龍門山南段前緣地區(qū)活褶皺-逆斷層運動學機制——以蘆山地震為例

李敬波1， 李勇1， 周榮軍2，顏照坤1， 閆亮1， 鄭立龍1， 楊聿強1， 任聰3

(1.成都理工大學油氣藏地質及開發(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； 3.中國石油西南氣田分公司勘探事業(yè)部，四川，成都610047)

摘要：2013年4月20日發(fā)生在龍門山南段的蘆山MS7.0地震是繼發(fā)生在龍門山中北段的汶川MS8.0地震之后的又一次強震。本文通過震后地表變形特征、余震分布、震源機制解、石油地震勘探剖面、歷史地震數(shù)據(jù)等資料，結合前人對龍門山南段主干斷裂、褶皺構造特征的研究以及野外實地考察，應用活動褶皺及“褶皺地震”的相關理論，初步分析蘆山地震的發(fā)震構造模式。認為蘆山地震為典型的褶皺地震，發(fā)震斷裂為前山或山前帶一隱伏斷裂。構造擠壓產(chǎn)生的地殼縮短大部分被褶皺構造吸收。認為龍門山南段前緣地區(qū)具有活褶皺-逆斷層的運動學特征，表明龍門山逆沖作用正向四川盆地內部擴展。

關鍵詞：蘆山地震； 龍門山南段； 褶皺地震； 隱伏斷裂

收稿日期：*2014-04-21

基金項目：國家自然科學

作者簡介：李敬波(1990-)，男(漢族)，碩士研究生，構造地質學專業(yè).E-mail：jingbo_li1990@sina.com

中圖分類號:P135.2文獻標志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2015.01.0202

AnalysisofKinematicMechanismofActiveFold-Thrust

FaultinfrontoftheSouthernLongmenshan

Mountain:ACaseStudyoftheLushanEarthquake

LIJing-bo1， LI Yong1, ZHOU Rong-jun2， YAN Zhao-kun1，

YANLiang1， ZHENG Li-long1， YANG Yu-qiang1， REN Cong3

(1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University

of Technology，Chengdu，Sichuan610059，China；

2.Institute of Engineering Seismology，Earthquake Administration of Sichuan Province，Chengdu，Sichuan610041，China；

3.Exploration Division of Southwest Oil and Gas Field Company，CNPC，Chengdu，Sichuan，Chengdu610041，China)

Abstract：The Lushan earthquake (MS7.0，April 20，2013)that occurred in the southern segment of the Longmenshan Fault was another destructive earthquake that followed the Wenchuan (MS8.0) earthquake that occurred in the middle-northern section of the Longmenshan Fault.The epicenter was 30.3° N，103.0° E at a depth of about 13 km.The Longmenshan Fault is located on the eastern side of the Qinghai-Tibetan Plateau，which marks an area of abrupt geological, geomorphological，and climatological changes in western China.There are three main faults in the southern section of the Longmenshan Fault，i.e.，the Gengda-Longdong，Yanjing-Wulong，and Shuangshi-Dachuan faults.The research area encompassed three levels of geomorphic units that from west to east comprised landforms of the Qinghai-Tibetan Plateau，the alpine zone of the southern section of the Longmenshan Fault，and a piedmont alluvial plain area (Southwest of Chengdu Basin).The three main faults are located in the alpine zone in the southern section of the Longmenshan Fault，which crosses the Qingyi River.In this paper，a preliminary analysis of the seismogenic tectonic mechanism of the Lushan earthquake is presented based on data of post-earthquake surface deformational characteristics，aftershocks，focal mechanism solutions，and oil seismic exploration profiles.The results indicate that the Lushan earthquake was a typical folding earthquake，the seismogenic fault of which might have been the buried fault in front of the Longmenshan Mountain.The shortening produced by tectonic compression can be absorbed by folding.Considering the Lushan earthquake as an example，analysts suggest that the southern segment of the Longmenshan frontal region has the kinematic characteristics of an active fold-thrust fault，which is indicated by the enlarged Longmenshan thrusting towards the inner Sichuan Basin.Young，rapidly growing active folding is related not only to the earthquake location and seismic structure but also to the product of continuous earthquakes.In the southern Longmenshan thrust belt，at the same time as the late-Cenozoic faulting，the thrust belt entered the western Sichuan Basin，and the Longquanshan，Xiongpo，and Qiongxi faults were formed. From the Shuangshi fracture eastward to the Longquanshan tectonic belt，there are several rows of fault-related folds over one decollement at the bottom of the middle and lower Triassic Plaster gypsum stratum.Research has shown that the Lushan earthquake was an active fault-folding earthquake that differed from the Wenchuan earthquake.These active folds with stick-slip mechanisms are called “earthquake drapes”. Traditionally，it has been considered that fold structures are products of homogeneous stress states，and therefore，earthquakes that occur in active folds are considered non-dangerous.However，the the Lushan folding earthquake caused great damage.In the southern segment of the Longmenshan Fault and its front areas，there is less chance of a great earthquake like the Wenchaun earthquake occurring；however，stress will concentrate in the Sichuan Basin by the detachment fault，and therefore，a watchful eye must be maintained on the faults in that basin，especially the Pujing-Xinjin fault.

Keywords：Lushanearthquake；thesouthernsectionofLongmenshanfault；foldingearthquake；buriedfault

0引言

2013年4月20日，在四川省雅安市蘆山縣境內發(fā)生了MS7.0地震，震中為30.3°N，103.0°E，震源深度約13 km(中國地震臺網(wǎng)中心，2013)。此次地震發(fā)生在龍門山推覆構造帶南段，是繼2008年龍門山地震帶汶川MS8.0特大地震后的又一次強震。蘆山地震震中所處的構造單元、余震分布規(guī)律以及震后地表變形特征等與汶川地震相比均存在很大差異，這種差異引起了地學界對蘆山地震是否為2008年汶川地震余震的激烈爭論[1-6]。根據(jù)已公開發(fā)表的蘆山地震震源機制解、余震分布等研究成果，結合前人對龍門山南段構造特征的研究，分析野外實地調查獲得的震后地表變形特征，對比汶川地震發(fā)震構造模式，可以有效探究蘆山地震的發(fā)震構造模式。通過分析龍門山南段山前地區(qū)逆斷層-滑脫作用，提出龍門山南段前緣地區(qū)活褶皺-逆斷層的運動學機制。試圖引起人們對龍門山南段及其前緣地區(qū)隱伏新斷層活動特征及其發(fā)震機制的關注。

1龍門山南段地質、構造及地貌特征

龍門山位于青藏高原東緣，是中國西部地質、地貌、氣候的陡變帶，也是當前國際地學界爭論的焦點地區(qū)[7-11]。該沖斷帶處于松潘-甘孜造山帶與揚子準地臺的結合部位，既是青藏高原的東界，又是現(xiàn)今龍門山前陸盆地(成都盆地)的西界[12-13](圖1)。龍門山北起廣元，南至天全，長約500km，寬約30km，呈NE-SW向展布。區(qū)內地層構成豐富，構造十分發(fā)育，褶皺斷裂十分復雜，尤以沖斷推覆構造占主導地位。同時該地區(qū)也是研究青藏高原邊緣山脈隆升剝蝕所造成的自然地理效應最明顯和典型的地區(qū)之一[14]。龍門山與山前的成都盆地高差大于5km，其地形陡度比青藏高原南緣的喜馬拉雅山脈的地形陡度變化還要大，顯示龍門山是青藏高原邊緣山脈中陡度變化最大的山脈。目前龍門山仍以0.3～0.4mm/a的速率持續(xù)隆升[15]。

圖1　龍門山及鄰區(qū)地質簡圖 Fig.1　The geological sketch of Longmenshan Mountain and its adjacent region

龍門山南段是指位于臥龍—懷遠一線之南西部分，以出露五龍、寶興基底雜巖及其前緣發(fā)育飛來峰為典型特征(圖2)。與中段飛來峰的發(fā)育不同，構成南段飛來峰的地層要老得多，從前震旦紀雜巖、震旦系、志留系、泥盆系一直到二疊系和下三疊統(tǒng)，且飛來峰較為連續(xù)[16]。龍門山南段沖斷運動自北西向南東的擴展并沒有明顯止于前山斷裂，山前帶發(fā)生了較為強烈的沖斷作用和褶皺變形，這與龍門山中北段形成了鮮明對照。但與前山帶不同的是，基底沒有明顯卷入變形，主要為一些斷層相關褶皺、三角帶等構成的薄皮沖斷構造；地表主要表現(xiàn)為相對開闊的褶皺，背斜核部常伴有逆沖斷層。龍門山南段的蘆山地震發(fā)生后，作者參加了蘆山地震應急考察工作，取得了第一手野外資料，結合前人研究及相關資料重新認識龍門山南段地質地貌特征并初步探討蘆山地震地表破裂機制及其發(fā)震機理。

1.1地形地貌特征

龍門山南段由西至東發(fā)育耿達—隴東、鹽井—五龍和雙石—大川等三條主干斷裂，分別為茂縣—汶川、映秀—北川和彭灌斷裂的南延部分。在地貌上，本區(qū)自西向東由三個一級地貌單元構成，即青藏高原地貌區(qū)、龍門山南段高山地貌區(qū)、山前沖積平原區(qū)(成都盆地西南緣)。其中龍門山南段三條主干斷裂位于龍門山南段高山地貌區(qū)，主要切過青衣江流域(圖3)。青藏高原東緣現(xiàn)代水系以橫向河為主，流向與龍門山走向垂直，顯示以深切河谷為特征[14]。龍門山地區(qū)水系樣式具有不規(guī)則性和不對稱性等特點[17]，河流主河道往往受活動斷層影響發(fā)生彎折，青衣江流域也是如此(圖3)，主河道流經(jīng)穆坪鎮(zhèn)—蜂桶寨鄉(xiāng)段時，發(fā)生較大幅度彎折，流向與鹽井-五龍斷裂走向近乎平行，說明該斷裂的活動在一定程度上影響了青衣江水系的發(fā)育。龍門山南段地形高差非常大，地形坡度較陡(圖3)。通過數(shù)字高程模型，提取青衣江流域水系、坡度等地貌信息，疊合蘆山地震震中及地震烈度圖，可見青衣江流域最大高程為5 279m，最低高程為560m，坡度變化較大，35°～74°高陡區(qū)主要集中在青衣江上游，蘆山地震烈度高值區(qū)主要分布在青衣江下游。

圖2　龍門山?jīng)_斷帶南段寶興—雅安構造剖面(位置見圖1) Fig.2　The structure profile of Baoxing-Ya’an section on southern Longmenshan fault(location is shown in Fig.1)

此外，根據(jù)野外實地調查，青衣江上游地區(qū)階地不發(fā)育，中下游地區(qū)階地較為發(fā)育且保存相對完好，可見3～4級階地(圖4)。通過提取青衣江上游亞流域盆地HI(面積-高程積分)值，可以有效反映構造地貌隆升的趨勢，結果表明：天全—雙石大川以西的山區(qū)石仙山隆起等顯示為明顯高值，隆起之間的向斜盆地表現(xiàn)為HI低值。說明受斷裂新活動的控制作用這些地方仍處于隆升狀態(tài)。這種與盆山地貌相對應的HI高低值相隔的現(xiàn)象反映了龍門山構造帶持續(xù)向SE方向前展式推覆運動所引起的流域地貌響應作用[18]?？傊孛蔡卣魇锹∩^程與地表作用的共同結果，龍門山造山帶南北段是具有顯著特征差異的地貌，南段的海拔明顯高于北段，并且從龍門山南段過渡到四川盆地的地形梯度大，導致南端盆山界限(相對于北段)顯著。

圖3　青衣江流域地貌圖 Fig.3　The geomorphologic map of the Qingyijiang River basin

圖4　五龍鄉(xiāng)地貌照片(鏡向：NE) Fig.4　The landform picture of Wulong township(direction：NE)

1.2主干斷裂構造特征

本區(qū)不同地貌單元受構造控制明顯，構造格架在構造樣式、地層組合、變形程度等方面均有顯著差異，各構造帶之間都以斷裂為界，具有大推覆大滑覆、多次推覆和多層滑覆、滑覆和推覆疊加的構造特點[19]。根據(jù)野外調查，三條主干斷裂(耿達-隴東斷裂、鹽井—五龍斷裂、雙石—大川斷裂)的總體走向為NE50°左右，傾角50°～75°不等，斷層附近地層往往較破碎，可見變形強烈的揉皺，受斷層控制明顯。根據(jù)野外地質考察和地震資料解釋，在龍門山?jīng)_斷帶發(fā)育多套滑脫帶，根據(jù)構造變形程度及變形所能發(fā)生的溫壓條件，可以將研究區(qū)的滑脫帶劃分為深層次滑脫帶、中層次滑脫帶和淺層次滑脫帶[20]。與龍門山北段不同，龍門山南段和龍門山前陸盆地南部主要發(fā)育淺層薄皮構造，且地震剖面數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)整體上表現(xiàn)為淺層(二疊系之上)的薄皮構造和深部(二疊系之下)隱伏裂谷盆地的雙層構造[21]。研究表明，主干斷裂在晚第四紀以來仍然活動[22-23]。因此龍門山南段構造帶也是一個強震帶。此外，位于龍門山前緣擴展變形地區(qū)(山前帶)東邊界的大邑斷裂，為一走向NE、傾向NW的隱伏活動逆沖斷裂[12，23-24]。該斷裂并不出露地表，斷層面呈鏟狀向下延伸交匯到淺層滑脫面。

1.3深部地殼穩(wěn)定性

龍門山中段和南段在地貌上均表現(xiàn)出了高陡地貌并呈向盆地內部大梯度降低的趨勢；在構造特征上均表現(xiàn)出明顯的新活動性[17-18，22]。但是，發(fā)生在龍門山中北段的汶川地震與發(fā)生在龍門山南段的蘆山地震在震級和能量釋放方面差距較大，在一定程度上與其深部地殼的穩(wěn)定性有較大的關系。

由圖5可知，龍門山中段和南段的均衡程度差異值I均表現(xiàn)為高值區(qū)，根據(jù)Airy均衡理論，I值越大表明該處地殼處在不均衡狀態(tài)，I值小或接近于零則該處地殼處于基本均衡或均衡狀態(tài)。由此可見，龍門山中段和南段均處于不均衡狀態(tài)，并且中段比南段更加不穩(wěn)定。地殼的不穩(wěn)定運動就會產(chǎn)生孕育地震的過程，地殼不穩(wěn)定程度的差異也就可能造成地震震級和能量釋放的差距。

2蘆山地震地表破裂機制

由于地殼失穩(wěn)，2008年發(fā)生在龍門山中北段的汶川地震能量釋放巨大，具有極大破壞力，引起全世界關注。2013年發(fā)生在龍門山南段的蘆山地震再次震動國人，但其所表現(xiàn)出的地表變形、地裂縫展布、余震分布等特征均與汶川地震存在很大差異。本文將通過以下幾個方面來分析蘆山地震的獨特性，進而討論蘆山地震的發(fā)震構造模式。

圖5　地殼厚度的均衡程度差異值I(I=D-M)分布圖 [25] Fig.5　The equilibrium degree difference value of thickness of the crust I(I=D-M)

2.1蘆山地震地表變形特征

地震發(fā)生后，筆者參加了對重災區(qū)大川、雙石、太平、寶興等地的地震地表變形實地調查。通過考察發(fā)現(xiàn)，地表變形帶呈SW-NE方向的帶狀分布，走向NE20°～30°之間，長度為30～40km，寬度20～25km。蘆山地震的地表變形表現(xiàn)為小型斷層陡坎、河道跌水、公路拱曲、水泥公路疊置、地表裂縫、擠壓脊、地表掀斜等特點[26]，其中以定向排列的裂隙與液化點(噴砂、冒水)最為顯著(圖6)，顯示逆沖方向為NW-SE。由于地表破裂微弱，斷續(xù)分布，未形成線形的、連續(xù)的地表破裂帶，表明蘆山地震的地表變形較弱，變形量級在10～20cm[26]，地表視構造縮短率約為15.38%。與汶川地震300km長的地表破裂[27-28]相比，蘆山地震僅表現(xiàn)出了零星的、不連續(xù)的破裂，并無明顯錯斷且多見道路拱曲現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，我國西部發(fā)生的大地震絕大多數(shù)屬于走滑型和逆沖型地震，并產(chǎn)生一定規(guī)模的地表破裂，且這些大地震地表破裂長度與地震震級存在一定關系[29]，MS7.0地震往往會形成50 km左右的地震地表破裂及2 m左右的垂直位移。顯然在蘆山地震極震區(qū)并沒有發(fā)現(xiàn)如此規(guī)模的破裂帶，也沒有位移明顯的斷層陡坎，地表變形并不像汶川地震那樣劇烈。

另一方面，對蘆山地震所形成的地表張性裂縫進行分析發(fā)現(xiàn)，這些裂縫走向不穩(wěn)定，延伸較短，排列無一定規(guī)則，位錯不明顯。這類裂縫常常發(fā)育在河岸、沖溝階地陡坎、斜坡等地帶，多由重力拉張作用形成，與汶川地震形成的地裂縫不同，為非構造成因的次生裂縫。

所以，雖然蘆山地震也造成了一定的破壞，但從地表變形來看，其能量釋放要比汶川地震“溫和”得多。

2.2蘆山地震余震分布特征

從現(xiàn)已公布的震源機制資料總結，蘆山地震發(fā)震斷裂為NE向逆沖斷層，傾角約35°，震源深度13～17km[30-34]。與汶川地震相比，蘆山地震余震的分布并不完全沿斷裂附近排布，平面上呈橢圓形分布(圖7)，長軸呈NE-SW展布；縱向上由NW-SE，余震震源深度由深變淺，多集中在15～20km，具向龍門山前緣地區(qū)擴展的趨勢。結合龍門山前緣斷層相關褶皺構造特征，蘆山地震余震分布特征指示了發(fā)震構造為一斷展褶皺，主震發(fā)生在某一隱伏斷裂滑脫面上，余震沿鏟型逆斷層分布，主震和余震皆分布在該隱伏斷裂的上盤，能量由深及淺逐步消減。

2.3蘆山地震活褶皺-逆斷層運動機制

龍門山山前及其前緣地區(qū)發(fā)育一系列背馱式構造體系，形成了一套活褶皺-逆斷層破裂系。一般情況下活褶皺-逆斷層(破裂)系由山體向外發(fā)展，就單個逆沖席而言表現(xiàn)為斷展褶皺構造類型。褶皺和逆斷層是地殼縮短變形的基本類型，這在褶皺造山帶山前普遍發(fā)育[35]。鄧起東等[36]認為地震產(chǎn)生的部分位移沿盲斷坡發(fā)生，向相鄰斷層擴展背斜帶傳遞，穿過背斜核部沿主滑脫面繼續(xù)向山前和盆地方向傳遞，當再次遇到盲斷坡的阻擋，轉而向上逆沖轉化為第二排逆斷裂-背斜帶褶皺隆起(圖8)。位于蘆山縣城附近GPS連續(xù)觀測點(LS05)檢測到約7.6cm的垂向同震抬升，以及NW側遠離斷展背斜隆起區(qū)或塊體SE向運動后方的靈關鎮(zhèn)觀測點(LS06)檢測到約1.5cm的垂向下降等觀測數(shù)據(jù)，印證了活褶皺-逆斷裂破裂機制的合理性。蘆山地震形成的地表裂縫表現(xiàn)為非構造成因的次生裂縫，系由褶皺隆起過程中類似層內張力所形成。

圖6　蘆山地震地表破裂野外照片 Fig.6　The field pictures of surface ruptures of the Lushan earthquake

圖7　歷史地震、蘆山地震及余震的分布圖(據(jù)文獻[31]修改) Fig.7　Distribution of historic earthquakes，Lushan earthquake and the aftershocks in front of southern segment of the Longmenshan Mountain (modified according to reference[31])

Fb、Fc、Fd、Fe分別表示Fz的活動隨時間推移向前擴展，并且通過盲逆斷坡 (Fa)過渡到主滑脫面Fm；(1)(2)(3)(4)表示序次 圖8　活褶皺-逆斷層破裂機制示意圖 Fig.8　The rupture mechanism of active fold-thrust fault

3龍門山南段前緣地帶的活褶皺-逆斷層活動特征及運動學機制

3.1歷史地震活動特征

龍門山南段前緣地帶發(fā)育一系列NE走向的逆斷層，多為隱伏逆斷層。隱伏斷層的活動使龍門山南段發(fā)育一系列典型隔檔式斷層相關褶皺。歷史地震資料顯示，本區(qū)有發(fā)生中強地震的記錄。自公元638年有歷史地震資料記載以來，龍門山東緣地區(qū)共發(fā)生過MS≥4.7地震66 次[1]。通過統(tǒng)計龍門山地區(qū)的歷史地震(圖9)，發(fā)現(xiàn)龍門山南段大于4.7級的地震較少，最大震級為6.2級，5～6級地震稀少，3～4.9級地震較多[37]，其中6級以上中強地震有三次，分別為1327年在天全附近發(fā)生6級以上地震(中國地震局厘定為7級)，1941年6月12日在天全與瀘定間發(fā)生6級地震，1970年2月24日在大邑發(fā)生6.2級地震。這三次中強震在歷史資料中均有記載：據(jù)雅安地方志記載[38]“1327年8月-9月碉門地震，有聲如雷，晝晦。天全道山崩，飛石斃人”。另外據(jù)蘆山縣地方志記載[39]“二龍爭飛，噴石百里，壓死居民無數(shù)。”，“實則火山爆裂，傳疑之誤也”。(記載時間為1345年，但1345年全國無大地震記錄，疑似1327年大地震描述)。據(jù)中國近代地震目錄(公元1912—1990年，MS≥4.7)記載[40]：1941年6月12日在天全與瀘定間發(fā)生6級地震，震中為30.1°N，102.5°E；1970年2月24日在大邑西發(fā)生6.2級地震，震中為30.7°N,103.3°E，震中烈度為Ⅶ度。由此可見，蘆山震區(qū)附近的中強震記錄說明了龍門山南段具備發(fā)生6級以上地震的能力。

作為成都盆地內部一條重要的斷裂，蒲江—新津斷裂的地震活動性值得關注。由表1和圖9可知，該斷裂有5級以上地震的記錄。有的學者從地震構造環(huán)境類比的角度出發(fā)，認為龍泉山西坡斷裂已發(fā)生5.5級地震，而蒲江—新津斷裂與龍泉山西坡斷裂具有相似的地震構造環(huán)境，且前者的晚第四紀活動性明顯高于后者，推斷蒲江—新津斷裂至少具有發(fā)生6級地震的能力[41]。

表 1蒲江—新津斷裂歷史地震記錄(據(jù)文獻[36])

Table1TherecordofhistoricalearthquakesinthePujiang-Xinjinfault(accordingtoreference[36])

年代地區(qū)震級1328年蒲江4.5級1734年蒲江5級1943年成都4.5級1962年洪雅5.1級1966年蒲江3.3級1971年新都3.4級

3.2逆斷層-滑脫作用

受龍門山逆沖擠壓影響，蘆山地震可看作龍門山造山帶向前山帶前展式推進的響應。龍門山南段前緣地區(qū)的斷褶構造明顯比北部發(fā)育，除受力大小和受力方式外，其主要因素之一為四川盆地中下三疊統(tǒng)膏鹽巖在川西坳陷南、北的厚度分布具有顯著差異，南部雅安-洪雅一帶最厚可達 600m，而北部通常不足300m(圖10)。中下三疊統(tǒng)膏鹽巖層的厚度差異在一定程度上造成了川西拗陷垂向分層變形和南北分段格局[46]，這為逆斷層-滑脫作用提供了物質基礎。據(jù)地震反射剖面資料可見，龍門山前緣地區(qū)逆沖斷層均呈鏟狀向下延伸并匯交于滑脫面。因此蘆山地震就是在逆沖-滑脫作用中形成的，發(fā)震斷裂為一山前隱伏斷裂，該滑脫面即為震源層。李勇等[1]將龍門山南段和前緣地區(qū)劃分為龍門山?jīng)_斷帶和前緣擴展變形帶2個構造變形帶，分析認為龍門山南段前緣地區(qū)的蘆山地震是在逆沖和滑脫過程中形成的，斷裂的逆沖面和向下交匯的滑脫面就是震源層，向上破裂點未到達地表。

圖9　龍門山南段M S≥4.7地震震中圖(據(jù)文獻[14]修改) Fig.9　Epicenters of M S≥4.7 earthquakes on southern Longmenshan fault (modified according to reference[14])

圖10　四川盆地中下三疊統(tǒng)膏巖厚度等值線圖(據(jù)文獻[42]修改) Fig.10　The contour map of thikness of the middle and lower Triassic cream rock in Sichuan Basin (modified according to reference[42])

3.3構造縮短及運動特征

為確定縮短梯度及運動特征,Hubbard等[45]通過地震剖面解釋并應用平衡剖面技術，計算了龍門山山前每一條構造帶的縮短率。結果顯示這些縮短率為2%～ 40%不等(表2)，且當接近龍門山時縮短率急劇增加(圖11)。疊合龍門山南段地形剖面、均衡重力異常剖面和龍門山山前地區(qū)縮短率，發(fā)現(xiàn)地殼縮短量向山前方向的減少與各構造帶的縮短率變化是一致的，即向山前地區(qū)，地形高度急劇下降的同時，均衡重力異常和構造縮短率也隨之下降，指示了構造縮短向盆地方向呈現(xiàn)遞減梯度。其中靠近龍門山斷裂帶的山前帶和熊坡構造帶縮短率相對較大，龍泉山和威遠背斜的縮短率相對較小，印證了活褶皺-逆斷層運動機制，即斷裂的活動生長產(chǎn)生的部分位移通過滑脫層向山前傳遞，遇到盲斷坡的阻擋則向相鄰斷層-滑脫褶皺帶傳遞，穿過背斜核部沿主滑脫面繼續(xù)向山前和盆地方向傳遞，縮短量的遞減規(guī)律指示了構造應力的傳遞與衰減。由于單向疊瓦沖斷系的主導作用減弱，來自克拉通地塊上的反作用出現(xiàn)，因此在廣元—大邑斷裂附近及其以東地區(qū)出現(xiàn)反向沖斷構造，暗示著龍門山褶皺-沖斷帶至此已消失。

F 1： 茂縣—汶川斷裂； F 2：北川—映秀斷裂； F 3：彭灌斷裂； F 4：大邑斷裂； F 5：熊坡斷裂； F 6：龍泉山斷裂 圖11　龍門山南段地形剖面、重力均衡異常剖面與各構造帶縮短率重力均衡異常曲線(據(jù)文獻[46]修改) Fig.11　The topographic profile，gravity isostatic anomaly profile and the shortening rate of tectonic belts of southern segment of Longmen-shan fault(the gravity isastatic anoinaly curve is modified according to reference[40])

Table2TheshorteningamountoftectonicbeltsinpledmontareaofLongmenshanMauntain

構造帶名稱縮短量/km距離/km縮短率/%山前13.33637熊坡7.43025峨眉1.0119龍泉1.1412.7威遠1.1691.6自貢1.9414.6

4討論

構造地震是地球上發(fā)生最多的一類地震，特點是活動頻繁、分布普遍、延續(xù)時間長、影響范圍廣、破壞性強，造成的災害也最大。變形的區(qū)域越長、越寬，釋放的能量就越多，地震的震級也就越大[47]，同時產(chǎn)生巨大的地表破裂，汶川地震即屬于此類地震。然而同樣位于龍門山斷裂帶的蘆山地震不僅震級與汶川地震相差甚大，甚至真正構造意義的地表破裂都沒有發(fā)生，使得人們不得不對龍門山南段的地質構造及其地震模式重新進行思考。徐錫偉等[4]推測蘆山地震屬典型的盲逆斷層型地震，并推測出地下盲逆斷層走向212°，傾向NW。李勇等[1]提出了以推覆-滑脫巖片為特點的龍門山?jīng)_斷帶地震構造模式和以逆斷層-滑脫褶皺為特點的龍門山前緣擴展變形帶地震構造模式，以解釋蘆山地震發(fā)震模式的獨特性。張岳橋等[48]認為蘆山地震是龍門山斷裂帶西南段一次獨立的破裂事件，屬于逆沖型地震，推斷該地震與龍門山構造帶底部滑脫帶斷坡構造活動有關。以上研究表明，蘆山地震的發(fā)震構造模式不同于汶川地震，是一次活斷層-褶皺地震。這些具有黏滑機制的活褶皺被稱為“地震褶皺”[49]。習慣上認為褶皺構造是均勻應力下連續(xù)變形的產(chǎn)物，不會產(chǎn)生突然失穩(wěn)，因此活褶皺所產(chǎn)生的地震危險性往往被忽略。蘆山地震的發(fā)生，必然引起我們對褶皺地震的重視。年輕、快速增長的活動褶皺不僅是發(fā)震地點和孕震構造，其本身也有可能是連續(xù)地震的產(chǎn)物。在龍門山?jīng)_斷帶南部，晚新生代斷裂活動的同時，沖斷帶前鋒也深入至川西盆地內部，形成了龍泉山斷裂、熊坡斷裂和名邛臺地南北向斷裂。從雙石斷裂向東至龍泉山構造帶，發(fā)育數(shù)排平行排列或斜列的斷層相關褶皺，它們均以中下三疊統(tǒng)富膏鹽巖層位底部為滑脫面。中下三疊統(tǒng)富膏鹽巖層以下則很好地保存了先期的壘-塹式張性構造。相關研究表明這些斷裂帶在晚新生代依然活動[14，50-52]。沖斷構造的位移量通過滑脫層向東傳播，同時以褶皺的形式逐漸消減，在沖斷帶的最前鋒——龍泉山，構造位移量消失殆盡。從西向東，構造變形從復雜到簡單，龍門山造山帶內發(fā)育高角度斷裂控制的逆沖疊瓦構造，從灌縣斷裂到大興場為深淺兩套滑脫層控制的上、下構造變形層的疊加變形，從鹽井溝到龍泉山，主要是三疊系滑脫層以上的沖斷構造，滑脫層以下構造很穩(wěn)定[53]。在龍門山?jīng)_斷帶的前鋒，由于單向疊瓦沖斷系統(tǒng)的主導作用減弱，來自克拉通地塊上的反作用力出現(xiàn)。

在龍門山南段及其前緣地區(qū)，由于薄皮滑脫構造的存在，使得斷裂帶不會聚集像中段的汶川地震那樣大的能量，但也正因如此，我們必須密切關注，龍門山前陸盆地內部斷裂的活動性，應力的傳導可能會在盆地內部產(chǎn)生應力聚集。斷層-滑脫作用將龍門山和龍門山前陸盆地聯(lián)系起來，龍門山南段的斷裂活動很可能對盆地內部斷裂造成影響，特別是蘆山地震之后，蒲江-新津斷裂很有可能被激活并產(chǎn)生新的活動性。

致謝：感謝審稿專家，感謝野外工作的老師和同學給予指點，感謝四川省地震局梁明劍工程師提出寶貴意見與建議。

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