龍門(mén)山前緣的蘆山地震與逆沖－滑脫褶皺作用

李 勇，周榮軍，趙國(guó)華，蘇德辰，閆 亮，顏照坤，云 錕

（1.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），成都610059；2.四川省地震局 工程地震研究院，成都610041；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所，北京100037）

龍門(mén)山?jīng)_斷帶是青藏高原和四川盆地之間的一個(gè)線性的、非對(duì)稱(chēng)的邊緣山脈，北起廣元，南至天全，長(zhǎng)約500km，寬約30km，呈北東—南西向展布，從西向東發(fā)育茂汶斷裂、北川斷裂帶和彭灌斷裂，活動(dòng)性強(qiáng)，具有明顯的地震風(fēng)險(xiǎn)性[1－4]。它現(xiàn)今的構(gòu)造地貌形態(tài)就是地震構(gòu)造作用驅(qū)動(dòng)的隆升過(guò)程與表面過(guò)程驅(qū)動(dòng)的剝蝕過(guò)程之間持續(xù)不斷競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。龍門(mén)山與山前地區(qū)的高差＞4km，顯示了龍門(mén)山是青藏高原邊緣山脈中的陡度變化最大的邊緣山脈[3－5]。龍門(mén)山及鄰區(qū)的均衡重力異常顯示龍門(mén)山地區(qū)的地殼尚未達(dá)到均衡，下地殼頂面抬升了11km[3]，處于強(qiáng)烈的剝蝕階段，長(zhǎng)周期巖石隆升率達(dá)6～7mm／a[5－7]，剝蝕厚度達(dá)6～10km[7，8]。目前已提出了3種龍門(mén)山的隆升機(jī)制，分別為地殼縮短（crustal shortening）機(jī)制[9]、下地殼通道流（channel flow）機(jī)制[10－12]和均衡反彈成山模式[6，13]。

圖1 2008年以來(lái)龍門(mén)山及四川盆地的地震及其空間展布圖Fig.1 Earthquakes and spatial distribution in the Longmenshan and Sichuan Basin since 2008

1929年趙亞曾先生首次在龍門(mén)山發(fā)現(xiàn)了飛來(lái)峰構(gòu)造，1945年黃汲清先生提出了龍門(mén)山式構(gòu)造。汶川（Ms 8.0）特大地震（圖1）發(fā)生后，國(guó)際地學(xué)界對(duì)龍門(mén)山給予了前所未有的重視，使之成為當(dāng)前國(guó)際地學(xué)界研究和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)地區(qū)之一[5，7，9，12－20]。2013年4月20日蘆山（Ms 7.0）地震發(fā)生，這是在相繼5年內(nèi)在龍門(mén)山發(fā)生的第2次特大地震（圖1）。許多地質(zhì)學(xué)家及研究機(jī)構(gòu)[21－30]對(duì)蘆山地震的震源機(jī)制、破裂過(guò)程、地震烈度、地表變形特征、余震分布規(guī)律等情況進(jìn)行初步的調(diào)研和模擬，并公開(kāi)發(fā)布了初步的研究成果。在此基礎(chǔ)上，作者根據(jù)對(duì)蘆山地震的構(gòu)造變形與地表響應(yīng)、龍門(mén)山南段活動(dòng)斷裂的野外實(shí)地調(diào)查資料，并結(jié)合地表測(cè)量、GPS地表形變場(chǎng)、ETM／TM圖像、數(shù)字高程模式圖和航片等資料，通過(guò)對(duì)該區(qū)的構(gòu)造變形樣式、活動(dòng)斷裂、歷史地震等方面對(duì)比與分析，將龍門(mén)山南段和前緣地區(qū)劃分為龍門(mén)山?jīng)_斷帶和前緣擴(kuò)展變形帶2個(gè)構(gòu)造變形帶，明確了它們?cè)跇?gòu)造變形樣式、活動(dòng)斷裂、歷史地震的差異性，進(jìn)而分析了龍門(mén)山前緣地區(qū)的逆沖、滑脫和擴(kuò)展作用及其與蘆山地震發(fā)震模式之間的成因機(jī)制，認(rèn)為蘆山地震形成于龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶，其發(fā)震斷裂為大邑?cái)嗔?，斷層面傾向北西，向下呈鏟狀，并匯交于滑脫面。該滑脫面就是蘆山地震的震源層。

1 龍門(mén)山南段及前緣地區(qū)的地震構(gòu)造分帶

根據(jù)已獲得的地表、鉆井和深部物探資料，可將青藏高原東緣劃分為松潘－甘孜造山帶、龍門(mén)山?jīng)_斷帶和四川盆地等3個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元。在龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)，可將其進(jìn)一步細(xì)分為4個(gè)構(gòu)造帶（圖2），從西到東分別是松潘－甘孜造山帶、龍門(mén)山?jīng)_斷帶（A帶）、龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶（簡(jiǎn)稱(chēng)山前帶，B帶）、成都盆地和龍泉山褶皺帶。其中龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶、成都盆地和龍泉山褶皺帶均位于龍門(mén)山山前的四川盆地西部。本文主要討論龍門(mén)山?jīng)_斷帶（A帶）和龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶（B帶）的地震構(gòu)造分帶及其構(gòu)造樣式的差異性。

1.1 龍門(mén)山?jīng)_斷帶地震活動(dòng)帶

圖2 龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)ETM圖像與地表斷裂分布圖Fig.2 ETM image and surface faults in the south segment of the Longmenshan and its front areas

在龍門(mén)山南段，龍門(mén)山?jīng)_斷帶位于前山斷裂（彭灌斷裂或雙石斷裂）與后山斷裂（茂汶斷裂或隴東斷裂）之間（圖2），呈北東－南西向展布，系由一系列大致平行的疊瓦狀巖片帶構(gòu)成，具典型的推覆構(gòu)造特征，可細(xì)分為后山帶和前山帶。其中后山帶位于茂汶斷裂（隴東斷裂）與北川斷裂（五龍斷裂）之間，屬變形變質(zhì)構(gòu)造帶，主要由前震旦系黃水河群、志留系茂縣群和泥盆系危關(guān)群的淺變質(zhì)巖以及前震旦系雜巖體組成。其構(gòu)造樣式主要為斜歪－倒轉(zhuǎn)的相似褶皺，內(nèi)部面理和線理都比較發(fā)育；在寶興雜巖體中發(fā)育脆－韌性剪切帶，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的片理化帶。其后緣斷裂為茂汶斷裂，斷面傾向北西，呈鏟式向下延伸，具韌性斷層特征；其前緣斷裂為北川斷裂，走向北東，傾向北西，斷裂構(gòu)造巖發(fā)育，具脆－韌性斷層特征。前山帶位于北川斷裂（五龍斷裂）與彭灌斷裂（雙石斷裂）之間，屬變形變位構(gòu)造帶，主要由上古生界－三疊系沉積巖構(gòu)成。該帶發(fā)育2種構(gòu)造樣式：一種為疊瓦狀構(gòu)造，由一系列向南東逆沖的近平行的逆沖斷層構(gòu)成，卷入的地層為上古生界及三疊系中下統(tǒng)碳酸鹽巖地層；另一種為飛來(lái)峰構(gòu)造（如：金臺(tái)山飛來(lái)峰），具雙層推覆的性質(zhì)，上層為由古生界及中下三疊統(tǒng)構(gòu)成的飛來(lái)峰，底面及地層產(chǎn)狀較平緩，變形較弱；而下層主要由上三疊統(tǒng)須家河組含煤地層構(gòu)成，褶皺及斷裂發(fā)育，屬“近外來(lái)巖”。該帶的前緣斷裂為彭灌斷裂，走向北東，傾向北西，傾角較陡；斷裂構(gòu)造巖以角礫巖和碎裂巖為主，具淺層次的脆性斷層變形特征。因此，該構(gòu)造帶屬于較強(qiáng)變形帶，具變形、變位的“兩變”特征，主要由已強(qiáng)烈變形和變位的沉積巖構(gòu)成，其特點(diǎn)在于構(gòu)造作用（如推覆、滑覆等作用）下原始地層被分割成許多構(gòu)造巖片[31，32]。

在龍門(mén)山南段，龍門(mén)山?jīng)_斷帶的活動(dòng)性僅在彭灌斷裂（雙石斷裂）有所發(fā)現(xiàn)[6，33－35]。在大邑雙河一帶，彭灌斷裂的新活動(dòng)造成了邊坡脊、斷塞塘和右旋位錯(cuò)沖溝等現(xiàn)象，平均水平滑動(dòng)速率在0.9mm／a左右[33]，具有明顯的逆沖兼右旋走滑的運(yùn)動(dòng)特征，垂直斷距介于10～30m之間，水平斷距介于20～80m之間；同時(shí)，探槽資料揭示了彭灌斷裂的南段（雙河斷裂）在930aB.P.和3 800aB.P.存在2次古構(gòu)造和古地震事件[6，35，36]。

在龍門(mén)山南段，歷史上最大的地震為6?2級(jí)，5～6級(jí)地震數(shù)量稀少，3～4.9地震數(shù)量較多，震源深度一般為20～25km。其中≥6級(jí)的地震有3次，包括1327年9月天全 M 6?2級(jí)地震、1941年6月12日天全西M 6.0級(jí)地震和1970年2月24日蘆山縣長(zhǎng)石壩M 6.2級(jí)地震，主要分布于雙石斷裂和五龍斷裂，但中強(qiáng)地震和小震則主要分布于雙石斷裂（圖3）。

圖3 龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)地表斷裂、歷史地震、蘆山地震及余震的分布圖Fig.3 Surface faults，historic earthquakes，the Lushan earthquake and its aftershocks in the south segment of the Longmenshan and its front areas

龍門(mén)山?jīng)_斷帶的構(gòu)造特色顯示為推覆作用－滑脫作用，導(dǎo)致地層多次重疊，形成構(gòu)造巖片，其底部的滑脫－推覆面的深度一般為15～25km，略向西北傾。推覆體由北西向南東的推覆作用和逆沖作用是導(dǎo)致該區(qū)地震活動(dòng)的根本原因，而且地震多發(fā)生于底部滑動(dòng)面。因此，震源的地表投影——震中往往不沿地表斷裂帶分布，而常見(jiàn)于其西北側(cè)的推覆體中。按構(gòu)造部位，汶川地震就發(fā)生在這樣的構(gòu)造環(huán)境中，在地表形成了2條近于平行的地表破裂，地表出露的逆沖斷層（北川斷裂和彭灌斷裂）呈鏟狀向下延伸，并匯交于滑脫面。該滑脫面就是汶川地震的震源層。

1.2 龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶地震活動(dòng)帶

該帶屬于龍門(mén)山?jīng)_斷帶南段的前緣擴(kuò)展變形區(qū)（圖2、圖3），介于彭灌斷裂與大邑?cái)嗔阎g，屬弱變形構(gòu)造帶。地表主要出露侏羅系至第三系紅層，累計(jì)厚度為2.92km。其中侏羅系以雜色砂巖和泥巖為主，厚度約為2.1km；白堊系為磚紅色砂泥巖，厚度為2km左右；古近系以棕紅色粉砂巖、泥巖為主，含多層芒硝，厚度為720m。地表構(gòu)造顯示為一系列軸向?yàn)楸睎|的背斜、向斜構(gòu)造，屬不對(duì)稱(chēng)同心褶皺，并呈左行雁列展布。在背斜的核部往往發(fā)育逆沖斷層，走向北東，傾向北西，呈鏟式向下延伸。其前緣斷裂為大邑?cái)嗔眩瑩?jù)地震反射剖面揭示[6]，該斷裂的走向?yàn)楸睎|向，傾向北西，呈鏟式向下延伸，主要由大邑?cái)嗔?、竹瓦鋪－什邡斷裂和綿竹斷裂呈左階羽列組成，為隱伏的逆沖斷層，控制了成都盆地的北西界[6，35]。由此可見(jiàn)，該構(gòu)造帶的變形特征是背斜、向斜完整，逆沖斷層發(fā)育，以脆性變形為特征，屬于淺層次變形的中等變形帶。自西向東，該帶可被細(xì)分為2個(gè)次級(jí)構(gòu)造變形帶，分別為蘆山向斜及其前緣的新開(kāi)店斷層、名山向斜及其前緣的大邑?cái)嗔眩ㄑ虐矓嗔眩?/p>

在龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶，前人[6，35，36]曾在大邑縣附近標(biāo)定了大邑?cái)嗔训幕顒?dòng)性。該斷裂傾向北西，傾角30°～40°，切割了大邑礫巖，并形成了礫石定向帶、直立的 “砂巖巖墻”和地震楔。該斷裂具有明顯的逆沖作用和右旋走滑作用，不僅將Ⅲ級(jí)階地垂直位錯(cuò)了3～4m，形成斷層陡坎；而且將3條小河錯(cuò)斷。此外，在郫縣走石山一帶，大邑?cái)嗔褜讏紫倒嗫诮M（K2g）砂泥巖與第四系黃褐色亞黏土夾礫石層的分界線垂直位錯(cuò)了15～20m。李勇等（2006）認(rèn)為該斷裂是龍門(mén)山前緣最新的斷裂，是龍門(mén)山斷裂帶前展式向成都盆地發(fā)展的產(chǎn)物，總體上具有逆沖和走滑性質(zhì)，其逆沖速率介于0.13～0.24mm／a[6]。

該區(qū)是典型的小震發(fā)生區(qū)，頻率較高，震級(jí)以3.9級(jí)以下居多，＞4級(jí)的地震較少，僅有13次，最大震級(jí)為5.1級(jí)（1962年7月1日雅安雨城草壩M 5.1級(jí)地震）。該帶的地殼比較完整，蓋層巖系地層平緩，構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)深大斷裂，歷史地震的震源深度較淺，多數(shù)不超過(guò)5km，少量為5～10km之間。該區(qū)表層斷裂均為逆沖斷層，向下延伸到淺層滑脫面。由此表明，該區(qū)域的地震只能用層間滑脫來(lái)解釋?zhuān)卣鹂赡苤饕纬捎跍\層滑脫面，震源深度較淺。

1.3 龍門(mén)山南段及前緣地區(qū)的地震構(gòu)造模式

綜上所述，龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)的構(gòu)造變形樣式、活動(dòng)斷層和歷史地震具有明顯的分帶性，可將龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)分為2個(gè)活動(dòng)構(gòu)造帶，分別為龍門(mén)山?jīng)_斷帶、龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶，并具有以下特征：（1）龍門(mén)山?jīng)_斷帶的后山帶主要發(fā)育由變質(zhì)巖系和雜巖體構(gòu)成的沖斷掩覆體，顯示為厚皮沖斷構(gòu)造，表現(xiàn)為密集的、緊閉的構(gòu)造巖片；在前山帶則發(fā)育疊瓦式推覆體和飛來(lái)峰構(gòu)造，也表現(xiàn)為構(gòu)造巖片；而山前擴(kuò)展變形帶則由北東向展布的短軸背斜、向斜和逆沖斷層組合而成。因此，從北西向南東顯示了變形特征具有韌性→韌脆性→脆性變化趨勢(shì)，變形強(qiáng)度具強(qiáng)→弱趨勢(shì)，變形層次具有深層次→淺層次趨勢(shì)，主干斷裂的切割層位具有老→新趨勢(shì)，表明龍門(mén)山南段具有向四川盆地?cái)U(kuò)展的前展式演化序列。（2）該區(qū)歷史地震均無(wú)7級(jí)以上的地震記錄，其顯著的特點(diǎn)是4級(jí)左右的中強(qiáng)震活動(dòng)較為頻繁，主要發(fā)生在龍門(mén)山?jīng)_斷帶的前山斷裂（彭灌斷裂）和前緣擴(kuò)展變形帶的前緣斷裂（大邑?cái)嗔眩倭堪l(fā)生在北川斷裂和分支小斷裂上，表明彭灌斷裂和大邑?cái)嗔咽窃搮^(qū)地震活動(dòng)的主要斷裂。（3）對(duì)歷史地震震源深度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明，龍門(mén)山?jīng)_斷帶歷史地震的優(yōu)勢(shì)震源深度為15～30km，可能反映龍門(mén)山?jīng)_斷帶的推覆逆沖面的鏟式變化，表明其下伏的滑脫面應(yīng)在15～30km之間；而在龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶歷史地震的震源深度較淺，多數(shù)為5～10km之間，表明其下伏的滑脫面應(yīng)在5～10km之間。（4）對(duì)歷史地震的震源機(jī)制解分析結(jié)果表明，以北西－北西西向的水平擠壓為主，主壓應(yīng)力軸P近于水平；主張應(yīng)力軸T大多也近于水平，處于逆走滑的構(gòu)造環(huán)境。（5）有3次歷史地震的數(shù)據(jù)較完整，包括1970年大邑6.2級(jí)地震、1986年5月27日邛崍3.8級(jí)地震和1990年1月15日大邑4.6級(jí)地震，等烈度線形態(tài)均呈長(zhǎng)橢圓形，長(zhǎng)軸方向約為N30°E；但是震中并沒(méi)有分布在斷層線上，而是偏離于斷層的西側(cè)，這可能與斷層的傾角較緩有關(guān)。該區(qū)斷層面總體向西變緩、變平，在推覆－滑脫構(gòu)造的某些特定轉(zhuǎn)折部位，應(yīng)力易于集中，導(dǎo)致地震發(fā)生。

根據(jù)前文對(duì)龍門(mén)山南段及前緣地區(qū)的地震構(gòu)造分帶與構(gòu)造樣式的對(duì)比，本文提出以下2種地震構(gòu)造模式。

1.3.1 龍門(mén)山?jīng)_斷帶的地震構(gòu)造模式

龍門(mén)山?jīng)_斷帶的形成主要是通過(guò)推覆和滑脫作用而實(shí)現(xiàn)的。在地表以下存在著角度較陡的逆沖斷層，也存在著近乎水平的滑脫層。地表出露的逆沖斷層呈鏟狀向下延伸，匯交于滑脫面，這種拆離結(jié)構(gòu)是龍門(mén)山式構(gòu)造的重要特征（圖4）。因此，龍門(mén)山?jīng)_斷帶的地震構(gòu)造模式顯示為推覆－滑脫型構(gòu)造巖片。推覆－滑脫作用使地層多次重疊，形成緊閉的、密集的構(gòu)造巖片，其底部的推覆－滑脫面的埋深較大，屬于深層推覆－滑脫面，埋深一般為15～25km，略向西北傾。因此，該區(qū)的地震是在推覆和滑脫過(guò)程中形成的，每一個(gè)推覆面和滑脫面都可以成為震源層，表明由北西向南東的推覆和滑脫作用是該區(qū)地震活動(dòng)的根本原因，而且地震多發(fā)生于底部滑動(dòng)面，震源深度較深，主要發(fā)育7級(jí)以上的地震。按構(gòu)造部位，汶川地震就發(fā)生在這樣一種構(gòu)造環(huán)境。汶川地震的發(fā)生，表明這種推覆和滑脫作用仍在進(jìn)行中，在地表形成了2條近于平行的地表破裂，地表出露的北川斷裂和彭灌斷裂呈現(xiàn)為鏟狀向下延伸，并匯交于底部滑脫面，因此該底部滑脫面就是汶川地震的震源層。

1.3.2 龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶的地震構(gòu)造模式

圖4 龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)的地震構(gòu)造分帶與蘆山地震的斷層模式Fig.4 The seismic structural zones in the southern segment of the Longmenshan and its front areas and the fault model of the Lushan earthquake

龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶的形成主要是通過(guò)逆沖－滑脫作用而實(shí)現(xiàn)的。在地表顯示為2排逆沖斷層－滑脫褶皺帶（圖4）。在地表以下顯示為傾角較陡的逆沖斷層和近乎水平的滑脫層，逆沖斷層呈現(xiàn)為鏟狀向下并匯交于滑脫面。逆沖－滑脫作用形成薄皮構(gòu)造，在剖面上顯示為由逆沖斷層分割的開(kāi)闊向斜與較緊閉背斜組合而成的疊瓦狀沖斷體，在平面上顯示為數(shù)排的由雁列狀展布的逆沖斷層－滑脫褶皺帶，有時(shí)發(fā)育反沖斷層。在地表出露的逆沖斷層一般位于背斜前緣，并呈現(xiàn)為鏟狀向下并匯交于滑脫面。因此，這種逆沖－滑脫作用是龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶的重要特征，其地震構(gòu)造模式顯示為逆沖－滑脫型。地震是在逆沖和滑脫過(guò)程中形成的，每一個(gè)逆沖面和滑脫面都可以成為震源層?；撁娴纳疃容^淺，一般為5～10km，屬于淺層滑脫面，該滑脫面就是震源層。在該帶內(nèi)，小震相當(dāng)活躍，震源深度較淺，主要發(fā)育7級(jí)以下的地震。按構(gòu)造部位，蘆山地震就發(fā)生在這樣一種構(gòu)造環(huán)境。蘆山地震的發(fā)生，表明這種逆沖－滑脫作用仍在進(jìn)行中，在地表形成了不太明顯的破裂。地表出露的大邑?cái)嗔殉淑P狀向下延伸，并匯交于滑脫面，該滑脫面就是蘆山地震的震源層。

2 蘆山地震的構(gòu)造成因機(jī)制與斷層模式

蘆山地震發(fā)生后，眾多的科研單位及地震學(xué)家開(kāi)展了蘆山地震的震源機(jī)制解和余震標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上，本文試圖通過(guò)對(duì)蘆山地震的震源機(jī)制解、余震標(biāo)定結(jié)果與地表構(gòu)造剖面、深部地震發(fā)射剖面進(jìn)行對(duì)比，探討蘆山地震發(fā)震斷層及其成因機(jī)制。

2.1 蘆山地震的地表變形特征及構(gòu)造解釋

在蘆山地震發(fā)生后，本項(xiàng)目組成員于第一時(shí)間趕赴蘆山地震現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展野外工作，對(duì)重災(zāi)區(qū)大川、雙石、太平、寶興等地開(kāi)展了地震地表變形的實(shí)地調(diào)查，收集到蘆山地震的地表變形數(shù)據(jù)20余組，其中，噴沙冒水6組（圖2）、地裂縫5組、道路拱曲變形9組、地表塌陷3組。初步結(jié)果表明，蘆山地震的地表變形展布于龍門(mén)山南段的前緣地區(qū)，主要分布于前山斷裂（彭灌斷裂或雙石斷裂）兩側(cè)。地表變形帶由西南向北東方向依次為天全小河鄉(xiāng)－老場(chǎng)－大溪－雙石－太平－大川，呈SW－NE方向的帶狀分布，走向介于NE20°～30°之間，長(zhǎng)度為30～40km，寬度介于20～25km。在地表上，蘆山地震的地表變形表現(xiàn)為脆性破裂和構(gòu)造縮短，顯示為小型斷層陡坎、河道跌水、公路拱曲、水泥公路疊置、構(gòu)造裂縫、擠壓脊、地表掀斜，其中以定向排列的裂隙與液化點(diǎn)（噴沙、冒水）最為顯著，所指示的顯示逆沖方向?yàn)橛杀蔽飨蚰蠔|方向。由于地表破裂微弱，斷續(xù)分布，未形成線形的、連續(xù)的地表破裂帶，表明蘆山地震的地表變形較弱，變形量級(jí)在10～20cm[37]，地表視構(gòu)造縮短率約為15.38%。蘆山地震地表變形微弱的原因可能在于該地震的震級(jí)較低，屬于盲逆斷層型地震[29]。中國(guó)西部地區(qū)產(chǎn)生地震地表破裂和位錯(cuò)的地震震級(jí)一般都在6.7級(jí)以上[33]。中國(guó)地震局公布的蘆山地震的震級(jí)為Ms 7.0，但USGS公布的蘆山地震的震級(jí)為Mw 6.6。因此，蘆山地震的震級(jí)可能略等于或高于6.7級(jí)，可能不足以形成明顯的地表破裂。

2.2 蘆山地震的震源機(jī)制解、余震分布與構(gòu)造解釋

2013年4月20日發(fā)生的蘆山M7.0級(jí)地震，震中位置在雅安市蘆山縣（北緯30.3°，東經(jīng)103.0°）。蘆山地震發(fā)生后，眾多的科研單位公布了蘆山地震的震源機(jī)制資料，其中以中國(guó)地震局（2013）、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS，2013）和中科院地球物理研究所（2013）所發(fā)布的數(shù)據(jù)具有代表性，均表明蘆山地震的發(fā)震斷裂為北東走向的逆沖斷層，傾角約35°，破裂分量主要以逆沖作用為主[24，25]。震源深度為13～17km，斷層破裂主要集中在起震點(diǎn)到兩側(cè)20km的范圍。已發(fā)布的蘆山地震的等震線圖[26]顯示該地震的等震線的形態(tài)呈長(zhǎng)軸方向?yàn)镹20°E的長(zhǎng)橢圓形，長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為30～40km，短軸長(zhǎng)度為10～15km。此外，蘆山地震的PGA等值線[26]也顯示了類(lèi)似的特征。

截至2013年6月6日24時(shí)，在蘆山地震余震區(qū)共發(fā)生3級(jí)以上地震134次，其中3.0～3.9級(jí)107次，4.0～4.9級(jí)23次，5.0～5.9級(jí)4次，6.0～6.9級(jí)0次[38]。中國(guó)地震局地球物理所（2013）利用蘆山地震余震的震相數(shù)據(jù)，采用雙差定位方法對(duì)余震序列進(jìn)行了精確定位[21]（圖3、圖4），結(jié)果表明：（1）蘆山地震余震在平面上呈NE－SW方向的帶狀分布（圖3），走向介于NE20°～30°之間，長(zhǎng)度為30～40km，寬度介于20～25 km；蘆山地震余震呈NE－SW向分布于雙石斷裂的東西兩側(cè)，表明雙石斷裂不是蘆山地震的發(fā)震斷裂。（2）在垂直于龍門(mén)山構(gòu)造線的剖面上（圖4），蘆山地震余震的震源深度多集中于15～20 km左右，主震的震源深度17km，絕大多數(shù)余震集中分布在深度＜25km的范圍內(nèi)，并在深度15～25km范圍內(nèi)呈密集的條帶狀。該帶狀體的深度分布范圍（厚度）大致在10km左右，東西向的長(zhǎng)度為15～17km。該帶狀體底面的北西端埋深較大，約為25km；南東端的埋深較淺，約為15 km；顯示該余震帶狀體的底面可能為破裂面和滑脫面，并顯示為向北西傾斜的鏟形斷裂。該破裂面和滑脫面的東南前緣傾角較陡，總體向北西變緩、變平，顯示為底部滑脫面。該破裂面向上延伸與地表的大邑?cái)嗔训奈恢幂^為接近。因此，我們推測(cè)，蘆山地震的發(fā)震斷裂應(yīng)該是大邑?cái)嗔选Ｔ摂嗔言趨^(qū)域上分布穩(wěn)定，為現(xiàn)今成都盆地的西緣邊界斷裂，傾向北西，傾角為30°～40°左右，顯示由北西向南東的逆沖。此外，在新開(kāi)店斷裂上盤(pán)亦有密集的余震分布，而雙石斷裂上盤(pán)的余震稀疏，表明新開(kāi)店斷裂和雙石斷裂也有破裂。

綜上所述，我們認(rèn)為蘆山地震的發(fā)震斷裂位于龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶，其發(fā)震斷裂為大邑?cái)嗔眩屏衙鏋橄虮蔽鲀A斜的鏟形斷裂，向下變緩、變平，交匯于底部滑脫面。該滑脫面即為震源層，導(dǎo)致了在其上盤(pán)的主震和余震的發(fā)生。

2.3 龍門(mén)山前緣地區(qū)逆沖－滑脫作用與蘆山地震的斷層模式

根據(jù)龍門(mén)山南段及其前緣地區(qū)的地震反射剖面與構(gòu)造解釋剖面（圖4），在雙石斷層以東地區(qū)為龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶，地面構(gòu)造以名山向斜和蘆山向斜為特征，向斜較為開(kāi)闊，背斜較緊閉并發(fā)育3條逆沖斷層，自西向東依次為雙石斷裂、新開(kāi)店斷裂和大邑?cái)嗔眩ㄑ虐矓嗔眩?，均傾向北西，呈疊瓦狀組合。其中位于最西側(cè)的是雙石斷裂，傾向北西，傾角較緩，僅為30°左右，顯示由北西向南東的逆沖性質(zhì)。其中位于東側(cè)的是新開(kāi)店斷裂和大邑?cái)嗔?，傾向北西，傾角較緩，僅為40°左右。大邑?cái)嗔训臄嗑噍^大，向下延伸到中下三疊統(tǒng)富膏鹽巖層底部的滑脫層。表明龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶由2排近乎平行排列的斷層相關(guān)褶皺組成，在剖面上顯示為2個(gè)逆沖斷層－滑脫褶皺帶。逆沖斷層均顯示為向北西方向傾斜的鏟形斷裂，呈疊瓦狀排列，向下變緩、變平，交匯于以中下三疊統(tǒng)富膏鹽巖層為滑脫層的底部滑脫面。

根據(jù)已獲得的地表、鉆井和地震反射剖面，龍門(mén)山南段前緣地區(qū)的構(gòu)造樣式具有明顯的垂向分層的變形特點(diǎn)，其間發(fā)育至少3個(gè)滑脫層，可分為淺部滑脫層、中部滑脫層和深部滑脫層。其中淺部滑脫層位于中下三疊統(tǒng)富膏鹽巖層，深度為3～5km；中部滑脫層位于二疊系與三疊系之間，深度為5～7km，深部滑脫層位于基底與蓋層之間，深度為10～15km。其中最明顯的是淺部滑脫層，在該滑脫層的上下，發(fā)育2套完全不同的構(gòu)造樣式和地層變形樣式。在該滑脫層之上，從雙石斷裂向東至龍泉山構(gòu)造帶，發(fā)育數(shù)排平行排列或斜列的斷層相關(guān)褶皺，它們均以中下三疊統(tǒng)富膏鹽巖層為底部滑脫面。在該滑脫層之下，則很好地保存了先期的壘－塹式張性構(gòu)造。盡管它們?cè)谟≈谝詠?lái)的擠壓過(guò)程中發(fā)生反轉(zhuǎn)，但反轉(zhuǎn)的幅度有限，反轉(zhuǎn)斷層也大多向上消失于該滑脫層內(nèi)，或部分延入侏羅系內(nèi)部。

因此，我們認(rèn)為，龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶的形成主要是通過(guò)逆沖和滑脫作用而實(shí)現(xiàn)的，顯示為逆沖斷層－滑脫褶皺帶，表現(xiàn)為2排平行排列或斜列的北東走向的斷層相關(guān)褶皺，均屬薄皮構(gòu)造，是位于淺部滑脫面之上由構(gòu)造縮短而形成的產(chǎn)物。逆沖斷層均呈鏟狀向下延伸并匯交于滑脫面。因此，蘆山地震就是在逆沖和滑脫過(guò)程中形成的，大邑?cái)嗔训哪鏇_面和向下交匯的滑脫面就是震源層，向上破裂點(diǎn)未到達(dá)地表。其形成機(jī)制類(lèi)似于盲逆斷層型地震（blind thrust earthquake）或褶皺地震（fold earthquake）[29]。

3 討論與結(jié)論

在相繼5年內(nèi)，龍門(mén)山連續(xù)發(fā)生了2次特大地震，令全世界地質(zhì)學(xué)家關(guān)注。本文將龍門(mén)山南段和前緣地區(qū)劃分為龍門(mén)山?jīng)_斷帶和前緣擴(kuò)展變形帶等2個(gè)構(gòu)造變形帶，對(duì)比了它們的構(gòu)造變形樣式、活動(dòng)斷裂、歷史地震的差異性，提出了以推覆－滑脫巖片為特點(diǎn)的龍門(mén)山?jīng)_斷帶地震構(gòu)造模式和以逆斷層－滑脫褶皺為特點(diǎn)的龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶地震構(gòu)造模式。在此基礎(chǔ)上，分析了龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶的逆沖－滑脫作用與蘆山地震的發(fā)震斷層模式及成因機(jī)制，認(rèn)為蘆山地震形成于龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶的逆沖斷層－滑脫褶皺帶，其發(fā)震斷裂為大邑?cái)鄬印Ｄ壳皩?duì)蘆山地震與汶川地震之間的關(guān)聯(lián)性仍存在著明顯分歧，其中中國(guó)科學(xué)院（2013）和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（2013）認(rèn)為蘆山地震屬于汶川地震的強(qiáng)余震，而中國(guó)地震局則認(rèn)為蘆山地震不屬于汶川地震序列[29]。通過(guò)本次研究，我們認(rèn)為蘆山地震與汶川地震之間存在著成因上的關(guān)聯(lián)性。主要依據(jù)如下：（1）蘆山地震與汶川地震均屬于逆沖型地震。（2）蘆山地震與汶川地震均屬于龍門(mén)山及其前緣地區(qū)的地震。其中汶川地震的震中位于龍門(mén)山?jīng)_斷帶，發(fā)震斷裂為北川斷裂和彭灌斷裂；而蘆山地震的震中位于龍門(mén)山前緣擴(kuò)展變形帶，發(fā)震斷裂為大邑?cái)嗔?。?）蘆山地震與汶川地震可能是龍門(mén)山逆沖作用由中央斷裂向前山斷裂擴(kuò)展的結(jié)果，蘆山地震是繼汶川地震后的又一次調(diào)整作用和應(yīng)力積累相繼釋放的結(jié)果，也是由汶川地震驅(qū)動(dòng)的逆沖作用向四川盆地?cái)U(kuò)展的產(chǎn)物。

雖然以上的結(jié)論僅僅是初步的，但是我們需要密切關(guān)注的是，在汶川地震與蘆山地震相繼發(fā)生后，成都盆地內(nèi)的蒲江－新津斷裂和龍泉山斷裂等斷裂是否會(huì)被激活并產(chǎn)生新的活動(dòng)性。

在蘆山地震3天后，本文第一作者的導(dǎo)師曾允孚教授曾和我們專(zhuān)門(mén)討論蘆山地震和汶川地震的關(guān)聯(lián)性，叮囑我們仔細(xì)地思考和研究龍門(mén)山地質(zhì)，將今論古，以古論今。不料幾天后他突然辭世，令人悲痛。1990年本文第一作者開(kāi)始從師于曾允孚教授，學(xué)習(xí)沉積地質(zhì)學(xué)，探索龍門(mén)山構(gòu)造作用與四川盆地沉積作用之間的耦合關(guān)系。20多年來(lái)我們師徒一直討論著、探索著這個(gè)復(fù)雜而充滿挑戰(zhàn)性的學(xué)術(shù)領(lǐng)域，從中生代前陸盆地與龍門(mén)山?jīng)_斷帶研究，擴(kuò)展到龍門(mén)山活動(dòng)構(gòu)造與活動(dòng)沉積盆地研究，最后探索汶川地震與蘆山地震及其關(guān)聯(lián)性。感謝曾允孚教授對(duì)我們的指導(dǎo)和教誨，并以此文表達(dá)學(xué)生的悼念和敬意。

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