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    川滇地區(qū)活動塊體劃分與現(xiàn)代構造應力場分區(qū)研究綜述*

    2012-01-09 10:17:34駱佳驥崔效鋒胡幸平朱敏杰
    地震研究 2012年3期
    關鍵詞:菱形塊體應力場

    駱佳驥,崔效鋒,胡幸平,朱敏杰

    (中國地震局地殼應力研究所,北京100085)

    川滇地區(qū)活動塊體劃分與現(xiàn)代構造應力場分區(qū)研究綜述*

    駱佳驥,崔效鋒,胡幸平,朱敏杰

    (中國地震局地殼應力研究所,北京100085)

    總結了30多年來川滇地區(qū)活動塊體劃分與現(xiàn)代構造應力場分區(qū)的主要研究認識,對二者之間的聯(lián)系進行了初步討論。對于川滇地區(qū)活動塊體的劃分,不同學者給出的宏觀格局基本一致,但對其中一些次級塊體的劃分和邊界斷裂存在不同的認識。學者們對川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場整體特征的認識較為一致,但對應力場的具體劃分存在不同看法。川滇地區(qū)活動塊體的劃分格局基本確定了現(xiàn)代構造應力場的分區(qū),但二者并不完全一致。開展這兩方面的深入研究,對進一步認識川滇地區(qū)構造變形特征具有重要意義。

    川滇地區(qū);活動塊體;構造應力場;應力場分區(qū)

    0 引言

    川滇地區(qū) (21°~36°N,96°~108°E) 是指包括云南全省、四川大部以及貴州局部地區(qū)在內的中國西南地區(qū),但也有部分學者所指的川滇地區(qū)僅是四川與云南交界區(qū)域。本文所討論的川滇地區(qū)為前者。

    川滇地區(qū)位于青藏高原東南緣,是歐亞板塊和印度板塊相互作用的邊緣地帶。作為中國大陸最顯著的強震活動區(qū),川滇地區(qū)一直是地學工作者的重點關注對象?;顒訅K體劃分和現(xiàn)代構造應力場分區(qū)是該地區(qū)的2個熱點研究問題。

    活動塊體是被晚第四紀活動斷裂帶,包括活動斷裂、活動盆地和活動褶皺帶等所分割和圍限的具有相對統(tǒng)一運動方式的地質構造單元,同一塊體的構造活動具有相對統(tǒng)一的特征,塊體內部相對穩(wěn)定,而塊體邊緣活動構造帶的活動強烈(張培震,1999;鄧起東等,2002;張培震等,2003)。地學學者很早就開始關注川滇地區(qū)活動塊體。

    現(xiàn)代構造應力場反映了現(xiàn)今地殼應力分布狀態(tài),它是揭示地球動力過程、研究斷層相互作用的重要內容。川滇地區(qū)構造應力場復雜,表現(xiàn)為明顯的空間非均勻性特征 (謝富仁等,1993;王紹晉等,2005)。為了更好地描述該地區(qū)構造應力場的復雜特征,眾多學者采用了應力分區(qū)的方法對其進行了細致的研究 (闞榮舉等,1977;謝富仁等,1993,2004;崔效鋒等,1999,2006)。

    1 川滇地區(qū)活動塊體的劃分

    早在20世紀70年代中后期,川滇地區(qū)的活動塊體劃分就已具雛形。李玶和汪良謀 (1975,1977)、闞榮舉等 (1977)最早提出了川滇地區(qū)菱形塊體的概念。徐杰 (1977)將四川與云南交界地區(qū)劃分為色達—松潘斷塊區(qū)、成都—師宗斷塊區(qū)、冕寧—楚雄斷塊區(qū)和甘孜—鹽源斷塊區(qū)4個斷塊區(qū),其中后2個斷塊區(qū)構成“甘孜—楚雄聯(lián)合斷塊區(qū)”,現(xiàn)在稱之為“川滇菱形塊體”,是川滇地區(qū)活動塊體中最為重要和最受關注的部分。在此之后,眾多學者從大地構造 (闞榮舉,韓源,1992)、活動斷裂 (宋方敏等,1998;李國和等,2000;向宏發(fā)等,1986;徐錫偉等,2003;程萬正等,2003;胡家富等,2003,2005)以及GPS(呂江寧等,2003;喬學軍等,2004)等角度,對川滇地區(qū)的活動塊體的劃分開展了大量的研究,豐富了學界對于川滇地區(qū)活動塊體的認識。

    川滇地區(qū)的活動塊體主要有2種劃分方法(圖1)。第一種是劃分為4個一級塊體,包括巴顏喀拉塊體 (Ⅰ)、川滇菱形塊體 (Ⅱ)、滇東塊體(Ⅲ)和滇西南塊體 (Ⅳ);第二種劃分為5個一級塊體,其中巴顏喀拉塊體、川滇菱形塊體和滇東塊體這3個一級塊體的劃分與前一種基本一致,不同的是將滇西南地區(qū)劃分為兩個一級塊體,并且有2種不同的劃分方案。一種以怒江—瀾滄江斷裂為界,分為印支塊體 (D)與騰沖—保山塊體(E);另一種以騰沖—瀾滄斷裂帶為界,分為保山—普洱塊體 (D')與密支那—西盟塊體 (E')。受內部活動斷裂的分割,川滇地區(qū)的一級活動塊體可進一步劃分為若干次級塊體。受龍日壩斷裂的分割,巴顏喀拉塊體可分為阿壩 (Ⅰ1)和龍門山(Ⅰ2)2個次級塊體;以麗江—小金河斷裂為界,川滇菱形塊體可分為川西北 (Ⅱ1)與滇中 (Ⅱ2)2個次級塊體。第二種劃分中的保山—普洱塊體可分為保山、景谷和勐臘等3個次級塊體;密支那—西盟塊體可分為密支那、龍陵、西盟和勐龍4個次級塊體。

    圖1 川滇地區(qū)活動塊體劃分示意圖Fig.1 Division of active blocks in Sichuan-Yunnan region

    1.1 巴顏喀拉塊體

    已有的研究對巴顏喀拉塊體 (Ⅰ)的劃分分歧不大。該塊體最早由韓渭濱和夏大德 (1980)指出,被稱為“川青塊體”,徐錫偉等 (2005,2008)稱其為“巴顏喀拉塊體”,并成為普遍稱謂,也有松潘—甘孜塊體 (鐘鍇等,2005a,2005b)等稱呼。

    巴顏喀拉塊體是由NWW向東昆侖斷裂帶和甘孜—玉樹斷裂帶、鮮水河斷裂帶,以及NE向龍門山斷裂帶中—南段和近南北向岷江斷裂帶等圍限而成的長條狀構造域 (圖1),并以龍日壩斷裂為界分為阿壩 (Ⅰ1)和龍門山 (Ⅰ2)2個次級塊體(徐錫偉等,2003,2005,2008)。其中龍門山次級塊體也被稱為馬爾康塊體 (宋方敏等,1998;喬學軍等,2004)。

    1.2 川滇菱形塊體

    川滇菱形塊體 (Ⅱ)早在20世紀70年代就被人們所注意 (李玶,汪良謀,1975,1977;闞榮舉等,1977),最早被稱為“康滇菱形斷塊”(“康滇菱塊”)(闞榮舉等,1980a,b,1983),與此同時已有“川滇菱形塊體”(錢洪等,1980)的提法,并成為日后的普遍稱謂。曾有少數(shù)學者稱之為“甘孜—楚雄聯(lián)合斷塊區(qū)”(徐杰,1977)或“甘孜—楚雄菱形塊體”(朱介壽等,1984)。

    川滇菱形塊體是川滇地區(qū)活動塊體中最重要和最受關注的組成部分,不同學者對該塊體構造邊界及其內部次級塊體的再劃分的認識存在一定的差異。

    1.2.1 塊體邊界

    一般認為,川滇菱形塊體由甘孜—玉樹斷裂、鮮水河斷裂、安寧河斷裂帶、則木河斷裂、大涼山斷裂、小江斷裂帶、金沙江斷裂帶和紅河斷裂帶等圍限而成。這些邊界斷裂在上新世—早更新世作為統(tǒng)一的“川滇菱形塊體”的邊界控制斷裂出現(xiàn),并表現(xiàn)出與菱形塊體向南滑移相符合的動力學特征 (向宏發(fā)等,2000)。

    川滇菱形塊體的北邊界為甘孜—玉樹斷裂帶和鮮水河斷裂帶,基本不存在爭議。但對其東邊界,一些學者較早認為是安寧河斷裂帶、則木河斷裂帶和小江斷裂帶。后來經過眾多學者的深入研究,他們認為大涼山斷裂帶也是川滇菱形塊體東邊界的一部分。

    大涼山斷裂帶位于安寧河、則木河斷裂的東側,是一條連通了鮮水河和小江斷裂的區(qū)域性活動斷裂。韓渭濱和蔣國芳 (2000,2004)最早認為大涼山斷裂帶與安寧河斷裂帶交替活動,共同組成川滇塊體的一段邊界。經過古地震和晚第四紀研究,申旭輝等 (2000),宋方敏等 (2002),周榮軍等 (2003),徐錫偉等 (2003),陳桂華等(2008),張永久等 (2008)廣泛認可它是川滇菱形塊體東邊界的一部分。

    川滇菱形塊體的西邊界和南邊界爭議相對較大。一般認為,其西邊界是金沙江斷裂 (李玶,汪良謀,1975,1977;成爾林,1981),但沈軍等(2001)認為是瀾滄江斷裂。其依據是,受德欽—中甸—大具第四紀走滑斷裂的切割,金沙江斷裂兩側的地形沒有明顯變化,很難作為一個正在運動著的塊體的邊界,而受到切割的瀾滄江斷裂兩側地形存在巨大的差異,并表現(xiàn)為右旋走滑正斷層性質,因此可認定是川滇菱形塊體的西邊界。但將瀾滄江斷裂作為西邊界時,藏東塊體部分地區(qū)也就劃入了川滇菱形塊體的范圍 (宋方敏等,1998;程萬正等,2003;喬學軍等,2004)。呂江寧等 (2003)則認為,川滇菱形塊體的西邊界大致處于紅河、瀾滄江和怒江等幾條深大斷裂并排的不足30 km范圍內,或者大致是金沙江、怒江和瀾滄江并流的“三江斷裂” (許才軍等,2004)。此外,闞榮舉等 (1977)將巴塘—大理地震帶作為川滇菱形塊體的西邊界,胡家富等 (2003)將玉龍雪山斷裂作為川滇菱形塊體的西邊界。

    川滇菱形塊體的南邊界大致有3種認識。第一種認為是紅河斷裂 (李玶,汪良謀,1975,1977;徐杰,1977;闞榮舉等,1977),或相近的觀點認為是德欽—維西斷裂與紅河斷裂 (程萬正等,2003)。第二種認為是楚雄—通海斷裂帶 (向宏發(fā)等,1986;呂江寧等,2003)。其依據是,紅河斷裂南段晚更新世以來的活動性有逐漸減弱的趨勢,而在楚雄—通海地震帶內,從巍山北向東經雙柏南支新平一帶存在十分明顯的弱震密集帶;同時,沿大理—祥云—南華—楚雄有斷續(xù)分布的第四紀盆地和活動斷層,闞榮舉等 (1977)有過相類似的推測。第三種認為是騰沖—瀾滄斷裂帶 (李鐵明等,2003),相近的看法是龍陵—瀾滄斷裂帶(王凱英,馬謹,2004)。但向宏發(fā)等 (1986)、徐錫偉等 (2003)將騰沖—瀾滄斷裂帶作為滇西南地區(qū)兩個一級活動塊體的邊界,而并不認為它是川滇菱形塊體的南邊界。

    1.2.2 次級塊體的再劃分

    川滇菱形塊體可分為北部的川西北 (Ⅱ1)和南部的滇中 (Ⅱ2)2個次級塊體 (圖1)。但向宏發(fā)等 (1986)將其劃分為中甸—木里塊體、賓川—渡口塊體和昆明—通海塊體3個次級塊體。在后一種劃分中,中甸—木里塊體相當于川西北次級塊體,賓川—渡口塊體和昆明—通海塊體構成滇中次級塊體。

    現(xiàn)在的觀點普遍認為,川西北與滇中次級塊體是以麗江—小金河斷裂為界。與之相同的分界觀點包括金河—洱海斷裂 (王鎧元等,1987)和麗江—小菁河斷裂 (李鐵明等,2003)。但韓渭濱和蔣國芳 (2004)認為其南面的金河—菁河斷裂是兩個次級塊體的分界,與此相同的觀點認為是金河—永勝—賓川斷裂 (李玶,汪良謀,1975,1977)、金河—永勝斷裂 (徐杰,1977)、永勝—賓川斷裂 (闞榮舉等,1983)和程海—金河斷裂(汪良謀,1982;李國和等,2000)。此外宋方敏等 (1998)認為,川滇菱形塊體的南北分界為錦屏山—玉龍雪山構造帶,它包括了金河—菁河斷裂前緣沖斷帶、小金河斷裂主沖斷帶和玉龍希大斷裂后緣沖斷帶。陳桂華等 (2008)持類似觀點,認為麗江—小金河斷裂和玉龍雪山斷裂帶組成的構造帶橫向切割川滇菱形塊體。

    川西北次級塊體 (Ⅱ1),又稱為川西—滇西北次級塊體 (李國和等,2000)、康定次級塊體(洪漢凈等,2001)或雅江次級塊體 (程萬正等,2003;陳桂華等,2008),早期被稱為甘孜—鹽源斷塊 (徐杰,1977)或甘孜—麗江斷塊 (汪良謀,1982)。闞榮舉等 (1983)認為川西北次級塊體還可分為2個三級塊體,即甘孜和麗江塊體,以甘孜—理塘斷裂為界,或雅江和中甸塊體 (呂江寧等,2003),以理塘—德巫斷裂為界 (程萬正等,2003;呂江寧等,2003)。宋方敏等 (1998)將其分為義敦、雅江和鹽源—寧蒗等3個三級塊體,不過此處的“雅江塊體”與程萬正等 (2003)所言完全不同。

    滇中次級塊體 (Ⅱ2),又稱為攀西次級塊體(李國和等,2000),早期被稱為冕寧—楚雄斷塊(徐杰,1977)或石棉—楚雄斷塊 (汪良謀,1982)。王寶祿等 (2004)所提的川滇黔菱形塊體相當于滇中次級塊體。有學者將滇中次級塊體進一步分為2個三級塊體 (闞榮舉等,1983;喬學軍等,2004),以綠汁江—元謀斷裂帶為界 (闞榮舉等,1983)。這兩個三級塊體與賓川—渡口塊體和昆明—通海塊體在位置上是一致的,只是不同學者塊體劃分的等級不同。還有學者將滇中次級塊體所在區(qū)域劃分為鹽源—麗江陸緣坳陷、滇中坳陷和康滇古隆起3個二級大地構造單元 (闞榮舉,韓源,1992)。

    1.3 滇東塊體

    滇東塊體 (Ⅲ)一般是指小江斷裂帶以東地區(qū)(宋方敏等,1998),向宏發(fā)等 (1986)將這一區(qū)域稱為昭通塊體,其他稱其為川中塊體 (程萬正等,2003)或川東南塊體 (杜方,吳江,2005)等。

    此外,還存在滇東坳褶帶 (闞榮舉,韓源,1992)和涼山塊體 (李國和等,2000)等與滇東塊體相近的概念。但滇東坳褶帶的范圍與滇東塊體有所不同,而涼山塊體的范圍則與滇東塊體相近,但二者并不完全一致。滇東坳褶帶是小江斷裂帶以東的局部區(qū)域,是由小江斷裂、曲靖—昭通斷裂、彌勒—富源斷裂和尋甸—來賓斷裂等圍限而成的構造單元 (闞榮舉,韓源,1992)。而涼山塊體則是由安寧河—小江斷裂帶、彌樂—師宗斷裂帶與滎經—馬邊—鹽津斷裂帶圍限而成的區(qū)域 (李國和等,2000)。

    1.4 滇西南地區(qū)活動塊體

    滇西南地區(qū)是川滇地區(qū)活動塊體劃分的不同觀點最為集中的地區(qū)。一些學者將滇西南地區(qū)劃分為1個一級活動塊體,即密支那滇西塊體 (程萬正等,2003)、滇西塊體 (鐘鍇等,2005a,2005b)或滇西南塊體 (Ⅳ)(杜方,吳江,2005)。另外有些學者將其劃分為2個一級活動塊體,而這兩個一級塊體又有2種劃分方法:一種是以怒江—瀾滄江斷裂為界劃分為印支塊體 (D)和騰沖—保山塊體 (E),(宋芳敏等,1998;闞榮舉,韓源,1992;蘇有錦,秦嘉政,2001)(圖2);另一種是以騰沖—瀾滄斷裂帶為界劃分為保山—普洱塊體(D')和密支那—西盟塊體 (E')(向宏發(fā)等,1986;徐錫偉等,2003)(圖3)。此外,呂江寧等(2003)從GPS的角度將該地區(qū)劃分為紅河形變帶和瑞麗—西盟區(qū)。

    圖2 印支塊體與騰沖—保山塊體Fig.2 Indochina and Tengchong-baoshan blocks

    印支塊體 (宋方敏等,1998;胡家富等,2003,2005;喬學軍等,2004)位于紅河斷裂帶與瀾滄江斷裂帶之間,屬于印支板塊,闞榮舉和韓源 (1992)稱其為蘭坪—思茅盆地。騰沖—保山塊體 (闞榮舉,韓源,1992;蘇有錦,秦嘉政,2001)是騰沖塊體和保山塊體的聯(lián)合體,屬于滇緬泰板塊,胡家富等 (2003,2005)稱其為滇緬泰塊體。印支塊體與騰沖—保山塊體的分界是怒江—瀾滄江斷裂 (闞榮舉,韓源,1992;蘇有錦,秦嘉政,2001)。

    保山—普洱塊體和密支那—西盟塊體最早由向宏發(fā)等 (2000)提出。保山—普洱塊體位于紅河斷裂帶和騰沖—瀾滄斷裂帶之間,包括保山、景谷和勐臘3個次級塊體 (徐錫偉等,2003)。闞榮舉等(1983)、王紹晉等 (2005)所稱的滇西南塊斷帶,其范圍基本與保山—普洱塊體一致。密支那—西盟塊體介于騰沖—瀾滄新生斷裂帶和緬甸境內近南北向的 Sagaing斷裂帶 (圖1)之間 (徐錫偉等,2003),它可進一步被劃分為密支那、龍陵、西盟和勐龍4個次級塊體 (向宏發(fā)等,1986)。

    圖3 保山—普洱塊體與密支那—西盟塊體Fig.3 Baoshan-Pu'er block and Myitkyina-Ximeng block

    1.5 小結

    川滇地區(qū)的活動塊體劃分,由李玶和汪良謀(1975,1977)和闞榮舉等 (1977)勾勒雛形,經過徐杰 (1977)、闞榮舉和韓源 (1992)、宋方敏等 (1998)、李國和等 (2000)、向宏發(fā)等(1986)、徐錫偉等 (2003,2005,2008)的不斷研究和補充,最后形成現(xiàn)今的劃分格局。

    川滇地區(qū)活動塊體有2種劃分格局,第一種是劃分為4個一級塊體,第二種是劃分為5個一級塊體。其中,巴顏喀拉塊體、川滇菱形塊體和滇東塊體這三個一級塊體的劃分基本一致。2種劃分方法的不同在于:前者將滇西南地區(qū)劃分為一個活動塊體,稱為滇西南塊體 (或滇西塊體、或密支那滇西塊體),而后者將其劃分為兩個一級塊體。受內部活動斷裂影響,川滇地區(qū)的一級活動塊體還可進一步劃分為若干次級塊體。

    2 川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場分區(qū)

    大量的研究結果表明,川滇地區(qū)作為印度板塊與歐亞板塊碰撞的邊緣地帶,是中國大陸現(xiàn)代構造應力場最為復雜的地區(qū)。許忠淮等 (1987)利用大量的小震P波初動數(shù)據,對川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場進行了細致研究,展現(xiàn)了該地區(qū)主應力方向的分布特征:壓應力軸 (P軸)和張應力軸 (T軸)方向皆為水平,主應力的方向變化很大,其方位由北向南呈現(xiàn)比較規(guī)則的轉動,主壓應力軸在北部為NE—SW方向,到中部川西北地區(qū)轉為近 E—W方向,再到南部云南地區(qū)轉為NNW—SSE或近N—S方向。川滇菱形塊體以東,主壓應力以北西向為主,而以西,主壓應力方向則為北東方向 (謝富仁等,1993;鐘繼茂,程萬正,2006)。

    為了更好地研究川滇地區(qū)構造應力場,許多學者都采用了空間分區(qū)的方法,對川滇地區(qū)主應力方向的非均勻分布特征進行了研究。本節(jié)以應力場分區(qū)為切入點,對前人關于川滇地區(qū)構造應力場的研究做簡要回顧。

    2.1 川滇地區(qū)應力分區(qū)研究的回顧

    早在20世紀70年代早期,我國學者在進行地震活動研究時,就開始關注了川滇地區(qū)的構造應力狀態(tài) (時振梁等,1973)。此后,眾多學者利用多種方法對該地區(qū)的構造應力場開展了大量的研究工作。

    李玶和汪良謀 (1975,1977)利用震源機制P波初動解的結果,根據主應力軸方分布方向的不同,將川滇地區(qū)分為4個區(qū),并討論了它們的構造應力場特征。徐杰 (1977)在川滇地區(qū)劃分為4個斷塊區(qū)的基礎上,按塊體分析了它們的構造應力場特征。成爾林 (1981)利用1933~1978年四川地區(qū)76次5級及以上地震的震源機制P波初動解結果,根據P軸優(yōu)勢方向及主要構造線的展布特征,將四川及鄰區(qū)現(xiàn)今構造應力場劃分為3個區(qū)。

    上述研究初步勾勒了川滇地區(qū)構造應力場空間分區(qū)特征,可以有效認識川滇地區(qū)的應力場特征。闞榮舉等 (1977)利用1933~1972年我國西南地區(qū)及越南、緬甸北部等共51個5級及以上主震P波初動解,根據P波初動解的P軸方位對川滇地區(qū)進行了構造應力場分區(qū),將川滇地區(qū)劃分為5個應力區(qū) (圖4),并首次將滇西南地區(qū)劃分為2個應力區(qū)。此后,闞榮舉等 (1980a,b),王紹晉等 (1989,2005)不斷補充資料驗證并完善了這5個應力分區(qū),并對其中一些應力分區(qū)進行了細微調整。

    圖4 川滇地區(qū)應力場的5個分區(qū)Fig.4 5 zonings of stress field in Sichuan-Yunnan region

    這5個應力區(qū)具體為 (闞榮舉等,1977,1983,1980a;王紹晉等,1989,2005):A區(qū)為龍門山斷裂、安寧河斷裂與小江斷裂以東地區(qū),向南越過國界延伸至越南北部,向東包括貴州中部;B區(qū)包括鮮水河斷裂帶以東以及龍門山斷裂以北地區(qū),向北延伸至青海、甘肅境內;C區(qū)為鮮水河斷裂帶以南,安寧河斷裂帶、則木河斷裂帶與小江斷裂帶以西,金沙江斷裂帶、紅河斷裂帶以東地區(qū);D區(qū)為紅河斷裂帶西南、騰沖—瀾滄斷裂帶以東地區(qū);E區(qū)包括騰沖—瀾滄斷裂帶以西地區(qū),向西到達緬甸西北部的中深源地震帶。

    自20世紀90年代以來,謝富仁等 (1993,2004),崔效鋒等 (1999,2006)開始利用多種應力數(shù)據資料和分析手段對川滇地區(qū)構造應力場的分區(qū)特征進行了比較深入的研究。最具代表的是謝富仁等 (2004)以“中國大陸地殼應力環(huán)境數(shù)據庫”5類應力數(shù)據資料為基礎 (包括震源機制解資料、水壓致裂資料、應力解除資料、鉆孔崩落資料和斷層滑動反演構造應力張量資料),總結了中國大陸及鄰區(qū)現(xiàn)代構造應力場的基本特征,提出了劃分構造應力場分區(qū)的原則和方法,將中國大陸及鄰區(qū)現(xiàn)代構造應力場分為2個一級應力區(qū)、4個二級應力區(qū)、5個三級應力區(qū)和26個四級應力區(qū)。一級構造應力區(qū)主要受板塊邊界的幾何特征和作用在邊界上的力所控制;二級應力區(qū)的構造應力狀態(tài)主要受控于區(qū)域塊體間的相互作用;三級構造應力區(qū)受控于區(qū)域內部塊體間的相互作用;四級應力區(qū)主要受塊體和斷裂相互作用的影響。通常四級應力區(qū)內部的應力性狀 (主應力方向、變形強度、應力結構等)整體一致性較好。川滇地區(qū)位于中國東部和西部兩個一級應力區(qū)的交匯部位,主體部分屬于中國西部應力區(qū) (圖5)。中國東部和西部兩個一級應力區(qū)在南部大致以龍門山斷裂帶、安寧河斷裂帶、則木河斷裂帶、大涼山斷裂帶和小江斷裂帶為界,其東部為華南二級應力區(qū),西部為青藏高原二級應力區(qū)。

    圖5 西南地區(qū)的4個四級應力區(qū) (謝富仁等,2004)Fig.5 4 stress areas at the forth level in Southwest China(Xie et al,2004)

    按照謝富仁等 (2004)的研究結果,除華南二級應力區(qū)以外,川滇地區(qū)還涵蓋了巴顏喀拉山應力區(qū) (B217)、龍門山—松潘應力區(qū) (B218)、川滇應力區(qū) (B219)和滇西南應力區(qū) (B223)等4個四級應力區(qū),它們屬于青藏高原二級應力區(qū)。

    如果以闞榮舉等 (1977,1983,1980b)為代表的川滇地區(qū)構造應力場分區(qū)的研究結果 (王紹晉等,1989,2005)為一類,以謝富仁等 (2004)為代表的應力分區(qū)研究結果為另一類,可以看出,兩類研究都將川滇地區(qū)劃分為5個應力區(qū)。所不同的是,前者將巴顏喀拉塊體作為一個應力區(qū),將滇西南地區(qū)劃分為2個應力區(qū),而后者將將巴顏喀拉塊體劃分為兩個應力區(qū),將滇西南地區(qū)劃分為一個應力區(qū)。總之,無論是川滇地區(qū)活動塊體的劃分,還是川滇地區(qū)應力場分區(qū)研究,不同研究結果的爭議主要在滇西南地區(qū)。

    2.2 川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場的分區(qū)特征

    謝富仁等 (1993)、王紹晉等 (2005)對川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場研究表明,該地區(qū)構造應力場以水平作用為主,最大主應力軸方位由北向南呈規(guī)則轉動的趨勢。依據前人應力分區(qū)的研究結果,并參照活動塊體的劃分格局,川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場具有以下分區(qū)特征。

    巴顏喀拉塊體地區(qū)應力場表現(xiàn)為主壓應力優(yōu)勢方位為北東到北東東,以水平作用為主。但成爾林 (1981)認為該地區(qū)主壓應力軸優(yōu)勢方位有北東東和北西—北西西2組,而程萬正等 (2003)得到該地區(qū)的壓應力場作用方向集中在100°~130°,主壓應力優(yōu)勢方位為北北西。

    川滇菱形塊體地區(qū)的應力場空間分布具有復雜性,李玶和汪良謀 (1975,1977)早期研究得到該區(qū)的主壓應力軸優(yōu)勢方位為北北西,此后程萬正等 (2003),崔效鋒等 (2006)證實并給出了具體的主壓應力優(yōu)勢方位。為了更好地描述應力場特征,徐杰 (1977)、闞榮舉等 (1977)、成爾林 (1981)將川滇菱形塊體區(qū)域分為北部、中部和南部討論,北部主壓應力方位為北東到北東東,中部主壓應力方位為北西西到近東西,南部主壓應力方位為北西到北西西??紤]到構造應力場的復雜性,謝富仁等 (1993)將該區(qū)域分為鮮水河—理塘區(qū)、安寧河南北帶區(qū)、滇西北地區(qū)和滇西裂陷區(qū)等眾多小區(qū),分別討論它們的主壓應力優(yōu)勢方位。但現(xiàn)在較為普遍的是,學者們將川滇菱形塊體分為川西北和滇中2個次級塊體來討論其應力場特征 (程萬正等,2003;劉平江等,2007)。程萬正等 (2003)由大量震源機制解的P軸優(yōu)勢分布推測主應力方向的結果表明,川西北和滇中次級塊體的壓應力場優(yōu)勢方向均為北北西,但后者略為偏東。

    滇東塊體地區(qū)位于謝富仁等 (2004)給出的華南應力區(qū),其主應力優(yōu)勢方位為北西到北西西,以水平作用為主。

    滇西南地區(qū)的構造應力場也比較復雜,同時受不同應力分區(qū)的影響,該區(qū)應力場特征也很難給出一致結論。在早期,李玶和汪良謀 (1975,1977)得到金沙江斷裂和紅河斷裂以西的滇西南地區(qū),主壓應力優(yōu)勢方位從北部的北東向逐漸轉為北北東向到北北西向。不同應力分區(qū)結果對滇西南地區(qū)的應力場特征描述也有所不同。崔效鋒等 (2006)將金沙江斷裂帶和營盤山斷裂帶以西地區(qū)定義為滇西南應力區(qū),得到滇西南地區(qū)最大主壓應力優(yōu)勢方位為北北東向。闞榮舉等 (1977,1980b,1983)和王紹晉等 (1989,2005)將滇西南地區(qū)分為2個應力區(qū),紅河斷裂帶的西南、騰沖—龍陵地震帶和耿馬—瀾滄地震帶以東的滇西南塊斷帶,主壓應力優(yōu)勢方位為南南東—南東,以水平作用為主,騰沖—龍陵斷裂帶和耿馬—瀾滄地震帶及其以西地區(qū),主壓應力優(yōu)勢方位為北北東—北東,以水平作用為主。

    3 總結與討論

    有關川滇地區(qū)活動塊體劃分的研究較多,取得的成果非常豐富,但也存在一些爭議。首先是川滇地區(qū)一級塊的劃分上,有4個一級塊體與5個一級塊體之分,不同之處體現(xiàn)在滇西南地區(qū)活動塊體的劃分上。前者將整個滇西南地區(qū)劃分為一個一級塊體,而后者劃分為兩個一級塊體。但滇西南地區(qū)2個一個活動塊體的劃分又有兩種觀點:一種以怒江—瀾滄江斷裂帶為界進行劃分,另一種則根據新生的騰沖—瀾滄地震帶進行劃分。川滇地區(qū)的一級活動塊體可進一步劃分為若干次級塊體。

    川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場分區(qū)研究也取得了大量成果,這些成果可總結為2類。這類研究成果都將川滇地區(qū)劃分為5個應力區(qū),與活動塊體劃分存在一定的相似性,但這兩類應力分區(qū)方法存在明顯的差異。以闞榮舉等 (1977)為代表的第一類應力分區(qū)方法將巴顏喀拉塊體地區(qū)劃分為一個應力區(qū),將滇西南地區(qū)劃分為2個應力區(qū);而以謝富仁等 (2004)為代表的第二類應力分區(qū)方法將巴顏喀拉塊體地區(qū)劃分為2個應力區(qū),將滇西南地區(qū)劃分為一個應力區(qū)。

    早期人們發(fā)現(xiàn),中國大陸現(xiàn)代構造運動具有塊斷運動的特點。構造應力場分區(qū)考慮的是在已有構造框架下地殼中應力分布的狀態(tài) (崔效鋒等,2006)。因此,在川滇地區(qū)應力場特征研究時,人們通常將活動塊體的邊界作為應力場的分區(qū)邊界。但崔效鋒等 (2006)研究表明,川滇地區(qū)應力場分區(qū)與活動塊體劃分雖然具有一定的相關性,但并不完全一致。

    無論是川滇地區(qū)活動塊體劃分,還是川滇地區(qū)現(xiàn)代構造應力場分區(qū)研究,不同研究結果的爭議主要集中在滇西南地區(qū)。一是對紅河斷裂帶能否成為川滇菱形塊體的西南邊界持有爭議 (向宏發(fā)等,1986;呂江寧等,2003;李鐵明等,2003)。王凱英和馬謹 (2004)認為,紅河斷裂帶東側的川滇菱形塊體南部地區(qū)與紅河斷裂帶西側至少到龍陵—瀾滄一帶,受統(tǒng)一的力學機制控制,川滇菱形塊體的西南邊界應當西移。二是滇西南地區(qū)以及活動塊體和應力區(qū)的劃分,有學者認為,騰沖—瀾滄斷裂帶作為一條新生斷裂帶,是可以成為一級活動塊體的邊界 (向宏發(fā)等,2000;徐錫偉等,2003)和應力分區(qū)邊界 (闞榮舉等,1977)。這些分歧和爭議恰恰從一個側面反映了川滇地區(qū)構造和應力場的復雜性。

    活動塊體的劃分主要是從構造活動的角度展現(xiàn)不同地質構造單元的運動方式,應力分區(qū)主要是從動力學的角度研究地殼應力的非均勻性分布特征。開展這兩方面的深入研究,對進一步認識川滇地區(qū)構造變形特征具有重要的意義。

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    Research Review of the Division of Active Blocks and Zoning of Recent Tectonic Stress Field in Sichuan-Yunnan Region

    LUO Jia-ji,CUI Xiao-feng,HU Xing-ping,ZHU Min-jie
    (Institute of Crustal Dynamic,CEA,Beijing 100085,China)

    Reviewing and summarizing the main research results in division of active blocks and the zoning of recent tectonic stress field in Sichuan-Yunnan region for the last thirty years,then we preliminarily discuss the relation between them.For the division of active blocks in Sichuan-Yunnan region,the macro pattern given by different researchers is more or less the same,except for the division of some secondary active blocks and the boundary faults.The researchers have agreement with the general characteristic of the recent tectonic stress field in Sichuan-Yunnan region,but have different opinion on how to specifically divide the recent tectonic stress field.The divisions of active blocks in Sichuan-Yunnan region determine the zoning of the recent tectonic stress field,whereas they are not the same.The research on these two aspects in deep has important significance for recognizing the structural deformation characteristic in Sichuan-Yunnan region.

    Sichuan-Yunnan region;active blocks;tectonic stress field;stress field zoning

    P315.53

    A

    1000-0666(2012)03-0309-09

    2011-12-12.

    國土資源部公益性行業(yè)專項 (201011068)、國家科技支撐計劃 (WFSD-07)和中國地震局地殼應力研究所基本科研業(yè)務專項 (ZDJ2011-01)共同資助.

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