王騰文，游建飛，顏丙雷，賈召亮，張 威，馬 超，劉 韶

(1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都 610059；2.四川省地震局工程地震研究院，四川成都 610041)

青海玉樹巴塘斷裂晚第四紀活動性研究

王騰文1，游建飛1，顏丙雷1，賈召亮1，張 威2，馬 超2，劉 韶2

(1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都 610059；2.四川省地震局工程地震研究院，四川成都 610041)

青海玉樹巴塘斷裂為甘孜-玉樹斷裂玉樹段一條NWW向分支斷裂，以左旋走滑為主，兼微量逆沖。斷裂沿線錯斷地貌明顯，以錯斷洪積扇、沖溝、河流階地為主。通過遙感圖像解譯、野外構(gòu)造填圖、斷層沉積物的測年限定出巴塘斷裂的水平走滑速率為2.21～3.43mm/a，垂直滑動速率為0.16～0.45mm/a。另外，綜合分析巴塘斷裂承擔了甘孜-玉樹斷裂玉樹段近2/5的走滑變形。

甘孜-玉樹斷裂；巴塘斷裂；晚第四紀活動性；滑動速率；構(gòu)造地貌

0 引言

甘孜-玉樹斷裂帶由一系列NW向斜列狀排列的斷層組合而成，南東起于甘孜，經(jīng)馬尼干戈、鄧柯(洛須)、玉樹，至當江，全長約500km(見圖1)。斷裂整體呈NW向展布，斷層傾向以NE為主，傾角70°～85°，并參與協(xié)調(diào)羌塘塊體與巴彥克拉塊體、川滇塊體三者之間的相對運動。在遙感影像上，甘孜-玉樹斷裂線性特征明顯，斷裂沿線洪積扇、沖溝、河流階地和山脊左旋錯段明顯，前人對其晚第四紀活動性特征做過較多研究[1-5]。根據(jù)斷裂幾何特征，甘孜-玉樹斷裂分為當江段、玉樹段、鄧柯段、馬尼干戈段和甘孜段[3]。根據(jù)地貌體的位錯和位錯起始時間的限定，該斷裂晚第四紀以來的左旋位錯速率為(12±2)mm/a[1]，5.0～7.3/mm/a[2]，3.4～7.3mm/a[3]，5～8mm/a[4]，(14±3)mm/a[5]，這些速率主要屬于除玉樹段以外的其他斷裂段。但是，在2010年玉樹發(fā)生Ms7.1地震后，根據(jù)地表破裂特征、歷史地震和古地震資料，認為玉樹斷裂地震同震位錯為1.5～2.0m，復(fù)發(fā)周期為450～680a，滑動速率為2～5mm/a[6]，該速率明顯小于甘孜-玉樹斷裂其他段。從斷裂幾何構(gòu)造分析，玉樹斷裂相對于其它段更加復(fù)雜，并發(fā)育多條分支斷裂(見圖1)，前人對該活動斷裂帶的研究更多地集中在結(jié)古-結(jié)隆斷裂帶和當江斷裂帶上(這兩段相當于前人所稱的玉樹斷裂帶)[7-8]，但極少涉及巴塘斷裂，對于其中的次級斷裂更是未曾提及。

本文以巴塘斷裂為研究對象，通過遙感圖像解譯、野外構(gòu)造填圖、斷層沉積物的測年限定斷層滑動速率，研究該斷裂的晚第四紀活動性特征，探討該斷裂在甘孜-玉樹斷裂帶玉樹段活動中所起的作用。

1 巴塘斷裂錯斷地貌定量研究

巴塘斷裂是玉樹活動斷裂帶的南支主干斷裂，屬于具有明顯正傾滑分量的左旋走滑斷裂整，體呈95°N～105°E走向，全長約140km，與主干斷裂呈“入”字型構(gòu)造樣式或馬尾狀形態(tài)，南東起于各瓊達，向西延伸至巴隴達，傾角較陡，呈NNW向展布于巴塘盆地南緣[9]。斷裂沿線錯斷地貌明顯，發(fā)育有沖溝、洪積扇與河流階地左旋位錯地貌，并且遺留地震鼓、斷層陡坎和斷塞塘等地震遺跡。筆者從巴塘盆地東南緣沿著斷裂走向進行了考察，下面對典型錯斷地貌觀察點進行介紹。

圖1 甘孜-玉樹斷裂帶構(gòu)造地貌圖Fig.1 Tectonic geomorphologic map of Ganzi-Yushu Fault zone

1.1 各瓊達觀察點

各瓊達位于巴塘盆地南緣，各曲河流出山口處。巴塘斷裂南東起于各瓊達，各曲河階地受斷裂活動作用，發(fā)育典型的錯斷地貌，如：斷層陡坎、地震鼓包、斷塞塘等。各曲河發(fā)育三級階地，其中，河流西側(cè)階地保存較為良好，主要發(fā)育T1和T2階地，皆為堆積階地，具明顯的二元結(jié)構(gòu)；河流東側(cè)主要發(fā)育T3階地，為基座階地(見圖2和見圖3)。河流階地面上發(fā)育兩條NWW向近乎平行的斷層，分為南北兩支。其中，北支斷層連續(xù)性強，南支連續(xù)性弱，但是陡坎發(fā)育更為明顯(見圖2)。利用圖柏斯激光測距儀TruPulse200，對該地貌點各典型錯斷地貌進行精確測量，獲得了位錯數(shù)據(jù)。其中，北支斷層T1階地面上發(fā)育地震鼓包、斷塞塘和斷層陡坎，陡坎垂直高度為2.5 m(見圖2，見圖3(b)，見圖3(c))；T2階地斷層陡坎垂直高度為3.5m(見圖3(a))；T3階地陡坎垂直高度為5.4m(見圖3(e))；南支斷層T3階地面上發(fā)育斷層陡坎，垂直高度為1m(見圖3(d))。北支分支斷裂在地表上的表現(xiàn)為陡坎，陡坎下方礫石呈明顯的高角度定向排列(見圖3(f))，產(chǎn)狀為110°∠80°。

圖2 各瓊達構(gòu)造影像解譯圖Fig.2 Interpretative map of Geqiongda

圖3 各瓊達錯斷地貌照片F(xiàn)ig.3 Typical pictures of the faulted landscapes of Yushu Batang Fault at Geqiongda

1.2 營房觀察點

營房觀察點位于南河流出山口處，南河階地面上發(fā)育明顯的斷層地貌。河流發(fā)育三級階地，T1、T2、T3，皆為堆積階地(見圖4和圖5)。T1階地拔高約0.5m，階地面較窄，約3～5m，T2階地拔高約4.1m，階地面寬約12～15m，T3階地拔高約14.3m，階地面寬緩，與盆地面共生，斷層陡坎垂直高度約8.4m(見圖5(c))。階地面上發(fā)育NNW向斷層，造成階地面左旋位錯及陡坎垂直位移。其中，T2/T1階地陡坎被錯斷5.2 m，T3/T2階地陡坎被錯斷17.5m(見圖4，圖5(a)，圖5 (b))。除此之外，在營房觀察點還發(fā)現(xiàn)沖溝左旋現(xiàn)象，位錯約8m(見圖5(d))。

圖4 營房構(gòu)造影像解譯圖Fig.4 Interpretative map of Yingfang

1.3 扎達觀察點

扎達觀察點位于扎曲河流出山口處，扎曲河階地面上發(fā)育明顯斷層地貌。扎曲河發(fā)育不對稱三級階地，T1、T2、T3階地面上發(fā)育NW向斷層(見圖6和圖7)。T1階地拔高約3.7m，階地面寬約8～10m；T2階地拔高約9.4m，階地面較為寬緩，約20～25m，陡坎垂直高度約2.6m(見圖7(a))；T3階地拔高約21m，階地面與盆地面共生，陡坎垂直高度約5.3m(見圖7(b))。在各曲河?xùn)|側(cè)約250～350m處發(fā)育規(guī)模較大的洪積扇，扇面上有兩條沖溝呈左旋位錯，其中，扇體左側(cè)沖溝左旋位錯約83m(見圖6和圖7(c))；扇體中央沖溝左旋位錯約67m(見圖6和圖7(d))。

1.4 再弄達觀察點

圖5 營房錯斷地貌照片F(xiàn)ig.5 Typical pictures of the faulted landscapes of Yushu Batang Fault at Yingfang

再弄達觀察點位于玉樹機場南側(cè)洪積扇上，發(fā)育多條沖溝以及斷層陡坎，扇面上發(fā)育一條NWW向斷層，扇面上小沖溝呈左旋位錯，扇面上發(fā)育線性的斷層陡坎(見圖8和圖9)。利用圖柏斯激光測距儀TruPulse200對錯斷地貌進行實地測量，獲得位移數(shù)據(jù)。其中，再弄達河流階地面上發(fā)育階地陡坎，垂直高度為4.6m；東側(cè)洪積扇上發(fā)育洪積扇斷層陡坎及左旋沖溝，陡坎高度約5.2m，沖溝左旋位錯約21m。另外，再弄達村莊內(nèi)發(fā)現(xiàn)一條紋溝，左旋位移約3.5m。

2 巴塘斷裂晚第四紀活動性討論

斷裂活動習(xí)性是指斷裂活動的方式、速度、幅度、歷史和活動周期等基本特征，它蘊含著斷裂活動與地震發(fā)生過程之間的內(nèi)在聯(lián)系，并揭示地震在時間和空間上的活動規(guī)律?；瑒铀俾适腔顒訑嗔讯垦芯康闹匾獏?shù)，它是在某一時間段內(nèi)斷裂錯動的平均速度[10-13]，同時還反映著一條斷裂帶上應(yīng)變能累積的速率，因而常直接被應(yīng)用于斷裂的地震危險性概率評價[14-17]。位錯量和位錯起始時間是限定滑動速率的兩個重要參數(shù)。本文

圖6 扎達構(gòu)造影像解譯圖Fig.6 Interpretative map of Zhada

圖7 扎達錯斷地貌照片F(xiàn)ig.7 Typical pictures of the faulted landscapes of Yushu Batang Fault at Zhada

圖8 再弄達構(gòu)造影像解譯圖Fig.8 Interpretative map of Zainongda

圖9 再弄達錯斷地貌照片F(xiàn)ig.9 Typical pictures of the faulted landscapes of Yushu Batang Fault at Zainongda

研究區(qū)位錯量主要以洪積扇和階地坎作為位錯標志，并且位于錯離河道一側(cè)，保存較好，其位錯量通過遙感影像解譯、實地皮尺測量和圖柏斯激光測距儀TruPulse200測量共同限定，并且將位錯量校正到斷裂方向。

階地坎經(jīng)常作為走滑斷裂滑動速率的地貌標志[18-19]。本文根據(jù)階地面、階地坎、洪積扇位錯量以及相應(yīng)位錯年代限定平均滑動速率。階地坎的形成與河流演化密切相關(guān)，形成于上階地廢棄與下階地開始接受沉積之間，其中上階地面的廢棄年齡代表階地坎年齡的最大值，下階地初始沉積的年齡代表階地坎年齡的最小值，這兩個年齡最接近階地坎位錯的起始時間。以上階地的最小年齡值和下階地的最大年齡值共同限定階地坎的位錯起始時間。根據(jù)上文可知，T1階地垂直位錯量為2.5m，T2階地垂直位錯量為2.6～3.5m，T3階地垂直錯斷量為4.4～5.2m；年代依次為距今5.56ka、7.9～8.8ka、22.55～27.65ka[20]，因此平均垂直滑動速率依次為0.45mm/a、0.30～0.44 mm/a、0.16～0.26mm/a；扎達觀察點洪積扇沖溝位錯68～83m；再弄達觀察點洪積扇沖溝位錯21m，年代依次為距今24.21ka、6.9～9.5ka[20]，因此平均走滑速率依次為2.76～3.43 mm/a及2.21～3.04mm/a。綜合分析，巴塘斷裂晚第四紀以來水平滑動速率為2.21～3.43mm/a，垂直滑動速率為0.16～0.45mm/a。根據(jù)橫跨該斷裂的GPS速度剖面表明，甘孜-玉樹斷裂帶滑動速率為(6.6±1.5)mm/a[21]，綜合上文中提到的其它學(xué)者對該斷裂帶滑動速率的研究表明甘孜-玉樹斷裂帶晚第四紀以來整體滑動速率應(yīng)該接近6.5～7mm/a。巴塘斷裂作為玉樹斷裂一條重要的分支斷裂，其水平滑動速率為2.21～3.43mm/a，而玉樹段的滑動速率僅有滑動速率為2～5mm/a[6]，因此從運動學(xué)轉(zhuǎn)換上來說，巴塘斷裂承擔了玉樹段近2/5的走滑變形。

3 結(jié)論

玉樹巴塘斷裂是一條以左旋走滑為主，伴有微量垂直滑動的斷裂，沿斷裂線錯斷地貌明顯，最新活動時代為全新世。根據(jù)階地面、階地坎、洪積扇位錯量及相對應(yīng)的測年數(shù)據(jù)，結(jié)合他人的研究結(jié)果，分析得出以下結(jié)論：(1)巴塘斷裂在影像圖上線性構(gòu)造特征明顯，斷裂沿線發(fā)育有沖溝、洪積扇與河流階地左旋位錯地貌，并且遺留地震鼓、斷層陡坎和斷塞塘等地震遺跡。(2)巴塘斷裂水平走滑速率為2.21～3.43mm/a，垂直滑動速率為0.16～0.45mm/a。(3)巴塘斷裂承擔了甘孜-玉樹斷裂玉樹段近2/5的走滑變形。

[1] 聞學(xué)澤，徐錫偉，鄭榮章，等.甘孜-玉樹斷裂的平均滑動速率與近代大地震破裂[J].中國科學(xué)D輯，2003，33(z1)：199-208.

[2] 陳正位，楊攀新，李智敏，等.玉樹7.1級地震斷裂特征與地震地表破裂帶[J].第四紀研究.2010，30 (3)：628-631.

[3] 周榮軍，馬聲浩，蔡長星.甘孜-玉樹斷裂帶的晚第四紀活動特征[J].中國地震，1996，(3)：250-260.

[4] 彭華，馬秀敏，白嘉啟，等.甘孜玉樹斷裂帶第四紀活動特征[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報，2006，12(3)：295-304.

[5] 喬學(xué)軍，王琪，杜瑞林，等.川滇地區(qū)活動地塊現(xiàn)今地殼形變特征[J].地球物理學(xué)報，2004，47(5)：805-811.

[6] Lin A M，Jia D，Gang R，et al.Recurrent morphogenic earthquakes in the past millennium along the strike slip Yushu fault，central ibetan Plateau[J].Bulletin of the Seismological Society of America，2011，101(6)：2755-2764.

[7] Wang S，F(xiàn)an C，Wang G，et al.Late cenozoic deformation along the northwestern continuation of the Xianshuihe fault system，eastern Tibetan Plateau. GSA Bulletin，2008，120(3/4)：312-327.

[8] 李閩峰，邢成起，蔡長星，等.玉樹斷裂活動性研究[J].地震地質(zhì)，1995，(3)：218-224.

[9] 吳中海，周春景，馮卉，等.青海玉樹地區(qū)活動斷裂與地震[J].地質(zhì)通報，2014，33(4)：419-469.

[10] 鄧起東，張培震，冉勇康，等.中國活動構(gòu)造基本特征[J].中國科學(xué)D輯，2002，32(12)：1020-1030.

[11] 丁國瑜.活動走滑斷裂帶的位錯水系與地震[J].地震，1982，(3)：3-8.

[12] SchwartzDP.1988.Geologic characterization of seismic source smoving into the 1990s.In：American Society of Civil Engineers.Geotechnical Special Publication，20：1-42.

[13] WallaceRE.1987.Variation sinsliprates，migration，and grouping of slip event son fault sin the Great Basin province[J].Bull Seism SocAm，77：868-876.

[14] 彭艷菊，呂悅軍，徐杰，等.渤海地區(qū)地震危險性特征及對工程抗震設(shè)防的啟示[J].地球物理學(xué)進展，2012，27(1)：18-28.

[15] 王凡，沈正康，王敏，等.應(yīng)用統(tǒng)計物理方法分析川滇地區(qū)地震危險性[J].地震地質(zhì)，2013，35(1)：101-112.

[16] MolnaP.Earthquake recurenceintervals and plate tectonics[J].Bull Seism SocAm，1979，69：115-134.

[17] AndersonJG.Estimating the seismicity from geological structure for seismic risk studies[J].Bull Seism SocAm，1979，69：135-158.

[18] Cowgill E.Impact of riser reconstructions on estimation of secular variation in rates of strike-slip faulting：revisiting the Cherchen River site along the Altyn Tagh Fault，NW China[J].Earth and Planetary Science Letters，2007，254：239-255.

[19] 于書媛，陳靚，方良好，等.梅山-龍河口斷裂中西段遙感解譯及第四紀活動特征[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報，2015，17(2)：13-21.

[20] 黃學(xué)猛，田坤，杜義，等.玉樹巴塘斷裂晚第四紀滑動速率及其構(gòu)造意義[J].北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2015，51(1)：65-78.

[21] Wang Y Z，Wang M，Shen Z K，et al.Inter-seismic deformation field of the Ganzi-Yushu Fault before the 2010 Mw 6.9 Yushu earthquake[J]. Tectonophysics，2013，584：38-143.

Study of Late Quaternary Activity of Yushu Batang Fault in Qinghai

Wang Tengwen1，You Jianfei1，Yan Binglei1，Jia Zhaoliang1，Zhang Wei2，Ma Chao2，Liu Shao2
(1.National Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.Institute of Earthquake Engineering，Sichuan Earthquake Administration，Chengdu 610041，China)

The Yushu Batang Fault in Qinghai is a major branch fault of the Yushu segment within Ganzi-Yushu fault system.Based on morphotectonic mapping，interpretation of remote sensing images，fault profile analysis and fault sediment age，it is found that a series of fluvial terraces and alluvial fans are systematically offset by the Yushu Batang Fault and this fault is a Holocene left-lateral strike-slip fault along with some reverse component.The average leftlateral slip rate of this fault is about 2.21-3.43 mm/a and the vertical slip rate is about 0.16-0.45 mm/a since Late Pleistocene.The Yushu Batang Fault plays an important role in accommodating strike slip deformation in Yushu segment and partitioned about a third of the strike slip deformation within Yushu segment.This study provides insight into the reasons of why the slip rate of Yushu Fault is relatively low compared with other segments within Ganzi-Yushu fault system and these results are essential to the seismic hazard assessment in Yushu area.

Ganzi-Yushu Fault；Batang Fault；late quaternary activity；sliding rate；tectonic geomorphology

P546

：A

：1673-8047(2015)04-0009-09

2015-07-31

國土資源部地質(zhì)調(diào)查工作項目(1212011121268)

王騰文(1991—)，男，碩士研究生，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方向的研究。