安寧河斷裂帶晚第四紀(jì)活動(dòng)的基本特征及強(qiáng)震危險(xiǎn)性分析＊

程建武,郭桂紅,岳志軍

(1.甘肅省地震局,蘭州 730000;2.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所,北京 100029;3.蘭州大學(xué)西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州 730000;4.四川省成都市川慶鉆探國(guó)際工程公司土庫(kù)曼分公司,成都 610051)

安寧河斷裂帶晚第四紀(jì)活動(dòng)的基本特征及強(qiáng)震危險(xiǎn)性分析＊

程建武1,2,郭桂紅3,岳志軍4

(1.甘肅省地震局,蘭州 730000;2.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所,北京 100029;3.蘭州大學(xué)西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州 730000;4.四川省成都市川慶鉆探國(guó)際工程公司土庫(kù)曼分公司,成都 610051)

通過(guò)影像解譯,結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查,利用第四紀(jì)地貌填圖、樣品采集和差分 GPS地貌面的測(cè)量等研究手段,對(duì)安寧河斷裂帶及其附近地區(qū)第四紀(jì)地貌特征與斷層活動(dòng)關(guān)系進(jìn)行了研究,分析了安寧河斷裂帶晚第四紀(jì)以來(lái)的活動(dòng)特征,探討了該斷裂上強(qiáng)震的危險(xiǎn)性。結(jié)果表明,晚第四紀(jì)以來(lái),安寧河斷裂帶有強(qiáng)烈左旋走滑和逆沖的雙重運(yùn)動(dòng)特征,由此可將其劃分為南、北兩段,北段最后一次活動(dòng)時(shí)間大約在公元 15世紀(jì),南段最后一次活動(dòng)時(shí)間為 1536年。安寧河斷裂帶北段的強(qiáng)震危險(xiǎn)性大于南段,且未來(lái)地震的強(qiáng)度在 7.5級(jí)左右。

安寧河斷裂帶;活動(dòng)斷裂;晚第四紀(jì);強(qiáng)震

0 引言

安寧河斷裂位于青藏高原東緣、橫斷山脈中段的東部,是青藏塊體與華南塊體的邊界斷裂之一。自新生代以來(lái),以喜馬拉雅山為中心的青藏高原地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升,并逐漸向四周擴(kuò)展。到晚第四紀(jì)時(shí),這一構(gòu)造抬升波及到了包括安寧河斷裂在內(nèi)的川滇地區(qū),安寧河斷裂就成為晚第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)較為強(qiáng)烈的川滇活動(dòng)塊體邊界斷裂帶。它北接鮮水河活動(dòng)斷裂,南接則木河活動(dòng)斷裂,東鄰大涼山斷裂,位于川滇活動(dòng)塊體的東邊界的中部,在活動(dòng)塊體邊界的動(dòng)力學(xué)過(guò)程中起著承上啟下的作用(圖 1)。安寧河斷裂總體走向近南北向,局部段落呈北偏東或稍偏西向,該斷裂不僅表現(xiàn)出鮮明的左旋走滑特征,也顯示了強(qiáng)烈的擠壓特征(張?jiān)罉虻?2004)。冕寧附近地區(qū)的震源機(jī)制解研究表明安寧河斷裂為走滑兼有逆沖分量的活動(dòng)斷裂(龍思勝,陳銀,2003;安歐,1997),現(xiàn)今 GPS測(cè)量結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)(張培震等,2003;呂江寧等,2003)。安寧河斷裂帶在晚第四紀(jì)反復(fù)經(jīng)歷了多次斷裂活動(dòng)和強(qiáng)震活動(dòng),特別是晚更新世以來(lái)活動(dòng)較為強(qiáng)烈,有許多破壞性歷史地震發(fā)生。作為邊界斷裂的安寧河斷裂帶不僅是一條活動(dòng)斷裂而且是一條強(qiáng)烈地震活動(dòng)帶(王新民等,1998;聞學(xué)澤等,2000;聞學(xué)澤,2000;周榮軍等,2001;徐錫偉等,2003a,b;喬慧珍等,2006;何宏林,池田安隆,2007;冉勇康等,2008)。

2008年四川汶川 8.0級(jí)地震的發(fā)生,使川西地區(qū)再次成為地震研究的熱點(diǎn)。汶川地震發(fā)生后,該地區(qū)強(qiáng)震的活動(dòng)可能向北或向南遷移,而安寧河斷裂是川西一條重要的邊界活動(dòng)斷裂,其晚第四紀(jì)以來(lái)的活動(dòng)特征和強(qiáng)震特征都值得關(guān)注。150年以來(lái)安寧河斷裂帶上沒(méi)有發(fā)生過(guò) 7級(jí)以上地震,尤其是北段存在明顯的 “缺震”和強(qiáng)震空段,是值得關(guān)注的地區(qū)。

1 安寧河斷裂帶的空間展布和影像及分段特征

1.1 安寧河斷裂帶的空間展布和影像特征

安寧河斷裂帶位于康滇地軸的軸部,是川滇南北構(gòu)造帶的主要斷裂,具有活動(dòng)強(qiáng)度大、滑動(dòng)速率高等特點(diǎn),在地貌和影像上呈明顯線性斷層地貌特征(圖 1a)。斷層主干斷裂貫穿安寧河河谷,斷層總體呈南北走向,傾向東或西,傾角 60°～80°,為逆沖斷層,個(gè)別地段可見(jiàn)正斷層。該斷裂形成于晉寧期,后經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化史中,對(duì)其周?chē)某练e和巖漿活動(dòng)有明顯的控制作用。在航磁異常圖和布格重力異常圖上,安寧河斷裂都有明顯的反映。該斷裂向下切割了莫霍面,是一條深大斷裂(國(guó)家地震局西南烈度隊(duì),1979;唐榮昌等,1989;Tanget al,1987)。

圖 1 安寧河斷裂帶構(gòu)造位置及其影像特征(a)安寧河斷裂帶附近影像及構(gòu)造簡(jiǎn)圖;(b)安寧河斷裂帶空間展布圖Fig.1 Tectonic position and the feature of the image in the Anning River Fault Belt(a) Image and the structure diagram in the Anning River Fault Belt;(b)Distribution pattern of the Anning River Fault

1.2 安寧河斷裂帶的幾何特征和分段特征

晚第四紀(jì)活動(dòng)的安寧河斷裂帶長(zhǎng)約 150～160 km,具有明顯的分段特征(圖 1)。野外第四紀(jì)構(gòu)造形跡調(diào)查表明,該斷裂帶具有明顯的不連續(xù)性,主要表現(xiàn)為在縱向上有分段性。斷裂帶大致可分為兩段(裴錫瑜,1998):北段從石棉縣的田灣到冕寧縣北,該段為由一系列次級(jí)斷層組成的左旋左階為主的逆沖走滑斷裂,平面結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。南段從冕寧到西昌(圖 1b),由一系列次級(jí)斷層斜列、斷續(xù)延伸組成 2條近平行斷裂,靠近河谷的西側(cè)斷層水平滑動(dòng)速率為 6.5 mm/a(徐錫偉等,2003a,b),2條分支斷層之間為擠壓抬升的線性臺(tái)地,東側(cè)斷裂控制了斷層槽谷,并發(fā)育為串珠狀的山間小盆地,西側(cè)斷裂的西邊為安寧河谷地。

2 安寧河斷裂帶晚第四紀(jì)活動(dòng)特征

安寧河斷裂帶是晚第四紀(jì)以來(lái),在先存斷裂破碎帶的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來(lái)的。該斷裂帶以左旋走滑兼逆沖為主,其活動(dòng)特征在各段落有很大的差異性。下面對(duì)幾個(gè)典型地段的斷層活動(dòng)特征作分析。

2.1 石棉縣紫馬跨村斷裂活動(dòng)特征

對(duì)安寧河斷裂帶北段研究最深入的是石棉縣南紫馬跨村附近的斷層地貌,前人對(duì)此做了大量工作(聞學(xué)澤等,2000),取得了諸多有意義的成果。本研究通過(guò)對(duì)該區(qū)微地貌填圖,挖探槽揭露斷層(圖 2a),發(fā)現(xiàn)在紫馬跨村北部約 1 km處,發(fā)育有 3級(jí)地貌面:T3為晚更新世冰水堆積臺(tái)地,堆積物直徑差異大,無(wú)分選性和磨圓度,形成時(shí)代為晚更新世,大約與安寧河 III級(jí)階地形成時(shí)代(30～46 ka)相當(dāng)(程建武,董治平,2009);T2臺(tái)地為沖溝階地,堆積物有分選性和磨圓度,形成時(shí)代大致與安寧河 II級(jí)階地相同(16～26 ka);T1為全新世沖洪積扇,發(fā)育有次級(jí)沖溝階地,斷層通過(guò)時(shí),同時(shí)切割了 3級(jí)臺(tái)地面,形成了斷塞塘、斷層陡坎和槽谷地貌,斷層的形跡較為清楚,形成時(shí)代與安寧河 I級(jí)階地的形成時(shí)代(4.1～10.3 ka)相當(dāng)(圖 2)。聞學(xué)澤等(2000)用流動(dòng)GPS測(cè)量了 T3級(jí)臺(tái)面上陡坎(29°00′30.3″N,102°16′50.8″E) 剖面(圖 4), 結(jié)果表明 , 該斷層陡坎為復(fù)合陡坎,是晚更新世以來(lái)斷層多期次活動(dòng)的綜合結(jié)果。陡坎總高度為 8.2 m,其中h1為新生陡坎,h1=2.4 m,h2為老陡坎,新陡坎的高度與附近的 T1階地面上的陡坎高度h=2.3 m相近,由此可以推斷出臺(tái)面上的新陡坎h1是全新世以來(lái)的斷層活動(dòng)形成的,并在 T1臺(tái)面亦有相同的記錄。

圖 2 冕寧縣紫馬跨村附近構(gòu)造地貌簡(jiǎn)圖(a)該區(qū)構(gòu)造地貌圖;(b)沖溝微地貌單元(圖中等高線間距為 0.2 m)Fig.2 Tectonic landfo rm in the Zimakua Village,Mianning County(a)Structure geomorphologicalmap in this area;(b)Microgeomorph unit of the ditch(the spacing of the Contour line is 0.2m)

在 T2臺(tái)地面上發(fā)育有 3條近東西向的小沖溝棄溝(圖 2a中的 “1”、“2”、“3”),這 3條小棄溝可能是在斷層左旋活動(dòng)時(shí)位錯(cuò)小水系留下的證據(jù)。圖 2a中 T2臺(tái)面被斷層水平位錯(cuò)(36±5)m(圖 2a中HS2)。

在 T1洪積扇面上發(fā)育的小沖溝正好垂直流過(guò)斷層(圖 2b),因此斷層的多期次活動(dòng)記錄被沖溝形成的階地保存下來(lái)。沖溝的 3級(jí)階地反映了斷層的 3次抬升活動(dòng)。斷層?xùn)|盤(pán)相對(duì)西盤(pán)抬升,在東盤(pán)抬升的沖溝形成階地(圖 2b),在西盤(pán)發(fā)育有斷塞塘。我們?cè)谝巴饫昧鲃?dòng) GPS測(cè)量了該小區(qū)的微地貌,等高線間距 0.2 m,T3階地高度V3=2.3 m,T2階地高度V2=1.57 m,T1階地高度V1=0.75 m。從地貌分析,水平位錯(cuò)主要標(biāo)志是 T1面階地坎HS被錯(cuò)斷 10.5 m(圖2b),其中最年輕的一次水平位錯(cuò)HS1=3.1 m。根據(jù)探槽記錄,階地坎位錯(cuò) 10.5 m的位移量有3次事件,以最年輕的一次事件的水平位錯(cuò)HS1=3.1 m為佐證,可以推測(cè) 10.5 m的位錯(cuò)量可能是這三次事件的總位移量,并且每次事件的位移量在 3.5 m左右。水位水平位移量與垂直位移量之比大約為 4∶1。

為了更好地理解斷層活動(dòng)期次與地貌的關(guān)系,冉勇康等(2008)在沖溝側(cè)面開(kāi)挖了探槽 Zmtc1(29°00′29.0″N,102°16′52.0″E)(圖 2b, 圖 3),取碳測(cè)年樣品,測(cè)年結(jié)果分別為:Zmtc1-1距今1349～1634(1492±142)a,Zmtc1-2距今 1811～1921(1870±60)a,Zmtc1-6距今 1053～1172(1113±63)a和 Zmtc1-7(5.3 ±0.4)ka(由于該值明顯比其它 3個(gè)14C樣品的測(cè)年值偏老,不確定性較大)。圖 3中的斷層 F1、F3和 F4分別錯(cuò)斷了不同的地層單元,形成明顯的 3次活動(dòng)事件,該探槽揭露出 3次古地震事件,第一次事件距今:1634～1811(1680±190)a,第二次事件距今556～1053 a。最后一次事件距今 508～556(532±24)a(冉勇康等,2008)。由于古地震的 3次事件和沖溝小階地 3級(jí)垂直位錯(cuò)和水平位錯(cuò)事件有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此可以推斷構(gòu)造微地貌的形成是斷層活動(dòng)響應(yīng)的具體表現(xiàn)。

圖 3 紫馬跨村跨斷層探槽揭露斷層剖面Fig.3 Fault profile of trench in Zi makua Village

綜上所述,可以得出紫馬跨村附近斷層活動(dòng)的定量數(shù)據(jù)(根據(jù)野外流動(dòng) GPS測(cè)量結(jié)果,精度在 0.2 m左右)。自距今 30～46 ka以來(lái),T3級(jí)臺(tái)面斷層陡坎高度為 8.2 m,因此斷層垂直滑動(dòng)平均速率為 0.27～0.18 mm/a;距今 16～26 ka以來(lái),T2臺(tái)地面水平位錯(cuò)量為 40 m,因此水平滑動(dòng)平均速率為 1.54～2.50 mm/a;距今 4.1～10.3 ka以來(lái),T1級(jí)臺(tái)面斷層陡坎高度是 2.4 m,因此斷層垂直滑動(dòng)平均速率為:0.59～0.23 mm/a;階地坎被斷層水平錯(cuò)斷 10.5 m,如果 T1階地面形成后就被累積斷層錯(cuò)斷位移量,則斷層的最小水平滑動(dòng)速率為 1.02～2.56 mm/a;如按照探槽揭露的 3次事件的位移量來(lái)計(jì)算,即 1.7 ka以來(lái)位移量為10.5 m,則最大水平滑動(dòng)速率為 6.17 mm/a。這里給出的定量活動(dòng)數(shù)據(jù)的上下限值更能準(zhǔn)確地顯示目前的研究水平。

圖 4 紫馬跨村 3級(jí)地貌面斷層陡坎測(cè)量剖面Fig.4 Measurement of the fault scarp at the third class land form surface in Zimakua Village

2.2 安寧河斷裂北段冕寧縣以北大海子村附近斷裂活動(dòng)特征

在冕寧縣城廂鎮(zhèn)大海子村附近(28°36′22.2″N,102°13′0.2″E), 安寧河斷裂的活動(dòng)形成的串珠狀的湖(當(dāng)?shù)厝私泻Ｗ?、斷層槽谷和斷層擠壓形成的透鏡狀隆起、洪積扇被斷層位錯(cuò)等地貌顯示了安寧河斷裂的存在(圖 5)。我們?cè)谝巴鈱?duì)斷裂附近填了斷裂活動(dòng)地貌圖(圖 5b),從圖中可以看出,斷層切割了晚更新世地層,形成了斷塞塘,在晚更新世洪積層的基礎(chǔ)上發(fā)育的串珠狀海子,同時(shí)由于構(gòu)造擠壓,在斷層附近形成了透鏡狀的隆起,最新斷層活動(dòng)錯(cuò)斷了全新世以來(lái)形成的小沖錐體,并形成了斷層槽谷地貌等。

冉勇康等(2008)在大海子開(kāi)挖了組合探槽DHZTC(圖 5b),揭示出斷層最后一次活動(dòng)是1536年西昌北—冕寧的 7.5級(jí)強(qiáng)震,這也說(shuō)明南段地震破裂可能到達(dá)該地區(qū)。

圖 5 冕寧北大海子村安寧河斷裂影像(a)及其斷層微地貌分布圖(b)Fig.5 I mage(a)and the micro-relief(b)of Anning River Fault in the Dahaizi Village,Mianning County

2.3 安寧河斷裂帶南段冕寧縣南高窯村斷層活動(dòng)特征

在安寧河斷裂帶南段冕寧縣南高窯村附近,斷層形跡清楚,主要表現(xiàn)為斷層陡坎、斷塞塘等斷層微地貌(圖 6a)。冉勇康等(2008)在斷層陡坎附近開(kāi)挖了探槽(28°30′32.5″N,102°11′51.7″E)、剖面中顯示斷層已經(jīng)錯(cuò)斷了地表,僅上覆表土層未錯(cuò)斷,這揭示斷層最后一次活動(dòng)為 1850年西昌 7.5級(jí)以上的地震。圖 6a-1給出了冕寧帽合山一帶安寧河斷裂典型的地貌特征,主要為斷層槽谷、斷塞塘等地貌,圖中 F示意斷層位置,圖6a-2為冕寧帽合山附近安寧河斷裂帶的斷層綜合剖面,斷層?xùn)|盤(pán)為西格達(dá)組湖湘地層,西盤(pán)為花崗巖,二者接觸帶為斷層通過(guò)位置,斷層產(chǎn)狀近直立,但該觀測(cè)點(diǎn)未取得較為理想的定量數(shù)據(jù)。

圖 6 安寧河斷裂帶南段活動(dòng)斷層位錯(cuò)地貌(a)和陡坎測(cè)量結(jié)果(b)(a-1)冕寧南帽合山附近地貌;(a-2)冕寧帽合山附近安寧河斷裂帶綜合剖面圖;(b-1)瀘沽鎮(zhèn)沙爾村斷層地貌;(b-2)冕寧瀘沽鎮(zhèn)沙爾村斷層陡坎測(cè)量剖面Fig.6 Dislocation relief(a)and the measurement of the fault scarp(b)in south segment of Anning River Fault Belt(a-1)Land form in the Maoheshan of Mianning;(a-2)Composite section of Anning River Fault Belt in the Maoheshan of Mianning;(b-1)Fault land form in Lugu Town;(b-2)Section of the fault scarp in Lugu Town of Mianning

2.4 安寧河斷裂帶南段冕寧縣瀘沽鎮(zhèn)沙爾村斷層活動(dòng)特征

在瀘沽鎮(zhèn)南的沙爾村發(fā)育有全新世洪積扇(28°15′29.6″N,102°11′42.8″E)。斷層通過(guò)該洪積扇時(shí),洪積扇面被錯(cuò)斷形成了斷層陡坎(圖 6b-1),我們?cè)谝巴饫闷こ吆土_盤(pán)對(duì)該陡坎進(jìn)行了測(cè)量,陡坎剖面圖(圖 6b-2)顯示,斷層陡坎高度h=7.5 m?，F(xiàn)有研究結(jié)果表明全新世洪積扇形成時(shí)代在 4.1～10.3 ka,由此推斷出全新世以來(lái)斷裂帶的垂直滑動(dòng)平均速率為 1.8～0.73 mm/a,該點(diǎn)附近的水系已被斷層左旋錯(cuò)斷,由于被錯(cuò)地貌面的時(shí)代難以確定,很難得到斷層水平滑動(dòng)速率(王新民等,1998)。在瀘沽鎮(zhèn)附近,裴錫瑜等(1998)根據(jù)斷層水平錯(cuò)距和地貌面年齡得出南段水平滑動(dòng)速率為 5.4 mm/a。

3 安寧河斷裂帶強(qiáng)震活動(dòng)特征

3.1 安寧河斷裂帶歷史強(qiáng)震活動(dòng)的特點(diǎn)

在安寧河斷裂帶附近的西昌地區(qū)歷史記載過(guò)1536年和 1850年 2次 7.5級(jí)地震(圖 7中虛線框所示),以后 150多年來(lái),除 1952年在冕寧以南發(fā)生過(guò)一次 6.5級(jí)地震外,沒(méi)有更大的地震發(fā)生?？梢钥闯霭矊幒訑嗔褞П倍翁幱诿黠@的 “缺震”狀態(tài)(圖 7中陰影部分),成為強(qiáng)震活動(dòng)的空段(聞學(xué)澤等,2008)。

圖 7 安寧河斷裂帶及其附近歷史強(qiáng)震分布圖Fig.7 Distribution of the historical earthquakes near the Anning River Fault Belt

3.2 安寧河斷裂帶強(qiáng)震危險(xiǎn)性討論

安寧河斷裂帶是川滇塊體的東邊界,位于龍門(mén)山斷裂的南部。強(qiáng)震一般都發(fā)生在邊界斷裂上,因此安寧河斷裂帶的強(qiáng)震危險(xiǎn)性值得討論。

第一,從地震地質(zhì)角度來(lái)講,安寧河斷裂帶北段已經(jīng)進(jìn)入了強(qiáng)震復(fù)發(fā)周期(冉勇康等,2008)。已有的古地震研究表明(冉勇康等,2008;聞學(xué)澤等,2000),在紫馬跨村附近斷層最后一次活動(dòng)時(shí)間約為公元 15世紀(jì)(1480年),根據(jù)古地震活動(dòng)的準(zhǔn)周期估計(jì),目前已達(dá)強(qiáng)震活動(dòng)的準(zhǔn)周期(冉勇康等,2008),且地震強(qiáng)度在 7級(jí)以上。同時(shí),安寧河斷裂南段 2次 7.5級(jí)以上地震的發(fā)生(聞學(xué)澤等,2007),對(duì)南段具有貫通作用,使該段應(yīng)力累積速度相對(duì)緩慢,因此發(fā)生大震的危險(xiǎn)性較低;而北段處于所謂的 “閉鎖”狀態(tài),因此北段的地震危險(xiǎn)性大于南段。

第二,從地震活動(dòng)性來(lái)分析,在安寧河斷裂帶上曾今發(fā)生過(guò)的歷史強(qiáng)震有公元 624年 8月 18日西昌 6.0級(jí)地震,公元 814年 4月 6日西昌一帶7級(jí)地震,公元 1536年 3月 29日西昌以北 7.5級(jí)地震,1850年 9月 12日西昌 7.5級(jí)地震,1913年8月冕寧 6.0級(jí)地震,1923年 8月冕寧大橋 5.5級(jí)地震,1952年 9月 30日冕寧—石龍 6.7級(jí)地震等強(qiáng)震。這些強(qiáng)震主要集中在斷裂的南段,北段為地震空段,僅發(fā)生了 1923年冕寧北 5.5級(jí)地震(韓渭賓,蔣國(guó)芳,2005),目前處于一種所謂的“缺震”狀態(tài),在這種情況下,北段有可能首先發(fā)生中強(qiáng)地震,強(qiáng)度應(yīng)在 7級(jí)以上。

第三,2008年汶川 8.0級(jí)地震發(fā)生在龍門(mén)山斷裂帶上,這必將對(duì)龍門(mén)山斷裂帶的南段至安寧河斷裂帶的北段產(chǎn)生一定的影響。應(yīng)力場(chǎng)的變化將會(huì)影響安寧河斷裂的地震活動(dòng)。

四川汶川 8.0級(jí)地震發(fā)生在龍門(mén)山斷裂帶上,屬于以逆沖型為主兼走滑性質(zhì)的地震。依據(jù)逆沖型斷裂的活動(dòng)性質(zhì),其應(yīng)力場(chǎng)調(diào)整的時(shí)間比走滑斷裂的更長(zhǎng)些(圖 8)。從構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的角度來(lái)分析,2001年昆侖山口西 8.1級(jí)地震后,該地區(qū)的應(yīng)變能將會(huì)向東和東南方向轉(zhuǎn)移,主要表現(xiàn)為在東昆侖斷裂帶和鮮水河斷裂帶上遷移,這有可能加劇這兩條斷裂上的地震危險(xiǎn)性。汶川 8.0級(jí)地震后由東昆侖斷裂帶、鮮水河斷裂帶及龍山斷裂帶為邊界構(gòu)成的馬爾康塊體相對(duì)西川盆地向東和東南方向移動(dòng)(張培震等,2008;李建彪等,2006)。由于東昆侖斷裂帶為左旋走滑斷裂,其南盤(pán)運(yùn)動(dòng)方向剛好與馬爾康塊體的運(yùn)動(dòng)方向一致,因此該斷裂兩盤(pán)的相互作用加強(qiáng),汶川地震的發(fā)生對(duì)該斷裂有加載作用。鮮水河斷裂帶也為左旋走滑斷裂,其東北盤(pán)的移動(dòng)方向剛好與馬爾康塊體的運(yùn)動(dòng)方向相反,因此馬爾康塊體向東和東南方向的運(yùn)動(dòng)弱化了鮮水河斷裂帶兩盤(pán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),汶川地震對(duì)該斷裂為卸載作用。從目前已發(fā)生的地震來(lái)看,這種判斷基本正確,今后應(yīng)密切注意東昆侖—庫(kù)瑪斷裂帶發(fā)生 6～7級(jí)地震的可能性。汶川地震的發(fā)生還加劇了川滇塊體向東南的運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致南北向安寧河斷裂帶呈加載趨勢(shì),因而該斷裂未來(lái)的地震危險(xiǎn)性較高。

圖 8 汶川 8.0級(jí)地震發(fā)震動(dòng)力學(xué)過(guò)程及構(gòu)造背景簡(jiǎn)圖(程建武,董治平,2009)Fig.8 Dynamic process and tectonic background of the MS8.0 Wenchuan earthquake(Cheng,Dong,2009)

綜上所述,安寧河斷裂的強(qiáng)震危險(xiǎn)性不容忽視,中國(guó)大陸已發(fā)生的幾次大震具有 “填空性”特點(diǎn),安寧河斷裂帶北段的 “缺震”狀態(tài)增加了大震“填空”的危險(xiǎn)性。

4 結(jié)論

4.1 安寧河斷裂帶晚第四紀(jì)活動(dòng)的基本特征

安寧河斷裂帶是川滇菱形活動(dòng)塊體東部邊界斷裂的一部分。當(dāng)川滇活動(dòng)塊體由北北西向南南東滑動(dòng)時(shí),活動(dòng)塊體在南南東方向的主應(yīng)力作用在南北向的安寧河斷裂上,分解成一個(gè)與斷裂平行的南北向水平滑動(dòng)分力和一個(gè)垂直于南北向斷裂面的壓力,從而使安寧河斷裂既具有走滑特性,也具有擠壓特征。

根據(jù)安寧河斷裂帶的活動(dòng)特征,一般將其劃分為南、北兩段,石棉—冕寧段由較單一斷層組成,晚第四紀(jì)以來(lái)斷層活動(dòng)表現(xiàn)為擠壓和走滑的雙重特征。垂直滑動(dòng)速率與水平滑動(dòng)速率比為4∶1,距今 30～46 ka以來(lái)斷層垂直滑動(dòng)平均速率為0.27～0.18 mm/a;距今 16～26 ka以來(lái)水平滑動(dòng)平均速率為 1.54～2.50 mm/a;距今 4.1～10.3 ka以來(lái)斷層垂直滑動(dòng)平均速率為 0.59～0.23 mm/a。最小水平滑動(dòng)速率為 1.02～2.56 mm/a,1.7 ka以來(lái)最大水平滑動(dòng)速率可能為 6.17 mm/a。冕寧—西昌段由 1～2條斷層組成,全新世以來(lái)該段垂直滑動(dòng)平均速率為 1.8～0.73 mm/a,水平滑動(dòng)速率為5.4 mm/a。而冕寧東北的大海子—干海子一帶為南、北兩段的過(guò)渡段,該處斷裂有東、西 2支分支斷層。其中大海子—干海子一帶為斷裂帶的東支斷層,該斷層的最后一次活動(dòng)與 1536年西昌 7.5級(jí)地震有關(guān),古地震揭示西昌強(qiáng)震的破裂帶有可能到達(dá)該段。

4.2 安寧河斷裂帶的強(qiáng)震危險(xiǎn)性

地震地質(zhì)研究表明安寧河斷裂帶歷史上有多次強(qiáng)震發(fā)生,該斷裂帶是一條強(qiáng)地震活動(dòng)帶,斷裂北段的“缺震”狀態(tài)和古地震研究結(jié)果表明,北段目前已進(jìn)入了強(qiáng)震活動(dòng)的復(fù)發(fā)間隔期(冉勇康等,2008;聞學(xué)澤等,2000),并且 2008年汶川8級(jí)地震對(duì)該區(qū)應(yīng)力場(chǎng)也有影響。隨著時(shí)間的推移,斷裂帶的強(qiáng)震危險(xiǎn)性在增加,且北段的強(qiáng)震危險(xiǎn)性大于南段,未來(lái)地震的強(qiáng)度在 7.5級(jí)左右。

感謝中國(guó)地震局地質(zhì)研究所冉勇康研究員、張培震研究員、徐錫偉研究員和四川省地震局聞學(xué)澤研究員對(duì)本研究野外工作的指導(dǎo)。感謝陳立春博士參與了部分野外工作。感謝四川省地震局和西昌地震監(jiān)測(cè)中心對(duì)本研究工作的大力支持。

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Basic Characteristics and Earthquake Risk Analysis of the Anning River Fault Zone in the West of Sichuan Province

CHENG Jian-wu1,2,GUO Gui-hong3,YU E Zhi-jun
(1.Earthquake Administration of Gansu Province,Lanzhou730000,Gansu,China)
(2.Institute of Geology,China Earthquake Administration,Beijing100029,China)
(3.Key Laboratory of Mechanics of Western Disaster and Environment of Lanzhou University,Lanzhou730000,Gansu,China)
(4.Chuanqing O FS International Engineering Company,Chengdu610051,Sichuan,China)

O n the basis of the i m age interpretation,geological investigation of the field by Quaternary mapping,sample collecting and difference GPS measuring of the surface etc.,We study the relationship between quaternary geomorphologic features in the Anninghe River Fault Zone.And the adjacent region and the activity of Anninghe Fault Zone.And we analyze the activity characteristics of the Anninghe River Fault Zone since L ate Quaternary,and discuss the risk of strong earthquakes in the Anninghe R iver Fault Zone.The results show that the Anninghe River Fault Zone featured a strong left-lateral strike slip and thrust since the L ate Quaternary.The Anninghe River Fault Zone can be divided into two parts; in the north segment, the last earthquake event may occurred around the15th century AD, in the south segment, the last event may occurred in1536in Xichang City of Sichuan Province.The strong-earthquake risk in the north segment of the Anninghe River Fault Zone is higher than the one in the south segment and the future strong earthquake's magnitude will be7.5or so.

Anninghe River Fault Zone;active fault;Late Quaternary;strong earthquake

P315.72+5

A

1000-0666(2010)03-0265-08

2009-06-09.

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2004CB418401)和國(guó)家自然科學(xué)基金(40904010)聯(lián)合資助 .中國(guó)地震局蘭州地震研究所科研論著號(hào):Lc2010007.