劉昌偉 常祖峰 王光明 李鑒林

摘要：為進一步查明震區(qū)斷裂構造特征，摸清其風險底數(shù)，基于云南省地震災害風險普查漾濞縣1∶25萬地震構造填圖任務，對漾濞縣行政區(qū)內多條斷裂構造開展野外調查。結果表明：①結合震區(qū)新生代以來的構造演化開展分析，認為草坪斷裂在維西—喬后斷裂開始活動之前便已經形成，在地震破裂發(fā)生時此類先存斷裂對區(qū)域應力釋放具有十分重要的作用；②草坪斷裂為一條早第四紀斷裂，第四紀以來活動并不顯著，不具備獨立發(fā)生MS≥6.0強震的構造條件；③在維西—喬后斷裂中段全新世以來持續(xù)強烈的活動構造背景下，漾濞MS6.4地震為一次沿先存斷裂構造面發(fā)生破裂的地震事件；④地震精定位結果顯示，地震序列SE端存在分叉的幾何特征，認為地震產生的右旋剪切作用使得后期余震破裂繼承了臘時斷裂、小莊村斷裂及羅家村斷裂的幾何構造面，并分散、吸收了剩余應力。

關鍵詞：漾濞MS6.4地震；地震災害風險普查；草坪斷裂；發(fā)震構造

中圖分類號：P315.22文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2023）03-0323-09

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0038

0引言

2021年5月21日21時48分，云南省大理白族自治州漾濞縣（25.67°N，99.87°E）發(fā)生MS6.4地震，震源深度8km。該地震發(fā)生在川滇菱形塊體西緣維西—喬后斷裂附近，近十年來，此斷裂鄰區(qū)先后發(fā)生2013年洱源MS5.5和MS5.0、2017年漾濞MS5.1和MS4.7地震，中強震活動有明顯增多的趨勢，而此次漾濞MS6.4地震是維西—喬后斷裂附近發(fā)生的最高震級地震，其發(fā)震構造引起了諸多學者的關注。此次地震序列與地震烈度等震線長軸均與維西—喬后斷裂主干位置不一致，結合精定位和震源機制解結果，已有研究認為此次地震的發(fā)震構造為斷裂SW側的一條次級斷裂（姜金鐘等，2021；龍鋒等，2021；王月等，2021；段夢喬等，2021；張露露等，2021）。

諸多學者通過地球物理等方法討論了此次地震的發(fā)震構造，但對震區(qū)內的地質構造特征研究程度較低，相關研究較少。如李傳友等（2021）根據野外調查認為震中區(qū)存在一條未被識別的NW走向的斷裂，可能為發(fā)震構造。王光明等（2021）利用地震精定位，結合蘭坪—思茅地塊地質演化分析，認為震中附近的草坪斷裂為漾濞地震的發(fā)震構造。上述研究盡管指出了具體的發(fā)震斷裂，但關于其地質地貌特征、幾何結構、活動性以及運動學特征并沒有更多的深入調查，在已有地質資料中，發(fā)震區(qū)域內也并無標記NW向活動構造。因此，開展區(qū)域內發(fā)震斷層的地質調查對分析此次強震活動的地質成因與發(fā)震機制具有重要意義。

為進一步查明區(qū)域內活動斷裂構造特征，摸清風險底數(shù)，本文以漾濞縣1∶25萬地震構造填圖野外調查作為基礎，繪制出了漾濞縣行政區(qū)內斷裂構造圖，結合遙感影像、地震精定位等資料討論漾濞MS6.4地震發(fā)震構造，為漾濞縣地震危險性評估提供基礎資料。

1區(qū)域構造背景

新生代以來，研究區(qū)內多階段的構造演化造就了漾濞MS6.4地震震區(qū)內斷裂構造復雜的特征。一般來說，區(qū)域內構造演化歷史可劃分為3個階段（Roydenetal，2008）。①新生代早期（60～34Ma），印度板塊開始向歐亞板塊匯聚，約50Ma時古特提斯洋閉合，印度板塊與亞歐板塊發(fā)生碰撞（Tapponnieretal，1986；Najmanetal，2010；Wangetal，2011；Wuetal，2014），產生了顯著的地殼縮短變形，蘭坪—大理—思茅一帶的中生代地層廣泛發(fā)育褶皺與逆沖構造，其走向主要為NW至NNW。漾濞MS6.4地震震區(qū)內包括草坪背斜在內的諸多NNW向褶皺均屬于此構造階段的產物，即在持續(xù)的褶皺作用下進而產生了斷背斜構造——草坪斷裂，其與草坪背斜形成時代較為接近。②新生代中期（34～15Ma），在碰撞作用下青藏高原地殼縮短變形作用減弱，高原北部及東南部迅速抬升，最終碰撞作用使得中南半島被擠出（許志琴等，2011，2016；王洋等，2022）。此時期內，哀牢山—紅河剪切帶開始發(fā)生左旋走滑運動（Roydenetal，2008；劉俊來等，2011；宮偉，姜效典，2017）。③新生代晚期（15Ma至今），隨著印度板塊持續(xù)向北楔入，高原物質開始向東南緣移動，哀牢山—紅河剪切帶經歷了運動學性質由左旋走滑向右旋走滑的轉變，當今構造格局逐漸形成（Tapponnieretal，2001；Leloupetal，2001）。

漾濞MS6.4地震發(fā)生在哀牢山構造帶上，雛形為印支地塊與揚子地塊在印支期發(fā)生大規(guī)模碰撞形成的古縫合帶（Deweyetal，1988；從柏林，吳根耀，1993；Yin，Harrison，2000）。新生代以來，由于構造應力場的改變，川滇地區(qū)成為地質上構造活躍且復雜的區(qū)域，而哀牢山構造帶便是區(qū)域內活動性最強的大規(guī)模走滑構造帶之一（Philippeetal，1995；鐘大賚，1998；Caoetal，2011；戚學祥等，2014）。NW走向的金沙江斷裂、維西—喬后斷裂以及紅河斷裂作為此構造帶的主干斷裂共同構成了川滇菱形塊體的西部邊界。其中紅河斷裂與金沙江斷裂是具有長期演化歷史的走滑活動深大斷裂，在區(qū)域大地構造演化上具有重要地位，局部分段表現(xiàn)為晚更新世—全新世活動（鐘大賚等，1989；1995；Leloupetal，2001；伍先國，蔡長星，1992），歷史上多有強震發(fā)生，有時兩者統(tǒng)稱為金沙江—紅河斷裂帶。

維西—喬后斷裂又稱通甸—巍山斷裂，北起維西，經通甸、喬后、平坡，而后沿巍山盆地西緣展布，總長約280km（圖1）。大致以玉獅場、平坡為界，可將斷裂分為北、中和南3段。晚第四紀以來，其北段和中段主要表現(xiàn)為右旋走滑運動（任俊杰等，2007；常祖峰等，2014，2016b；Changetal，2018），南段（巍山盆地段）則主要表現(xiàn)為正斷運動性質（常祖峰等，2016a）。它與紅河斷裂一脈相承，是紅河活動斷裂帶的北延部分，并在川滇活動塊體形成、演化和運移過程中扮演著重要的角色（常祖峰等，2016b）。據常祖峰等（2021）的研究，馬頭水、蓋場、玉獅場等地揭示出多次7級以上古地震事件，其中不乏全新世活動的證據，斷裂中段（玉獅場—平坡）為全新世活動。

2漾濞縣地震構造

經過資料收集與初期野外調查，筆者繪制出了漾濞縣1∶25萬地震構造圖（圖2），圖2顯示了漾濞縣有7條主要斷裂構造。參考前人關于漾濞MS6.4地震序列精定位與地震地表形變調查結果，發(fā)現(xiàn)漾濞地震序列與草坪斷裂（F2）、臘時斷裂（F4）等小型NW斷裂在空間位置上較為接近。但現(xiàn)有資料缺乏對這些小斷裂的詳細描述。為查明震區(qū)相關斷裂的幾何特征、活動性及與此次地震的關系，筆者又針對性開展了更詳細的地質調查，現(xiàn)將震區(qū)內此部分斷裂的構造特征分述如下。

2.1NW向斷裂

（1）維西—喬后斷裂

維西—喬后斷裂（F1）位于蒼山西坡，整體走向300°～330°，兩端延伸出圖2，圖幅內屬于維西—喬后斷裂中段，為全新世活動斷裂（常祖峰等，2021）。圖幅內可劃分為兩段，北西段（金盞—冷水溝）兩側表現(xiàn)出不同時代的巖性，NE側地層為古生界蒼山群（Pzh～Pzsh）大理巖、片麻巖等變質巖，SW側地層為侏羅系花開左組（J2h1～J2h2）砂巖或泥巖。地貌上線性槽地并不清晰，可見多條沖溝同步右旋位錯，位錯量可達200m，至冷水溝村一帶形跡不可見。南東段（下壩—平坡）表現(xiàn)為由斷裂控制的河谷地貌，下壩村至淮安村一帶山麓可見線性分布，長度連續(xù)超過3km，下壩村附近可見斷層陡坎，斷裂穿過漾濞縣后形跡便不再清晰，出圖并最終延伸至巍山盆地西側。

（2）草坪斷裂

草坪斷裂（F2）北起抱荷嶺村南至措么廠村，整體走向310°～330°，破裂面整體向東陡傾，與草坪背斜樞紐相重合，長約36km。阿開場村附近可見草坪斷裂穿過兩處山脊并形成斷層埡口，斷裂沿埡口及溝槽發(fā)育（圖3a）。兩處埡口地層較為混亂，巖性破碎，公路邊削坡處均發(fā)現(xiàn)有斷層出露。其中阿開場NW側村尾附近可見斷層剖面（圖3b），斷層向東陡傾（70°∠85°），兩側白堊系景星組紫紅色泥巖（K1j2）在斷層作用下產狀發(fā)生偏轉形成牽引褶皺并伴有片理化（圖3c），表現(xiàn)為壓扭性質，其頂部（Qdl+el）地層未見錯斷或擾動。阿開場SE側附近可見斷層剖面（圖3d），斷裂帶寬約2m，帶內較為破碎為構造角礫，整體向東陡傾（65°∠83°），兩側為侏羅系花開左組砂巖（J2h），頂部（Qdl+el）坡積物未見錯斷。震后地質調查發(fā)現(xiàn)，斷層出露位置沿公路NW向100m處可見同震裂縫（Liuetal，2022），可見路面礫石被擠壓突出，形成小型鼓包，裂縫右旋錯開1cm。觀察切穿的路基發(fā)現(xiàn)，此破裂傾角近直立，未發(fā)現(xiàn)垂直錯動跡象，此段整體破裂出露長度超過50m，樹叢中可見延伸，具有良好貫通性，平均寬度1～3cm，走向為320°（圖3e）。沿斷裂向SE追索，梅家村附近可見構造角礫巖出露（圖4a），角礫呈次棱角狀，為鈣質膠結。華家莊村附近見斷層剖面（圖4b），斷層（235°∠50°）錯斷侏羅系花開左組砂巖（J2h），兩側均形成對稱牽引褶皺，表現(xiàn)為逆斷性質。措么廠村附近草坪背斜軸面在擠壓作用下產生斜歪（圖4c、d），甚至局部地層倒轉，草坪斷裂沿背斜核部發(fā)育（75°∠40°）表現(xiàn)出斷背斜的特征，頂部（Qdl+el）殘坡積物未見斷層影響。

（3）臘時斷裂

臘時斷裂（F4）位于草坪背斜西側，破裂面表現(xiàn)為西傾，北起花椒園村南至臘時村，地貌形跡表現(xiàn)不清晰，走向320°，與草坪斷裂近平行，長約21km?；ń穲@村附近可見斷層出露（圖5a），斷層（285°∠85°）向西陡傾，西側為花開左組砂巖（J2h），靠近斷層處見片理化（圖5b），局部絹云母化，東側為麥初菁組粉砂巖（T3m）。臘時村附近可見麥初菁組粉砂巖被錯斷（T3m），斷層產狀245°∠55°，斷面寬約20～30cm，為構造角礫，局部黏土充填（圖5c、d）。

2.2NNW向斷裂

區(qū)域內還發(fā)現(xiàn)了兩條NNW向斷裂，分別為小莊村斷裂（F7）和羅家村斷裂（F8），斷裂產狀均為東傾，顯示為擠壓的構造背景，在空間位置上向北延伸可能與草坪斷裂交匯。小莊村附近可見斷層（85°∠65°）錯斷三合洞組深灰色灰?guī)r（T3s1）（圖6a），并在周圍形成寬約10m的破碎帶，整體走向為355°，破裂面內充填角礫或鈣質膠結物，局部可見構造透鏡體（圖6b），顯示為擠壓的構造特征，表現(xiàn)為逆斷性質。羅家村一帶發(fā)育小型揉皺地層產狀混亂，斷裂兩側巖性差異明顯，西側為花開左組砂巖（J2h），東側為壩注路組紫紅色粉砂巖（J3b）（圖6c），斷層面寬約20～70cm，可見構造成因的片理化及碳化條帶（圖6d），頂部（Qdl+el）殘坡積物未受斷層錯動影響。

3討論

一般來說，剪切帶內巖石經歷快速冷卻被剝蝕至地表的年齡可以作為斷裂運動啟動的時間。有學者利用低溫熱年代學方法對哀牢山—紅河剪切帶內巖石的降溫事件年齡進行測定，認為維西—喬后斷裂構造運動的啟動時間是15～5Ma

（Lietal，2013；Wangetal，2020；王洋等，2022）。參考區(qū)域構造演化不難發(fā)現(xiàn)，草坪斷裂形成時間為印度—亞歐板塊碰撞之后約50～34Ma，說明其早在維西—喬后斷裂開始活動之前便已經形成。

第四紀以來，青藏高原東南緣構造背景發(fā)生了重大改變，先存斷裂構造特征與現(xiàn)今動向背景并不一致，但在地震破裂發(fā)生時先存斷裂對區(qū)域應力釋放依然具有十分重要的作用。通常情況下，地震破裂系統(tǒng)既受先存斷裂制約又有新生特點（丁國瑜，李永善，1979），不受先存斷裂帶控制而新產生的斷裂帶稱為新生活動斷裂帶，而利用先存斷裂帶構造節(jié)面繼續(xù)活動的斷裂帶稱為繼承性活動斷裂帶（虢順民等，1999；向宏發(fā)等，1999；徐杰，2011；吳坤罡等，2016）。繼承性活動斷裂帶一般按照其繼承特征可劃分為兩類：①同時繼承了運動性質及構造面。此類斷裂最大的特點表現(xiàn)為休眠后的復活或周期性活動，構造地貌記錄了較為完好的斷裂活動演化歷史，指示其運動性質、休眠時間甚至復活間隔。②僅繼承構造面。由于區(qū)域構造應力容易發(fā)生改變，繼承性活動斷裂帶更多表現(xiàn)出僅繼承構造面的特點，對此類發(fā)震斷裂進行研究時需要仔細甄別先存斷裂活動形成的殘留地貌與斷裂新活動形成的地貌。有時候，若發(fā)震構造繼承的構造面較為古老，這些先存斷裂的構造面特征即能夠對發(fā)震構造的幾何結構進行指示。

漾濞MS6.4地震序列精定位顯示其余震集中在草坪斷裂（F2）附近（圖7a）。經過野外調查發(fā)現(xiàn)，草坪斷裂與草坪背斜樞紐相重合，為斷背斜構造（圖2），草坪斷裂地貌特征并不顯著，未對第四紀盆地、河流產生控制，斷層剖面提示早—中更新世以來該區(qū)域均未發(fā)生過持續(xù)構造活動，是一條活動不顯著的早第四紀斷裂。據云南地區(qū)強震統(tǒng)計經驗分析，MS≥6.0地震在空間分布上具有群集性，其空間上與晚更新世或全新世活動斷裂具有對應關系（蘇有錦等，2001；蘇有錦，秦嘉政，2001；韓渭賓，蔣國芳，2004）。草坪斷裂作為一條第四紀以來不活動的斷裂，并不具備發(fā)生MS≥6.0強震的條件。我們認為在維西—喬后斷裂中段全新世以來持續(xù)強烈的構造運動背景下，漾濞MS6.4地震破裂在深部繼承了草坪斷裂的構造面，其運動性質與維西—喬后斷裂保持一致，為一次在新構造運動影響下沿先存斷裂構造面發(fā)生破裂的地震事件。

值得注意的是，漾濞MS6.4地震序列精定位結果顯示地震序列南東端出現(xiàn)散開或分叉的特征（圖7a），表現(xiàn)出了斷層系統(tǒng)幾何結構的復雜性（龍鋒等，2021；梁姍姍等，2021；宴金旭等，2021），震源斷層延伸至東南后發(fā)散為多條具右旋正斷性質的分支破裂，是共軛破裂或里德爾剪切破裂的結果（王光明等，2021）。根據野外調查，在地震序列東南端一帶發(fā)現(xiàn)臘時斷裂（F4）、小莊村斷裂（F5）及羅家村斷裂（F6），與精定位推測斷裂位置一致（圖7b、c）。參考漾濞地震序列的時空發(fā)展特征，東南端的分叉現(xiàn)象主要在地震序發(fā)展后期形成（王光明等，2021），Chen等（2022）研究表明，漾濞MS6.4主震震中東南端沿主破裂面方向的力矩密度急劇下降可能是余震分叉的主要原因。綜上認為漾濞MS6.4地震產生的右旋剪切作用使得后期余震破裂繼承了臘時斷裂（F4）、小莊村斷裂（F5）及羅家村斷裂（F6）的構造面，分散、吸收了剩余應力，并阻止了地震破裂進一步向SE方向延伸發(fā)展。

4結論

本文基于云南省地震災害風險普查漾濞縣1∶25萬地震構造圖填圖結果，對2021年云南漾濞MS6.4震區(qū)內斷裂構造開展了野外調查，初步分析了區(qū)域內斷裂特征，獲得了如下結論：

（1）草坪斷裂與草坪背斜樞紐相重合，為斷背斜構造，草坪斷裂在維西—喬后斷裂開始活動之前便已經形成，屬于先存斷裂；此構造面在地震破裂應力釋放過程中具有重要作用，能夠對發(fā)震構造的幾何結構進行指示。

（2）草坪斷裂是一條早第四紀斷裂，活動性并不顯著，不具備發(fā)生MS≥6.0強震的構造條件；漾濞MS6.4地震是一次在維西—喬后斷裂全新世構造運動影響下沿先存斷裂構造面發(fā)生破裂的地震事件，其同時繼承了維西—喬后斷裂的運動性質及草坪斷裂的構造面。

（3）臘時斷裂、小莊村斷裂及羅家村斷裂作為先存斷裂構造面在漾濞MS6.4地震破裂過程中起到了分散、吸收剩余應力的作用，其使得地震序列南東端余震分布出現(xiàn)散開或分叉的特征。

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