袁道陽 雷中生 劉興旺 謝 虹 蘇 琦

1)中國地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000

2)蘭州地球物理國家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，蘭州 73000

0 引言

2013年7月22日在甘肅東南部的岷縣、漳縣交界地區(qū)發(fā)生了1次MS6.6地震，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和重大的財(cái)產(chǎn)損失(圖1a)。根據(jù)震后現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，本次地震的極震區(qū)烈度為Ⅷ度，發(fā)震構(gòu)造為臨潭－宕昌斷裂東段(岷縣段)北側(cè)的重要分支斷裂(王蘭民等，2013;鄭文俊等，2013a)。甘肅東南部地區(qū)位于青藏活動(dòng)塊體東緣，區(qū)內(nèi)發(fā)育了多條晚第四紀(jì)活動(dòng)的逆沖兼走滑活動(dòng)斷裂帶，其構(gòu)造組合復(fù)雜，新活動(dòng)性強(qiáng)，歷史上曾發(fā)生過多次中強(qiáng)以上破壞性地震甚至大地震(圖1a，b)，如公元前186年武都7級(jí)地震(袁道陽等，2007)、1573年岷縣級(jí)地震(鄭文俊等，2007)、1654年天水南8級(jí)地震(韓竹軍等，2001)、1879年武都南8級(jí)地震(侯康明等，2005)和1936年康樂級(jí)地震(國家地震局震害防御司，1995)等。其中，公元842年(即唐會(huì)昌二年)碌曲地震是發(fā)生在本區(qū)漢藏交界地區(qū)的一次大地震，造成“地震裂，水泉涌，岷山崩，洮水逆流三日;鼠食稼，人饑疫，死者相枕籍”的嚴(yán)重震害(國家地震局蘭州地震研究所，1989)。由于這次地震發(fā)生在人口稀少的少數(shù)民族地區(qū)，史料記載少，震中位置不確切，所以一直難以開展深入的研究工作。現(xiàn)行各種版本的地震目錄，主要是根據(jù)簡略的地震史料，給出本次地震的基本參數(shù)(表1)。

圖1 研究區(qū)活動(dòng)斷裂及歷史地震震中分布圖Fig.1 Distribution of active fault zones and historical earthquakes in the research area.

盡管記載公元842年碌曲地震的史料很少，但從僅有的地震史料可知，其震害相當(dāng)嚴(yán)重。對(duì)本次地震相關(guān)震害做進(jìn)一步分析，確定其極震區(qū)位置，探討其發(fā)震構(gòu)造，進(jìn)而對(duì)本次地震作出合理的構(gòu)造解釋或提出合理的構(gòu)造歸屬，這對(duì)分析判定甘東南及甘青川交界地區(qū)的地震活動(dòng)性，尤其是在發(fā)生了2013年7月22日岷縣漳縣MS6.6地震之后，如何科學(xué)分析判斷本區(qū)未來的大震危險(xiǎn)性等均具有重要參考意義。本文擬通過對(duì)公元842年地震史料的系統(tǒng)梳理和考證分析，結(jié)合近年來對(duì)該區(qū)活動(dòng)斷裂的調(diào)查和研究結(jié)果以及對(duì)本區(qū)現(xiàn)今小震活動(dòng)特征的綜合對(duì)比分析，來探討本次地震的極震區(qū)位置和可能的發(fā)震構(gòu)造和發(fā)震機(jī)制，為分析甘東南地區(qū)的強(qiáng)震活動(dòng)特征奠定基礎(chǔ)。

1 地震史料

根據(jù)《中國地震歷史資料匯編》(謝毓壽等，1983)和《甘肅省地震資料匯編》(國家地震局蘭州地震研究所，1989)，記載本次地震的史料只有2條:

表1 不同文獻(xiàn)給出的公元842年碌曲地震的基本參數(shù)Table 1 Basic parameters of Luqu earthquake in 842 AD from different references

(1)據(jù)《新唐書·吐蕃傳》冊(cè)二十九卷216下頁9記載:“開成四年，遣太子詹事李景儒往使，吐蕃以論集熱來朝，獻(xiàn)玉器羊馬。自是國中地震裂，水泉涌，岷山崩，洮水逆流三日;鼠食稼，人饑疫，死者相枕籍。鄯、廓間夜聞鼙鼓聲，人相驚”。

(2)明代巴臥·祖拉陳哇(1506—1566年)在臨去世前2年，即1564年編著的藏文史籍《賢者喜宴》中記到(譯文):“當(dāng)時(shí)，大地發(fā)生了大地震。四面八方燃燒起來，天空呈現(xiàn)出血紅色;流星隕石相互撞擊，紛紛墜落。在漢藏交界的西哈久拉塘中央，作為西藏所管轄的界山拉日山傾倒了，因之堵塞了碌曲，于是河水回漩，并向上游倒流;復(fù)自水內(nèi)發(fā)出巨大聲響和亮光;同時(shí)尚有雷擊?！@時(shí)的地震，聲響和光亮，在拉薩也感到十分清晰”。

2 地震參數(shù)的探討

2.1 發(fā)震日期的確認(rèn)

從《新唐書·吐蕃傳》的記載可知，這次地震發(fā)生在唐文宗開成四年(公元839年)李景儒往使之后，但無具體的年月日。早期出版的地震目錄將其發(fā)震時(shí)間定在了李景儒往使之年的開成四年，即公元839年(顧功敘等，1983;國家地震局蘭州地震研究所，1985，1989)。后經(jīng)專家們對(duì)相關(guān)史料的進(jìn)一步考證分析，認(rèn)識(shí)已經(jīng)較為統(tǒng)一，時(shí)間確定為公元842年(謝毓壽等，1983;國家地震局震害防御司，1995)(表1)。

根據(jù)明代巴臥·祖拉陳哇所編著的藏文史籍《賢者喜宴》記載，這次地震發(fā)生在吐蕃末代贊普朗達(dá)瑪(達(dá)磨贊普)被刺身亡之年。據(jù)《新唐書·吐蕃傳》記載，“會(huì)昌二年(公元842年)，贊普死”。當(dāng)時(shí)因爭(zhēng)奪王位，紛亂遂起，吐蕃駐秦州(今天水)洛門川討擊使論恐熱舉兵反吐蕃，與國相尚思戰(zhàn)于洮州(今臨潭縣新城)，州縣俱廢，縣境均歸屬吐蕃。也就是說，當(dāng)時(shí)洮州已陷吐蕃，吐蕃又因爭(zhēng)王奪位戰(zhàn)亂紛起，造成州縣俱廢。據(jù)此確認(rèn)這次地震發(fā)生在唐武宗會(huì)昌二年(即公元842年)是合理的。

2.2 震中位置的探討

2.2.1 記載破壞最嚴(yán)重的地方

根據(jù)歷史地震資料確定震中位置的原則(顧功敘，1983)，通常是將震害最重的地方作為最有可能的極震區(qū)位置。依據(jù)上述史料記載，公元842年地震破壞最重的地方主要有:

(1)吐蕃所轄的界山拉日山(或岷山)因地震而崩塌、傾倒;

(2)由于拉日山崩塌堵塞了碌曲(今洮河)，河水回漩三日;

(3)吐蕃國中房屋地面開裂、水泉涌出;

(4)地震過后還發(fā)生了嚴(yán)重的鼠害、饑荒和瘟疫等次生災(zāi)害，使死者相枕籍。

由此可見，考證并確認(rèn)拉日山(或岷山)的確切位置對(duì)于圈定本次地震的極震區(qū)范圍和確定震中位置具有重要作用。

2.2.2 震區(qū)內(nèi)行政轄區(qū)概況

洮河流域早在古代就是“漢藏走廊”，是漢、藏同胞互通往來的必經(jīng)之地。今甘肅碌曲、臨潭、岷縣等地曾是洮、岷、河、湟等流域的交通要道，是藏族同胞上京(長安，今陜西西安)的重要通道之一。赴京城朝貢的藏族地方酋豪、宗教界高僧，不絕于洮州、岷州之道。特別是到了唐代，由游牧民族羌族演化而來的吐蕃族興起，逐漸向東擴(kuò)張，到八世紀(jì)中葉，今甘肅合作、碌曲、臨潭、卓尼、岷縣各地，相繼淪為吐蕃屬部，并成為吐蕃之間爭(zhēng)戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)。到唐代中葉，吐蕃勢(shì)力已達(dá)到關(guān)隴一帶，并曾一度攻占長安。據(jù)《漢藏史集》記載藏王赤松德贊派遣了以吐蕃九名勇士為首的精銳部落到漢藏交界之處戍守邊疆。從而形成了被稱為噶瑪洛的大本營?，F(xiàn)在本區(qū)還殘存有迭當(dāng)什(藏語得塘什)古城、牛頭城、陽壩城(吐蕃稱為鐵仞城)等古城遺址。

2.2.3 主要破壞地區(qū)的考證分析

(1)拉日山、岷山和西傾山。據(jù)唐史《新唐書·吐蕃傳》記載，地震中“岷山崩”，而藏文史料則記為“拉日山傾倒”，由此可見，拉日山和岷山應(yīng)為同一山系的不同稱謂而已。經(jīng)查閱《中華人民共和國甘肅省地圖集》(甘肅省地圖集編纂辦公室，1975)發(fā)現(xiàn)，今甘肅碌曲與迭部兩縣交界的光蓋山－迭山主峰(海拔高度為4 157m)就名為拉日瑪(山)，從而印證了藏文史料記載的真實(shí)性。該山系為北側(cè)的洮河與南側(cè)的白龍江(分屬黃河和長江水系)的分水嶺。據(jù)此認(rèn)為，現(xiàn)今的光蓋山－迭山就應(yīng)為史料記載中的拉日山。

岷山山系屬巴顏喀拉山東段余脈(今藏語仍稱為“岷山”)，其山體陡峭，溝谷狹窄，水流湍急，相對(duì)高差平均2 500m左右，是境內(nèi)切割最劇烈的山系。岷山山系主要分布在今甘肅的迭部、舟曲一帶，當(dāng)?shù)厝艘卜Q其為迭山或西傾山。所以，史料中記載的“岷山崩”、“拉日山傾倒”，實(shí)際上就是指迭山、西傾山一帶因發(fā)生了大地震而引發(fā)大規(guī)模的崩塌和滑坡等。西傾山之名最早見于《禹貢》，另外，《山海經(jīng)》、《前漢書》、《水經(jīng)注》、《元和郡縣治》等均有記載。藏語也稱為“碌恰布惹”，意為“出圣水之山”，是甘南藏族自治州境內(nèi)面積最大、山脈支系最多、走向錯(cuò)綜復(fù)雜、歷史名山較多的山脈。具體而言，現(xiàn)今通常將西傾山細(xì)分為北支(太子山)、中支(迭山)和南支(岷山)，其主體是黃河水系洮河與長江水系白龍江的分水嶺，橫臥于今迭部、碌曲和舟曲一帶。

(2)碌曲。碌曲是洮河的藏名，意為“龍水”或“神水”。洮河為黃河一級(jí)支流，全長約550km，發(fā)源于碌曲縣西南的西傾山及其支脈李恰如山南麓的代富桑草原。碌曲(洮河上游河段)分為兩支，兩支匯合流經(jīng)李恰如牧場(chǎng)附近匯入野馬灘河以后才稱為洮河。洮河，尤其是卓尼縣城以西的上游河段，河道非常狹窄(現(xiàn)在許多地段仍無路可通行)，石砭險(xiǎn)崖眾多，水流湍急，落差大，為地震造成山崩阻塞河道提供了物質(zhì)條件。由于洮河上游從西南至東北橫貫了碌曲縣全境，而藏語又稱洮河為碌曲，碌曲縣名由此而得。

(3)西哈久拉塘。巴臥·祖拉陳哇于1564年編著的《賢者喜宴》中稱這次地震發(fā)生在“藏漢交界的西哈久拉塘中央，作為吐蕃所管轄的界山拉日山傾倒了，因之堵塞了碌曲”。這里說的西哈久拉塘中央也就是岷山、西傾山一帶的碌曲(洮河)河谷，因此這一帶破壞較為嚴(yán)重?！吨袊卣饸v史資料匯編》(謝毓壽等，1983)和《甘肅省地震資料匯編》(國家地震局蘭州地震研究所，1989)在按語中說，“西哈久拉塘”可能是“西河州山地平壩的音譯”，唐代稱臨夏為河州(今臨夏市東北)。經(jīng)查《中國歷史地圖集》(譚其驤，1982)，唐代在今碌曲縣附近設(shè)有西滄州，也有可能是西滄州附近山地平壩的音譯。

2.2.4 有感地點(diǎn)的考證分析

唐代的州是縣一級(jí)的行政區(qū)劃。唐高祖時(shí)改郡為州，郡太守改為刺史，實(shí)行州縣二級(jí)行政建制。唐玄宗天寶元年(公元742年)又改州為郡，州郡互名，刺史、太守也互名。至德二年(公元757年)再改郡為州。

(1)廓州。唐代廓州屬寧塞郡，武德二年(公元619年)置，治廣威縣，在今青海省化隆縣群科鄉(xiāng)的上古城。群科古城分為上、下兩座古城。下古城現(xiàn)在已基本無存，只見田埂處殘存斷續(xù)的夯土筑部分墻基，耕地中見有長條磚、簡瓦、布紋板瓦及灰陶罐等殘片，原有規(guī)模及布局已無法辨認(rèn)，從出土器物判斷為東漢石城，距黃河僅80m。上古城距下古城約300m，在其北，今群科鄉(xiāng)電影院所在地，呈長方形，后因城鎮(zhèn)擴(kuò)建，墻垣大部分已被拆除，僅東北部尚存斷續(xù)殘壁，西南城墻只存墻基。復(fù)原后古城東西長345m，南北寬288m。夯土筑，內(nèi)有木棍，城墻附有馬面。上古城內(nèi)散布有繩紋磚、素面磚、筒瓦、板瓦及泥質(zhì)灰陶罐、甕等殘片。據(jù)遺物觀察為唐時(shí)期的古城，屬唐代廓州故城，后稱金剛城。下古城又稱廓州下城，北魏時(shí)石城縣所在地。

(2)鄯州。唐代鄯州治湟水縣，即今青海省樂都縣碾伯鎮(zhèn)。后涼在今樂都縣城設(shè)樂都郡。南涼以樂都大古城(樂都郡治所)為國都。北魏考昌二年(526年)改樂都郡為鄯州，移西都縣于樂都。隋開皇十八年(公元598年)改西都縣為湟水縣，唐貞觀二十三年(公元649年)設(shè)鄯州都督府，842年地震時(shí)，鄯州仍為都督府。宋時(shí)，鄯州為河湟吐蕃唃廝啰地方政權(quán)的活動(dòng)中心。宋元符二年(公元1094年)，北宋占領(lǐng)鄯州后在樂都置湟州，后改為樂州。

(3)喇薩。唐代中后葉，今甘肅南部的大部分地區(qū)已歸入吐蕃。吐蕃國都邏些城也稱為喇薩，即今西藏拉薩市所在地。

2.2.5 震中位置的討論

842年碌曲地震的震害雖然嚴(yán)重，而且波及面廣(在青海東部甚至西藏拉薩均有感)，但由于震區(qū)位置偏僻，人煙稀少，當(dāng)時(shí)屬吐蕃管轄，因而史料極為稀少，記載也非常籠統(tǒng)，所以確定其震中位置有較大難度。但我們可根據(jù)以下原則，大致圈定極震區(qū)的范圍:

(1)極震區(qū)應(yīng)在西傾山(岷山、光蓋山、迭山、拉日山)一帶的山區(qū);

(2)重破壞區(qū)應(yīng)包括洮河上游河谷，尤其是大型滑坡或者崩塌體較為集中的區(qū)段;

(3)震中的確定，還應(yīng)適當(dāng)考慮廓州(今青?；】h群科鎮(zhèn))、鄯州(青海樂都縣碾伯鎮(zhèn))及拉薩的有感情況;

(4)結(jié)合活動(dòng)構(gòu)造背景進(jìn)行分析。

根據(jù)以上原則，并結(jié)合該區(qū)近年來活動(dòng)斷裂的最新調(diào)查結(jié)果，我們認(rèn)為本次地震的極震區(qū)大致應(yīng)位于碌曲縣以東、卓尼縣以南、迭部縣以北的光蓋山—迭山山區(qū)(圖2)，震中位置大約為34.3°N，103.1°E，震中精度3類，誤差＜50km。破壞區(qū)應(yīng)包括洮河上游碌曲以及當(dāng)時(shí)吐蕃轄區(qū)的洮州(今臨潭新城)、岷州(今岷縣縣城)等地。有感區(qū)向北達(dá)鄯州(樂都)、廓州(貴德、化隆)等地。

圖2 公元842年碌曲地震等震線圖Fig.2 The isoseismal line of Luqu earthquake in 842 AD.

2.3 震級(jí)和震中烈度的分析

由于842年地震發(fā)生在人口稀少、交通閉塞的吐蕃轄區(qū)，即使有震害，也很難及時(shí)傳送出來，所以沒有具體的人員傷亡和房屋破壞等記載，這就給震級(jí)和震中烈度的評(píng)定帶來較大困難。我們只能根據(jù)極震區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害、次生災(zāi)害及有感范圍等給出震級(jí)和震中烈度的估計(jì)值。

2.3.1 極震區(qū)的主要震害

2.3.1.1 山崩及洮河斷流

根據(jù)史料記載，本次地震的主要震害是山崩和滑坡。由于地震引起的山崩和滑坡規(guī)模大，還導(dǎo)致洮河斷流3日。為此，我們對(duì)震區(qū)內(nèi)廣闊的山區(qū)和河谷地區(qū)，重點(diǎn)是對(duì)光蓋山—迭山山區(qū)和洮河、白龍江沿岸地區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的衛(wèi)星影像解譯，并對(duì)主要的滑塌體進(jìn)行了野外實(shí)地考察核實(shí)。發(fā)現(xiàn)洮河上游的碌曲—卓尼河段河谷狹窄，水流湍急，兩岸基巖陡立，易于發(fā)生崩塌和堵塞河道，其中在碌曲縣城——勒秀鄉(xiāng)長約60km河段就集中發(fā)育了約8處規(guī)模宏大的古滑塌體，其寬度達(dá)500～1 000m，其中以西倉村、洛措村和怕喬村等處的滑塌體最為典型、規(guī)模巨大(圖3a－c，位置見圖1和圖2中a－c)，部分滑塌體曾堵塞過河道的形跡還依稀可見(例如圖3c怕喬村)。而在洮河卓尼縣城以下河段和白龍江迭部段雖然存在滑塌體，但是大型滑塌體較零星。在光蓋山—迭山主峰南側(cè)(大致沿光蓋山－迭山斷裂一線及其附近地區(qū))的代巴—扎尕那谷地及納加一帶存在非常密集且規(guī)模巨大的古滑坡、基巖崩塌體達(dá)10余處，其規(guī)模達(dá)500～1 500m(圖3d－f，位置見圖1和圖2中d～f)，其中在扎尕那村南側(cè)除了發(fā)育大型滑塌體外，還可見基巖劈裂形成5～10m寬的裂縫(圖3e)。雖然現(xiàn)在難以準(zhǔn)確獲知上述大型滑塌體的具體成因(如地震、雨雪、凍融、風(fēng)化和河流侵蝕等)，也無法準(zhǔn)確測(cè)定其發(fā)生滑塌的具體年代，但是從其規(guī)模分析，這些大型滑塌體僅僅因雨雪、凍融等氣候因素或因河岸侵蝕、重力作用等外因是難以群集發(fā)生的，極有可能是在地震等強(qiáng)動(dòng)力作用的誘導(dǎo)下發(fā)生的。當(dāng)然并非上述所有滑塌體均為地震作用所致，只要其中有幾處大型滑塌體是由地震引起的，就足以阻斷洮河致使其斷流數(shù)日。這些滑塌體因形成時(shí)間久，形貌較舊，但其輪廓仍然依稀可認(rèn)。查閱相關(guān)史料，本區(qū)歷史上并無其他破壞性歷史強(qiáng)震的記載，極有可能就是842年碌曲地震所造成的滑坡和崩塌體。

根據(jù)前人對(duì)中國西部地區(qū)歷史地震震害的調(diào)查，因山崩導(dǎo)致河流斷流的地震其震中烈度多在Ⅷ或Ⅷ度以上。例如1932年昌馬7.6級(jí)地震時(shí)，托來河斷流了半個(gè)小時(shí)(地震發(fā)生在水量最少的冬季)，確定的烈度為Ⅷ度;1609年紅崖堡7級(jí)地震造成托來河斷流3日，烈度定為≥Ⅸ度(國家地震局蘭州地震研究所，1985)。盡管因地震滑塌而導(dǎo)致河流斷流的影響因素較多，但至少表明其滑塌體規(guī)模巨大，才可能引起斷流數(shù)日，大多情況下距震中區(qū)較近。同樣，842年碌曲地震時(shí)，洮河(其水量遠(yuǎn)比托來河大)斷流了3日，推測(cè)其滑塌體規(guī)模巨大，其震中烈度可能在Ⅸ度或以上。根據(jù)歷史地震烈度、震級(jí)簡表(顧功敘等，1983)，當(dāng)烈度在Ⅸ～Ⅹ度、震級(jí)7～級(jí)時(shí)，“懸崖普遍墜落，山頭塞道或阻河”，上述判斷也與簡表是相符的。

2.3.1.2 地面開裂，水泉涌

2.3.1.3 次生災(zāi)害造成人員死亡眾多

雖然這次地震并無房屋倒塌和人員傷亡的具體記載。但是根據(jù)《新唐書·吐蕃傳》記載，地震之后，老鼠成災(zāi)，吞食五谷，人們饑餓不堪，同時(shí)又爆發(fā)了大規(guī)模的瘟疫，導(dǎo)致“死者相枕籍”。這些眾多的死者雖然主要是震后瘟疫等次生災(zāi)害所造成的，但是也從另外一側(cè)面反映出這次地震之后次生災(zāi)害及其所造成的后果是相當(dāng)嚴(yán)重的。

2.3.2 有感范圍

圖3 研究區(qū)部分大型古滑坡體分布圖(圖像來源于Google Earth)Fig.3 Distribution of part of the large ancient landslides in the research area.

對(duì)位置偏遠(yuǎn)、人口稀少地區(qū)發(fā)生的地震，其有感范圍大小對(duì)確定震級(jí)也有重要的參考價(jià)值。這次地震雖然地處偏遠(yuǎn)，但已知有感范圍很大。根據(jù)《新唐書·吐蕃傳》記載，青海東部的樂都(鄯州)、化隆(廓州)均感到了這次地震，并且造成“人相驚”。上述兩地距震中區(qū)直線距離至少在240km以上。根據(jù)藏文史料《賢者喜宴》記載:“這時(shí)的地震、聲響和亮光，在喇薩(今拉薩)也感到十分清晰”。而拉薩距震中的直線距離約1 240km。

非常巧合的是，唐會(huì)昌二年十二月二十四日，在京師長安(今西安)也記載了一次有感地震。根據(jù)《新唐書》卷三五《五行志》和《新唐書·武宗記》記載:“【會(huì)昌二年】十二月癸未(二十四日)，京師地震。”唐武宗會(huì)昌二年十二月癸未，時(shí)間為843年1月31日(格里歷)或1月27日(儒略歷)。唐會(huì)昌二年京師(西安)地震是否與會(huì)昌二年碌曲地震為同一次地震，因資料少，難以定論。但是唐會(huì)昌二年在中國其他地方并沒有有感地震的記載，因此，二者很有可能就是同一次地震，即842年碌曲地震時(shí)，向東傳播其有感點(diǎn)到達(dá)了現(xiàn)今的西安。若如此，則本次地震的發(fā)震時(shí)間就非常明確了，為843年1月31日或27日。由于西安距碌曲地震震中區(qū)直線距離大約540km。根據(jù)歷史地震烈度、震級(jí)簡表(顧功敘等，1983)，對(duì)于7～級(jí)的地震來說，其有感范圍應(yīng)在500～1 000km，在西安有震感是合理的。

根據(jù)上述史料考證分析，并充分考慮本次地震發(fā)生年代久遠(yuǎn)，史料記載簡略，震中區(qū)不但地廣人稀，交通不便，文化與經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，而且又處于少數(shù)民族管轄范圍等因素，綜合評(píng)定本次地震的發(fā)震日期為843年1月31日或27日，震級(jí)為7～7級(jí)，震中烈度達(dá)Ⅸ～Ⅹ度(極震區(qū))，重破壞區(qū)烈度約Ⅷ度，破壞區(qū)可達(dá)Ⅵ～Ⅶ度(圖2)。

3 發(fā)震構(gòu)造分析

根據(jù)上述史料考證分析，公元842年碌曲地震的極震區(qū)大致位于今甘肅省甘南藏族自治州碌曲縣以東、卓尼縣以南和迭部縣以北的光蓋山—迭山山區(qū)。本次地震位于NWW向的西秦嶺北緣斷裂帶(F1)與東昆侖斷裂帶(F5)2條區(qū)域性的左旋走滑活動(dòng)斷裂所構(gòu)成的大型左階區(qū)內(nèi)，其內(nèi)發(fā)育了多條與之平行的次一級(jí)的以擠壓逆沖為主兼具左旋走滑特征的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂帶，是實(shí)現(xiàn)二者之間構(gòu)造轉(zhuǎn)換的過渡斷裂(袁道陽等，2004)，主要包括臨潭－宕昌斷裂(F2)、光蓋山－迭山斷裂(F3)和迭部－白龍江斷裂(F4)等(圖1a)。上述這些近于平行的NWW向斷裂及其東側(cè)的NEE向斷裂，通過各條斷裂相對(duì)較低的滑動(dòng)速率(走滑和逆沖)，以及斷裂之間隆起山脈及不同時(shí)代盆地的變形，共同承擔(dān)了自東昆侖斷裂向西秦嶺北緣斷裂過渡過程中運(yùn)動(dòng)分量的吸收和轉(zhuǎn)換(鄭文俊等，2013b)，它們構(gòu)成了巴顏喀拉塊體北側(cè)東段邊界斷裂系的重要組成部分(圖1b)。

近年來的野外調(diào)查結(jié)果表明(鄭文俊等，2013a;何文貴等，2013)，臨潭－宕昌斷裂(圖1a中F2)西起合作市西南，向東經(jīng)臨潭北、岷縣延至宕昌以南，長約250km。斷裂總體呈NWW—NW向展布，傾向NE，傾角50°～70°，由數(shù)條規(guī)模不等、相互平行或斜列的次級(jí)斷裂組合而成。其中斷裂西、中段在合作—岷縣間分為南、北兩支，控制了合作、臨潭、宕昌等古近紀(jì)、新近紀(jì)盆地的形成和發(fā)育。其中，北支斷裂主要發(fā)育在基巖山區(qū)，斷裂通過處多表現(xiàn)為大的斷層埡口或谷地等，斷裂新活動(dòng)的地貌表現(xiàn)不甚清晰，但在斷裂東段曾發(fā)生過2003年岷縣MS5.2地震和2004年岷縣－卓尼MS5.0地震(鄭文俊等，2005;何文貴等，2006)，2013年7月22日發(fā)生的岷縣漳縣MS6.6地震也發(fā)生在其北側(cè)分支斷裂上(鄭文俊等，2013a)。南支斷裂在岷縣以西局部段可見晚更新世晚期—全新世的活動(dòng)跡象，如在臨潭縣貢恰村一帶形成了較清晰的反向陡坎、鼓包和斷錯(cuò)山脊等，陡坎高約1.5m。根據(jù)其地質(zhì)地貌特征及探槽開挖結(jié)果分析，該斷裂為晚更新世活動(dòng)斷裂，局部段全新世有活動(dòng)(何文貴等，2013)。沿臨潭－宕昌斷裂帶東段歷史上還曾發(fā)生過多次中強(qiáng)震，如1573年岷縣6級(jí)地震和1837年岷縣6級(jí)地震等(鄭文俊等，2007)。

光蓋山－迭山斷裂(圖1a中F3)分為南、北緣2條斷裂。其中，北緣斷裂帶西起光蓋山，向東沿迭山北緣大致S70°E方向延伸，發(fā)育于崇山峻嶺之中，向SE橫穿臘子溝、雷古山止于武都以北，長約250km。在迭部縣以北的斷裂西段，斷裂在地貌上表現(xiàn)為斷層谷地、埡口等，線性延伸較為清晰。其中，在馬熱松多溝腦見斷層剖面，性質(zhì)為逆斷層，由三疊紀(jì)灰?guī)r擠壓逆沖在白堊紀(jì)砂礫巖之上，并斷錯(cuò)了上部坡積砂礫石層，據(jù)此判斷該段斷裂晚更新世—全新世有新活動(dòng)表現(xiàn)。而南緣斷裂帶西起碌曲縣尕海以北，向東經(jīng)益哇、叢地和尖尼北轉(zhuǎn)為SE方向，過崔古，在水泊村南橫穿白龍江，止于羊布梁山以北一帶，長約250km。斷裂總體走向310°，傾向SW，傾角60°～80°。斷裂晚第四紀(jì)以來具有較強(qiáng)活動(dòng)，在地貌上形成較筆直的斷層崖和斷層谷地等。其中，在迭部縣益哇鄉(xiāng)附近公路邊發(fā)現(xiàn)一斷層剖面，斷裂由志留紀(jì)變質(zhì)巖擠壓逆沖在晚第四紀(jì)松散砂礫石土層之上(圖4)。剖面中發(fā)育了2條斷層，主斷層性質(zhì)為逆斷層，產(chǎn)狀為:340°/NE∠57°，斷裂最新活動(dòng)斷錯(cuò)了層④及其以下所有的砂礫石土層，僅被地表根土層⑤所覆蓋。經(jīng)過14C年代測(cè)試，斷錯(cuò)最新地層年代為(840±40a)BP，表明該斷裂全新世晚期曾有過最新構(gòu)造活動(dòng)。而南側(cè)的次級(jí)斷層性質(zhì)為正斷層，錯(cuò)距0.15m，產(chǎn)狀為:340°/NE∠46°，斷層終止在層③內(nèi)部，被上覆年代為(4 850±40)a BP的含砂質(zhì)土層覆蓋，表明其活動(dòng)時(shí)代較主斷層的最新活動(dòng)時(shí)代早，為全新世中期?？傊?，上述剖面及年代測(cè)試結(jié)果表明該斷裂為一條全新世中晚期活動(dòng)斷裂，新活動(dòng)性明顯。

圖4 迭部縣益哇鄉(xiāng)斷層剖面Fig.4 Fault profile at Yiwa Village of Diebu County.

迭部－白龍江斷裂(圖1a中F4)由2條斷裂組成，大體由白龍江南、北緣斷裂組成，西段基本沿白龍江河谷發(fā)育，東段沿白龍江南側(cè)的拱壩河延伸，總體走向N70°W，帶寬1.5～2km。其中北支斷裂在中段的拉路溝—多兒溝之間斷錯(cuò)地貌明顯，并在長壩附近斷錯(cuò)白龍江Ⅱ級(jí)階地。南支斷裂西段基本沿白龍江發(fā)育，受河流侵蝕影響，斷錯(cuò)微地貌不清楚，而中東段位于中高山之間，地貌上較明顯，部分地段可見明顯的山脊和水系等左旋位錯(cuò)和清晰的斷層三角面、線性陡坎等。其中，在舟曲縣三角坪鄉(xiāng)虎家灣村南一帶發(fā)育筆直的斷崖、斷層三角面、斷層槽地、斷層埡口及反向陡坎等，并斷續(xù)保留地震鼓包及低的斷坎等斷裂新活動(dòng)的形跡，為公元前186年武都7級(jí)地震殘存的地表破裂帶(袁道陽等，2007)。綜合分析認(rèn)為該斷裂應(yīng)為全新世活動(dòng)斷裂。

對(duì)比分析上述3條斷裂的最新構(gòu)造活動(dòng)與歷史地震活動(dòng)特征發(fā)現(xiàn)，北側(cè)的臨潭－宕昌斷裂以中強(qiáng)地震頻繁活動(dòng)為特征，屬規(guī)模較小、起過渡和調(diào)節(jié)作用的次一級(jí)的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂。而光蓋山－迭山斷裂、迭部－白龍江斷裂和南側(cè)的塔藏?cái)嗔压餐瑯?gòu)成東昆侖斷裂帶向東延伸呈發(fā)散狀態(tài)的重要組成部分，是構(gòu)成中國大陸近10多年來7級(jí)以上大震活動(dòng)主體區(qū)——巴顏喀拉塊體北部邊界斷裂(東昆侖斷裂)東段的重要分支斷裂(圖1b)。其中迭部－白龍江斷裂東段曾發(fā)生過公元前186年武都7級(jí)以上地震(袁道陽等，2007)，而塔藏?cái)嗔训牧_叉段存在長約50km的古地震地表破裂帶，根據(jù)同震位錯(cuò)估算其震級(jí)為MW7.3(張軍龍等，2012)，這些斷裂(包括光蓋山－迭山斷裂)晚第四紀(jì)新活動(dòng)顯著，均具備發(fā)生7級(jí)以上地震的構(gòu)造條件。

另外，從地理位置上分析，光蓋山－迭山斷裂正好位于史料考證確定的公元842年碌曲地震的極震區(qū)內(nèi)，而且沿?cái)嗔言诖汀啬枪鹊睾图{加等地保存有較密集的大型古崩塌、滑坡體(圖1a、2和圖3d～f)，綜合分析判斷該斷裂為本次地震發(fā)震構(gòu)造的可能性最大;而迭部－白龍江斷裂主要沿白龍江發(fā)育，歷史上并無地震阻塞河道的記載，而且距離震區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)，因此，迭部－白龍江斷裂不大可能為842年碌曲地震的發(fā)震斷裂。另外，從史料記載可知，本次地震的有感地區(qū)，除拉薩之外，雖然在震區(qū)北側(cè)的青海東部樂都、貴德、化隆以及甘肅的夏河等地均震感強(qiáng)烈，但是從衛(wèi)星影像解譯和野外實(shí)地考察結(jié)果看，洮河以北地區(qū)未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的古滑塌體，因此，北側(cè)的臨潭－宕昌斷裂也不大可能為842年碌曲地震的發(fā)震斷裂。

綜合上述分析，我們認(rèn)為震區(qū)附近的光蓋山－迭山斷裂作為巴顏喀拉活動(dòng)塊體北側(cè)邊界斷裂(東昆侖斷裂)東段的重要分支，為公元842年碌曲7～7級(jí)地震的發(fā)震斷裂。在青藏塊體向NE擠壓和向SE運(yùn)移的過程中，沿活動(dòng)塊體邊界帶(如巴顏喀拉塊體)易于形成應(yīng)力集中和突然釋放，導(dǎo)致7級(jí)以上大震的發(fā)生，這已被近10多年來中國大陸沿巴顏喀拉塊體發(fā)生的6次7級(jí)以上大震活動(dòng)所證實(shí)(圖1b)。

4 研究區(qū)現(xiàn)代小震活動(dòng)特征

一般而言，在一次大地震發(fā)生后的數(shù)年內(nèi)，大量小震沿發(fā)震斷裂及其附近發(fā)生，形成明顯的小震活動(dòng)條帶，這一時(shí)間可以持續(xù)數(shù)十年或數(shù)百年，或經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)間的恢復(fù)后，歷史大震震源區(qū)的小震逐漸減少，并最后形成小震活動(dòng)空區(qū)(王澤皋，1985)。秦保燕等(1989)曾利用現(xiàn)代小震活動(dòng)資料確定了中國21次歷史大震的震源區(qū)。第1種情況認(rèn)為地震時(shí)在震源區(qū)產(chǎn)生了無數(shù)大大小小的斷裂(或破裂)，而這種脆性介質(zhì)中的斷裂是需要很長的時(shí)間才能恢復(fù)的。在這一漫長的恢復(fù)過程中，它始終以小震或中強(qiáng)震的活動(dòng)特點(diǎn)來顯示這一弱化區(qū)。因此，小震的覆蓋區(qū)可以大致反映歷史大震的震源區(qū)。第2種情況是，地震發(fā)生后經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)間的恢復(fù)過程，歷史大震震源區(qū)小震逐漸減少，并最后形成小震活動(dòng)的空區(qū)，它與其端部(相對(duì)不完整區(qū))的差異又可以從小震反映出來?？梢酝ㄟ^小震活動(dòng)平靜區(qū)(空區(qū))來確定歷史大震的震源區(qū)，并可利用郭增建等(1973)建立的中國大陸地震震級(jí)(M)與發(fā)震斷裂長度(L)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式:M=3.3+2.1log L來估算其震級(jí)。

圖5 研究區(qū)儀器記錄地震震中分布圖(1970－01—2013－12)Fig.5 Distribution of epicenters of the instrumentally recorded earthquakes in the research area(1970－01－2013－12).

研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)代儀器記錄的地震活動(dòng)呈現(xiàn)出較明顯的條帶狀分布特征，大致沿主干活動(dòng)斷裂帶密集分布。其中，沿光蓋山－迭山斷裂西段就形成了一個(gè)小震活動(dòng)的空段(圖5中圈a)，但同時(shí)在其東西兩端還有2個(gè)小震活動(dòng)密集區(qū)(圖5中圈b和圈c)。按照上述分析(王澤皋，1985;秦保燕等，1989)，假如屬于第1種情況，則小震活動(dòng)密集區(qū)(圖5中圈b)可能反映的是1987年1月8日迭部北MS5.8地震的震源區(qū)，而圖5中圈c內(nèi)的小震密集區(qū)可能對(duì)應(yīng)的是842年碌曲7級(jí)地震的震源區(qū)。假如屬于第2種情況，則中間的小震活動(dòng)空區(qū)(圖5中圈a)可能為歷史大震的震源區(qū)，其位置正好與公元842年碌曲地震的極震區(qū)相吻合，推測(cè)應(yīng)為本次地震的震源區(qū)，而兩側(cè)的小震活動(dòng)條帶與光蓋山－迭山斷裂的現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。其實(shí)，從圖5還發(fā)現(xiàn)，沿本區(qū)構(gòu)造活動(dòng)非常強(qiáng)烈的東昆侖斷裂和塔藏?cái)嗔岩痪€，現(xiàn)今小震活動(dòng)同樣也非常稀疏，表明其大震活動(dòng)離逝時(shí)間已較長。通過以上對(duì)比分析認(rèn)為，上述第2種情況的可能性更大，即因?yàn)?42年碌曲地震距今時(shí)間長，經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)間的恢復(fù)過程后，其震源區(qū)小震逐漸減少并最后形成小震活動(dòng)的空區(qū)。

根據(jù)現(xiàn)代小震分布情況，推測(cè)842年碌曲地震的震源體長度大約70km，利用上述統(tǒng)計(jì)關(guān)系M=3.3+2.1log L(郭增建等，1973)，得到其震級(jí)約為7.2級(jí)，與歷史地震考證研究估算的震級(jí)基本吻合。

5 結(jié)論及討論

根據(jù)對(duì)歷史地震資料的系統(tǒng)梳理、考證和綜合分析，結(jié)合震區(qū)活動(dòng)斷裂的最新調(diào)查結(jié)果和現(xiàn)今小震活動(dòng)特征的對(duì)比分析，對(duì)公元842年甘肅碌曲地震的基本參數(shù)和發(fā)震構(gòu)造得到如下認(rèn)識(shí):

(1)842年碌曲地震的極震區(qū)大致位于甘肅省甘南藏族自治州碌曲縣以東、卓尼縣以西與迭部縣以北的光蓋山—迭山山區(qū)，震中位置大約為34.3°N，103.1°E，震級(jí)可達(dá)7～7級(jí)，震中烈度Ⅸ～Ⅹ度，其發(fā)震時(shí)間可能為唐會(huì)昌二年十二月二十四日(即公元843年1月31日或27日)。

(2)本次地震的破壞區(qū)附近發(fā)育了臨潭－宕昌斷裂、光蓋山－迭山斷裂和迭部－白龍江斷裂等3條以擠壓逆沖為主兼左旋走滑特征的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂帶。通過對(duì)上述斷裂最新考察結(jié)果和對(duì)該區(qū)現(xiàn)今小震活動(dòng)的綜合對(duì)比分析，認(rèn)為本次地震應(yīng)與其中的光蓋山－迭山斷裂西段的最新構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。該斷裂為中國大陸近10多年來7級(jí)以上大震主體活動(dòng)區(qū)——巴顏喀拉塊體北部邊界斷裂(東昆侖斷裂)東段的重要分支斷裂，具備發(fā)生7級(jí)以上大震的構(gòu)造條件。

(3)本次地震所在的甘東南—甘青川交界地區(qū)是歷史大震活動(dòng)區(qū)和現(xiàn)今小震活動(dòng)密集區(qū)，這與其位于巴顏喀拉塊體北部邊界斷裂帶上或其附近密切相關(guān)。在青藏塊體向NE推擠和向SE運(yùn)移作用下，沿活動(dòng)塊體邊界帶易于形成應(yīng)力集中，存在再次發(fā)生中強(qiáng)震甚至大震的構(gòu)造條件。2013年7月22日岷縣漳縣MS6.6地震發(fā)生在其北側(cè)的臨潭－宕昌斷裂東段的次級(jí)分支斷裂上(鄭文俊等，2013a;何文貴等，2013)，可能僅代表本區(qū)構(gòu)造活動(dòng)增強(qiáng)的信號(hào)震，而根據(jù)歷史地震破裂圖像和活動(dòng)斷裂古地震離逝時(shí)間所預(yù)測(cè)的本區(qū)7級(jí)以上地震危險(xiǎn)區(qū)更有可能發(fā)生在塊體邊界斷裂帶上(M7專項(xiàng)工作組，2012)，應(yīng)引起高度關(guān)注。

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