鮮水河斷裂帶地震破裂段落的邊界特征研究

安艷芬

(中國地震局地質(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)破裂模型的理想場所,一直以來都吸引著很多國內(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,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)等方法來研究段落邊界的活動(dòng)習(xí)性,還原段落邊界的演化過程,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)育過程和最新沉積中心的遷移,使其在高長寬比下仍在發(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?？紤]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)