东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用

基于卫星影像解译和野外考察测量,本文对东昆仑断裂带中东部的3条次级断裂(托索湖断裂、玛沁断裂和玛曲断裂)的滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究。托索湖段与玛沁段走向产生20°和30°的双挤压弯曲,形成阿尼玛卿山挤压隆起,作为托索湖段和玛沁段的破裂分段标志,成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点;在西贡周西侧和莫哈塘南侧,阿万仓断裂以40°的夹角与东昆仑断裂带相交,形成西贡周断裂交汇区,成为玛沁段与玛曲段破裂分段的标志。通过构造地貌方法获得西段托索湖断裂晚第四纪晚期以来的平均水平速率为10.8±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.2mm/a;中段玛沁断裂带晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为9.3±2mm/a,垂直滑动速率为0.7±0.1mm/a;西贡周断层交汇区平均水平滑动速率为7.4±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.1mm/a;东段玛曲断裂晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为4.9±1.3mm/a,垂直滑动速率为0.3mm/a。断裂的滑动速率从西至东呈梯度下降,通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂西支的左旋水平走滑速率为2.4mm/a,东支的左旋水平走滑速率为1.4mm/a,垂直断裂的水平缩短速率为2.3mm/a,阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式。3条次级断裂的活动均产生独立地表破裂,西侧的托索湖断裂发生了1937年MS7.5级地震,中段玛沁断裂发生了公元1061年格萨尔王时期和距今358~430CalaBP的地表破裂,玛曲段地表破裂距今约1055~1524aBP,显示出段落之间应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征。同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率,结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致,也显示自西向东逐渐递减的趋势。断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应,东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延和横向断裂相交,构造转换造成的。     

东昆仑断裂东段玛沁-玛曲段几何结构特征

文中主要通过ETM,Quickbird,Worldview卫星影像解译,利用断裂带的几何、构造不连续点,对东昆仑断裂带玛沁—玛曲段进行几何分段。自西向东可分为东倾沟段、大武滩段、肯定那段、西科河段、唐地段、玛曲段、墨溪段和罗叉段,前7条断裂羽列排列,唐地段和玛曲段为右阶排列,其余为左阶排列,各阶区之间范围较小,联系紧密。最大的阶区长10km,宽1.3km。除了阶区,断裂的分段标志还有走向的弯曲与断裂的交会。东倾沟段和罗叉段的分段标志主要为断裂走向的弯曲,最大的走向弯曲为东倾沟段,为34°的右阶挤压弯曲。在莫哈汤南侧东昆仑断裂与阿万仓断裂交会,为西科河段的1个分段标志。该段广泛分布的构造地貌和古地震造成的破裂标志表明该段曾经历过多次活动。断裂带从NW向SE呈帚状散开,结合不同段上的滑动速率,发现东昆仑断裂东段滑动速率呈梯度下降与东昆仑断裂带东段帚状散开的几何特征一一对应     

东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用

基于卫星影像解译和野外考察测量,对东昆仑断裂带中东部托索湖段、玛沁段和玛曲段的晚更新世晚期以来滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究.阿尼玛卿山双挤压弯曲和西贡周断裂交汇区为这3条段落的破裂分段标志,也成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点.通过构造地貌方法获得这3条段落自西向东晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率分别为（11.2±1）,（9.3±2）和（4.9±1.3）mm/a;垂直滑动速率分别为（1.2±0.2）,（0.7±0.1）和0.3mm/a.断裂水平滑动速率从西至东呈梯度下降,递减的滑动速率主要转换到了与东昆仑断裂相交的阿万仓断裂上.通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式,断裂西南盘相对北东盘的滑动速率为4.6mm/a,滑动方向为112.1°.3条段落的活动均产生独立地表破裂,西侧托索湖段1937年发生了M7.5级地震,往东玛沁段发生了514～534calaBP和距今（1070±180）a（格萨尔王时期）的地表破裂,玛曲段地表破裂发生在1055～1524aBP,显示出段落之间与应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征.同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率,结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致,也显示自西向东逐渐递减的趋势.断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应,因此东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延与横向断裂相交和构造转换所致.     

东昆仑断裂带东段塔藏断裂几何结构及滑动递减模型讨论

塔藏断裂位于东昆仑断裂带东段,长约170km,与岷山断裂带共同构成巴颜喀拉块体的东北构造边界,中部与岷江断裂、荷叶断裂、虎牙断裂的北延段交会,构成岷山隆起的地貌边界。通过卫星影像解译结合构造地貌调查,确定了断层属于全新世活动断层,并利用断层走向弯曲和活动性、阶区等标志将塔藏断裂分为三段。西段为罗叉段,总体走向NWW,西侧与玛曲断裂形成左行左阶拉分区,东侧在下黄寨村走向顺时针偏转至东北村段。中段为东北村段,总体走向NW,东侧在九寨沟口附近走向逆时针偏转至马家磨段。东段为马家磨段,总体走向NWW,西侧隔荷叶断裂、虎牙断裂的北延段与中段相接。东北村段以岷江断裂斜交点为界可分为南北两个次级段,马家磨段以阶区为界划分为扎如次段、唐寨次段、勿角次段。罗叉段和马家磨段的地震离逝时间较近,东北村段相对较远。断裂带整体呈反"S"形,自西向东滑动速率总体呈减小趋势,大部分水平变形转化为垂向的岷山隆升。结合不同段上的滑动速率,发现东昆仑断裂东段滑动速率呈梯度下降特征与东昆仑断裂带东段断层弯曲的几何特征相对应。     

东昆仑断裂带东段玛曲断裂新活动特征及全新世滑动速率研究

东昆仑活动断裂是青藏高原东北部一条重要的NWW向边界断裂。 玛曲断裂位于东昆仑断裂带的最东段。 根据野外考察结果认为玛曲断裂全新世以来活动强烈, 主要表现为左旋走滑运动, 并伴有正倾滑运动性质。 断错地貌特征明显, 断裂过玛曲县城以后, 沿黑河南岸穿过若尔盖草地向东, 直至岷山北端求吉附近。 通过两处断错地貌的全站仪器实测和测年资料讨论了玛曲断裂新活动特征和全新世滑动速率, 玛曲断裂全新世早期以来的平均水平滑动速率为6.29～5.71 mm/a, 全新世晚期以来的平均水平滑动速率为4.19～4.03 mm/a。     

东昆仑断裂带东部晚更新世以来活动特征及其大地构造意义

近EW向展布的东昆仑断裂带是巴颜喀拉地块北边界,其东延的活动性质和东端点位置对于探讨青藏高原东缘形成的动力学机制具有重要推动意义,也是鉴定断裂带地震危险性的基础.基于对东昆仑断裂带东部地貌卫星影像解译、地表破裂调查、阶地坎变形量测量和阶地测年数据,得到分析如下:(1)罗叉段属于全新世活动断层,存在长约50 km的反"L"形古地震地表破裂展布区;(2)晚更新世晚期以来在压剪作用下,罗叉段以左行滑动为主,速率为7.68~9.37 mm a-1,垂直滑动速率为0.7~0.9 mm a-1,与西侧各段的活动速率基本一致,表明属于东昆仑断裂带东延部分;(3)高速线性水平滑动的近EW向东昆仑断裂带,向东滑动受华南地块阻挡,转为近SN-NNE向岷江断裂带、龙门山断裂带的垂直活动及其间的龙门山和岷山的隆起,两种构造体系转换的区域限制了东端点位置;(4)罗叉段和玛曲段组成"玛曲空区",玛曲段的地震危险性较罗叉段更高,应引起注意.     

东昆仑断裂带东段玛曲断裂古地震初步研究

东昆仑活动断裂是青藏高原东北部一条重要的NWW向边界断裂。玛曲断裂位于东昆仑断裂带的最东段。本文通过3个古地震剖面揭示出东昆仑断裂东段玛曲断裂全新世共有4次古地震事件。最新一次古地震事件为距今(1730±50)～(1802±52)a,第二次古地震的时间为距今(3736±57)～(4641±60)a;第三次为距今(8590±70)a;第四次为距今(12200±1700)a。其中第一次和第二次古地震事件的时间较为可靠,两次古地震事件之间的复发间隔为2400a左右,由此认为东昆仑断裂带东段的古震事件之间的复发间隔为2400a左右,古地震的离逝时间为距今(1730±50)～(1802±52)a。     

东昆仑断裂东段下热尔断裂活动特征初步研究

下热尔断裂位于巴颜喀拉块体东北边界变形带即东昆仑断裂带东段与迭部-白龙江断裂2条剪切断裂之间挤压变形带内,在空间上属于“玛曲空段”范围.经野外考察及遥感资料验证,确定下热尔断裂走向为310°,长度约为20km,运动学特征表现为左旋走滑为主兼少量倾滑分量,沿断裂发育大量断错地貌,水平位移主要分布在3.5～5m,而未发现垂向断错地貌;垂直断裂走向开挖2处探槽,揭示断层切穿晚第四纪地层,被地表沼泽相泥炭层覆盖,结合相关地层年龄资料,初步得出平均水平滑动速率约为6.3mm/a.该断裂在几何学与运动学方面与东昆仑断裂带具有较好的一致性,推测两者之间存在一定相关性,属于东昆仑断裂带走滑断裂体系内的一条次级断裂或过渡性断裂.     

东昆仑断裂滑动速率变化及其对2017年九寨沟地震的应力加载

为了解东昆仑断裂活动对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震的影响,本文选取1999—2007年、2013—2017年GPS速度场作为约束,基于块体-位错模型反演计算东昆仑断裂两个时间段的块体运动速率、断裂滑动速率和滑动亏损率,并进一步研究青藏高原东缘最大剪应变率场和九寨沟震区的震间库仑应力累积速率.结果显示,东昆仑断裂中西段左旋走滑速率较高,东段走滑速率较低,自西向东逐步递减,存在明显的梯度.在两个时间段,阿坝块体刚性运动的方向顺时针偏转0.2°,运动速率由12.22mm·a^-1增大到15.96mm·a^-1;东昆仑断裂左旋走滑速率升高,其中西段较为明显(升高约1.2±0.3mm·a^-1);东昆仑断裂东段闭锁深度和闭锁程度增加;2013—2017年,东昆仑断裂滑动引起的九寨沟震区库仑应力累积速率是1999—2007年的3倍,最大剪应变率也明显升高.因此本文认为:2008年汶川地震和2013年芦山地震后,龙门山断裂部分解锁,阿坝地块活动性增强,东昆仑断裂滑动速率增大,导致九寨沟震区库仑应力加载速率增加,加速了九寨沟地震的孕育过程.     

东昆仑断裂带地震复发间隔及地震危险性

东昆仑断裂带是青藏高原东北部一条重要的活动断裂, 构成了巴颜喀拉块体的北边界。 根据阿尼玛卿山两侧滑动速率和历史地震的差异, 将断裂带分为东西两个部分。 滑动速率由西向东递减, 近百年的历史地震产生的破裂基本覆盖了西部和东部的一部分。 随着巴颜喀拉块体周缘强震的持续发生, 作为块体北边界的东昆仑断裂带的地震空区及地震潜势研究变得更加重要。 近些年通过对东昆仑断裂带不同段的研究得到了较多的滑动速率和古地震序列数据, 为评价断裂带未来百年地震危险性提供了有利条件。 利用NB模型中的对数正态分布方法, 得到了东昆仑断裂带在未来100 a的发震概率, 研究表明, 东部(玛曲段)发震概率相对较高, 需要进一步关注。     

GPS约束下九寨沟地区断裂带现今运动速率的非连续接触模拟研究

以中国地壳运动观测网络2009—2013年GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建九寨沟地区二维有限元模型,在不确定性分析的基础之上,计算区内主要断裂带现今运动速率。研究结果表明:在巴颜喀拉块体整体近于NE向的推挤过程中,九寨沟地区的塔藏断裂、虎牙断裂、树正断裂均呈现为较高的左旋走滑兼具挤压的现今运动特征;岷江断裂、龙日坝断裂和龙门山断裂则呈现为右旋走滑兼有挤压的运动特性。结合区域主应变率计算结果,发现九寨沟地区仍然具有较高的应变积累背景。树正断裂作为2017年8月8日九寨沟M7.0地震的发震断层,其现今左旋滑动速率为3.0 mm/a,与东昆仑断裂带玛沁—玛曲段附近的左旋走滑速率4.1mm/a基本匹配,说明该断裂可能是东昆仑断裂带东端分支断裂之一,而东昆仑断裂与虎牙断裂之间的历史地震空区可能已被九寨沟地震事件贯通。     

东昆仑活动断裂带东段全新世滑动速率研究

文中通过对东昆仑活动断裂带托索湖至玛曲段的实际野外测量,获得了该段上的1组断裂位错实测数据和14C及TL测年样品。通过室内分析研究,发现大体以阿尼玛卿山玛积主峰为界,东昆仑活动断裂带托索湖至玛曲段可再分为花石峡段和玛沁段2个在几何上不连续的段落,花石峡段的全新世水平滑动速率(115±11)mm/a明显高于玛沁段(70±06)mm/a。此外,由于断裂而引起的断裂两侧的差异垂直隆升速率,花石峡段自4kaBP以来约为(21±03)mm/a,玛沁段自10kaBP以来约为055mm/a。这种差异垂直隆升速率的明显变化,一方面反映了东昆仑活动断裂带不同段落上活动的差异,另一方面也可能反映了研究区内全新世以来的快速隆升     

东昆仑断裂带东部塔藏断裂地震地表破裂特征及其构造意义

东昆仑断裂带作为青藏高原中东部的巴颜喀拉地块北缘边界断裂带, 研究其强震破裂行为对于认识断裂带活动性及分析川西北地区未来地震危险性具有重要意义。 通过沿断裂发育的大量断错地貌勘查、 典型微地貌DGPS测量及样品年代测定, 认为东昆仑断裂带向东的强震活动性延伸至若尔盖盆地北侧, 即东昆仑断裂带东部塔藏断裂的罗叉段。 此段在卫星影像上呈清晰的灰黑色、 灰黄色线性条带, 地震形变带主要表现为断层陡坎、 坡中谷、 冲沟和阶地位错、 植物异常呈线性分布、 跌水、 断层泉、 断塞塘以及伴随地表错动而出现的滑坡、 垮塌和倒石堆。 这些破裂现象沿先存断层断续分布, 组成长约50 km的“L”形地震形变带。 断裂活动造成冲沟和阶地左行运动, 位错量主要集中在5.5～6.0 m、 18～23 m、 68～75 m和200～220 m范围。 最近地震发生在(340±30)～(500±30)BP间, 宏观震中位于本多村西北5～7 km, 震级为M_W7.3左右, 同震位移最大值为6 m, 水平位错量为5.5～6.0 m, 垂直位错量一般为0.2～0.5 m, 其比例为51～101。 对地震形变带中的各种变形遗迹和地震地表破裂特征的研究表明, 塔藏断裂是这次地震的发震构造。 确定了塔藏断裂为全新世活动断层, 近期断层在压剪切作用控制下以左行运动为主, 兼有少量逆冲分量, 同东昆仑断裂带其他段的活动性质相似, 认为东昆仑断裂带延伸至若尔盖盆地北侧, 研究结果支持“大陆逃逸”模型。     

九寨沟地震发震断层属性及青藏高原东南缘现今应变状态讨论

九寨沟地震(M_s7.0或M_w6.5)震中位于青藏高原巴颜喀拉块体东缘东昆仑断裂带东端塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂交汇部位,中国地震局相关科研机构的研究人员曾将该震中区判定为玛沁—玛曲高震级地震危险区.地震应急科学考察期间没有发现地震地表破裂带,但地震烈度等震线长轴方位、极震区基岩崩塌和滑坡集中带、重新定位余震空间展布和震源机制解等显示出发震断层为NNW向虎牙断裂北段,左旋走滑性质,属东昆仑断裂带东端分支断层之一.此外,汶川地震后,在青藏高原东缘和东南缘次级活动断层上发生了包括2017年九寨沟地震(Mw6.5)、2014年鲁甸(M_w6.2)、景谷(M_w6.2)、康定(M_w6.0)等多次中强地震,显示出青藏高原东缘至东南缘各块体主干边界活动断层现今处于中等偏高的应变积累状态,即在巴颜喀拉、川滇等块体主干边界活动断层上具备了发生高震级(M_w≥7.0)地震的构造应力-应变条件,未来发生高震级地震的危险性不容忽视.     

全新世以来鲜水河断裂的活动特征

鲜水河断裂带是中国西部重要的走滑强震带。活断层形迹受鲜水河基岩断裂的控制并表现明显的羽列特征。断错水系,断错阶地,断层陡崖,边坡脊及断塞塘等断错地貌现象给人以全新世以来断层强烈位错和强烈地震活动的深刻印象。若干资料表明,鲜水河断裂带南北两段长期滑动速率有着明显的差异。乾宁以北,滑动速率为 15±5毫米/年;乾宁以南,康定断裂为 5.5毫米/年。这种南北两段的速率差异是决定地震活动性差异的根本原因。最后,在滑动速率与同震位错的基础上,讨论了鲜水河断裂带上未来的大震趋势,认为乾宁—道孚间长达40公里的地段是可能发生7级地震的危险区。     

甘孜—玉树断裂当江段晚第四纪滑动速率

甘孜—玉树断裂带是青藏高原中东部的一条大型左旋走滑断裂带,同时也是羌塘地体和巴颜喀拉地体的重要地质边界.当江断裂位于甘孜—玉树断裂带的西北段,沿线发育当江荣、当江和哲达等一系列串珠状第四纪断层谷地.通过遥感影像解译和数字高程地形模型(DEM)数据分析,结合野外构造地貌调查,以及断错地貌面的光释光年代测定,发现断裂沿线冲沟、河流阶地和洪积扇等断错地貌发育,反映了该断裂晚第四纪左旋走滑活动性强烈.该断裂最新活动时代为全新世晚期,距今约3.04 ka.当江断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为7±3mm·a~(-1).研究结果为该区的地震危险性分析和高原东北部的运动学特征探讨提供了基础资料.     

祁连山活动断裂带中东段冷龙岭断裂滑动速率的精确厘定

冷龙岭活动断裂是青藏高原东北缘祁连山断裂带的重要组成部分, 位于祁连山断裂带中东段。 根据野外考察结果认为, 该断裂全新世以来活动强烈, 主要表现为左旋走滑运动, 并伴有正倾滑性质, 断错地貌特征明显。 通过高分辨率SPOT卫星数字影像和大比例尺航空照片处理确定断层的位置, 利用断错地貌测图、 热释光(TL)和碳十四(¹⁴C)测年方法, 厘定了冷龙岭断裂的晚第四纪滑动速率, 冷龙岭断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为(4.3±0.7)mm/a, 全新世晚期以来的平均水平滑动速率为(3.9±0.36)mm/a。     

青藏高原北缘三危山断裂晚更新世活动特征

三危山断裂位于青藏高原北缘,属于阿尔金断裂带向NW扩展的分支断裂,其最新的构造活动反映了青藏高原北部地区的构造演化及地震活动特征。文中通过遥感影像解译、野外实地调查和地质填图,对该断裂晚第四纪构造活动特征进行了研究。结果表明,三危山断裂发育于三危山西北麓,长约175km,断裂以左旋走滑为主,兼有逆断层性质,局部表现出正断层特征。其构造活动的地貌表现形式主要有:基岩陡坎、断层沟槽以及山包、冲沟左旋等。古地震探槽开挖揭示三危山断裂主要断错晚更新世地层,在距今(40.3±5.2)~(42.1±3.9)ka有过1次古地震活动,为1条晚更新世活动断裂。     

东昆仑断裂带历史地震、 古地震及地震空区讨论

东昆仑断裂带是青藏高原东北部一条重要的断裂, 具有明显的分段活动性。 现代在不同段发生过多次由东向西迁移的强震, 连接形成千余公里长的地表破裂带。 各段历史地震调查、 古地震、 复发周期和滑动速率等研究表明东昆仑断裂带存在两个地震空区, 其中玛曲段地震空区的危险性大, 最大潜在地震矩震级不小于7.5。     

东昆仑活动断裂带东段古地震活动特征

东昆仑活动断裂托索湖——玛曲以东肯定那一带， 可据阿尼玛卿玛积峰为界再分为花石峡段和玛沁段两个在几何上不连续的段落. 两段在表征断层全新世活动特征的古地震事件方面有明显差异， 花石峡段的地震活动性明显高于玛沁段的地震活动性. 古地震研究表明， 花石峡段上3次强震活动相邻两次地震发生的时间间隔分别约为500 a和640 a， 玛沁段上最近两次古地震事件间大致有1 000 a左右的时间间隔. 根据断层平均滑动速率计算的花石峡段7.5级地震的平均复发间隔为411~608 a， 相对应的同震平均水平位错约为（5.75plusmn;0.57）m. 虽然玛沁段的地震活动性较弱， 但由于该段上最近一次地震事件离现在较为久远， 已经积累的应变能应该使我们对其未来地震危险性的分析有足够重视.