则木河断裂带断层活动特征与中强震关系浅析

来源:用户上传      作者: 苏琴 杨永林 向和平 李菲菲

　　摘要：通过对则木河断裂带上4个跨断层形变测点资料的分析，认为则木河断裂带断层活动分为4个不同的活动时段，其不同活动时段断层张压结合；在川滇交界区域发生中强地震前则木河断裂带跨断层形变资料中能捕捉到一定的前兆信息，地震大多发生在形变异常结束后50d内。
　　关键词：断层活动；则木河断裂带；跨断层形变；中强震
　　中图分类号：A　文献标识码：P315.7　文章编号：1000―0666(2012)01―0018―06
　　引言
　　川滇菱形块体位于青藏高原东南侧，处于印度板块向中国大陆NE向挤压作用的前沿地带。则木河断裂是鲜水河一小江断裂带内一条NW走向的左旋走滑断裂带。该断裂带从李金堡向南东经西昌、普格、松新、宁南延入巧家盆地，连接近南北向的安宁河断裂带与小江断裂带，成为控制川滇菱形块体的东北侧边界带，是中国大陆强震集中、频度较高的地区之一(任治坤，2007；张崇立，任金卫，1995；徐锡伟等，2005)。自1974年以来，四川省地震局先后在该断裂带主断层及次级断层上埋设了4个跨断层形变测量点，并于2006年建成了用于研究川滇交界区域地壳形变特性的GPS观测网络。
　　2008年5月12日汶川8.0级地震发生后，震区外围区域第一个6.0级以上地震就发生在则木河断裂带附近的攀枝花―会理，由此笔者以跨断层形变测量为基础，结合近年来GPS观测资料，讨论汶川地震前后则木河断裂带断层活动特性及其与川滇块体内发生的中强以上地震的关系。
　　1　跨断层测量场地及GPS资料概况
　　1.1跨断层测量资料概况
　　则木河断裂带跨断层形变测量场地始建于1974年，目前在该断裂带上已建立了4处跨断层垂直形变测量场地和1处跨断层水平形变场地。积累了大量高精度跨断层形变监测资料。　 展现了则木河断裂带上4个跨断层测点的地理位置、所跨断层及观测形变资料起始时间等概况。这里需要说明的是：
　　(1)尔乌跨断层测点所跨断层为则木河次级断层，汤家坪测点所跨断层为则木河第三级断层，断层出露处离场地较远。
　　
　　
　　(2)西昌短水准测点于1974年进行第一期观测后，1974～1987年共进行了17期重复观测，但受当时条件限制，1976年、1979―1985年未进行观测，资料连续性不好，之后由于经费等因素，1988―2003年再次停测。2004年开始至今每年进行6期加密观测。
　　(3)所有测点埋设均按国家地震局《跨断层测量》规范要求(范九善等，1991)，汤家坪、尔乌、宁南为基岩点，西昌为土中点。
　　1.2 GPS资料概况
　　多年来，经过国家项目的支持和多学科合作，在川滇块体内建立了多个GPS剖面，2006年在则木河断裂带上建立了宁南GPS监测剖面，但由于各种因素影响仅有一期基础观测资料，至今尚未进行重复测量。目前我们掌握的跨则木河断裂带的GPS连续监测资料局限性很大，本次研究仅收集到了跨过则木河断裂带上的1条GPS基线即西昌一美姑基线的资料，该基线长约100 km，跨越则木河、大凉山主断裂带。
　　2则木河断裂带断层活动性
　　2.1各测点断层活动速率
　　求出每一测点高差年均值，滤除一年中偶然误差的影响，再对其年均值进行一阶差分(薄万举等，2001)，体现了断层活动速率的变化。分别是跨则木河主断层和次级断层各点的年速度变化情况。
　　(1)位于则木河主断裂带的西昌测点受施测周期限制，在2004年前无法判定该处断层活动特征，在恢复正常观测后的2005～2009年无明显的活动，断层维持在一定量级上蠕滑活动，2010年断层活动异常活跃，以张性活动为主。
　　
　　
　　(2)处于则木河次级断层上的尔乌测点自观测开始至1994年，断层活动略显张性，1995年显压性。1996～2003年断层活动微弱，呈蠕滑活动状态，2004年断层开始新一轮活动，但量级不大，2009―2010年速率相对较大，表明该断层在2009年开始进入活跃阶段。
　　(3)跨越则木河主断裂面的宁南测点1999―2007年断层活动微弱，1992―1998年、2008―2010年两时段断层活动相对活跃。
　　(4)处于则木河断裂带尾端分支断层的汤家坪测点，1999～2009年断层处于压性活动状态，2010年则显现出张性活动趋势。
　　2.2西昌一美姑基线GPS监测
　　显示的是利用GPS监测所获取的西昌一美姑基线变化曲线，该基线跨越则木河主断裂和大凉山断裂带。2008年至2009年7月，基线变化曲线在5mm范围内波动，表明该时间段内断层活动不十分显著，速率为3.4 mm／a；2009年8月至2010年4月，基线变化曲线持续上升，半年间基线变化10 mm左右，表明白2009年下半年以来，则木河断裂带拉张活动明显增强，速率约为8.2 mm／a，显示出断层的左旋活动十分活跃。
　　通过对则木河断裂带断层垂直、水平向速率分析发现，则木河断裂带断层活动分为4个时段，各时段活动特性各不相同：第1时段即1998年前，断层小幅滑动；第2时段即1999―2003年(宁南测点为2007年)，断层维持在一定速率内低速滑动，各点滑动方向不一样，反映出该时段内断层局部的粘滑活动，其间大多数测点处断层以压性活动为主；第3时段即2005―2008年，各场地断层活动差异较大，跨越则木河断裂带主活动面的西昌、宁南测点处断层继续蠕滑活动，而跨越则木河次级断层的尔乌、汤家坪测点处断层活动相对活跃；第4时段即2009年下半年至2010年7月，该时段内各测点处断层活动相对活跃，特别是则木河断裂带北段的西昌等测点处断层快速粘滑，且表现为张性活动。
　　3则木河断裂带跨断层形变资料与川滇交界中强震的关系
　　为研究则木河断裂带跨断层垂直形变资料与川滇交界处中强震的关系，依据《四川省震情预测预警方法和指标的应用研究总结》中的指标进行取舍，筛选出震中距为150 km范围内的5.0―5.4级地震，震中距为200 km范围内的5.5―5.9级地震，震中距为250 km范围内的6.0～6.4级地震，震中距为350 km范围内6.5―7.0级地震。并对其进行详细的分析。
　　表较好地展示了则木河断裂带各形变测点在川滇地区发生中强以上地震前的异常变化情况。由此可知：
　　(1)近年(特别是2000年)来在川滇交界区域发生中强地震前，则木河断裂带跨断层垂直形变测点除西昌外均不同程度地出现异常，异常幅度与震级大小没有明显的对应关系。
　　(2)异常出现的时间先后不同。通常情况下，位于则木河断裂带尾端的汤家坪测点出现异常时间较早，尔乌测点出现异常时间最晚。通常情况下，当尔乌测点出现异常后，短期内(10―50 d)发震的概率较大。
　　(3)垂直形变测点观测曲线图中出现异常的形态相似性较好。一般遵循“大幅度下

降一转折一大幅度上升”的变化规律，但发震时间却各不相同。多数情况下在曲线大幅度上升转折(即异常结束)后发震，也有在上升过程中发震的情况，这种情况下很难判定异常是否结束。因跨断层测量周期大多为1个月(含加密)，如果地震发生在异常最高值出现后的30 d内，很难进行短期预测。
　　(4)异常幅度大都在1.5倍标准差范围内，使识别异常产生了难度。
　　(5)汤家坪跨断层形变测点在1995年前处于蠕滑过程，期间年变化明显，断层活动微弱，年平均速率仅为0.07 mm／a，而1996年后断层活动则相对活跃，平均年活动速率在1.6 mm／a左右，且呈持续的压性活动。在所选定的几次地震样本中，其预测概率相对较高，但该场地处于则木河断裂带尾端，跨越则木河断裂的第三级断层，其跨断层情况不太理想，这样的持续变化是否为构造活动目前还存在异议。目前来看尽管形变异常对川滇交界的映震能力较好，但由于其特殊的构造及地质背景使其可信度有所降低，还需对该场地进行观察研究。
　　
　　
　　
　　4结论与讨论
　　4.1　结论
　　综合对则木河断裂带跨断层形变资料的分析认为：
　　(1)近30年来，则木河断裂带断层活动大致分为4个时段：第1时段(1999年前)断层小幅旷动(陆明勇等，2003)；第2时段(1999―2003年)断层维持在一定速率内低速滑动，反映出该时段内断层局部的粘滑特性，其间大多数测点处断层以压性活动为主；第3时段(2004～2008年)断层活动在空间上具有分段性，跨越则木河断裂带主活动面断层继续蠕滑，而跨越则木河次级断层活动相对活跃；第4时段(2009至2010年7月)断层活动活跃，特别是则木河断裂带北段的西昌等测点处断层速率明显加快，且表现为张性活动。
　　(2)则木河断裂带跨断层形变资料异常与川滇交界区域发生的5.0级以上中强地震能较好的对应。中期异常一般都出现在震前3个月到半年内，而短期异常大多出现在震前3个月内。大多数地震都发生在异常结束后10～50d内，对川滇交界中强震的预测有着一定的参考价值。
　　4.2讨论
　　
　　(1)则木河断裂带上目前仅有的4个跨断层形变和GPs资料，反映出近几年来则木河断裂带断层活动异常活跃，期间在四川境内发生了汶川8.0级地震，究竟该断裂带断层活动异常是否与汶川地震有关还有待于进一步观察讨论。而2008年汶川8.0级地震后，则木河断裂带断层活动持续活跃，并未因这次地震的发生而有所改变。
　　(2)近20年则木河断裂带观测资料异常与川滇交界区域发生的5.0级以上中强地震能较好地对应，笔者认为川滇交界区域存在发生强震的背景，但通过前面对资料的分析，发现其中有些问题很难解释。如：映震能力较好的尔乌和汤家坪短水准、短基线场地均未跨越则木河断裂带主活动面(闻学泽，2000)，仅跨越则木河次级断层和第三级小断层；特别是汤家坪场地位于公路转弯处，地质构造复杂，观测条件相对较差，但观测精度较高，不影响资料的使用。多年的观察分析显示在川滇交界发生5.0级地震前均出现明显异常，表明该场地对川滇交界中强震的发生具有一定的指示意义，可能是反映构造活动的窗口。但其异常幅度、形态、持续时间各不相同，与震级也没有明确的关系。
　　参考文献：
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　　范九善，游丽兰，朱清声，等，1991，跨断层测量规范[M].北京：地震出版社.
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　　任治坤，2007，则木河断裂带古地震研究[D].北京：中国地震局地震预测研究所.
　　闻学泽，2000，四川西部鲜水河―安宁河一则木河断裂带的地震破裂分段特征[J].地震地质，22(3)：239―249.
　　徐锡伟，张培震，闻学泽，等，2005，川西及其邻近地区活动构造特征与强震复发模型[J].地震地质，27(3)：446―455.
　　张崇立，任金卫，1995，则木河断裂的现今活动方式及其地形变鉴别标志探讨[J].地震地质，17(4)：427―431.

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