中国地震活动频繁，且有着悠久的历史记录。然而，由于公元前没有现代观测仪器以及记录文字稀少，地震的震级和震中位置往往难以精确确定。公元前780年岐山地震是中国历史地震目录中记录的首个7级以上强震事件，其重要性不言而喻，该地震的准确震中和震级也一直存在争议。地震学家通常将震中定在岐山县，但这个区域范围较大，导致震中位置存在超过100公里的空间不确定性。震级也被估计为≥7级，同样缺乏确凿证据。

图1. 秦岭北缘构造背景及历史地震记录

针对这些问题，中国地震局地质研究所石文芳博士生在尹金辉研究员的指导下，选取了780 BC岐山地震宏观震中附近秦岭北麓基岩滑坡群中的一个滑坡堰塞湖——甘湫池，利用探地雷达（GPR）探测湖泊沉积物地层结构，并开挖了一个探坑进行沉积物地层结构分析和序列碳十四（14C）测年。

GPR探测结果显示，甘湫池堰塞湖沉积物可以分为两个部分：上部是相对均匀的细颗粒沉积物，下部是块石和基岩（结合探槽剖面解译结果）（图2）。

图2：3个250 MHz雷达剖面解译图。虚线表示雷达表面。实线表示解译的地质界面。红色实线表示堰塞湖沉积的砂层和粘土之间的边界。

蓝色实线表示湖泊粘土层和滑坡沉积物之间的边界。图(a)和(b)中白色正方形标记表示探槽在剖面A1-A2中的投影位置。

探槽剖面揭示了甘湫池堰塞湖沉积物厚约1.88米，覆盖在滑坡堆积块石之上。通过对沉积物特征、沉积相和粒度分析，分为六个沉积层（图3）。

图3：探槽(西壁)的地层剖面图。黑色三角形表示14C测年样本的采集深度。

对粘土层中采集的13个碳屑样品进行14C年代测定，并结合沉积模型分析（图4），最终确定甘湫池的形成年代为公元前758年至公元前486年（95.4%置信区间）。这一结果与岐山地震的历史记录非常吻合，为该地震的真实性提供了可靠的证据。结合地质地貌、区域构造背景和滑坡分布特征，甘湫池滑坡很可能是由公元前780年岐山地震触发的。

图4：序列碳屑样品年龄-深度模型

本项研究工作为公元前780年岐山地震的真实性提供了可靠的证据，并对该地震的震中和震级进行了更精确的限定。结果表明，岐山地震的影响范围不仅限于鄂尔多斯块体西南缘，还延伸至秦岭北麓，震源破裂长度可能达到140公里，震级可能为Ms 7.82（Mw 7.5）。研究成果有助于更全面地了解岐山地震的破坏程度和影响范围，以及完善中国历史地震目录，并为该区域地震风险评估以及防震减灾工作提供重要的基础数据。

本研究成功地展示了利用滑坡堰塞湖沉积物年代学来确定公元前历史地震参数的研究思路。

研究成果于2024年7月发表在地震研究领域国际权威期刊Seismological Research Letters，得到了中央级公益性科研院所基本科研业务专项（项目编号：IGCEA1903）和国家重点研发计划项目（项目编号：2021YFC3000601）的资助。

论文信息：Shi, W., J. Yin*, S. M. Mudd, W. Xu, and Y. Zheng (2024). Field Validation of the First Recorded Historically Major (Mw≥7) Earthquake in China Based on the Age of the Landslide-Dammed Lake, Seismological Research Letters.1–12.