李忠權(quán), 韓 倩, 蘆建文, 龍 偉, 丁 嘯, 黃 晶

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué))，成都 610059；2.構(gòu)造成礦成藏國土資源部重點實驗室(成都理工大學(xué))，成都610059；3.福建省高校人文社科研究基地 互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究中心(閩江學(xué)院)，福州 350108)

地震具有突發(fā)性和破壞性，是人類目前尚不能準確預(yù)報的最大自然災(zāi)害之一。

地震按產(chǎn)生的原因可分為構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和誘發(fā)地震4種。其中構(gòu)造地震最多，占地震總數(shù)的90%以上。構(gòu)造地震是指在地球內(nèi)動力作用下，當?shù)貞?yīng)力達到并超過巖石的強度極限時，巖石產(chǎn)生破裂變位，能量突然釋放引發(fā)的大地震動。九寨溝地震就屬構(gòu)造地震。

繼2008年汶川地震和2013年蘆山地震之后， 2017年8月8日21時19分四川省阿壩州九寨溝縣又發(fā)生7.0級地震；震中距成都約285 km。此次地震發(fā)生后，余震不斷，截至2017年8月11日8時0分，共記錄到余震總數(shù)為2318次，其中4.0～4.9級3次，3.0～3.9級23次，最大余震4.8級。

1 震中周邊斷裂構(gòu)造特征

九寨溝地震震中周邊斷裂構(gòu)造發(fā)育，這些斷裂(帶)將本區(qū)切割成大小不等、方向各異的相對獨立斷塊，斷塊與斷塊之間相互作用導(dǎo)致本區(qū)構(gòu)造活動顯著，地震頻繁發(fā)生[1]。

根據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，九寨溝地震震中位于北緯33.20°，東經(jīng)103.82°，震源深度20 km，位于九寨溝核心景區(qū)西部5 km處的比芒村。其周邊主要分布有塔藏斷裂(F1)、虎牙斷裂帶(F2+F3)、雪山梁子斷裂(F4)及岷江斷裂帶(F5+F6，圖1)。

1.1 塔藏斷裂

塔藏斷裂位于東昆侖斷裂東段，總體呈NWW向展布，延伸長度超過850 km，晚新生代以來以左旋走滑運動為主。塔藏斷裂也稱瑪沁-文縣斷裂，斷裂總體傾向北東，傾角45°～80°，走向自西向東在那蓋附近由北西西逐漸轉(zhuǎn)向北西，即走向向南發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)；在麻枝雜附近與岷江斷裂(F5)、熱摩柯-羊洞河斷裂(F6)交接，形成帚狀散開的復(fù)雜斷裂帶，導(dǎo)致走滑性質(zhì)的塔藏斷裂由西向東滑動速率逐漸降低，斷裂位移量由左旋走滑逐漸轉(zhuǎn)換為分支斷裂(如岷江斷裂帶、虎牙斷裂帶等)的上沖走滑或擠壓上沖[2-3]。

1.2 虎牙斷裂帶

虎牙斷裂帶主要由傳統(tǒng)意義上的虎牙斷裂和與之近平行呈右階斜列錯接的隱伏基底斷裂——夏莫斷裂(F3)組成。斷裂帶總體呈北西-北北西走向，在三路口附近與近東西向的雪山梁子斷裂錯接，將虎牙斷裂帶錯分為南、北兩支，南支即為虎牙斷裂(F2)，北支經(jīng)過九寨溝風景區(qū)的夏莫，因此命名為夏莫斷裂。2條斷裂為同生斷裂關(guān)系，都形成于印支期，只是夏莫斷裂為隱伏基底斷裂，而虎牙斷裂為地表顯性斷裂。

虎牙斷裂：是巴顏喀拉斷塊與摩天嶺斷塊的一條分界斷裂，地表斷裂形跡清晰，由三路口向南經(jīng)虎牙關(guān)至銀廠，斷裂總體呈北北西走向，斷裂傾向北東東，傾角較大，可達80°，以上沖兼走滑為主，屬走滑逆斷層。

圖1 九寨溝地震震中周邊構(gòu)造綱要圖Fig.1 Structural outline map around the Jiuzhaigou earthquake epicenter1.斷層; 2.推測斷層; 3.左行走滑斷層; 4.背斜; 5.向斜; 6.倒轉(zhuǎn)背斜; 7.倒轉(zhuǎn)向斜; 8.穹狀隆起; 9.河流; 10.震中位置; 11.余震位置; 12.山峰

虎牙斷裂兩側(cè)地層建造與構(gòu)造顯著不同。斷裂東側(cè)屬西秦嶺地層分區(qū)，主要為元古界碧口群變質(zhì)火山巖，震旦系變砂巖、千枚巖、結(jié)晶灰?guī)r和志留、泥盆、石炭系板巖、灰?guī)r和頁巖；斷裂西側(cè)屬馬爾康地層分區(qū)，主要為泥盆、石炭和三疊系淺變質(zhì)砂巖、千枚巖及結(jié)晶灰?guī)r。斷裂東側(cè)構(gòu)造線呈NEE向展布；斷裂西側(cè)構(gòu)造線由近東西向偏轉(zhuǎn)為平行斷裂走向的NNW向，從1∶20萬地質(zhì)圖可見，斷裂呈單條展布，僅在中段發(fā)育有2條分支次級斷裂與主干斷裂相交。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化及構(gòu)造變形、變位特征分析，虎牙斷裂形成于印支期，是西秦嶺洋關(guān)閉時西秦嶺分區(qū)地層向南仰沖楔入時形成的，當時斷裂運動為上沖兼右行走滑，屬走滑逆斷層。

晚第四紀以來，由于印度板塊的碰撞擠壓，虎牙斷裂的新構(gòu)造活動十分強烈，主要表現(xiàn)為上沖兼左行走滑，在航片、衛(wèi)片上表現(xiàn)出清晰的線性特征，沿斷裂線可以見到邊坡脊、斷層陡坎、斷錯沖溝、洪積扇及河流階地等斷錯地貌現(xiàn)象。歷史上，虎牙斷裂南段1630年發(fā)生過松潘小河6.5級、1973年發(fā)生過松潘黃龍6.5級、1976年發(fā)生過松潘平武7.2級強震群[4-5]。

夏莫斷裂(F3)：夏莫斷裂是一條隱伏基底斷裂，是本次九寨溝地震后才逐漸明晰的一條新斷裂。對這條斷裂以前曾有人提到過，把它歸結(jié)為傳統(tǒng)虎牙斷裂北延部分，但對其具體位置、走向及斷裂性質(zhì)認識不夠清晰。通過本次研究，我們認為這條斷裂是與傳統(tǒng)虎牙斷裂同期形成的一條同生斷裂，同屬一個斷裂帶；但是它們是2條不同的獨立斷裂，斷裂性質(zhì)及表現(xiàn)特征都有較大差異。根據(jù)野外調(diào)查、衛(wèi)片和航片解譯及本次地震主震及余震的空間展布特征，發(fā)現(xiàn)夏莫斷裂在地表沒有明顯的破裂變位痕跡，但有明顯的褶皺拖曳變形、剪切轉(zhuǎn)向痕跡。夏莫斷裂向南東與1∶20萬文縣幅中的阿卓開斷裂相接，它與南段形跡清晰的虎牙斷裂呈近平行雁列排列，共同構(gòu)成NW-NNW走向的虎牙斷裂帶。

夏莫斷裂呈NW走向，北與岷江斷裂斜接，向西南經(jīng)夏莫與阿卓開斷裂相接，長約70 km。從1∶100萬四川省地質(zhì)圖與1∶20萬漳臘幅地質(zhì)圖上可見，此斷裂控制了其兩側(cè)的褶皺樣式與褶皺構(gòu)造線的統(tǒng)一偏轉(zhuǎn)，斷裂西側(cè)主要為3排斜列向南東揚起的半向斜構(gòu)造，核部地層為中三疊統(tǒng)祁讓溝組(T2q)，在接近夏莫斷裂時三排半向斜構(gòu)造逐漸收斂并由NW向統(tǒng)一偏轉(zhuǎn)為NNW向，反映了基底隱伏斷裂右行走滑作用的影響；斷裂東側(cè)主要為一個主背斜分叉派生出的2個向北西傾伏的次級背斜組成，分叉背斜核部為中泥盆統(tǒng)，背斜在接近夏莫斷裂時褶皺軸跡由NW向偏轉(zhuǎn)為NNW向，也反映了基底隱伏斷裂右行走滑作用的影響。

通過上述分析研究表明：夏莫斷裂是一條基底隱伏斷裂，并對上覆地層構(gòu)造的形成與展布起到了控制作用。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化與本區(qū)構(gòu)造變形特征推斷，夏莫斷裂形成于印支期，是由于西秦嶺洋的關(guān)閉，摩天嶺構(gòu)造帶向南楔入形成右行走滑的基底斷裂，并導(dǎo)致斷裂兩側(cè)上覆先存褶皺構(gòu)造在接近斷裂時發(fā)生拖曳、收斂、偏轉(zhuǎn)。根據(jù)野外調(diào)研及斷裂性質(zhì)推斷，夏莫斷裂在印支期形成時表現(xiàn)為右旋走滑斷裂，斷裂傾向北東，傾角較陡，推測可達80°。

晚第四紀以來，由于印度板塊向北的陸陸碰撞，虎牙斷裂帶(F2+F3)總體表現(xiàn)為左旋走滑上沖性質(zhì)，由北向南逐漸由左旋走滑向上沖推覆方式轉(zhuǎn)變，1976年發(fā)生的2次7.2級地震的震源機制解證實了這一推論。

1.3 雪山梁子斷裂

雪山梁子斷裂主要呈近東西向展布，主斷面北傾，斷面傾角約70°,沿走向和傾向均呈波狀彎曲，西與岷江斷裂橫接，東在三路口附近先后與虎牙斷裂、夏莫斷裂斜接。該斷裂控制著現(xiàn)今紅星巖碳酸鹽巖臺地南側(cè)邊界，表現(xiàn)為西秦嶺地層分區(qū)的志留、泥盆、石炭系碳酸鹽巖由北向南上沖于馬爾康地層分區(qū)的上三疊統(tǒng)濁積巖之上，構(gòu)成了巴顏喀拉斷塊與摩天嶺斷塊的一條分界斷裂。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。呈正態(tài)分布的計量資料以表示。各個時間點及組別大鼠的體質(zhì)量情況，采用重復(fù)測量設(shè)計的方差分析模型檢驗；體質(zhì)量數(shù)據(jù)不滿足球形時，進一步采用多變量方差(MANOVA)分析。組間大鼠尿蛋白、糖脂代謝及炎癥因子情況的比較采用單因素方差(One-Way ANOVA)分析。兩兩比較采用LSD法。采用Pearson法進行相關(guān)性分析；ACR的相關(guān)危險因素分析采用logistic回歸分析法。檢驗水準(α)為0.05。

根據(jù)雪山梁子斷裂的構(gòu)造變形特征、三維有限應(yīng)變測量成果、同位素及ESR 年齡測定等技術(shù)手段研究表明，雪山梁子斷裂形成于印支末期,定形于新近紀末, 并在第四紀持續(xù)活動；結(jié)合斷裂兩側(cè)地層變形特征，揭示雪山梁子斷裂大致經(jīng)歷了三疊紀末向南左旋走滑上沖的主變形期、侏羅—白堊紀伸展變形期、新近紀末擠壓變形期、第四紀走滑上沖調(diào)整期4個構(gòu)造變形期, 從而形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局[6]。

1.4 岷江斷裂帶

岷江斷裂帶主要由東、西2支斷裂組成，東支稱岷江斷裂(F5)，西支稱熱摩柯-羊洞河斷裂(F6)，向南在牟尼溝附近又逐漸歸并為一條斷裂[7]。

東支岷江斷裂走向近南北向，斷面西傾，傾角60°～70°，主要為向東上沖為主兼具左旋走滑運動的全新世活動斷裂。岷江斷裂北抵塔藏斷裂，向南經(jīng)弓嘎嶺、川主寺，至茂縣以北鎮(zhèn)江關(guān)附近消失，全長約160 km。岷江斷裂在川主寺附近與近東西向雪山梁子斷裂橫接，川主寺以南和川主寺以北岷江斷裂在結(jié)構(gòu)、地質(zhì)背景、第四紀活動史和地震活動強度都有較大差別，據(jù)此可以將岷江斷裂分為南、北2段。

岷江斷裂南段長約85 km，結(jié)構(gòu)簡單，斷裂形跡主要發(fā)育于馬爾康地層分區(qū)的三疊系砂巖、板巖這套復(fù)理石沉積建造中，沿斷裂沒有明顯的斷陷盆地發(fā)育，斷裂形跡由3條次級斷裂呈右階羽列組成。有史料記載以來，斷裂南段發(fā)生過數(shù)次5級以上中強地震，例如1713年疊溪7級地震、1933年疊溪7.5級地震[8]。

岷江斷裂北段全長約75 km，其西側(cè)屬馬爾康地層分區(qū)、東側(cè)屬西秦嶺地層分區(qū)，是劃分巴顏喀拉斷塊和摩天嶺斷塊的一條分界斷裂。斷裂活動導(dǎo)致斷裂兩側(cè)褶皺構(gòu)造線發(fā)生嚴重偏轉(zhuǎn)，如斷裂東側(cè)NW向褶皺在接近斷裂時偏轉(zhuǎn)為NE向，反映了岷江斷裂強烈的左旋走滑上沖運動；斷裂東盤控制了弓嘎嶺和漳臘2個較大的新近紀—第四紀盆地，將這2個盆地嚴格地限制在斷裂的東側(cè)，斷層形跡清晰，具有全新世活動的地質(zhì)地貌證據(jù)，但運動性質(zhì)以上沖為主兼具左旋走滑[9-10]。歷史記載僅發(fā)生過1748年6.5級地震和1960年6.5級地震。

西支斷裂為熱摩柯-羊洞河斷裂(F6)，是岷江上沖構(gòu)造帶的西邊界斷裂，由北向南沿熱摩柯—羊洞河—牟尼溝一線展布，在牟尼溝附近與東支岷江斷裂(F5)合并為一條斷層。該斷裂總體走向N55°W，傾向NE，屬逆斷層性質(zhì)，主要斷于馬爾康地層分區(qū)中的三疊紀地層內(nèi)。晚第四紀以來，西支牟尼溝-羊洞河斷裂的活動性已明顯減弱，未見明顯的斷裂活動表現(xiàn)。

2 周邊斷塊構(gòu)造特征

九寨溝地震周邊斷裂構(gòu)造發(fā)育，這些斷裂將九寨溝地震區(qū)切割成多個復(fù)雜小斷塊(圖2)，每個小斷塊內(nèi)構(gòu)造線展布方向都不同，主要分布有構(gòu)造線呈近南北走向的岷江斷塊、北西走向的岷山斷塊(北)、北東東走向的岷山斷塊(南)及摩天嶺斷塊等[11-12](圖2)。

2.1 岷江斷塊

岷江斷塊由塔藏斷裂、岷江斷裂帶東支岷江斷裂和西支熱摩柯-羊洞河斷裂圍限所成，呈近南北走向，南北長約75 km，東西寬約6～15 km，斷塊內(nèi)主要由馬爾康地層分區(qū)中的泥盆、石炭、二疊及三疊系淺變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖及灰?guī)r組成；斷塊內(nèi)發(fā)育有受岷江斷裂帶活動形成的拖曳褶皺和次級斷裂構(gòu)造，主要有近南北走向并向北傾伏的熱尖拖曳背斜和呈南南西傾伏香臘臺-花山拖曳背斜，這2個背斜與岷江斷裂約成20°～30°夾角，反映岷江斷裂經(jīng)歷了右行和左行多期走滑運動。

2.2 岷山斷塊

地處青藏高原東部邊緣,是新近紀以來由于巴顏喀拉斷塊的向東擠出逃逸，在巴顏喀拉斷塊東部與摩天嶺斷塊接觸帶附近形成的一個新生斷塊。此新生斷塊橫跨2個構(gòu)造單元，由摩天嶺地層分區(qū)和馬爾康地層分區(qū)的地層共同組成；其地貌特征與其東西兩側(cè)的地貌明顯不同，表現(xiàn)為高聳的岷山山脈，主要由虎牙斷裂、夏莫斷裂與岷江斷裂圍限所成，呈近南北走向[13]。在斷塊中部發(fā)育的近東西走向的雪山梁子斷裂將斷塊進一步分成南北2個次級斷塊——岷山斷塊(北)和岷山斷塊(南)。岷山斷塊(北)屬摩天嶺地層分區(qū)，可看成摩天嶺斷塊內(nèi)的一個次級斷塊；岷山斷塊(南)屬馬爾康地層分區(qū)，是巴顏喀拉斷塊內(nèi)的一個次級斷塊。

圖2 九寨溝地震周邊斷塊構(gòu)造特征分布圖Fig.2 Map showing characteristics of fault block structure around the Jiuzhaigou earthquake1.斷層; 2.隱伏斷層; 3.背斜; 4.向斜; 5,野外勘查路線; 6.震中位置; 7.余震位置; 8.山峰。T3zh.侏倭組; T3xd.新都橋組; T2zg.扎尕山組; T2z.雜谷腦組; Sm.茂縣群; C- 1y.油房組; Pt2bk.碧口群; γ.花崗巖

岷山斷塊內(nèi)部夷平面的海拔高度為4.2～4.5 km,形成綿延起伏的山頂面,孤立山峰在5 km以上,最高峰雪寶頂達5 588 m ,構(gòu)成岷江和涪江的分水嶺；溝谷深切,谷坡陡峻,河流湍急,跌水現(xiàn)象常見[14]。岷山斷塊以西為巴顏喀拉斷塊,地表微受切割,夷平面保存完好,海拔高度3.8～4 km；岷山斷塊以東為中低山區(qū),地表中等切割,保存有海拔高度3.2～3.5 km的夷平面,最高峰可達4 km以上。從岷山斷塊東西兩側(cè)夷平面的海拔高度來看,岷山斷塊已垂直隆升1 km左右。根據(jù)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，被夷平的最新地層為上新世紅土坡組(N2h)，夷平面解體后的老地層為早更新世觀音山組(Q1g),本區(qū)的夷平面發(fā)生時間應(yīng)在上新世末—早更新世初[14]，據(jù)此估算岷山斷塊第四紀以來的平均抬升速率為1.5 mm/a左右。從深部構(gòu)造背景來看,岷山斷塊處于中國東西部之間的地殼厚度陡變帶上，動力來源于高原物質(zhì)由西向東的蠕散作用[15]。震源機制解結(jié)果表明,岷山斷塊區(qū)的現(xiàn)今主壓應(yīng)力優(yōu)勢方向為NWW,P軸近于水平,T軸近于直立[16]。在這樣的主壓應(yīng)力作用下,岷江斷裂和虎牙斷裂均表現(xiàn)為由西向東的左旋走滑上沖運動。因此,岷山斷塊的隆起應(yīng)該主要是喜馬拉雅運動以來擠壓抬升所致[14]。

2.2.1 岷山北斷塊

岷山北斷塊為夏莫斷裂、雪山梁子斷裂和岷江斷裂北段圍限所成,呈三角形斷塊, 斷塊內(nèi)主要由三排呈NW-SE走向的向斜構(gòu)造組成，具有向SE收斂、NW散開的特點，反映向斜構(gòu)造的形成受到了基底右旋走滑的控制。根據(jù)褶皺卷入的最新地層為摩天嶺地層小區(qū)的祁讓溝組(T2q)，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，推斷本期構(gòu)造運動是印支期摩天嶺構(gòu)造形成所致。在靠近NW端岷江斷裂附近，先存褶皺構(gòu)造被截斷且構(gòu)造線統(tǒng)一由NW向偏轉(zhuǎn)為NE向，反映斷塊內(nèi)先存構(gòu)造統(tǒng)一受到過后期岷江斷裂左旋走滑上沖的影響，是后期新構(gòu)造活動的證據(jù)。

2.2.2 岷山南斷塊

岷山南斷塊主要由雪山梁子斷裂、虎牙斷裂和岷江斷裂南段圍限所成，斷塊內(nèi)褶皺構(gòu)造線主要呈近東西走向，在向東、西兩端靠近虎牙斷裂和岷江斷裂時，分別發(fā)生了NNW-SSE方向的偏轉(zhuǎn)，形成“∽”形褶皺。

2.3 摩天嶺斷塊

摩天嶺斷塊由塔藏斷裂、岷江斷裂北段、雪山梁子斷裂、虎牙斷裂及青川-平武斷裂圍限所成，呈現(xiàn)為2個連為一體的三角形地塊，構(gòu)成一系列的走滑沖斷構(gòu)造。摩天嶺斷塊西以岷江斷裂北段、雪山梁子斷裂、虎牙斷裂與巴顏喀拉斷塊相鄰，北以塔藏斷裂與西秦嶺構(gòu)造帶相接，東以青川-平武斷裂與龍門山構(gòu)造帶毗鄰。整個摩天嶺斷塊由雪山梁子斷裂劃分為南、北2個三角形斷塊，南斷塊內(nèi)褶皺構(gòu)造線呈北東東向延展，北斷塊內(nèi)褶皺構(gòu)造線由NEE向轉(zhuǎn)為NW向、呈弧形向南凸出；2個斷塊總體由西向東長達260 km，由南向北寬約125 km，地處古亞洲系、特提斯系和華夏系復(fù)合及聯(lián)合區(qū)段內(nèi)。

3 震源機制解、余震分布及發(fā)震斷裂

九寨溝地震發(fā)生后，中國地震臺網(wǎng)中心(CENC)、中國地震局地球物理研究所(IGP)、美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)、美國地震學(xué)研究聯(lián)合會(IRIS)和美國哈佛大學(xué)(HRV)及四川省地震局等相關(guān)研究機構(gòu)對地震震中、節(jié)面參數(shù)(表1)和余震震源機制解(表2)等地震學(xué)參數(shù)進行研究并發(fā)布。

根據(jù)表1、表2中的九寨溝地震及≥3級余震定位坐標投影到1∶20地質(zhì)圖上可以發(fā)現(xiàn)(圖3)，截至2017年8月14日，九寨溝地震的余震圍繞主震沿NW-SE向呈線性展布，優(yōu)勢方位330°，密集帶長約30 km，寬約6 km，主震、余震地表投影主要分布在石炭紀海相淺灰色薄-厚層致密灰?guī)r夾頁巖地層中，少數(shù)分布在二疊紀和三疊紀灰?guī)r、板巖地層中。余震在平面上的展布與本區(qū)地表褶皺構(gòu)造線方向完全一致。地震在垂直NNW向余震密集條帶的震源深度剖面揭示，震源深度集中在地下5～20 km深度，呈近直立分布；在平行余震條帶NWW向震源深度剖面上余震呈面狀分布，反映控震斷裂為一條近直立的斷裂。這些特征與前已述及的印支期形成的虎牙斷裂帶北支——夏莫斷裂的空間展布、斷面特征、斷裂性質(zhì)等高度一致，由此可推斷九寨溝地震為夏莫斷裂的復(fù)活所引發(fā)。

表1 2017年8月8日九寨溝Ms 7.0地震震中、斷層參數(shù)Table 1 Epicenter and fault parameters of Jiuzhaigou Ms 7.0 earthquake on the 8 of August, 2017

(據(jù)臧陽等，2017)[17]

表2 2017年8月8日九寨溝Ms 7.0地震余震震源機制解Table 2 Focal mechanism solutions for aftershocks of Jiuzhaigou Ms 7.0 earthquake on the 8 of August, 2017

(據(jù)易桂喜等，2017)[18]

圖3 九寨溝地震及≥3級余震分布地質(zhì)圖Fig.3 Geological map showing the positions of the aftershocks (≥3) of Jiuzhaigou earthquake1.震中位置; 2.Ms 4.0～4.9; 3.Ms 3.0～3.9; 4.野外勘查路線; 5.斷層; 6.隱伏斷層; 7.河流。Q2d.對河寺組; Q1g.觀音山組; N2h.紅土坡組; T3zh.侏倭組; T2zg.扎尕山組; T2z.雜谷腦組; T2q.祁讓溝組; T1h.紅星巖組; T1l.羅讓溝組; T1b.菠茨溝組; P2c.長興組; P2l.龍?zhí)督M; C3gh.尕海組; C2mh.岷河群; C1l.略陽組; C1y.益哇組

4 發(fā)震構(gòu)造特征及成因機制

根據(jù)地質(zhì)、地震及區(qū)域構(gòu)造演化，九寨溝地震發(fā)震構(gòu)造可確定為虎牙斷裂帶北支——夏莫斷裂。夏莫斷裂是一條隱伏斷裂，形成于印支期，斷面傾角可達70°～80°，屬高角度逆走滑斷裂。印支期的右行走滑導(dǎo)致了上覆泥盆、石炭、二疊系及中下三疊統(tǒng)發(fā)生顯著拖曳、收斂及構(gòu)造線統(tǒng)一偏轉(zhuǎn)。晚第四紀以來，由于印度板塊向北俯沖，夏莫斷裂運動方向發(fā)生改變，由右行走滑轉(zhuǎn)換為左行走滑，因此在泥盆、石炭、二疊系及中下三疊統(tǒng)中又疊加了左行走滑形成的構(gòu)造形跡，如比芒村附近的等軸花邊狀向斜構(gòu)造就是基底斷裂右行、左行多期走滑構(gòu)造活動留下的產(chǎn)物，九寨溝景區(qū)長海子的反“S”造型也反映了基底斷裂走滑剪切作用的控制。

從九寨溝地震周邊區(qū)域斷塊構(gòu)造圖(圖4)可以看出，其周邊區(qū)域斷裂構(gòu)造極其復(fù)雜，劃分斷塊邊界的Ⅰ級斷裂構(gòu)造主要有東昆侖-塔藏斷裂帶、鮮水河斷裂帶、岷江斷裂、雪山梁子斷裂、虎牙斷裂、青川-平武斷裂及龍門山斷裂帶等，它們將本區(qū)劃分為6個Ⅰ級構(gòu)造單元：西秦嶺構(gòu)造帶、巴顏喀拉斷塊、川滇斷塊、摩天嶺斷塊、龍門山構(gòu)造帶、四川盆地。

根據(jù)九寨溝主震及余震震中坐標投影，九寨溝地震發(fā)生在摩天嶺斷塊內(nèi)，發(fā)震斷裂為摩天嶺斷塊內(nèi)的虎牙斷裂帶北支——夏莫隱伏斷裂，其發(fā)震動力機制主要與印度次大陸向北持續(xù)碰撞擠壓，導(dǎo)致青藏高原內(nèi)部不同級別的斷塊間擠壓、轉(zhuǎn)換、剪切的斷裂構(gòu)造體制有關(guān)。具體說來是印度板塊持續(xù)向北推擠導(dǎo)致向北西收斂的三角形巴顏喀拉斷塊向南東擠出逃逸，逃逸過程中遇到摩天嶺斷塊、四川盆地阻擋，在近南北向岷江斷裂帶與虎牙斷裂帶夾持的岷山斷塊內(nèi)出現(xiàn)擠壓兼左行走滑構(gòu)造動力學(xué)環(huán)境，形成了地貌上高聳的近南北向展布的岷山山脈；在北東向龍門山斷塊內(nèi)出現(xiàn)擠壓兼右行走滑構(gòu)造動力學(xué)環(huán)境，形成了地貌上高聳的龍門山山脈；沿東昆侖-塔藏斷裂帶、鮮水河斷裂帶則表現(xiàn)為左行走滑剪切。現(xiàn)今GPS位移測量結(jié)果揭示，塔藏斷裂的左行走滑位移量在向東傳遞過程中漸次減小，到達九寨溝麻枝雜附近，由于塔藏斷裂尾端的馬尾狀分叉，大部分走滑應(yīng)變轉(zhuǎn)換為其南側(cè)近南北向的岷江斷裂帶和虎牙斷裂帶上的地殼縮短[19]，形成南北地震帶中段的岷山山脈。本次九寨溝地震就是由于巴顏喀拉斷塊向東逃逸，導(dǎo)致塔藏斷裂東段尾端呈馬尾狀散開的復(fù)雜斷裂分布區(qū)中的夏莫隱伏斷裂左行走滑所引發(fā)。

圖4 九寨溝地震周邊區(qū)域斷塊構(gòu)造圖Fig.4 Structure map showing the fault blocks around the Jiuzhaigou earthquake area

5 討論與結(jié)論

a.巴顏喀拉斷塊東緣由于受到強烈的多期構(gòu)造擠壓，形成復(fù)雜的斷裂褶皺系統(tǒng)，其東邊界一直不夠明晰。本文根據(jù)地層分區(qū)的不同，明確提出巴顏喀拉斷塊東邊界由岷江斷裂北段-雪山梁子斷裂-虎牙斷裂-龍門山后山斷裂(茂汶斷裂)所構(gòu)成。

b.岷山斷塊是新近紀以來強烈活動的新生構(gòu)造斷塊，以雪山梁子斷裂為界可進一步劃分為岷山斷塊(北)和岷山斷塊(南)2個小斷塊，這2個小斷塊分屬不同的構(gòu)造單元。巴顏喀拉向東逃逸造成的強烈擠壓導(dǎo)致岷山斷塊整體垂直隆升，形成中國南北向強烈地震帶中段，地貌上表現(xiàn)為高聳的岷山山脈。

c.九寨溝地震的發(fā)震斷塊為摩天嶺斷塊，發(fā)震斷裂為摩天嶺斷塊內(nèi)虎牙斷裂帶北支——夏莫斷裂。夏莫斷裂是一條多期活動的高角度隱伏基底走滑斷裂，呈NW走向，對上覆石炭、二疊、三疊系蓋層構(gòu)造的空間展布有明顯的控制作用。

d.九寨溝地震的發(fā)震動力主要是：印度板塊向北碰撞擠壓，導(dǎo)致巴顏喀拉斷塊向南東方向逃逸，受到摩天嶺斷塊和四川盆地阻擋，構(gòu)造應(yīng)力及能量在邊界接觸帶附近集中，引發(fā)九寨溝地震區(qū)內(nèi)一條相對薄弱的基底夏莫斷裂突然失穩(wěn)活動，能量急劇釋放，于是發(fā)生了九寨溝地震。