安艷芬

(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所,北京 100029)

鮮水河斷裂帶地震破裂段落的邊界特征研究

安艷芬

(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所,北京 100029)

作為“位于亞洲大陸東南部強(qiáng)烈變形場(chǎng)中的左旋剪切破裂帶,撕裂了高聳的青藏高原的東南部邊緣,在中國(guó)大陸內(nèi)部新構(gòu)造格局中占據(jù)著突出位置”的青藏高原東緣一條重要的左旋走滑斷裂帶,鮮水河斷裂帶有著豐富的歷史地震記錄、較清晰的地貌特征和地表破裂形跡,是開(kāi)展活動(dòng)斷裂定量研究、檢驗(yàn)地震破裂分段模型——獨(dú)立破裂模型和級(jí)聯(lián)破裂模型的理想場(chǎng)所,一直以來(lái)都吸引著很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。對(duì)鮮水河斷裂的深入研究是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)青藏高原東緣運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)機(jī)制的重要途徑,也是理解塊體邊界大型走滑斷裂帶強(qiáng)震復(fù)發(fā)規(guī)律的窗口。

前人在鮮水河斷裂帶已取得大量研究成果,地質(zhì)方面主要針對(duì)斷裂的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征展開(kāi),多位學(xué)者對(duì)鮮水河斷裂帶進(jìn)行了分段研究,但少有對(duì)段落邊界進(jìn)行特別關(guān)注。而段落邊界的研究程度對(duì)于是否能夠更好地認(rèn)識(shí)斷裂活動(dòng)特征及其與強(qiáng)震發(fā)生之間的關(guān)系具有重要意義。因此,論文選擇鮮水河斷裂帶段落邊界作為主要研究對(duì)象,以期能夠在這一方面有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

由于論文研究區(qū)是研究程度相對(duì)較高的活動(dòng)斷裂帶,這一前提一方面為研究提供了良好的基礎(chǔ)條件,另一方面也對(duì)論文提出了更高的要求。論文主要從破裂分段邊界特征分析的角度,著重于構(gòu)建段落邊界的演化模型,討論邊界特征與地震分段破裂行為的關(guān)系,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鮮水河斷裂帶斷裂活動(dòng)特征和強(qiáng)震復(fù)發(fā)規(guī)律。在此過(guò)程中取得了以下進(jìn)展:

(1)從斷裂活動(dòng)、地貌發(fā)育以及地層沉積等多方面對(duì)鮮水河斷裂帶段落邊界進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析,對(duì)段落邊界的演化過(guò)程與斷裂活動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行了探討。

(2)從段落邊界演化階段的分析來(lái)反映斷裂帶段落單元分段破裂行為特征。

(3)對(duì)鮮水河斷裂帶地震危險(xiǎn)性進(jìn)行了簡(jiǎn)要的評(píng)估。

本文的工作主要是綜合運(yùn)用地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)以及地層學(xué)等方法來(lái)研究段落邊界的活動(dòng)習(xí)性,還原段落邊界的演化過(guò)程,結(jié)合歷史地震破裂及古地震破裂等資料,分析鮮水河斷裂帶地震破裂分段行為,并且進(jìn)一步討論段落邊界的穩(wěn)定性,為區(qū)域地震危險(xiǎn)性分析提供依據(jù);同時(shí),通過(guò)本項(xiàng)研究可以為進(jìn)一步理解大型走滑斷裂帶的地震破裂過(guò)程、空間遷移規(guī)律,為建立川滇活動(dòng)塊體的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型提供科學(xué)依據(jù)。在分析和整理前人大量研究成果的基礎(chǔ)上,基于對(duì)斷裂帶地質(zhì)、地貌特征的調(diào)查分析,從構(gòu)造地貌的角度結(jié)合地質(zhì)學(xué)、測(cè)量學(xué)及年代學(xué)等方法,綜合運(yùn)用遙感、GIS、地質(zhì)、測(cè)量等多種手段,認(rèn)識(shí)鮮水河斷裂帶段落邊界斷裂活動(dòng)特征、地貌特征以及地層沉積特征等,還原段落邊界演化歷史,獲得其演化模型,并進(jìn)一步討論邊界演化與斷裂分段破裂行為之間的關(guān)系,主要獲得以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):

1 關(guān)于鮮水河斷裂帶的破裂分段

綜合鮮水河斷裂帶幾何展布、歷史地震破裂、地震活動(dòng)、深部結(jié)構(gòu)、斷層滑動(dòng)速率、古地震、強(qiáng)震復(fù)發(fā)特征以及最晚一次地震的離逝時(shí)間等資料,對(duì)鮮水河斷裂帶進(jìn)行破裂分段,總共分為爐霍段、道孚段、乾寧段、雅拉河段、色拉哈段、折多塘段、雪門(mén)坎段和磨西段8段。

2 關(guān)于鮮水河斷裂帶破裂分段邊界特征及其與地震分段破裂行為的關(guān)系

(1)斷裂活動(dòng)證據(jù)說(shuō)明鮮水河斷裂帶的爐霍段有向南東擴(kuò)展的趨勢(shì),道孚段存在向南東遷移的趨勢(shì);在蝦拉沱盆地中兩條邊界斷裂活動(dòng)的重疊區(qū)域具有由北西向南東遷移的特點(diǎn);盆地階地發(fā)育及地層沉積方面體現(xiàn)盆地的中心具有由北西向南東遷移的特點(diǎn)。盆地兩側(cè)邊界主斷裂活動(dòng)強(qiáng)度的遷移控制了盆地的發(fā)育過(guò)程和最新沉積中心的遷移,使其在高長(zhǎng)寬比下仍在發(fā)育中,而尚未到達(dá)消亡期。爐霍段和道孚段上7.5級(jí)左右的地震可以被蝦拉沱盆地控制,但爐霍段上更大震級(jí)的地震可能加速爐霍段向南東擴(kuò)展,使兩條斷裂貫通,產(chǎn)生級(jí)聯(lián)破裂。

(2)鮮水河斷裂帶的道孚段和乾寧段的最新活動(dòng)性具有由北西向南東遷移的趨勢(shì);在道孚盆地中兩條邊界斷裂活動(dòng)具有向盆地內(nèi)部遷移的特點(diǎn),且邊界斷裂的活動(dòng)受到以子龍斷裂為代表的系列橫向正斷層的影響。盆地階地發(fā)育及地層沉積方面的特征體現(xiàn)了盆地的沉積中心由盆地東側(cè)向盆地中心遷移的特點(diǎn)。盆地兩側(cè)的邊界主斷裂活動(dòng)性的遷移控制了盆地的發(fā)育過(guò)程和沉積中心的遷移。道孚段上和乾寧段上7.5級(jí)左右的地震可以被道孚盆地控制,但兩段未來(lái)貫通可能性極大,可能發(fā)生7.5～8級(jí)的地震,使兩條段落單元產(chǎn)生級(jí)聯(lián)破裂。

(3)乾寧盆地的演化受鮮水河斷裂帶乾寧段和中古斷裂的控制,且目前處于發(fā)育的初期。目前的沉積中心位于盆地的南東側(cè)。本拉分區(qū)與相鄰斷裂的間距超過(guò)10 km,可以認(rèn)為是永久性段落邊界,足以控制相鄰段落破裂的擴(kuò)展。

(4)折多山隆起的擠壓階區(qū)范圍的鮮水河斷裂帶段落單元相距寬度為9～13 km不等,本區(qū)為鮮水河斷裂帶永久性段落邊界。雅拉河段與雪門(mén)坎段之間存在著斷層走向約10～15°的彎曲,這一彎曲在以往的歷史地震破裂、兩側(cè)運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)(走滑和帶有逆沖分量走滑)、滑動(dòng)速率和貢嘎山局部擠壓隆升等方面反映為一個(gè)永久性段落邊界,兩側(cè)沒(méi)有發(fā)生級(jí)聯(lián)破裂的可能性。

(5)雅家埂拉分區(qū)的段落邊界為非持久性段落邊界,不具有阻止強(qiáng)震擴(kuò)展的能力。

(6)鮮水河斷裂帶北西段的蝦拉沱盆地和道孚盆地具有段落邊界的功能,但不具有持久性和穩(wěn)定性,有產(chǎn)生級(jí)聯(lián)破裂的可能。三段同時(shí)完全破裂的最大震級(jí)為8.0級(jí)左右?；葸h(yuǎn)寺盆地以及折多山隆起可以作為永久性段落邊界,阻止破裂擴(kuò)展,鮮水河斷裂帶中段的折多塘段、色拉哈段和雅拉河段主要表現(xiàn)為單獨(dú)破裂模式。鮮水河斷裂帶南東段的雅家埂拉分區(qū)有地震破裂貫通的歷史,因此該段落邊界也為非持久性段落邊界,雪門(mén)坎段和磨西段可以產(chǎn)生級(jí)聯(lián)破裂。

3 關(guān)于鮮水河斷裂帶潛在震源區(qū)劃分與震級(jí)上限分析

根據(jù)潛在震源區(qū)劃分的原則和依據(jù),鮮水河斷裂帶可以劃分為8個(gè)潛在震源區(qū)單元,分別為爐霍段、道孚段、乾寧段、雅拉河段、色拉哈段、折多塘段、學(xué)門(mén)坎段和磨西段,最大震級(jí)上限分別為MS7.7、MS7.7、MS7.5、MS7.7、MS7.3、MS7.3、MS7.5和MS7.6。考慮到級(jí)聯(lián)破裂的可能性,將斷裂帶劃分為5個(gè)主要的潛在震源區(qū):北西段、色拉哈段、折多塘段、雅拉河段和南東段,最高震級(jí)上限分別為MS7.9、MS7.7、MS7.3、MS7.3、MS7.8。

鮮水河斷裂帶;塊體邊界走滑斷裂帶;破裂分段邊界特征;段落邊界演化;潛在震源區(qū)劃分及最大震級(jí)上限分析

P315.2;

A;

10.3969/j.issn.0235-4975.2011.06.009

(作者電子信箱,安艷芬:anyf_04@163.com)