“4·20”蘆山地震與“5·12”汶川地震發(fā)震斷裂初析

應(yīng)丹琳，李忠權(quán)，曾 慶，李志軍，萬(wàn)雙雙，杭文艷，李洪奎，應(yīng)文峰

（1.北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京100871；2.國(guó)土資源部構(gòu)造成礦成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），成都610059；3.中國(guó)石油西南油氣田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都610051；4.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），成都610059）

地震具有突發(fā)性和破壞性，是迄今為止尚不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的最大的自然災(zāi)害之一。從2008年到現(xiàn)在，四川相繼發(fā)生了“5·12”8.0級(jí)汶川地震和“4·20”7.0級(jí)蘆山地震，這2次大地震及由地震所引起的次生地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)了慘重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。其中“5·12”汶川地震的震源深度為10～20km，震中距成都約80km，最大烈度達(dá)Ⅺ度，為新中國(guó)成立以來(lái)國(guó)內(nèi)破壞性最強(qiáng)、波及范圍最廣、總傷亡人數(shù)較多的一次地震，共造成10多萬(wàn)人傷亡，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)萬(wàn)億元。“4·20”蘆山地震震源深度為13km，震中距成都約110 km，成都、重慶及陜西的寶雞、漢中、安康等地均有較強(qiáng)震感。此次地震最大烈度達(dá)Ⅸ度，受災(zāi)范圍約15 720km2，近200人死亡，一萬(wàn)多人受傷，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

汶川地震后，中外專家對(duì)龍門(mén)山構(gòu)造帶的地表破裂、次生災(zāi)害、現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)、地震動(dòng)力學(xué)機(jī)制等進(jìn)行了廣泛研究，取得了豐碩成果。在蘆山地震發(fā)生后，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)此次地震的性質(zhì)也是眾說(shuō)紛紜。目前一致認(rèn)為這2次地震均是由斷裂活動(dòng)所引起的構(gòu)造地震，是由于印度洋板塊的碰撞擠壓，構(gòu)造應(yīng)力能量的長(zhǎng)期積累，最終在地殼脆弱地區(qū)——斷裂部位釋放巨大的能量，發(fā)生地震[1]。多數(shù)專家認(rèn)為在巴彥喀拉地塊或者青藏高原深部地殼熔融體向東和向東南運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，四川盆地這個(gè)相對(duì)堅(jiān)硬、穩(wěn)定的地塊阻隔了物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，從而形成上沖型的斷裂帶——龍門(mén)山構(gòu)造帶[2－13]。隨著全球板塊活動(dòng)的加劇[11，12]，在巴彥喀拉地塊的東邊界引發(fā)了地震[2－13]。此外，還有學(xué)者提出四川地震的發(fā)生可能與太平洋板塊的關(guān)系更為密切。羅志立等認(rèn)為龍門(mén)山?jīng)_斷帶具有中國(guó)地質(zhì)特色的中國(guó)型（C型）沖斷[14]，認(rèn)為汶川地震是印度板塊或太平洋板塊推擠中國(guó)大陸板塊產(chǎn)生的遠(yuǎn)端效應(yīng)，可能是受太平洋板塊推擠中國(guó)大陸板塊觸發(fā)陸內(nèi)俯沖引起的大地震，與印度板塊擠壓關(guān)系不大[15]。

關(guān)于蘆山地震是否為汶川地震的余震，學(xué)者的看法不一。陳運(yùn)泰、秦四清、范曉、沈正康和美國(guó)杰西卡.特納等認(rèn)為，蘆山地震是汶川大地震的一次強(qiáng)余震。其中陳運(yùn)泰、秦四清的理由是蘆山地震同樣發(fā)生在龍門(mén)山斷裂帶上，距離汶川地震破裂區(qū)幾十千米的距離也還不算太遠(yuǎn)；周本剛、嵇少丞、周永勝、曹俊興、潘懷文等主要依據(jù)2次地震發(fā)生的時(shí)間、位置、震級(jí)、烈度及地表破裂程度等的差別[6－10]，認(rèn)為蘆山地震為一次獨(dú)立地震。

總之，對(duì)于這2次強(qiáng)震，不同學(xué)者都從自己的專業(yè)領(lǐng)域提出了自己的認(rèn)識(shí)；但是對(duì)于2次地震發(fā)震構(gòu)造單元、發(fā)震斷裂特征，以及今后發(fā)震演變趨勢(shì)等研究偏少。針對(duì)這些問(wèn)題，本次研究在收集了遙感、DEM、地面地質(zhì)及蘆山震區(qū)人工地震剖面的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)上公布的蘆山地震震中數(shù)據(jù)、地震機(jī)制解、余震分布數(shù)據(jù)和地震的地表破裂情況進(jìn)行了分析，對(duì)蘆山地震和汶川地震的基本特征進(jìn)行了研究，并將二者進(jìn)行了綜合對(duì)比。

1 蘆山地震基本特征

2013年4月20日上午8點(diǎn)2分，四川省蘆山縣發(fā)生Ms7.0級(jí)地震，根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心公布的信息，地震震中為北緯30.3°、東經(jīng)103°，震源深度13km。根據(jù)這一經(jīng)緯度數(shù)據(jù)在1∶250 000寶興幅地質(zhì)圖上進(jìn)行投影，震中位于四川盆地南寶山向斜與蘆山向斜交界處（圖1），處于四川盆地西南部，其中南寶山向斜與蘆山向斜由白堊系與新生界組成。震中位于雙石斷裂和彭灌斷裂東側(cè)，屬雙石斷裂下盤(pán)，距雙石斷裂約1.5 km，距彭灌斷裂約10.5km。

圖1 蘆山地震震中周邊地質(zhì)圖Fig.1 The epicenter geological map of the Lushan earthquake

圖2為中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心公布的蘆山地震余震平面分布圖，從圖中可以看到，地震余震在龍門(mén)山前緣彭灌斷裂出露線兩側(cè)大致呈橢圓狀分布。圖3為蘆山地震烈度分布圖，等烈度線圍繞震中也大致呈橢圓狀分布。這說(shuō)明此次地震破裂為點(diǎn)狀破裂，受先存雙石斷裂和彭灌斷裂控制不明顯。

根據(jù)蘆山地震主震的震中位于四川盆地雙石斷裂下盤(pán)，震源深度＞10km，盆地內(nèi)震中附近不存在相應(yīng)的地表大斷裂等特點(diǎn)，推斷本次蘆山地震發(fā)震斷裂應(yīng)為盆地內(nèi)的隱伏斷裂或新生斷裂，所以震后地表破裂不明顯。

2 汶川地震基本特征

2008年5月12日14點(diǎn)28分發(fā)生的Ms 8.0級(jí)汶川地震，根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心公布的信息，地震震中為北緯31°、東經(jīng)103.4°，震源深度14 km。按這一經(jīng)緯度數(shù)據(jù)在1∶200 000灌縣幅地質(zhì)圖上進(jìn)行投影，震中位于龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶映秀—北川斷裂西側(cè)（圖4），彭灌雜巖體的西南角英云閃長(zhǎng)巖中。震中距映秀—北川斷裂約1.1 km，距彭灌斷裂約12km。

圖2 蘆山地震及余震平面分布圖

圖3 蘆山地震地震烈度分布圖Fig.3 The intensity distribution of the Lushan earthquake

圖5為汶川地震余震平面分布圖，從圖中可見(jiàn)，汶川地震余震沿映秀—北川斷裂呈線狀展布，完全受控于龍門(mén)山斷裂帶。

圖6為汶川地震地表破裂平面分布圖。從圖中可見(jiàn)，汶川地震造成的地表破裂十分明顯，破裂沿龍門(mén)山斷裂帶成NE方向延伸，長(zhǎng)度可達(dá)240 km。破裂帶南段以上沖破裂為主，北段表現(xiàn)為走滑破裂，完全受控于龍門(mén)山斷裂帶。

圖4 汶川地震震中周邊地質(zhì)圖Fig.4 The epicenter geological map of the Wenchuan earthquake

圖5 汶川地震余震平面分布圖Fig.5 The distribution of the Wenchuan earthquake's aftershocks

根據(jù)汶川地震主震的震中位于龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶的映秀—北川斷裂西側(cè)上盤(pán)、震源深度＞10 km、破裂方向?yàn)楸睎|229°、傾角為32°等特點(diǎn)，推斷汶川地震發(fā)震斷裂為龍門(mén)山推覆體前緣的彭灌斷裂，上盤(pán)為上沖活動(dòng)盤(pán)，因此上盤(pán)的映秀、北川地區(qū)受災(zāi)嚴(yán)重。

3 蘆山地震、汶川地震異同點(diǎn)對(duì)比

圖7為蘆山地震、汶川地震的震中周邊地區(qū)斷裂構(gòu)造分布簡(jiǎn)圖，此圖根據(jù)1∶500 000四川省地質(zhì)圖及四川省數(shù)字高程模型編制。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料可知，北東走向的龍門(mén)山斷裂帶由彭灌斷裂、映秀－北川斷裂、汶川斷裂共同構(gòu)成。其中推覆體前緣的彭灌斷裂為龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶與四川盆地的分界線；雙石斷裂、新開(kāi)店斷裂、熊坡斷裂及龍泉山斷裂為四川盆地內(nèi)斷裂，發(fā)育在三疊、侏羅、白堊及古近系這套中、新生代原置地層系統(tǒng)中。圖中標(biāo)出了蘆山地震與汶川地震的震中，兩者相距約86.25km。綜合對(duì)比2次地震的異同點(diǎn)如下。

a.發(fā)震構(gòu)造單元不同：汶川地震發(fā)生在龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶中；而蘆山地震發(fā)生在四川盆地內(nèi)，靠盆地西南側(cè)。

圖6 汶川地震地表破裂平面分布圖Fig.6 The surface ruptures distribution of the Wenchuan earthquake

b.發(fā)震斷裂不同：汶川地震由龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶中出露地表的彭灌斷裂引發(fā)，因此地表破裂明顯，余震及烈度都明顯受斷裂控制，呈NE方向線狀展布長(zhǎng)達(dá)240km；而蘆山地震由位于盆地深處的隱伏斷裂或新生斷裂引發(fā)，屬點(diǎn)式破裂，地表破裂不明顯，余震及烈度呈橢圓狀展布。

c.蘆山地震和汶川地震都屬構(gòu)造地震，從構(gòu)造動(dòng)力學(xué)角度分析都與印度板塊向北擠壓碰撞有關(guān)；但從構(gòu)造幾何學(xué)角度分析，2次地震的發(fā)震斷裂和發(fā)震構(gòu)造單元特征是不同的。

d.四川盆地西部現(xiàn)今表現(xiàn)為前陸盆地，俗稱龍門(mén)山前陸盆地或川西前陸盆地，其西界為彭灌斷裂、東界為龍泉山構(gòu)造，在此盆地中斷層具有前展式擴(kuò)展的特點(diǎn)，隨著時(shí)間的推移，斷裂有逐漸向盆地內(nèi)擴(kuò)展的趨勢(shì)，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)盆地內(nèi)隱伏斷裂研究的力度。

4 結(jié)論

a.汶川地震發(fā)生在龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶中；而蘆山地震發(fā)生在四川盆地內(nèi)，靠盆地西南側(cè)。汶川地震由龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶中出露地表的彭灌斷裂引發(fā)，因此地表破裂明顯，余震及烈度都明顯受斷裂控制，呈NE方向線狀展布長(zhǎng)達(dá)240km；而蘆山地震由位于盆地內(nèi)西南側(cè)地腹的隱伏斷裂或新生隱伏斷裂引發(fā)，屬點(diǎn)式破裂，地表破裂不明顯，余震及烈度呈橢圓狀展布。

圖7 蘆山地震與汶川地震的震中周邊地區(qū)斷裂構(gòu)造分布簡(jiǎn)圖Fig.7 The faulted structures distribution of the surrounding regions of the epicenter in the Lushan earthquake and the Wenchuan earthquake

b.兩次地震均屬構(gòu)造地震，從構(gòu)造動(dòng)力學(xué)角度分析均與印度板塊向北擠壓碰撞有關(guān)；但2次地震發(fā)震斷裂和發(fā)震構(gòu)造單元特征是不同的，應(yīng)屬2次獨(dú)立地震。

c.盆地中斷層具有前展式擴(kuò)展的特點(diǎn)，隨著時(shí)間的推移，斷裂有逐漸向盆地內(nèi)擴(kuò)展的趨勢(shì)，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)盆地內(nèi)隱伏斷裂研究的力度。

[1]陶曉風(fēng)，吳德超.普通地質(zhì)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2007.Tao X F，Wu D C.General Geology[M].Beijing：Science Press，2007.（In Chinese）

[2]金煜，鄧琦.院士稱蘆山地震是汶川地震余震[EB／OL].（2013－04－21）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277024.shtm.Jin Y，Deng Q.Academician said that Lushan earthquake was the aftershock of Wenchuan earthquake[EB／OL].（2013－04－21）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277024.shtm.（In Chinese）

[3]嵇少丞.蘆山地震不是汶川地震的余震[EB／OL].（2013－04－21）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－51597－682325.html.Ji S C.Lushan earthquake was not the aftershock of Wenchuan earthquake[EB／OL].（2013－04－21）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－51597－682325.html.（In Chinese）

[4]沈正康.余震乎？獨(dú)立地震乎？[EB／OL].（2013－05－01）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－922528－685499.html.Shen Z K.Aftershock or independent earthquake[EB／OL].（2013－05－01）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－922528－685499.html.（In Chinese）

[5]秦四清.與蘆山地震有關(guān)的地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)報(bào)道[EB／OL].（2013－04－30）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－575926－685347.html.Qin S Q.The risk evaluation reports about Lushan earthquake [EB／OL].（2013－04－30）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－575926－685347.html.（In Chinese）

[6]曹俊興.蘆山地震不可能是汶川地震的余震[EB／OL]. （2013－04－30）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－699－685221.html.Cao J X.It is impossible that Lushan earthquake was the aftershock of Wenchuan earthquake[EB／OL].（2013－04－30）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－699－685221.html.（In Chinese）

[7]嵇少丞.悶騷的斷層：蘆山地震的真正兇手[EB／OL].（2013－04－27）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－51597－684447.html.Ji S C.The hidden fault：the real killer of Lushan earthquake[EB／OL].（2013－04－27）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－51597－684447.html.（In Chinese）

[8]嵇少丞.龍門(mén)山斷裂帶與強(qiáng)震[EB／OL].（2013－04－20）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－51597－682086.html.Ji S C.The fault zones of Longmen Mountain and big earthquake [EB／OL].（2013－04－20）.http：／／blog.sciencenet.cn／blog－51597－682086.html.（In Chinese）

[9]潘懷文.雅安地震非汶川余震屬逆沖型地震[EB／OL].（2013－04－21）.http：／／hb.qq.com／a／20130421／000139.htm.Pan H W.The Ya'an earthquake is a thrust earthquake but is not a Wenchuan aftershock[EB／OL].（2013－04－21）. http：／／hb.qq.com／a／20130421／000139.htm.（In Chinese）

[10]周飛飛.雅安地震是否為汶川余震存爭(zhēng)議[EB／OL].（2013－04－26）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277273.shtm.Zhou F F.The dispute on whether the Ya'n earthquake is a Wenchuan aftershock or not[EB／OL].（2013－04－26）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277273.shtm.（In Chinese）

[11]甘曉，溫超.鄧起東院士：全球仍處于地震活躍期[EB／OL].（2013－04－30）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277333.shtm.Gan X，Wen C.Deng Qidong：The world is still in the active period of earthquake[EB／OL].（2013－04－30）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277333.shtm.（In Chinese）

[12]張蕾.劉嘉麒院士：地球處于構(gòu)造活動(dòng)高峰期[EB／OL].（2013－04－27）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277285.shtm.Zhang L.Liu Jiaqi：The earth is in the peak period of tectonic activity[EB／OL].（2013－04－27）.http：／／news. sciencenet. cn／htmlnews／2013／4／277285.shtm.（In Chinese）

[13]李忠權(quán)，應(yīng)丹琳，郭曉玉，等.龍門(mén)山汶川地震特征及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)初析[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，35（4）：426－430.Li Z Q，Ying D L，Guo X Y，et al.A primary analysis of geophysical and geodynamic features of the Wenchuan earthquake in Longmen Mountains[J].Journal of Chengdu University of Technology （Science ＆ Technology Edition），2008，35（4）：426－430.（In Chinese）

[14]羅志立，龍學(xué)明.龍門(mén)山造山帶崛起和川西陸前盆地沉降[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，1992，12（1）：1－17.Luo Z L，Long X M.The uplifting of the Longmen－shan orogenic zone and the subsidence of the West Sichuan Foreland Basin[J].Acta Geologica Sichuan，1992，12（1）：1－17.（In Chinese）

[15]孫瑋，羅志立，楊榮軍，等.關(guān)于汶川大地震的幾個(gè)地質(zhì)問(wèn)題[J].新疆石油地質(zhì)，2009，30（1）：124－128.Sun W，Luo Z L，Yang R J，et al.Some geologic questions about Wenchuan violent earthquake[J].Xinjiang Petroleum Geology，2009，30（1）：124－128.（In Chinese）

[16]韓娜.四川蘆山7.0級(jí)地震烈度圖發(fā)布[EB／OL].（2013－04－26）.http：／／news.sciencenet.cn／htmlnews／2013／4／277270.shtm.Han N.The earthquake intensity map of Lushan 7.0earthquake [EB／OL].（2013－04－26）.http：／／news. sciencenet. cn／htmlnews／2013／4／277270.shtm.（In Chinese）