烏蘭烏拉湖斷裂東段古地震研究

杜 義，黃學(xué)猛，何仲太，馬保起

（中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100085）

烏蘭烏拉湖斷裂東段古地震研究

杜 義，黃學(xué)猛，何仲太，馬保起

（中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100085）

烏蘭烏拉湖斷裂是巴顏喀拉地塊南邊界的一條重要活動(dòng)斷裂.遙感影像解譯和野外實(shí)地考察結(jié)果表明，該斷裂東段晚第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)強(qiáng)烈，斷錯(cuò)地貌特征明顯，表現(xiàn)為左旋走滑運(yùn)動(dòng)為主，兼具高角度逆沖運(yùn)動(dòng).野外調(diào)查表明，烏蘭烏拉湖斷裂晚更新世末期（距今22ka）以來(lái)發(fā)生過(guò)至少3次斷錯(cuò)事件，最新的事件稍晚于距今5.56～6.7ka，約為距今5ka；倒數(shù)第二次事件距今14ka至6.7ka，約為距今10.3ka；倒數(shù)第三次事件稍早于距今14ka，約為距今15ka.

烏蘭烏拉湖斷裂；古地震；玉樹(shù)地震

烏蘭烏拉湖斷裂由數(shù)條密集的北西向斷裂組成，青海省內(nèi)長(zhǎng)700km，西起烏蘭烏拉湖，向東經(jīng)風(fēng)火山、治多、玉樹(shù)，后延入四川，絕大部分位于高原藏族牧區(qū)，總體呈北西向展布，傾向NE/SW，傾角40—70°，斷裂以左旋走滑為主，兼具逆沖運(yùn)動(dòng)分量.斷裂北側(cè)分布上三疊統(tǒng)柯南群，經(jīng)受較強(qiáng)烈區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)，巖石可達(dá)片巖變質(zhì)相，火山巖組合以拉斑玄武巖為主.南側(cè)出露上三疊統(tǒng)巴塘群，巖石變質(zhì)較淺，僅達(dá)千枚巖相，火山巖以堿性系列為特征.斷裂沿線的部分地段還有基性、超基性巖分布，該斷裂為青藏高原內(nèi)部活動(dòng)強(qiáng)烈的深大斷裂（青海省區(qū)域地質(zhì)志，1991）.該斷裂與甘孜—玉樹(shù)斷裂在相古一帶相交，并且與甘孜—玉樹(shù)斷裂以及鮮水河斷裂共同構(gòu)成巴顏喀拉地塊與羌塘地體的分界線.前人對(duì)區(qū)內(nèi)甘孜—玉樹(shù)斷裂的晚第四紀(jì)活動(dòng)性及其滑動(dòng)速率做過(guò)較多研究（聞學(xué)澤等，1985，2003；李閩峰等，1995；周榮軍等，1996，1997；彭華等，2006；張培震等，2008），但是對(duì)烏蘭烏拉湖斷裂的研究報(bào)道幾乎沒(méi)有.

1 烏蘭烏拉湖斷裂概況

烏蘭烏拉湖斷裂新生代以來(lái)活動(dòng)明顯，多處可見(jiàn)老地層逆沖于第三系之上，部分地段控制第四系分布或切錯(cuò)第四紀(jì)地層.地貌上沿?cái)嗔寻l(fā)育一系列第四紀(jì)盆地、斷層三角面、構(gòu)造鞍部和斷層谷，在烏蘭烏拉湖、二道溝—反帝村等地，航片反映有一系列斷裂斷錯(cuò)年輕地貌的現(xiàn)象.

烏蘭烏拉湖斷裂東段在遙感影像上線性特征明顯，控制著巴塘等盆地的形成與發(fā)育，斷裂沿線洪積扇、階地上斷層陡坎斷續(xù)展布，局部地段山脊、沖溝被左旋斷錯(cuò)，表明該斷裂為全新世中期活動(dòng)的斷裂，活動(dòng)性質(zhì)是以左旋走滑為主，兼具高角度逆沖運(yùn)動(dòng).

2 烏蘭烏拉湖斷裂的古地震事件

為揭露出該斷裂晚第四紀(jì)以來(lái)的古地震事件，在巴塘盆地南側(cè)的上巴塘開(kāi)挖了地震探槽.

圖1 上巴塘探槽剖面

該探槽揭露的地層可劃分為9個(gè)單元，采集14C樣品2個(gè)，光釋光（OSL）樣品2個(gè).地層編號(hào)由新到老排序（圖1），下面按此序做描述：①覆蓋層，厚約0.2m，含植物根系；②黑色粘土層，為斷塞塘沉積，厚約1.2m；③含礫粘土層，呈透鏡狀，厚約0.3m，靠近斷層處變?。虎艿[石層，最大粒徑為3cm，厚約0.2m；⑤粉砂層，厚約15cm，南端有擾動(dòng)跡象；⑥砂礫石層，呈楔狀分布；⑦斷層破碎帶，礫石呈定向排列，整體呈向N突出的弧形；⑧礫石層，有定向排列跡象，為一斷層通過(guò)處；⑨礫石層，最大粒徑為10cm，上盤(pán)可見(jiàn)厚度大于4m，下盤(pán)可見(jiàn)厚度2m.

為獲取探槽周?chē)?xì)地貌特征，利用差分GPS進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，測(cè)得陡坎的地地面高差約4m.探槽遠(yuǎn)離現(xiàn)代溝床，記錄斷錯(cuò)事件的地層保留較好.探槽垂直陡坎布設(shè)，大小為20×5×5m.

上巴塘探槽存在以下古地震現(xiàn)象：①地層斷錯(cuò)；②斷層下盤(pán)出現(xiàn)崩積楔；③斷層下盤(pán)出現(xiàn)斷塞塘沉積.

第一次事件表現(xiàn)以層⑦為代表的斷層活動(dòng)，斷錯(cuò)層⑨，并且在下盤(pán)形成斷塞塘沉積層⑤，之后堆積層④；在層⑤中取粉細(xì)砂樣品（OSL-11），經(jīng)光釋光測(cè)年為距今14.08±1.30ka，斷錯(cuò)事件稍早于此年齡.

第二次事件表現(xiàn)為以層⑧為代表的斷層活動(dòng)，錯(cuò)斷層④和層⑤，為層③所覆蓋.層③底部粉細(xì)的光釋光測(cè)年為距今6.89±0.57ka，斷錯(cuò)事件早于此年齡，但晚于層⑤的14.08±1.30ka；

第三次事件表現(xiàn)為以層⑦為代表的斷層活動(dòng)，斷錯(cuò)層⑥、層③和層②.在層②中距地表0.8m和1m取C14樣樣，為距今（6.690±0.04）ka和（8.480±0.04）ka，斷錯(cuò)事件發(fā)生在此年齡之后.

上巴塘探槽共揭示出3次斷錯(cuò)事件，發(fā)生在稍早于距今14ka、距今14ka至6.7ka和稍晚于距今6.7ka.

3 古地震重復(fù)間隔與震級(jí)估計(jì)

3.1 古地震重復(fù)間隔

通過(guò)以上分析可知，烏蘭烏拉湖斷裂晚更新世末期（距今22ka）以來(lái)發(fā)生過(guò)至少3次斷錯(cuò)事件，最新的事件稍晚于距今5.56～6.7ka，約為距今5ka；倒數(shù)第二次事件距今14ka至6.7ka，約為距今10.3ka；倒數(shù)第三次事件稍早于距今14ka，約為距今15ka.3次事件的復(fù)發(fā)間隔約為5ka左右.

3.2 古地震震級(jí)估計(jì)

由于該斷裂逆斷層陡坎較為明顯，左旋位錯(cuò)現(xiàn)象不是很普遍，在此根據(jù)青藏高原逆斷層的M-D經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式（鄧起東等，1992）計(jì)算.

根據(jù)最新斷層事件在T1階地上形成的斷層陡坎高度和上巴塘探槽內(nèi)揭露的崩積楔估計(jì)，該斷裂單次事件的逆斷層同震位移為2m左右，以此計(jì)算出該斷裂地震震級(jí)為7.3級(jí).

4 結(jié)論與討論

烏蘭烏拉湖斷裂東段（巴塘－年吉錯(cuò)），總體走向?yàn)楸蔽魑鳎瑑A向南西，傾角較陡.斷裂在遙感影像上線性特征明顯，控制著巴塘等盆地的形成與發(fā)育，斷裂沿線發(fā)育一系列斷層三角面、構(gòu)造鞍部和斷層谷地，洪積扇、階地上斷層陡坎斷續(xù)展布，局部地段山脊、沖溝被左旋斷錯(cuò)，表明該斷裂是一條以左旋走滑為主，兼具高角度逆沖分量的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂.

根據(jù)探槽構(gòu)造現(xiàn)象和階地面斷錯(cuò)估計(jì)的綜上所述，巴塘盆地南緣一帶晚更新世末期（距今22ka）以來(lái)發(fā)生過(guò)至少3次斷錯(cuò)事件，最新的事件稍晚于距今5.56～6.7ka，約為距今5ka；倒數(shù)第二次事件距今14ka至6.7ka，約為距今10.3ka；倒數(shù)第三次事件稍早于距今14ka，約為距今15ka.3次事件的復(fù)發(fā)間隔約為5ka左右，每次事件的斷距約為2～3m.

根據(jù)青藏高原逆斷層M-D的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式計(jì)算該斷裂古地震震級(jí)為7.3級(jí)，通過(guò)野外考察表明，該斷裂在階地、洪積扇等地貌面上形成明顯的斷層陡坎，斷錯(cuò)地貌特征明顯，并且經(jīng)探槽開(kāi)挖揭露出明顯的斷錯(cuò)地層特征，表明該斷裂晚第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)強(qiáng)烈，并且具有發(fā)生強(qiáng)震的能力.并且該斷裂最新地震事件的離逝時(shí)間剛超過(guò)復(fù)發(fā)周期，由此推斷，斷裂未來(lái)發(fā)生破壞性地震的危險(xiǎn)性較大.

〔1〕青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局.青海省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1991.

〔2〕李閩峰，邢成起，蔡長(zhǎng)興，等.玉樹(shù)斷裂活動(dòng)性研究[J].地震地質(zhì)，1995，17（3）：218—224.

〔3〕彭華，馬秀敏，白嘉啟，等.甘孜玉樹(shù)斷裂帶第四紀(jì)活動(dòng)特征[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2006，12（3）：295—304.

〔4〕聞學(xué)澤，黃圣睦，江在雄.甘孜—玉樹(shù)斷裂帶的新構(gòu)造特征及地震危險(xiǎn)性估計(jì) [J].地震地質(zhì)，1985，7（3）：23—32.

〔5〕聞學(xué)澤，徐錫偉，鄭榮章，等.甘孜—玉樹(shù)斷裂帶平均滑動(dòng)速率與近代大地震破裂[J].中國(guó)科學(xué)（D 輯），2003，33（增刊）：199—208.

〔6〕周榮軍，馬聲浩，蔡長(zhǎng)星.甘孜.玉樹(shù)斷裂帶的晚第四紀(jì)活動(dòng)特征[J].中國(guó)地震，1996，12（4）：250—260.

〔7〕周榮軍，聞學(xué)澤，蔡長(zhǎng)星，等.甘孜－玉樹(shù)斷裂帶的近代地震與未來(lái)地震趨勢(shì)估計(jì)[J].地震地質(zhì)，1997，l9（2）：115—124.

〔8〕張培震，李偉友，毛鳳英.流階地演化與走滑斷裂滑動(dòng)速率[J].地震地質(zhì)，2008，30（1）：44—53.

〔9〕鄧起東，于貴華，葉文華.地震地表破裂參數(shù)與震級(jí)關(guān)系的研究.活動(dòng)斷裂研究[M].北京：地震出版社，1992.

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A

1673-260X（2012）10-0131-02