龍門山斷裂帶地震時空分布規(guī)律探討

唐新功，胡文寶 陳 立

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023) (同濟大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092)

龍門山斷裂帶地震時空分布規(guī)律探討

唐新功，胡文寶 陳 立

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023) (同濟大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092)

利用公元前780年至2009年的龍門山斷裂帶的地震數(shù)據(jù)資料，系統(tǒng)分析了龍門山斷裂帶歷史和現(xiàn)今地震的重復(fù)和遷移規(guī)律，并以1900年為界，討論了該地區(qū)在歷史和現(xiàn)代地震活動上的特征，總結(jié)了該斷裂帶地震的時間和空間分布規(guī)律，探討了在長時間尺度下龍門山斷裂帶地震時空分布的地球動力學(xué)背景。結(jié)果表明，龍門山斷裂帶強震活動在時間上呈現(xiàn)出平靜期與活躍期交替出現(xiàn)、在空間上表現(xiàn)隨經(jīng)緯度交替遷移變化的特征。

龍門山斷裂帶；汶川地震；地震活動性；地震分布；地震預(yù)報

龍門山斷裂帶位于青藏高原東緣，是松潘-甘孜造山帶與揚子陸塊的結(jié)合部位，也是位于南北地震帶中段的一條規(guī)模大、位置特殊的著名斷裂帶。龍門山斷裂帶主要由汶川-茂縣斷裂(后山斷裂)、映秀-北川斷裂(中央斷裂)和灌縣-江油斷裂(前山斷裂)組成。作為青藏高原東部邊緣和南北構(gòu)造帶的一個重要邊界，龍門山斷裂帶東西2側(cè)的地球物理場和地殼暨巖石層結(jié)構(gòu)組成卻存在著顯著的差異，因而這一邊界成為構(gòu)造不穩(wěn)定的地帶之一。汶川地震發(fā)生后，許多學(xué)者從震源破裂過程、地質(zhì)構(gòu)造、深部結(jié)構(gòu)和動力演化等方面對地震的成因機制進行了研究[1-5]。由于龍門山斷裂帶構(gòu)造特征復(fù)雜，地震剖面品質(zhì)不好，致使構(gòu)造樣式解釋方案眾多，因而需要進一步研究該斷裂帶地震的時空分布規(guī)律。下面，筆者在分析龍門山斷裂帶地區(qū)各個時期地震活動資料(數(shù)據(jù)分別來自國家地震局、世界數(shù)據(jù)中心、美國IRIS網(wǎng)站和美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)網(wǎng)站)的基礎(chǔ)上，對該斷裂帶地震在活躍期與平靜期的活動特征和不同震級地震隨空間分布的特征進行了探討。

1 時間分布特征

圖1 所示為龍門山斷裂帶5.5級以上地震活動序列圖。從圖1可以看出，該地區(qū)地震在時間上表現(xiàn)為平靜期與活躍期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，而汶川地震剛好發(fā)生在當(dāng)前的活躍期中。與龍門山毗鄰的川滇地區(qū)存在川滇和川青2個地殼塊體，在印度板塊向歐亞大陸板塊的擠壓下，川滇和川青地殼塊體向南東方向滑移，其中川滇地殼塊體沿康定、西昌一帶滑移，對龍門山斷裂帶的性質(zhì)沒有直接影響，而川青地殼塊體的滑動導(dǎo)致龍門山斷裂帶地殼內(nèi)部巖石物性參數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)龍門山斷裂帶兩側(cè)應(yīng)力達到一定值時，斷層之間出現(xiàn)滑動摩擦力，最終導(dǎo)致地震的發(fā)生。由于川青地殼塊體在不同時期的滑動速率不同，導(dǎo)致龍門山斷裂帶地震在時間上出現(xiàn)平靜期與活躍期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象[6]。

2 空間分布特征

圖2和圖3所示分別為龍門山斷裂帶公元前780年～1900年5級及以上震級地震分布圖和1900年以來4級及以上震級地震分布圖。從圖2和圖3可以看出，龍門山斷裂帶地震多在斷裂帶附近發(fā)生，呈明顯的帶狀分布，多發(fā)生小于7級的地震。7級及以上大震主要發(fā)生在龍門山斷裂帶的北東方向(靠近岷江斷裂帶)且走向多與龍門山斷裂帶一致。圖4和圖5所示分別為龍門山斷裂帶6～7級和7級以上地震隨緯度分布圖。由圖4和圖5可知，龍門山斷裂帶地震在高緯度與低緯度之間進行交替遷移。此外，該地區(qū)地震隨經(jīng)度分布也呈現(xiàn)類似變化規(guī)律(見圖6)。出現(xiàn)上述特征的原因在于：受西部青藏高原擠壓，該地區(qū)構(gòu)造運動強烈，當(dāng)?shù)貧?yīng)力積累到一定程度后，便會超過巖石的破裂強度而引發(fā)地震，然后進入相對平靜期直至壓力積累到下次地震再次發(fā)生，因而導(dǎo)致龍門山斷裂帶地震隨經(jīng)緯度交替遷移變化的現(xiàn)象。

圖1 龍門山斷裂帶5.5級以上地震活動序列圖

圖2 龍門山斷裂帶公元前780～1900年5級及以上震級地震分布圖(圖中實線為斷層分布) 圖3 龍門山斷裂帶1900年以來4級及以上震級地震分布圖(圖中實線為斷層分布)

3 結(jié) 語

根據(jù)公元前780年至2009年的龍門山地區(qū)的地震數(shù)據(jù)資料，系統(tǒng)分析了龍門山斷裂帶地震的時空分布規(guī)律。結(jié)果表明，龍門山斷裂帶地震活動在時間分布上呈現(xiàn)活躍期和平靜期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，而2008年汶川地震剛好發(fā)生在當(dāng)前的活躍期之中。從龍門山斷裂帶6級以上地震隨經(jīng)緯度分布規(guī)律看，龍門山斷裂帶地震在高、低緯度之間交替遷移，地震隨經(jīng)度分布雖然沒有地震隨緯度分布明顯，但也呈現(xiàn)類似變化規(guī)律。上述研究可以為龍門山斷裂帶地震分布規(guī)律的研究提供參考。

圖4 龍門山斷裂帶6～7級地震隨緯度分布圖

圖5 龍門山斷裂帶7級以上地震隨緯度分布圖 圖6 龍門山斷裂帶6～7級地震隨經(jīng)度分布圖

[1]陳九輝，劉啟元，李順成，等.汶川Ms8.0地震余震序列重新定位及其地震構(gòu)造研究[J].地球物理學(xué)報，2009，52(2)：390-397.

[2]杜海林，許力生，陳運泰.利用阿拉斯加臺陣資料分析2008年汶川大地震的破裂過程[J].地球物理學(xué)報，2009，52(2)：372-378.

[3]劉啟元，李昱，陳九輝，等.汶川Ms8.0地震：地殼上地幔S波速度結(jié)構(gòu)的初步研究[J].地球物理學(xué)報，2009，52(2)：309-319.

[4]胥頤，黃潤秋，李志偉，等.龍門山構(gòu)造帶及汶川震源區(qū)的S波速度結(jié)構(gòu)[J].地球物理學(xué)報，2009，52(2)：329-338.

[5]趙國澤，陳小斌，肖騎彬，等.汶川Ms8.0級地震成因三“層次”分析——基于深部電性結(jié)構(gòu)[J].地球物理學(xué)報，2009，52(2)：553-563.

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[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.007

P315

A

1673-1409(2012)06-N021-03