青藏高原強(qiáng)震活動特征研究

陳大慶，葉秀薇，方 震，邵 葉，鐘天任，李曉慧

（1.廣東省地震局，廣州 510075；2.安徽省地震局，合肥 230031）

0 引言

青藏高原是我國現(xiàn)代構(gòu)造活動和地震活動最強(qiáng)烈的地區(qū)，由于印度板塊對歐亞板塊的俯沖碰撞作用，在青藏高原南部形成了喜馬拉雅現(xiàn)代造山帶，造山帶以北形成了廣闊的青藏高原，俯沖碰撞作用影響范圍直達(dá)青藏高原北緣的祁連山以北及河西走廊地區(qū)。青藏高原劇烈的構(gòu)造活動在高原內(nèi)部形成了多個板內(nèi)次級斷塊，這些次級斷塊和青藏高原板緣的深大斷裂帶一起組成了一幅復(fù)雜的地震活動圖像[1-8]。

自1900 年有地震儀器記錄以來，青藏高原內(nèi)部經(jīng)歷了3次強(qiáng)震活動時空主體地區(qū)的轉(zhuǎn)換，在每次強(qiáng)震活動的主體地區(qū)都發(fā)生了2 次8 級強(qiáng)震。分別是以1920 年寧夏海原8.5 級、1927 年甘肅古浪8.0 級強(qiáng)震為代表的1920—1937 年的青藏高原東北邊緣強(qiáng)震活動主體地區(qū)；以1950年西藏察隅8.6級地震、1951 年西藏當(dāng)雄8.0 級地震為代表的1947—1976 年的羌塘塊體東段強(qiáng)震活動主體地區(qū)；以2001 年昆侖山口8.1 級、2008 年四川汶川8.0 級地震為代表的1995 年至今的巴顏喀拉塊體強(qiáng)震活動主體地區(qū)[9-10]（圖1）。

圖1 1900年以來青藏高原7級以上強(qiáng)震時間—空間分布圖Fig.1 The temporal and spatial distribution map of strong earthquakes with M≥7 in the Qinghai-Tibet Plateau since 1900

前人的研究中也揭示了青藏高原及內(nèi)部次級塊體的強(qiáng)震活動存在顯著的時空叢集特征，表明強(qiáng)震活動之間存在某種關(guān)聯(lián)性[11-21]。本文在研究中將青藏高原次級塊體內(nèi)部及邊緣的地震沿主要活動斷層走向投影，得到能更好揭示強(qiáng)震之間時空關(guān)聯(lián)特征的時空投影圖，從而初步分析得到了青藏高原各次級塊體之間以及塊體內(nèi)部強(qiáng)震的時空關(guān)聯(lián)特征。

1 青藏高原強(qiáng)震活動總體特征

青藏高原1900 年以來的7 級以上強(qiáng)震活動呈現(xiàn)顯著的時空叢集特征（圖2～3），北南兩側(cè)的祁連、柴達(dá)木次級塊體和拉薩、羌塘次級塊體的7級強(qiáng)震都集中在20 世紀(jì)上半頁，并且都發(fā)生了2次8 級地震，8 級地震的時間都較為接近顯示具有時間上的關(guān)聯(lián)性。兩個區(qū)域都在20 世紀(jì)50 年代后至今經(jīng)歷了近70 年的7 級地震平靜期。中部巴顏喀拉塊體的強(qiáng)震活動持續(xù)時間長，在1976 年之前強(qiáng)震活動集中在塊體的東段，1996 年后隨著塊體西段強(qiáng)震的活動整個巴顏喀拉塊體進(jìn)入新一輪的活躍期，相繼發(fā)生了昆侖山8.1、汶川8.0地震，塊體的南北東邊界及內(nèi)部相繼發(fā)生了多次7級強(qiáng)震活動并持續(xù)至今。川滇及云南地區(qū)1900 年以來經(jīng)歷了2 個7 級強(qiáng)震活動周期，兩個周期的強(qiáng)震活動具有較為同步的時空遷移特征[22]。

圖2 青藏高原二級活動地塊7級強(qiáng)震沿主要活動斷層走向投影時空分布圖（NWW：方位）Fig.2 The temporal and spatial distribution map of the projection of strong earthquakes with M≥7 along the strike of main active faults in the secondary active block of Qinghai-Tibet Plateau（NWW：direction）

圖3 祁連地塊6級強(qiáng)震沿NWW走向投影時空分布圖Fig.3 The temporal and spatial distribution of the projection of strong earthquakes with M≥6 along the NWW strike in the Qilian block

2 祁連地塊強(qiáng)震活動特征

青藏高原北緣祁連地塊的7級強(qiáng)震活躍期為20世紀(jì)上半頁，并且沿主要活動斷層北北西走向呈現(xiàn)時空關(guān)聯(lián)分布的特征。如1920年寧夏海原8.5級地震、1927 年甘肅古浪8.0 級地震；1954 年2 月的甘肅山丹7.25 級地震和1954 年7 月內(nèi)蒙古騰格里沙漠的7.0 級地震。兩組強(qiáng)震的時間、空間、強(qiáng)度都較為接近，顯示較強(qiáng)的時空關(guān)聯(lián)特征。1986 年后至今祁連地塊的地震活動以6 級地震活動為主，但仍然呈現(xiàn)了沿北北西時空關(guān)聯(lián)的特征。如1986年青海門源6.5 級地震、1990 年甘肅天祝、景泰6.1 級地震、1993 年青海天峻6.0 級地震為一組。2016 年、2022年青海門源的6.4、6.9級地震，2022 年青海德令哈6.0 級地震為一組，都呈現(xiàn)了以上特征。目前看來在祁連帶的東段還缺少6級左右地震。

3 巴顏喀拉塊體強(qiáng)震活動特征

巴顏喀拉塊體位于青藏高原中部，也是近30年來中國大陸強(qiáng)震最為活躍的地區(qū)。1900 年以來巴顏喀拉塊體的強(qiáng)震活動經(jīng)歷了4個活躍期（圖4），1976年前的3個活躍期強(qiáng)震集中在南北邊界東段的鮮水河斷裂和東昆侖斷裂的中東段，并且強(qiáng)震有從西向東遷移的特征。第一活躍期發(fā)生了1923 年四川爐霍、道孚間7.3級地震和1933年四川茂汶北迭溪7.5級地震；第二活躍期發(fā)生了1937年青海阿蘭湖東7.5 級、1947 年青海果洛州達(dá)日縣7.7 級和1955 年四川康定折多塘7.5 級地震；第三活躍期發(fā)生了1963年青海阿蘭湖7.0級、1973年四川甘孜州爐霍7.6 級、1976年四川松潘、平武間7.2級雙震。另外這3 個活躍期的首發(fā)7 級地震和第二個7 級地震時間上都是間隔10 年，顯示了這種時間關(guān)聯(lián)的穩(wěn)定性。隨后巴顏喀拉塊體進(jìn)入20 年的7 級地震平靜期，直至1996 年開始塊體西段7 級地震開始活躍，相繼發(fā)生了1996年喀拉昆侖7.1、1997年藏那曲雙湖7.5、2001 年昆侖山8.1 和2008 年新疆于田7.3 級地震，這一活躍期前期的地震和前面3 個活躍期不同，都發(fā)生在塊體的西段。隨后是整個塊體的活動，相繼發(fā)生了2008 年汶川8.0 級地震、2010 年玉樹7.1 級地震、2013 年蘆山7.0 級地震、2014 年新疆于田7.3 級地震、2017 年四川九寨溝7.0 級地震、以及塊體內(nèi)部的2021 年青?，敹?.4級地震。第四活躍期是整個塊體的活動，汶川地震應(yīng)該是巴顏喀拉塊體乃至整個青藏高原百年來地震活動的節(jié)點(diǎn)性事件，相對閉鎖的東邊界應(yīng)力得以釋放，標(biāo)志著這一輪巴顏喀拉塊體的強(qiáng)震活動趨于結(jié)束，但由于本輪活動是整個塊體的活動，部分破裂空段仍然有發(fā)生6、7 級地震的可能，但未來青藏高原強(qiáng)震活動的主體地區(qū)很有可能輪轉(zhuǎn)，不再集中在巴顏喀拉塊體。

圖4 巴顏喀拉塊體6級強(qiáng)震沿NWW走向投影時空分布圖Fig.4 The temporal and spatial distribution of the projection of strong earthquakes with M≥6 along the NWW strike in the Bayankala block

4 拉薩羌塘地塊強(qiáng)震活動特征

拉薩羌塘塊體的7 級地震活躍期為20 世紀(jì)上半頁，并且也以由西向東遷移為主（圖5）。相繼發(fā)生了1908 年西藏奇林湖7.0 級地震和1915 年西藏山南扎囊縣7.0 級地震，1934 年西藏那曲市申扎縣7.0 級地震后進(jìn)入塊體的8 級強(qiáng)震主體時間段，相繼發(fā)生了1947年西藏山南7.7級地震、1950年西藏察隅8.6 級地震和1951 年西藏那曲8.0 級地震，這些強(qiáng)震基本都位于喜瑪拉雅構(gòu)造帶向東延伸到南迦巴瓦的東構(gòu)造結(jié)的西側(cè)，說明東構(gòu)造結(jié)對拉薩羌塘塊體的強(qiáng)震活動有顯著的影響。1952 年西藏那曲7.5級地震后至今70年塊體內(nèi)部及邊界發(fā)生接近60余次6級地震，但未發(fā)生過7級地震，未來這一區(qū)域有可能是下一個強(qiáng)震活動的主體地區(qū)。

圖5 拉薩羌塘地塊6級強(qiáng)震沿NWW走向投影時空分布圖Fig.5 The temporal and spatial distribution of the projection of strong earthquakes with M≥6 along the NWW strike in the Changtang block of Lhasa

5 川滇及云南強(qiáng)震活動特征

川滇及云南地區(qū)1900年以來經(jīng)歷了2個7級強(qiáng)震活動周期，兩個周期的強(qiáng)震活動具有較為同步的時空遷移特征（圖6～7）。兩個周期的首發(fā)7 級地震都位川滇菱形塊體南邊界的曲江和紅河斷裂的交匯處的云南玉溪。隨后向西遷移至滇西南發(fā)生多次7級強(qiáng)震，每一周期的結(jié)束時間段會在川滇菱形塊體北部邊界發(fā)生一次7級強(qiáng)震。兩個周期強(qiáng)震的時空分布特征非常相似。兩輪活躍期的中后階段在云南中部地區(qū)都會出現(xiàn)6 級地震的平靜時間段。1996 年云南麗江7.0 級地震后該區(qū)域進(jìn)入7 級地震的平靜期至今已經(jīng)27 年，云南地區(qū)未來可能進(jìn)入新一輪的7級地震活躍期，首發(fā)地震最有可能區(qū)域的是玉溪地區(qū)。

圖6 川滇及云南6級強(qiáng)震沿N-S向投影時空分布圖Fig.6 The temporal and spatial distribution of the projection of earthquakes with M≥6 along N-S direction in Sichuan-Yunnan

6 結(jié)論和討論

青藏塊體的強(qiáng)震活動存在顯著的時空叢集關(guān)聯(lián)的特征，總體上二十世紀(jì)前半頁強(qiáng)震的活動主體地區(qū)是青藏塊體北南兩側(cè)的祁連、柴達(dá)木地塊和羌塘拉薩地塊，其中祁連、柴達(dá)木地塊呈現(xiàn)沿北北西向斷層走向時空關(guān)聯(lián)的特征。中部的巴顏喀拉塊體1900年以來的強(qiáng)震活動經(jīng)歷了4個活躍期，1980年前的3 活躍期強(qiáng)震集中在南北邊界東段的鮮水河斷裂和東昆侖斷裂的中東段，并且強(qiáng)震有從西向東遷移的特征。第4 活躍期是整個塊體的活動，發(fā)生了一系列強(qiáng)震。川滇及云南地區(qū)1900年以來經(jīng)歷了2個7 級強(qiáng)震活動周期，兩個周期的強(qiáng)震活動具有較為同步的時空遷移特征。

青藏高原及內(nèi)部次級塊體的強(qiáng)震活動呈現(xiàn)了相對復(fù)雜的時空關(guān)聯(lián)特征，這種關(guān)聯(lián)性由于構(gòu)造的復(fù)雜性和區(qū)域動力學(xué)環(huán)境隨時間的改變而呈現(xiàn)了不同的特征。從全時空域?qū)φ麄€青藏塊體強(qiáng)震活動特征的研究有助于對其關(guān)聯(lián)特征的認(rèn)識，從而可以對未來青藏塊體強(qiáng)震活動做出一些判斷。

綜上所述，筆者認(rèn)為汶川地震是百年來青藏塊體的節(jié)點(diǎn)性事件，標(biāo)志著這一輪巴顏喀拉塊體的強(qiáng)震活動趨于結(jié)束，但由于本輪活動是整個塊體的活動，部分破裂空段仍然有發(fā)生6、7級地震的可能。青藏塊體北緣的祁連、柴達(dá)木地塊的6 級地震有北北西向斷層走向時空關(guān)聯(lián)的特征，門源、德令哈地震后，塊體的東段仍然缺6級地震。云南地區(qū)96 年麗江地震后再未發(fā)生7 級地震，未來7 級地震的首發(fā)地震在玉溪地區(qū)的可能性較大。拉薩羌塘塊體近70 年來發(fā)生多次6 級地震，但缺少7 級地震，未來是7、8級強(qiáng)震的值得關(guān)注區(qū)域。