何建軍 任俊杰 丁　銳 徐錫偉 趙俊香 胡幸平

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青藏高原東緣龍日壩斷裂帶南段晚第四紀(jì)活動(dòng)及其構(gòu)造意義1

何建軍1）任俊杰1）丁銳1）徐錫偉2）趙俊香1）胡幸平1）

1）中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所（地殼動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室），北京 100085 2）中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

因缺少詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查，關(guān)于龍日壩斷裂帶南段是否具有強(qiáng)烈的晚第四紀(jì)活動(dòng)及其在青藏高原東緣應(yīng)變分配中承擔(dān)的作用目前尚不清楚。衛(wèi)星影像解譯和野外調(diào)查結(jié)果表明龍日壩斷裂帶南段僅東南支存在晚第四紀(jì)活動(dòng)，全長(zhǎng)約50km，總體以右旋走滑為主，兼有逆斷分量，全新世以來(lái)右旋平均走滑速率約為0.6mm/a，平均垂直滑動(dòng)速率約為0.4mm/a。龍日壩斷裂帶南段活動(dòng)強(qiáng)度較中段明顯偏弱，但具備發(fā)生W7級(jí)左右地震的能力，在距今約800年以來(lái)曾發(fā)生過(guò)地表破裂型事件。結(jié)合重定位地震結(jié)果來(lái)看，龍日壩斷裂帶西側(cè)和龍門山斷裂帶地震活躍，之間的丹巴地區(qū)可能主要表現(xiàn)為褶皺變形而地震活動(dòng)微弱。青藏高原東緣之下的滑脫面自川西高原到四川盆地從約15km逐漸變深至20km左右，而又變淺，約為10km，這種滑脫面的深度變化可能是龍門山隆升和孕震的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。這項(xiàng)研究有助于川西地區(qū)的地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和深入理解青藏高原東緣的應(yīng)變分配和隆升機(jī)制。

龍日壩斷裂帶 南段 龍門山斷裂 青藏高原東緣 丹巴背斜

引言

青藏高原周緣晚新生代構(gòu)造變形機(jī)制一直是國(guó)際地學(xué)界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)，其中青藏高原東緣作為高原周緣地形起伏最大的梯度帶，自2008年汶川8.0級(jí)地震發(fā)生之后，其變形機(jī)制成為剛性塊模型和連續(xù)變形兩種模式爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。隨后提出的中下地殼流模式認(rèn)為印度板塊向北推擠導(dǎo)致了韌性下地殼增厚，中下地殼流擠壓上地殼，造就了高原東緣巨大的地形差，上地殼發(fā)育大量低速滑動(dòng)的斷裂，表現(xiàn)為連續(xù)變形（Clark等，2000；Shapiro等，2004）；而剛性塊體模型更注重塊體邊界逆沖斷裂所起的作用，認(rèn)為中上地殼的縮短變形造成了山體的隆升（Tapponnier等，1982；Tapponnier等，2001）。已建立的一系列青藏高原東緣隆升變形模式僅強(qiáng)調(diào)龍門山斷裂的重要性（Burchfiel等，2008；Xu等，2009；張培震等，2009），而忽視了川西高原內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)在應(yīng)變分配中的作用。

龍日壩斷裂帶位于龍門山斷裂帶西北約200km處，即松潘與馬爾康以西的高原面上，它是一條曾經(jīng)被忽略的活動(dòng)斷裂帶（圖1）。多期GPS復(fù)測(cè)結(jié)果表明，在龍門山北西側(cè)存在一條與龍門山斷裂帶近平行的NE向右旋剪切變形帶，變形速率達(dá)4—6mm/a（Shen等，2005）。徐錫偉等（2008）基于衛(wèi)星影像解譯和初步野外考察確認(rèn)該右旋剪切變形帶在空間上對(duì)應(yīng)于NE向龍日壩斷裂帶，并認(rèn)為龍日壩斷裂作為塊體內(nèi)部重要的次級(jí)邊界，中段晚第四紀(jì)晚期以來(lái)平均右旋滑動(dòng)速率大于5mm/a，兼有東南向的逆沖分量。之后基于詳細(xì)野外調(diào)查和古地震探槽研究確定龍日壩斷裂中段晚第四紀(jì)以來(lái)的古地震序列，認(rèn)為其具有發(fā)生W7.2—7.6 地震的可能（Ren等，2013a；2013c）；被斷錯(cuò)的河流地貌表明，龍日壩斷裂北段近南北向，與岷江斷裂平行，右旋走滑兼有向西的逆斷分量，全新世平均右旋走滑速率約為0.8mm/a（Ren等，2013b）。構(gòu)造轉(zhuǎn)換和應(yīng)變分配分析表明，龍日壩斷裂中段與龍門山斷裂中段共同承擔(dān)來(lái)自高原內(nèi)部的正東方向和來(lái)自四川盆地的北西向的斜向擠壓，龍門山斷裂因傾角較緩而主要吸收地殼縮短，從而表現(xiàn)為逆沖作用，而龍日壩斷裂較陡的傾角則主要表現(xiàn)為走滑運(yùn)動(dòng)，二者在青藏高原應(yīng)變分配中都承擔(dān)著重要的作用（Ren等，2013a）。龍日壩斷裂北段作為東昆侖斷裂東端的構(gòu)造轉(zhuǎn)換的一部分，同岷江斷裂、虎牙斷裂等共同承擔(dān)東昆侖斷裂最東段（塔藏?cái)嗔眩┑淖笮呋D(zhuǎn)換的地殼縮短，進(jìn)而導(dǎo)致了岷山的隆升（Ren等，2013b）。然而，一直以來(lái)缺少對(duì)龍日壩斷裂南段的研究，關(guān)于斷裂的幾何展布大多引用徐錫偉等（2008）的衛(wèi)星影像解譯結(jié)果，因地處高山峽谷地區(qū)，缺少野外地質(zhì)證據(jù)。龍日壩斷裂南段的幾何展布是怎樣的？是否直接與中段和西側(cè)的鮮水河斷裂相連？2008年汶川S8.0級(jí)和2013年蘆山S7.0級(jí)地震的發(fā)生促使人們關(guān)注龍日壩斷裂帶南段晚第四紀(jì)活動(dòng)，它是否像龍日壩斷裂中段那樣也表現(xiàn)為強(qiáng)烈的右旋走滑運(yùn)動(dòng)，并有發(fā)生大震的可能？

本研究在高分辨率衛(wèi)星影像解譯的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外調(diào)查確定斷裂的幾何展布；通過(guò)對(duì)斷錯(cuò)微地貌的測(cè)量和測(cè)年確定斷裂的晚第四紀(jì)活動(dòng)特征和滑動(dòng)速率；最后，結(jié)合川西地區(qū)小震精定位結(jié)果和區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)概況，共同分析龍日壩斷裂帶南段在青藏高原東緣的構(gòu)造意義。龍日壩斷裂南段的晚第四紀(jì)活動(dòng)研究不僅能為川西地區(qū)的地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)提供定量參數(shù)，而且有助于分析青藏高原東緣的應(yīng)變分配和變形隆升機(jī)制。

1 區(qū)域概況

新生代以來(lái)，印度板塊對(duì)歐亞板塊向北的持續(xù)推擠導(dǎo)致了青藏高原地殼縮短增厚、地形隆起，同時(shí)也導(dǎo)致了青藏高原向東的逃逸運(yùn)動(dòng)，并與華南克拉通相碰撞，形成了青藏高原東緣的擠壓變形和造山作用，造就了青藏高原的東邊界（圖1）（Zhang等，2009）。青藏高原東緣巖石圈匯聚作用主要發(fā)生在松潘-甘孜地塊與東側(cè)的揚(yáng)子地臺(tái)之間，沿匯聚帶是北東向展布的龍門山逆沖構(gòu)造帶（Yin，2010），而最近的大地構(gòu)造研究則認(rèn)為揚(yáng)子西邊界的北段在龍日壩斷裂帶附近（Guo等，2015）。

青藏高原東緣是一個(gè)重要的活動(dòng)構(gòu)造邊界，包含了多個(gè)北西向或近南北向的左旋走滑斷裂帶，如昆侖斷裂帶、鮮水河斷裂帶等，以及北東向的龍門山逆沖斷裂帶和近南北向的逆沖斷裂帶，如岷江斷裂和虎牙斷裂等（圖1）。斷錯(cuò)地貌和GPS測(cè)量表明這些斷裂具有每年幾個(gè)到10mm的運(yùn)動(dòng)速率（Van der Woerd等，2002；Zhou等，2007；Yeats，2012），這應(yīng)與青藏高原向東運(yùn)動(dòng)及其與四川盆地碰撞有關(guān)。目前龍門山仍以0.3—0.4mm/a的速率持續(xù)隆升（劉樹(shù)根，1993）。

同時(shí)，青藏高原東緣位于我國(guó)著名的南北地震帶的中段，區(qū)內(nèi)斷裂強(qiáng)震頻發(fā)，在最近400年中，共發(fā)生了12次6.5級(jí)以上的地震（圖1），其中2008年汶川S8.0級(jí)和2013年蘆山S7.0級(jí)地震分別導(dǎo)致了龍門山斷裂中北段和南段的破裂，造成了嚴(yán)重的破壞和重大的人員傷亡。聞學(xué)澤等（2011）認(rèn)為巴顏喀拉塊體主要邊界斷裂目前仍處于應(yīng)變加速釋放期，未來(lái)發(fā)生大震的可能性仍然較高。

青藏高原東緣層狀地貌發(fā)育。在夷平面之下，分布有山麓剝蝕面和寬谷地貌。山麓剝蝕面是山麓地帶在山坡后退作用下形成的平緩的基巖侵蝕面，形成于構(gòu)造活動(dòng)穩(wěn)定期（Bull，2008；Burbank等，2011）。隨著山麓剝蝕面的形成，山區(qū)河道形成寬谷地貌。對(duì)青藏高原區(qū)域的地貌研究表明，夷平面之下的較為廣泛的山麓剝蝕面有可能代表了一個(gè)較短暫的構(gòu)造穩(wěn)定期。潘保田等（2004）認(rèn)為該山麓剝蝕面形成于3.6—1.8Ma的上新世末至更新世初。而在山區(qū)溝床內(nèi)，該山麓剝蝕面對(duì)應(yīng)的構(gòu)造穩(wěn)定期表現(xiàn)為寬谷地貌（張世民等，2010）。

龍日壩斷裂帶西側(cè)為地形切割不大、海拔在4000m以上的川西高原，而東側(cè)為中深切割、海拔在1000—3000m的龍門山和地形微切割、海拔在1000m以下的四川盆地（圖2）。龍日壩斷裂帶通過(guò)的地方大致位于我國(guó)兩大水系——黃河和長(zhǎng)江的分水嶺，其中高原面為黃河上游，而高原邊緣為長(zhǎng)江水系的重要支流，岷江、涪江、白龍江和大渡河等向高原內(nèi)逐漸溯源侵蝕。

2 斷裂幾何展布與斷錯(cuò)地貌

龍日壩斷裂帶南段是前人根據(jù)衛(wèi)星影像推測(cè)而成，展布于龍日壩草原南西側(cè)至爐霍北東的鮮水河斷裂帶之間的峽谷和山脊上，影像上表現(xiàn)為單一且斷續(xù)延伸的北東向斷裂。斷裂通過(guò)處河流表現(xiàn)為深切峽谷型地貌，河流階地發(fā)育不好，沿河道第四系沉積保留有限（圖2、圖3）。

高分辨率衛(wèi)星影像解譯表明，龍日壩斷裂帶南段空間連續(xù)性差，斷裂帶總體包括東南和西北兩個(gè)分支。西北支表現(xiàn)為線性溝槽和水系，向北東至日果北一帶，向南西穿過(guò)大渡河沿觀音橋西北的多條次級(jí)線性沖溝，但穿過(guò)山脊處未見(jiàn)顯著的斷錯(cuò)山脊地貌。繼續(xù)向南西至俄日河一帶未見(jiàn)階地和山脊斷錯(cuò)（圖3），表明該支斷裂并未向南繼續(xù)延伸，但在二嘎里東見(jiàn)斷層剖面。斷層發(fā)育在三疊系侏倭組砂巖中，破碎帶寬約5—6m，主要由破碎的砂巖塊體組成，在斷層帶東南側(cè)見(jiàn)頁(yè)巖薄層基巖變形嚴(yán)重，靠近斷層面上發(fā)育1—2cm的黃褐色斷層泥帶，可見(jiàn)清晰的近水平方向的擦痕，表明右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主（圖4（a））。在二嘎里東南路邊的開(kāi)挖露頭處，見(jiàn)坡積和坡洪積礫石層被斷錯(cuò)，斷層帶表現(xiàn)為顯著的礫石定向排列，但該套礫石層膠結(jié)好，部分礫石風(fēng)化嚴(yán)重，應(yīng)屬于晚更新世以前的沉積物。斷層帶內(nèi)礫石膠結(jié)好（圖4（b）），經(jīng)綜合判斷龍日壩斷裂南段西北支晚更新世活動(dòng)較弱。

東南支自觀音橋向NE和SW兩側(cè)延伸，總長(zhǎng)約50km（圖3）。野外調(diào)查表明，斷裂向東主要表現(xiàn)為NE向線狀沖溝，但繼續(xù)向東至足木足河西側(cè)的山脊均未見(jiàn)斷錯(cuò)跡象。足木足河西岸的基巖完整性好，且T2階地沿河流連續(xù)展布，未見(jiàn)斷錯(cuò)跡象，因此判斷龍日壩斷裂帶南段向北東延伸未達(dá)足木足河。斷裂向SW沿俄日河展布，表現(xiàn)為斷錯(cuò)山脊，但斷裂穿過(guò)俄日河T2和T3階地，未見(jiàn)斷錯(cuò)跡象，表明東南支晚第四紀(jì)活動(dòng)段落并未繼續(xù)向西延伸至玉科斷裂和鮮水河斷裂（圖2）。

3 斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)特征

在斷裂東南支的觀音橋鎮(zhèn)一帶，龍日壩斷裂斷錯(cuò)地貌最為顯著。在大渡河左岸的列門至拉都，可見(jiàn)斷裂形成斷錯(cuò)山脊。在觀音橋鎮(zhèn)附近，大渡河發(fā)育6級(jí)階地，因?yàn)橹锨治g作用強(qiáng)，階地僅局部保留，仍可見(jiàn)一系列階地被斷錯(cuò)，形成顯著的陡坎地貌（圖5）。

在觀音橋東南側(cè)G1和G2沖溝明顯右旋拐彎，與東北側(cè)階地上的斷層陡坎對(duì)應(yīng)（圖5）。沿G1沖溝斷裂位置向上約20m處可見(jiàn)一高約15m的基巖跌水。在觀音橋東G3沖溝，見(jiàn)沖溝被右旋斷錯(cuò)，在斷裂通過(guò)處的T1階地面上形成陡坎（圖6）。因該處地貌和樹(shù)木遮蔽信號(hào)嚴(yán)重，無(wú)法開(kāi)展詳細(xì)的微地貌測(cè)量。G3沖溝僅發(fā)育T1階地，因此我們僅對(duì)溝床邊界和階地前后緣進(jìn)行了RTK測(cè)量。測(cè)量結(jié)果表明，溝床左岸右旋位錯(cuò)2.1m，右岸右旋位錯(cuò)2.5m，而且右岸T1階地與基巖山坡的后緣右旋位移也約為2.5m（圖6（a）），考慮到斷裂北西盤的溝床左岸正對(duì)沖溝來(lái)水方向，長(zhǎng)期處于侵蝕狀態(tài)而容易發(fā)生坍塌（圖6（b）），因此判斷溝床左岸記錄的右旋位錯(cuò)量可能偏小，而右岸溝床與階地后緣的右旋位錯(cuò)量相當(dāng)，綜合認(rèn)為該斷裂右旋位移約為2.5m。沖溝左岸T1階地用野外皮尺測(cè)量陡坎高約為1.4m（圖6（a）），而皮尺測(cè)量因無(wú)法確定斷裂兩盤階地面的趨勢(shì)線，其測(cè)量結(jié)果往往較實(shí)際值偏小。在沖溝右岸T1階地面上的陡坎地形剖面顯示垂直位錯(cuò)量為1.7m（圖6（a））。在斷層延伸方向與沖溝右岸T1階地前緣處見(jiàn)斷層剖面（圖6（c））。階地礫石磨圓度為次圓狀，斷層兩側(cè)砂礫石層水平層理顯著，而斷層帶內(nèi)見(jiàn)明顯的礫石層定向排列，在下部可見(jiàn)一細(xì)礫層被拖曳變形。

在T1階地礫石層中距頂面約0.5m處上部細(xì)礫層中的粉細(xì)砂夾層中取光釋光樣品GYJ-OSL-2，經(jīng)測(cè)試其年齡為3.78±0.41ka BP（圖6（c））。根據(jù)在大渡河河流階地已有的研究結(jié)果（王書兵，2005，陳桂華等，2010），大渡河T1階地上部漫灘相粉砂層的年齡約為3—5ka，階地礫石層堆積的光釋光年齡為9ka。因此，龍日壩斷裂南段東南支的最新活動(dòng)時(shí)代為全新世，與我們的測(cè)年結(jié)果大致相當(dāng)，推斷該處大渡河支流T1階地的形成年齡約為4ka。綜上可估算該斷裂的全新世右旋滑動(dòng)速率約為0.6mm/a，垂直滑動(dòng)速率約為0.4mm/a。

另外，在觀音橋南西，斷裂從斯瑪都溝南東山坡上通過(guò)形成線性溝槽（圖5及圖7）。在德也村，斯瑪都溝的支溝在出山口處形成洪積扇。斷裂在該處由兩個(gè)分支組成，分支之間下降，表現(xiàn)為小地塹特征，而斷層處陡坎高約0.8—1.2m（圖8（a）），判斷該處可能表現(xiàn)為與走滑斷裂相關(guān)的負(fù)花狀構(gòu)造。在德也村南一人工開(kāi)挖處揭露出洪積扇沉積特征（圖8（b）），可分為四層：①褐色坡積砂土層，含大量植物根系；②黃褐色含礫粗砂層；③灰褐色含礫細(xì)砂層；④褐色沖洪積砂礫石層。在層③中采集光釋光樣品2011-GYQ-OSL-1，經(jīng)測(cè)試其年齡為0.76±0.07ka，而在層③中采集的含碳沉積物樣品2011-GYQ-C-1，經(jīng)測(cè)試其校正年齡為1669—1945AD（圖8（b））；而在觀音橋北大渡河高漫灘采集的粉細(xì)砂光釋光樣品EGL-OSL-6年齡為1.79±0.21ka，綜合判斷層③中的含碳沉積物可能來(lái)源于后期含碳物質(zhì)，不能代表洪積扇形成的年齡，而層③中光釋光樣品的年齡可能更接近洪積扇形成的年齡，即距今約800年以來(lái)，龍日壩斷裂帶南段曾經(jīng)發(fā)生過(guò)地表破裂型事件。

而在斯多德村北側(cè)、大渡河拐彎處發(fā)育T3階地（圖5）。斷裂從南西側(cè)一個(gè)埡口穿過(guò)大渡河和T3階地，地貌上表現(xiàn)為斷層陡坎，經(jīng)激光測(cè)距儀測(cè)量該陡坎高約16m（圖9）。公路開(kāi)挖剖面揭示，T3階地基座為三疊系砂巖，向上可見(jiàn)為黃綠色粉細(xì)砂層，可能為堰塞湖沉積，再向上為河流相砂礫石層，其中下部礫石礫徑明顯大于上部，上部逐漸過(guò)渡為礫石層夾細(xì)砂層（圖9（b））。在T3陡坎向北東延伸方向見(jiàn)一露頭，見(jiàn)細(xì)砂層逆斷到礫石層之上，砂層傾角約60o，砂層內(nèi)發(fā)育擠壓片理帶，斷面附近的礫石定向排列，表現(xiàn)為擠壓逆斷特征（圖9（c））。在T3階地上部細(xì)砂層中取光釋光樣品SDD-OSL-4，經(jīng)測(cè)試其年齡為35.66±4.68ka BP（圖9（b）），這與在觀音橋北側(cè)的T3階地上部細(xì)砂層的光釋光樣品EGL-OSL-2的年齡（37.17±3.78ka BP）一致，這也與區(qū)域上大渡河T3階地形成年齡相當(dāng)（王書兵，2005；陳桂華等，2010），因該處采樣地點(diǎn)更接近階地頂部，所以判斷大渡河T3階地年齡約為35ka，估算該處斷裂的垂直滑動(dòng)速率為0.44mm/a。

綜上所述，龍日壩斷裂帶南段僅東南支存在晚第四紀(jì)活動(dòng)，斷裂以右旋走滑為主，全新世水平滑動(dòng)速率約為0.6mm/a。從野外調(diào)查來(lái)看，總體上該段還兼有逆斷分量，但在觀音橋南側(cè)G3沖溝和德也村一帶表現(xiàn)右旋走滑為主，兼有正斷分量，這可能與斷裂局部的走向或應(yīng)力變化有關(guān)。另外，在德也村，斷裂造成了距今約800年的洪積扇斷錯(cuò)。根據(jù)黃瑋瓊等（1994）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，川西地區(qū)6級(jí)以上的地震目錄自1879年以來(lái)才是完整的，所以難以確定龍日壩南段最新地表破裂事件與歷史地震的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果按照震級(jí)與破裂長(zhǎng)度之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系估算（Wells等，1994），龍日壩斷裂帶南段具備發(fā)生W7級(jí)左右地震的能力。

4 構(gòu)造意義

斷錯(cuò)地貌和現(xiàn)今GPS復(fù)測(cè)結(jié)果均表明，龍日壩斷裂帶和龍門山斷裂帶中段把來(lái)自青藏高原的正東運(yùn)動(dòng)分解為龍日壩斷裂帶上約5mm/a的右旋剪切運(yùn)動(dòng)和龍門山斷裂帶上約3mm/a的地殼縮短運(yùn)動(dòng)，龍日壩斷裂帶中段在青藏高原東緣應(yīng)變分配中起著重要的作用（Ren等，2013a）。而龍日壩斷裂帶北段以右旋走滑為主，全新世平均滑動(dòng)速率為0.8mm/a，而龍日壩斷裂帶南段同樣以右旋走滑為主，全新世平均滑動(dòng)速率約為0.6mm/a，顯示了龍日壩斷裂帶自中段向兩端滑動(dòng)速率呈倍數(shù)減?。≧en等，2013b）。在北段，來(lái)自高原內(nèi)部的向東運(yùn)動(dòng)被東昆侖斷裂帶及其次級(jí)斷裂（如阿萬(wàn)蒼斷裂等）所吸收，運(yùn)動(dòng)速率向東逐漸變小，至最東段塔藏?cái)嗔褧r(shí)，斷裂左旋走滑速率已從10mm/a以上下降到2—3mm/a，之后又分解到岷江斷裂、虎牙斷裂和龍日壩斷裂上（Ren等，2013b）；而在南段，來(lái)自高原的東向運(yùn)動(dòng)大部分被鮮水河斷裂帶上約10mm/a的左旋走滑運(yùn)動(dòng)所吸收，僅有一小部分轉(zhuǎn)化為龍日壩斷裂南段的右旋走滑運(yùn)動(dòng)，即龍日壩斷裂南段在吸收青藏高原東向運(yùn)動(dòng)中的作用有限。

重定位地震結(jié)果顯示，從北東向南西沿龍日壩斷裂帶南段，震源深度從10km逐漸變深至14km（圖10（a）），這種差異可能與南西側(cè)大型的鮮水河斷裂的晚第四紀(jì)活動(dòng)強(qiáng)烈有關(guān)，使得龍日壩斷裂帶南段向南西震源深度更接近鮮水河斷裂帶。而橫跨龍日壩斷裂南段和龍門山斷裂的震源分布剖面顯示，該地區(qū)的地震分布具有顯著分區(qū)性。以龍日壩斷裂為界，北西側(cè)地震活動(dòng)密集，而東南側(cè)幾乎沒(méi)有地震活動(dòng)，而到龍門山之下，由于龍門山斷裂帶的活動(dòng)造成該區(qū)域同樣地震活動(dòng)強(qiáng)烈（圖10（b））。在龍日壩斷裂帶和龍門山斷裂帶之間形成了一個(gè)無(wú)震區(qū)，這可能由兩種機(jī)制形成：①該地區(qū)為類似克拉通的堅(jiān)硬塊體，而實(shí)際上該地區(qū)地層與龍日壩斷裂西側(cè)一樣，大部分為中生代地層，構(gòu)造上屬丹巴背斜，區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育（圖10（b）），顯然不屬于堅(jiān)硬塊體；②該地區(qū)相對(duì)較軟，累積的應(yīng)變能主要被地層的褶皺所吸收而不發(fā)生地震。地震層析成像結(jié)果顯示該地區(qū)較川西高原內(nèi)部為低速區(qū)（Yao等，2008；雷建設(shè)等，2009），且構(gòu)造上褶皺發(fā)育；大渡河階地縱剖面顯示龍日壩斷裂帶和龍門山斷裂帶之間呈現(xiàn)向上凸起的特征，丹巴一帶為凸起頂部（張世民等，2010），這表明丹巴地區(qū)第四紀(jì)以來(lái)仍存在一定的活動(dòng)，主要表現(xiàn)為褶皺變形。顯然，第二種機(jī)制可能更接近該地區(qū)的實(shí)際情況。

另外一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)是青藏高原東緣下部的滑脫面可能不是水平的（圖10（b））。長(zhǎng)期以來(lái)，地質(zhì)和地球物理學(xué)家均認(rèn)為川西高原之下15—20km深度上存在一個(gè)滑脫面（滕吉文等，2008；王緒本等，2009），龍日壩斷裂帶和龍門山斷裂帶在深部均匯聚于滑脫面上，上地殼的變形通過(guò)這個(gè)滑脫面向各個(gè)斷裂帶分配（Xu等，2009；杜方等，2009）。也有研究認(rèn)為這個(gè)滑脫面并不是一個(gè)面，應(yīng)該是一個(gè)具有一定厚度的滑脫層（王椿鏞等，2003），但大都認(rèn)為這個(gè)滑脫面或者滑脫層頂界大致是平的?？偟膩?lái)說(shuō)，這個(gè)界面大致相當(dāng)于中上地殼內(nèi)的一個(gè)脆韌轉(zhuǎn)換界面，界面之上是主要的發(fā)震層，因此地震的下界面大致相當(dāng)于這個(gè)滑脫面頂界。橫穿龍日壩斷裂帶和龍門山斷裂帶的震源深度剖面顯示，在川西高原內(nèi)部滑脫面深約15km，而向龍門山方向逐漸變深至約20km，而在四川盆地之下，這個(gè)滑脫面又變淺至約10km（圖10（b））。由淺變深的滑脫面有利于應(yīng)變和物質(zhì)的向前傳播，而滑脫面的由深變淺則有利于應(yīng)變的累積。當(dāng)應(yīng)變累積達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，就會(huì)觸發(fā)地震，這可能是2013年蘆山S7.0級(jí)地震發(fā)生的構(gòu)造機(jī)制。另一方面，從地形上來(lái)看，龍門山以西地形向北西微微傾斜，其位置正好與深部滑脫面的逐漸變深相對(duì)應(yīng)，地形最高處也與滑脫面最深處相對(duì)應(yīng)（圖10（b））。如果青藏高原東緣下部的滑動(dòng)面結(jié)構(gòu)變化是真實(shí)存在的，那么青藏高原東緣的隆升機(jī)制不支持中下地殼流模式，而可能更符合中上地殼縮短模式。而這種滑脫面深度的變化是否在青藏高原東緣具有廣泛性需要更多資料的支持，這能否作為龍門山造山作用的驅(qū)動(dòng)機(jī)制需要數(shù)值模擬等方面的工作來(lái)驗(yàn)證。

5 結(jié)論

龍日壩斷裂帶南段包括西北支和東南支，晚第四紀(jì)活動(dòng)的為東南支全長(zhǎng)約50km，斷裂活動(dòng)總體以右旋走滑為主，兼有逆斷分量，全新世以來(lái)右旋平均走滑速率約為0.6mm/a，平均垂直滑動(dòng)速率約為0.4mm/a?？傮w而言，龍日壩斷裂帶南段活動(dòng)強(qiáng)度較中段明顯偏弱，但具備發(fā)生W7級(jí)地震的能力，在距今約800年以來(lái)龍日壩斷裂帶南段曾發(fā)生過(guò)地表破裂型事件。

結(jié)合地震重定位結(jié)果來(lái)看，龍日壩斷裂帶西側(cè)和龍門山斷裂帶地震活躍，之間的丹巴地區(qū)可能主要表現(xiàn)為褶皺變形而地震活動(dòng)微弱。青藏高原東緣之下的滑動(dòng)面從西北向南從約15km逐漸變深為20km，又在四川盆地之下變淺為約10km，這種滑脫面的深度變化可能是龍門山隆升和孕震的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

致謝：劉韶、康文君參加了部分野外調(diào)查工作，中國(guó)地震局地殼動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室光釋光實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)Beta實(shí)驗(yàn)室分別完成了光釋光和14C樣品的測(cè)試，成文過(guò)程中與張世民研究員、陳佳維博士進(jìn)行了深入的討論，匿名審稿人提出了寶貴的修改建議，在此一并表示感謝。

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1 中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)結(jié)題報(bào)告：中國(guó)地震應(yīng)力環(huán)境觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)布設(shè)原則研究（內(nèi)部報(bào)告，2012年12月）

Late Quaternary Activity of the Southern Segment of Longriba Fault Zone in Eastern Tibet and Its Tectonic Implications

He Jianjun1), Ren Junjie1), Ding Rui1), Xu Xiwei2), Zhao Junxiang1)and Hu Xingping1)

1) Key Laboratory of Crustal Dynamics, Institute of Crustal Dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, China 2) Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China

It remains unclear about Late Quaternary activity of the southern segment of Longriba fault zone and its role of strain partitioning in eastern Tibet. Interpretation of satellite imagery and field observations show that only the southeastern branch of the southern segment of Longriba fault zone with length of about 50 km is active in late Quaternary. This branch is dextral strike slip of about 0.6 mm/a with reverse component of about 0.4 mm/a. Although the southern segment of Longriba fault zone is apparently less active than its middle segment but it has a potential of large earthquake with moment magnitude about 7.0. Since about 800 years before present, a surface-ruptured event has occurred on the southern segment of Longriba fault zone. From relocated earthquakes, the western part of the Longriba fault zone and the Longmenshan are very active. Between them, the Danban area is dominant by folding with low seismicity. The depth of the decollement is from～15 km beneath the inner Plateau, to about 20 km beneath the Longmenshan, and decreases to～10 km beneath the Sichuan basin. The depth variation of the decollement beneath eastern Tibet possibly contributed to the uplift of the Longmenshan and seismogenic zone. Our results are helpful of seismic hazard evaluation of western Sichuan as well as for understanding the pattern of strain partitioning and the mechanism of tectonic uplift in eastern Tibet.

Longriba fault zone; Southern segment; Longmenshan fault zone; Eastern Tibet; Danba anticline

10.11899/zzfy20160402

地震行業(yè)專項(xiàng)（201408023）、國(guó)家自然基金項(xiàng)目（41102134、41572193）和中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)（ZDJ2014-10）共同資助

2016-04-11

何建軍，男，生于1994年。在讀碩士研究生。主要從事活動(dòng)構(gòu)造方面的研究。E-mail：396551702@qq.com

任俊杰，男，生于1979年。博士，副研究員。主要從事活動(dòng)構(gòu)造、構(gòu)造地貌與地震危險(xiǎn)性分析等方面的研究。E-mail：renjunjie@gmail.com