件E1發(fā)生的年代為距今（35.1±3.7）～（36.7±4.1）ka。

3 討論

根據(jù)前人研究結(jié)果（圖5），三危山斷裂中段發(fā)生過(guò)一次古地震事件，其年代為距今（36.9±3.6）ka（或（40.3±5.2）ka）之前（劉興旺等，2018）；東段發(fā)生過(guò)的1次古地震事件的年代為距今（36.9±3.7）～（42.1±3.9）ka（云龍等，2016b；劉興旺等，2018）?？紤]到光釋光年代樣品測(cè)試誤差，這2次事件可能與西段新發(fā)現(xiàn)的年代為距今（35.1±3.7）～（36.7±4.1）ka的古地震為同一次事件，該次地震在三危山斷裂各段均有記錄，綜合年代結(jié)果分析，該次事件發(fā)生的年代約為距今（37±3.8）ka。對(duì)于更早的一次事件，中、東段探槽均未有揭露，根據(jù)西段探槽內(nèi)揭露的2次地震可知，每次地震形成的垂直位移大致相同，判定地震的復(fù)發(fā)符合特征地震模式（Schwartzetal．，1984），根據(jù)前一次地震發(fā)生的年代，復(fù)發(fā)間隔可能接近40ka，其復(fù)發(fā)間隔遠(yuǎn)大于青藏高原北緣其他活動(dòng)斷裂的古地震復(fù)發(fā)間隔（羅浩等，2016；何文貴等，2018；Shaoetal．，2018；劉興旺等，2020）。然而，針對(duì)哈薩克斯坦境內(nèi)天山北麓的Toraigyr斷層的研究表明，斷裂在距今3.15～3.6ka和（39.9±2.7）ka發(fā)生過(guò)2次地震事件，其間隔約為36.7ka（Grützneretal．，2017），與本研究的結(jié)果類似，表明斷裂具有超長(zhǎng)的復(fù)發(fā)周期。根據(jù)探槽1中U2層自距今約（76.7±8.3）ka以來(lái)形成的垂直位錯(cuò)約2.4m可得到斷裂的垂直滑動(dòng)速率為（0.03±0.01）mm／a。U2層產(chǎn)生的縮短約為7.1m，相應(yīng)的縮短速率為（0.09±0.01）mm／a，低斷裂滑動(dòng)速率可能是古地震復(fù)發(fā)周期長(zhǎng)的主要原因（張培震等，2008）。

圖5 三危山斷裂分段及古地震特征Fig．5 Characteristics of segmentation and paleoearthquakes in the Sanweishan Fault．

在三危山斷裂中段較早一期的古地表上發(fā)育多條張性裂縫，其內(nèi)充填細(xì)砂，年齡約為（22.9±3.0）ka，推測(cè)可能代表了1次古地震事件發(fā)生的年代（劉興旺等，2018）。三危山斷裂東段在距今（56.5±4.8）ka之前也曾有過(guò)1次古地震事件（云龍等，2016b），但未見(jiàn)距今約（22.9±3.0）ka的地震記錄。上述2次事件在敦煌段的探槽中均未見(jiàn)記錄，表明三危山斷裂地震活動(dòng)也可能存在分段性，有各段聯(lián)合活動(dòng)和分段活動(dòng)2種模式。聯(lián)合破裂可能復(fù)發(fā)間隔更長(zhǎng)、震級(jí)更大，而分段活動(dòng)的地震震級(jí)可能更小、復(fù)發(fā)間隔更短，要了解各分段斷裂活動(dòng)的復(fù)發(fā)特征需要對(duì)其開(kāi)展更為精細(xì)的研究。根據(jù)古地震探槽的研究，龍門山活動(dòng)斷裂帶也具有類似的活動(dòng)特征模式（冉勇康等，2018），北川－映秀斷裂中段與北段、江油－灌縣斷裂中段具有各自活動(dòng)的特征，但也可能發(fā)生聯(lián)合破裂，產(chǎn)生如類似汶川8級(jí)地震規(guī)模的地震，這種情況則周期較長(zhǎng)，全新世記錄僅有1次（冉勇康等，2018）。

在三危山斷裂西段山邊的主斷裂及附近區(qū)域未發(fā)現(xiàn)最新活動(dòng)的特征（張?jiān)Ｃ鞯龋?989；劉興旺等，2018），斷裂表現(xiàn)出向盆地內(nèi)部擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，若斷裂東、中段及敦煌段斷裂發(fā)生破裂，則破裂可能達(dá)到的長(zhǎng)度為120km，根據(jù)地表破裂帶長(zhǎng)度（SRL）與震級(jí)關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式（Wellsetal．，1994）（MW＝5.08＋1.16×log（SRL））推算的震級(jí)為7.5級(jí)。假如三危山斷裂中段65km發(fā)生破裂，推算的震級(jí)為7.2級(jí)；假如三危山斷裂東段50km發(fā)生破裂，推算的震級(jí)為7.1級(jí)。根據(jù)探槽1估算地震的同震位移為2.1m，利用最大位移（MD）與震級(jí)關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式（Wellsetal．，1994）（MW＝6.69＋0.74×log（MD））推算的震級(jí)為6.9級(jí)。需要指出的是，由于在斷裂沿線并未得到更多的同震位移數(shù)據(jù)，2.1m可能并不能代表地震的最大位移，因此MW6.9只能作為地震的最小參考震級(jí)。綜合考慮，三危山斷裂可能發(fā)生的地震的震級(jí)范圍為MW7.1～7.5。

根據(jù)斷裂的空間展布特征（圖1），新發(fā)現(xiàn)的斷裂西段盆地內(nèi)部斷裂也可能向SW 與鳴沙山斷裂相連接，在該情況下可能會(huì)發(fā)生震級(jí)更大的地震。需要指出的是，無(wú)論地震復(fù)發(fā)符合哪種模式，三危山斷裂的地震離逝時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng)，其未來(lái)的地震危險(xiǎn)性不容忽視，若發(fā)生與估算震級(jí)相當(dāng)?shù)牡卣?，則將對(duì)距離斷裂較近的敦煌、瓜州城區(qū)以及莫高窟文化遺址造成較大的震害。

4 結(jié)論

三危山斷裂位于發(fā)育于三危山西北麓，長(zhǎng)約175km，可分為東、中、西3段。本研究對(duì)斷裂西段進(jìn)行了野外地質(zhì)調(diào)查、古地震探槽分析及光釋光樣品測(cè)年，確定斷裂發(fā)生過(guò)2次古地震事件：事件E1發(fā)生的年代約為距今（35.1±3.7）～（36.7±4.1）ka；事件E2發(fā)生的年代約為距今（76.5±8.8）～（76.7±8.3）ka。斷裂晚更新世以來(lái)的垂直滑動(dòng)速率為（0.03±0.01）mm／a，相應(yīng)的縮短速率為（0.09±0.01）mm／a。

綜合前人研究結(jié)果，分析認(rèn)為三危山斷裂古地震活動(dòng)具有分段性特征，中、東段具有單獨(dú)破裂的可能性，也存在與敦煌段發(fā)生級(jí)聯(lián)破裂的可能性，根據(jù)已有的證據(jù)判斷級(jí)聯(lián)破裂的復(fù)發(fā)間隔約為40ka，復(fù)發(fā)周期較長(zhǎng)。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到三危山斷裂可能發(fā)生的震級(jí)范圍為MW7.1～7.5。無(wú)論是分段活動(dòng)還是級(jí)聯(lián)破裂，三危山斷裂的地震離逝時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng)，在青藏高原持續(xù)擴(kuò)展的前提下，其完全停止活動(dòng)的可能性不大，未來(lái)的地震危險(xiǎn)性值得關(guān)注。