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。     

巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形

本文利用GPS数据研究了巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形特征。 在球坐标系中解算了各应变分量, 分析了应变率场的空间分布特征, 并与地球物理学和地震地质学研究结果进行了综合对比分析。 最新的GPS速度场结果表明, 巴颜喀拉块体北东地区与高原整体运动性质一样具有顺时针向南东方向旋转的特征, 自西向东和北东方向测站水平运动速度呈现明显的衰减特征。 应变场结果显示, 研究区以北东向的主压应变为主, 伴随着近北西向的张性应变。 应变较强的区域主要分布在活动块体的边界断裂东昆仑断裂带的东段塔藏段和龙门山断裂带上。 东昆仑断裂带东段塔藏段的主压应变明显, 结合地震地质和活动构造资料, 认为东昆仑断裂带东段塔藏段的运动性质自西向东发生了改变, 水平滑动速率逐渐减小, 垂向运动逐渐增强。 研究区GPS速度场和应变场的这一变形特征表明, 青藏高原内部的块体运动特征较为明显, 变形主要集中在作为活动块体边界的活动断裂带上, 边界断裂带的运动特征在调节活动块体间的相互运动中起着重要作用。     

利用GPS和水准数据分析东昆仑断裂带东部及其邻区构造变形特征

基于1999—2016年GPS数据和1980—2010年区域精密水准数据,获取了东昆仑断裂带东部及其邻区主要断裂的滑动速率和区域构造变形特征。结果表示:东昆仑断裂带自西向东的走滑速率衰减非常明显,走滑速率从西大滩—东大滩和阿拉克湖段的约10 mm/a向东到塔藏段衰减至约2 mm/a,速率自西向东每100 km下降梯度约1 mm/a;东昆仑断裂带阿拉克湖段、托索湖段、下大武段和塔藏段均表现出一定的弱挤压特征。跨岷江断裂剖面显示区域挤压变形自西向东由龙日坝断裂至龙门山断裂带有逐渐减弱的特征。区域最大主应变方向为E-NEE向,最大剪切应变高值区位于阿拉克湖段和托索湖段交汇区域以及巴颜喀拉块体的龙日坝断裂中段区域。分析东昆仑断裂带东部及其邻区主要断裂间的构造转换关系认为,岷山地区的隆起变形主要是因为巴颜喀拉块体自西向东的运动受到了华南块体的阻挡,而非东昆仑断裂带向东延展引起的构造转换。     

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。     

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.     

巴颜喀拉块体东部活动块体的划分、形变特征及构造意义

基于活动块体的基本概念,综合对研究区内活动断裂带空间展布、地震活动性等资料的分析将巴颜喀拉块体东部及邻区划分为巴颜喀拉块体（I）、华南块体（Ⅱ）、川滇块体（Ⅲ）和西秦岭块体（IV）等4个一级块体.利用GPS形变场、地球物理场等资料结合F检验法,将巴颜喀拉块体划分为阿坝（I₁）、马尔康（I₂）和龙门山（I₃）3个次级块体,将西秦岭块体划分为岷县（IV₁）和礼县（IV₂） 2个次级块体.利用分布在各个块体内部的GPS测站,计算各活动块体及块体边界断裂带的运动变形特征.结果表明：各活动块体的整体运动包括平移和旋转运动;东昆仑断裂带、甘孜—玉树断裂带和鲜水河断裂带的滑动速率明显高于龙门山断裂带的滑动速率;巴颜喀拉块体东部走向北西或北西西的边界断裂表现出左旋拉张的特性;走向北东的边界断裂带,除成县—太白断裂带外,均表现出右旋走滑兼挤压的活动特征.巴颜喀拉块体的东向运动存在自西向东的速度衰减,衰减主要被龙日坝断裂带和岷江断裂带分解吸收,其中龙日坝断裂带的水平右旋分解非常明显,约为~4.8±1.6 mm/a,岷江断裂带的水平分解较弱.龙门山断裂带被马尔康、龙门山和岷县等次级块体分成南、中、北三段,龙门山断裂带中段上的主压应变率要明显小于龙门山断裂带南段上的应变率,其北西侧变形幅度从远离断裂带较大到靠近断裂带逐渐减小,表明其在震前已经积累了较高的应变能,有利于发生破裂滑动.汶川地震后,地表破裂带和余震分布揭示的断裂带运动性质自南西向北东由以逆冲运动为主,逐渐转为逆冲兼走滑的特征可能与龙门山断裂带中段所受主压应力方向自南西向北东的变化有关.马尔康、龙门山和岷县3个次级块体与华南块体之间较低的相对运动速度以及龙门山断裂带低应变率、强闭锁的特征都决定了汶川地震前龙门山断裂带低滑动速率的运动特征.     

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.     

玛多—甘德断裂甘德段晚第四纪活动特征

玛多—甘德断裂是巴颜喀拉块体内部的一条活动断裂。 通过野外调查发现, 在玛多-甘德断裂的甘德段保留有一条较好的地震地表破裂带。 破裂带整体走向NW向, 长约为50 km。 野外获得的最大左旋水平位移7.6 m, 最大垂直位移4 m。 沿破裂带有大量地震活动的遗迹, 地表破裂类型十分丰富。 通过对各种地质地貌现象的调查与分析, 认为该破裂带形成时代较新。 断裂带在地貌上发育有线性排列的垭口、 断层三角面、 断层陡坎、 断层泉、 断错水系、 山脊扭错、 断塞塘、 鼓包等现象。 根据野外考察并结合现有资料分析, 该破裂带可能是该区域内历史上一次较为强烈地震的产物。 据此推断, 巴颜喀拉块体内部的玛多—甘德断裂晚第四纪以来可能有过强烈的活动并至今活跃。     

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。     

巴颜喀拉块体北和东边界大地震序列的关联性与2008年汶川地震

2008年汶川地震发生在巴颜喀拉块体的东边界.为了探讨区域动力学背景与该地震发生的关系,本文基于活动构造、震源机制解、GPS站速度、地震破裂展布以及历史大地震活动等资料分析巴颜喀拉块体北、东两个边界断裂系统的运动、变形以及大地震序列发生的关联性.结果表明:由于受到华南地块的阻挡,巴颜喀拉块体朝东-南东方向的"逃逸"运动...     

巴颜喀拉块体周缘强震间应力作用与丛集活动特征初步分析

巴颜喀拉块体是近年来青藏高原内部板内强震高发地带,对于该块体强震发生时空模式的研究可为大范围板内地震的深入研究提供基础;而断层间的相互作用在强震发生模式中的意义也需要深入研究。文中使用了黏弹性库仑应力模型,计算了1893年以来巴颜喀拉块体边缘和内部7级左右及以上历史地震破裂之间的黏弹性库仑应力相互影响,并使用强震所在断层的滑动速率将这一应力影响值转换为影响时间,并在历史地震发生时间中减去该影响值,比较历史地震影响值对于丛集现象的影响情况,从而分析历史地震间的相互作用对于巴颜喀拉块体内部历史地震丛集特征的影响。从结果看,巴颜喀拉块体的强震自1893年以来存在着前期相隔16a左右的准周期活动,然后经过相对较长时间平静后大约在1997年后发生丛集现象,目前巴颜喀拉块体仍然位于这一强震丛集活动中,仍存在着发生强震的危险;计算出的未来30a强震发生条件概率显示,危险程度较高的断层包括玛沁断裂、玛曲断裂、阿万仓断裂、塔藏断裂罗叉段、鲜水河断裂带磨西段、当江断裂,其他破裂段也存在发生MS7.0左右强震的危险。     

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     

九寨沟M_S7.0地震对巴颜喀拉块体东北缘活动断裂影响的有限元模拟

在详细调研地震地质资料的基础上,构建了巴颜喀拉地块东北缘三维有限元模型。以九寨沟M_S7.0地震同震位错为荷载,模拟计算了九寨沟地震的发生对巴颜喀拉块体东北缘主要活动断裂加卸载效应的影响。模拟结果显示,九寨沟地震的发生对龙日坝断裂、虎牙断裂、青川-平武断裂西段、迭部-白龙江断裂西段和东段、临潭-宕昌断裂东段,以及处于甘青川交界危险区内的东昆仑断裂东段、塔藏断裂西段,处于六盘山南-西秦岭东危险区的西秦岭北缘断裂东段表现为库仑应力加载;对岷江断裂、塔藏断裂东段库仑应力卸载效应显著。     

龙门山断裂带晚第四纪活动性分段的初步研究

NE向展布于松潘-甘孜造山带与扬子陆块之间的龙门山断裂带,是由后山断裂等4条主干断裂及其控制的冲断构造岩片组成的具前展式发育特点的推覆构造带。它形成于印支运动,此后多次活动,第四纪以来活动强烈,但不同地段活动程度具有明显的非均一性。根据地貌、地质构造、布格重力异常和地震活动等资料的综合分析研究认为:1)以位于虎牙—北川—安县一线的近SN向虎牙断裂和擂东断裂为界划分出断裂带西南段和东北段,其活动性迥然不同,西南段晚更新世以来活动强烈,中小地震频繁;东北段第四纪活动微弱,仅偶有小震分布。2)在青藏高原被挤压隆升和块体侧向滑移的作用下,川青地块向SEE滑动,使它东缘发育的岷山隆起与被其截切的龙门山断裂带西南段一起构成了川青地块东部的活动边界,而龙门山断裂带东北段则被遗弃     

使用新模型的巴颜喀拉块体东部的概率地震危险性分析

巴颜喀拉块体及周边近年强震活动频繁,对块体东部及周边地区进行新的概率地震危险性分析意义重大.本文对巴颜喀拉块体东部重新进行了概率地震危险性分析.使用的新模型和数据主要包括新的大地震发震构造的断层震源模型和时间相依的地震活动性模型.本文的研究表明,与使用潜在震源区模型相比,使用断层震源模型在近断层处的地震危险性较高.使用时间相依的地震活动性模型时,接近大地震复发期望时间的断层的地震危险性较高.巴颜喀拉块体东部2016-2065年地震危险性较高的地区包括磨西断裂、安宁河断裂、哈南-青山湾-稻畦子断裂等.2066-2115年地震危险性较高的地区包括鲜水河断裂炉霍段、折多塘段、安宁河断裂等.如果使用旧的时间独立的概率地震危险性分析模型,未来50年的地震危险性被低估的地区包括磨西断裂、安宁河断裂、哈南-青山湾-稻畦子断裂、德钦-中甸-大具断裂、东昆仑断裂等.未来50年的地震危险性被高估的地区有龙门山断裂、岷山断裂、虎牙断裂、鲜水河断裂炉霍段等.磨西断裂是使用新模型计算的未来50年巴颜喀拉块体东部地震危险性最高的地区.     

巴颜喀拉块体东部及邻区块体边界断裂变形特征及其强震危险性分析

在对巴颜喀拉块体东部及其邻区活动块体划分的基础上,基于刚性块体运动模型,利用1999—2007年GPS数据反演得到巴颜喀拉块体东部及邻区活动块体边界断裂带的长期滑动速率,并且利用一维弹性位错模型反演了各活动块体边界断裂的闭锁深度。根据反演得到的滑动速率和闭锁深度,结合GIS平台上获取的各边界断裂的几何长度得到各边界断裂的主要地震矩累积,并通过对比各断裂带上历史强震目录估算的地震矩释放分析各边界断裂带上的地震矩亏损量,进而分析各活动块体边界断裂的强震背景,以期为区域强震的中长期地震危险性分析和防震减灾策略的制定提供资料。     

巴颜喀拉地块东部及其邻区块体运动及块体边界带形变特征

<正>2008年5月12日四川汶川MS8.0地震发生在我国南北地震带中段、青藏高原东缘、巴颜喀拉块体东边界NE向的龙门山断裂带上。汶川地震震前巴颜喀拉块体相对四川盆地的东向运动速率比龙门山断裂带的运动速率高出近两倍,说明从巴颜喀拉块体中东部到四川盆地存在着明显的速度衰减。作为华南块体一部分的四川盆地非常稳定,速度的衰减主要发生在龙门山断裂带北西侧的巴颜喀拉块体东部,GPS资料与地震活动性揭示巴颜喀拉块体东部向     

2001年昆仑山地震同震—震后效应与2021年玛多地震关系探讨

位于青藏高原中北部的巴颜喀拉地块是我国西部近年来的主体地震活动区,一系列M_W7.0以上强震均发生在该次级块体周边,而其北边界东昆仑断裂带是一条长达2000 km、规模最大、活动性最强的深大断裂带.2001年在东昆仑断裂带中段发生了M_W7.8昆仑山地震,2021年5月在其震中东南部大约450 km处巴颜喀拉块体内部一次级断裂上发生了M_W7.3玛多地震.玛多地震对人们以往认为强震更可能发生在巴颜喀拉块体边界断裂上的认识提出挑战,但是也为研究巴颜喀拉块体边界断裂与块体内部次级断裂活动关系、地震触发关系带来机遇.本文利用前期基于2001年昆仑山地震后积累的大量InSAR数据获得的震后大范围形变场时空演化图像和库仑应力变化模型,探讨昆仑山地震与玛多地震的关系.InSAR震后观测结果显示：昆仑山地震后沿东昆仑断裂带出现了长达500 km的大范围南北不对称震后形变场,其中南盘形变宽度和量级均明显大于北盘,南盘形变宽度达到250 km,断层近场相对平均形变速率达到>20 mm·a^-1,而且南盘向南衰减梯度小,...     

巴颜喀拉块体东-南边界强震序列库仑应力触发过程

计算和研究了1973—2014年发生在巴颜喀拉块体东-南边界断裂带上的、由9次M_S≥6.3地震组成的强震序列引起的库仑静应力变化图像,分析序列中先发地震破裂对后发地震的应力触发作用。结果表明:(1)1973—1976年在巴颜喀拉块体东边界的虎牙断裂带上发生的4次强震存在着显著的应力触发关系,同时改变了龙门山断裂带中南段及周围区域的应力状态,相继触发了汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震;(2)南边界鲜水河断裂带自1973年以来发生的3次强震同样存在应力触发关系,2014年康定M_S6.3地震是巴颜喀拉块体东、南边界强震活动导致的库仑应力变化共同触发的结果;(3)序列中9次地震共同产生的库仑应力变化图像显示:龙门山断裂带南段的汶川地震至芦山地震破裂段之间的空区,鲜水河断裂带南段的道孚地震至康定地震破裂段之间的空区以及鲜水河断裂带、安宁河断裂带、龙门山断裂带交汇的三岔口地区均在库仑应力增加区的覆盖范围之内,需要重点关注。     

昭通-鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义

昭通-鲁甸断裂带主要由昭通-鲁甸、洒渔河和龙树3条右阶斜列的断裂组成。总体走向40°~60°,洒渔河和龙树断裂倾向SE,昭通-鲁甸断裂倾向NW,它们共同构成几何结构复杂的逆冲断裂系。野外考察表明:沿断裂表现为平直的断层槽地、定向排列的断层三角面、断层陡坎等地貌;大桥边、北闸镇、光明村等地断错了晚更新世—全新世地层;龙树河Ⅰ级阶地上发育高0.5~2.0m的断层陡坎。表明其最新活动时代为晚更新世—全新世,运动性质以逆冲运动为主兼有右旋走滑分量。此外,在NE向断裂间穿插发育的一些NW向断裂,同样表现出晚第四纪活动特征。在2014年鲁甸M6.5地震震区产生了NE和NW向地裂缝和地形反坎等地表形变,与NE和NW向断裂展布基本一致,反映了断裂的新活动特征。由于块体远程变形响应与能量交换传递,在川滇块体东侧形成了凉山次级活动块体,昭通-鲁甸断裂带位于凉山次级活动块体SE向运动的前缘部位。它独特的地理位置和复杂的断裂几何结构成为凉山次级块体构造变形的主要承载体之一,吸收、调节块体SE向运动应变,并构成了凉山次级活动块体的南部边界。从区域构造部位和运动特征分析,昭通-鲁甸断裂带之于凉山次级块体,正如龙门山断裂带之于巴颜喀拉块体。昭通-鲁甸断裂带在活动块体边界和区域构造格架划分上具有重要的构造意义,同时也是滇东北地区重要的地震构造。