淺談雅魯藏布江流域地震分布特征及區(qū)域穩(wěn)定性

郭紀盛

（湖北震泰建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限責任公司，湖北 武漢 430000）

雅魯藏布江源于中國西藏阿里地區(qū)，自西向東橫貫西藏南部，于墨脫以北切穿喜馬拉雅山，轉(zhuǎn)而南流，形成雅魯藏布大峽谷，流經(jīng)米林后，于巴昔卡出境，在中國境內(nèi)全長2 070 km，流域面積241 000 km2。它是世界海拔最高的大河，平均海拔約4 000 m以上，也是中國坡降最陡的大河。河流流經(jīng)區(qū)域地質(zhì)背景復雜，地層巖性復雜，第四系河床覆蓋層深厚，斷裂構(gòu)造發(fā)育，地震活動十分強烈，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差。尤其是近EW向的雅魯藏布江深大斷裂帶總體沿江展布，NE向和近SN向的斷裂構(gòu)造較發(fā)育，其展布位置、規(guī)模、性狀及新活動性，對水利、鐵路、橋梁等工程規(guī)劃具有很大的影響。

地震作為最常見的新構(gòu)造運動表現(xiàn)形式，其信息對于理解現(xiàn)代地殼構(gòu)造運動機制、評價地殼穩(wěn)定性具有顯而易見的重要性。本文依據(jù)1970—2016-09之間雅魯藏布江流域附近的所有地震記錄資料（主要源自美國國家地質(zhì)調(diào)查局和中國地震臺網(wǎng)），對雅魯藏布江流域地震震級及空間分布規(guī)律、發(fā)育特征進行分析，并結(jié)合雅魯藏布江流域地質(zhì)構(gòu)造分析探討地震活動與活動構(gòu)造、構(gòu)造塊體以及新生代斷陷構(gòu)造之間的聯(lián)系，并進行初步構(gòu)造穩(wěn)定性綜合評價，為雅魯藏布江流域各種工程開發(fā)建設(shè)和合理規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料。

1 雅魯藏布江流域地貌

宏觀上西藏地貌可以劃分為喜馬拉雅高山區(qū)、藏南山原湖盆谷地區(qū)、藏北高原湖盆區(qū)和藏東高山峽谷區(qū)。研究區(qū)北有岡底斯、念青唐古拉山，南有喜馬拉雅山，大部分地區(qū)位于藏南山原湖盆谷地區(qū)，屬于雅魯藏布江中下游，地勢西高東低，雅魯藏布江谷地寬窄相間，一束一放，猶如串珠。

雅魯藏布江中上游河段呈寬窄相間的串珠狀。在寬谷段，谷底寬達2～8 km，河床水面寬100～200 m，有河漫灘，也有高出水面10～120 m的階地。水流平緩，河道平均坡降1‰以下。寬谷中江面和心灘相間，構(gòu)成特有的辮狀水系。在峽谷段，河谷呈“V”形，兩岸山體陡峻，谷底寬50～100 m，水流湍急。兩岸陡壁懸崖，中間流急浪高，水勢奔騰咆哮，谷坡以崩塌為主的物質(zhì)移動十分強烈。桑日縣的加查峽谷，長42 km，寬只有30～40 m，落差竟達300 m。峽谷中蘊藏著豐富的水力資源。雅魯藏布江中游流域集中了雅魯藏布江的幾條主要支流，比如拉喀藏布、年楚河、拉薩河、尼洋河等。這些巨大的支流不但提供了豐富的水量，而且提供了寬廣的平原，比如拉喀藏布下游河谷平原、日喀則平原、拉薩河谷平原、尼洋河林芝河谷平原等。這些河谷平原海拔都在4 100 m以下，一般寬2～3 km，最寬可達6～7 km，沿河長可達10 km。

從林芝地區(qū)的派鄉(xiāng)到巴昔卡附近為下游段，河長496 km，集水面積49 959 km2。河流從米林縣黑龍附近開始逐漸折向東北流，經(jīng)派鄉(xiāng)轉(zhuǎn)為北東流向至帕隆藏布匯入后，驟然急轉(zhuǎn)南流進入連續(xù)高山峽谷段，經(jīng)巴昔卡流入印度。在大拐彎頂部兩側(cè)，有海拔7 151 m和7 756 m的加拉白壘峰和南迦巴瓦峰。從南迦巴瓦峰到雅魯藏布江水面垂直高差7 100 m，可稱為世界上切割最深的峽谷段。從峰頂?shù)谋ê陀谰梅e雪帶到谷地的熱帶，構(gòu)成了垂直地帶。

2 地震叢狀分布規(guī)律

1970年以來，雅魯藏布江流域地區(qū)（雅魯藏布江主流南北部各200 km，仲巴縣以西至墨脫縣以東約1 200 km的范圍，北緯28.5～30.5°，東經(jīng)84～96°之間）地區(qū)累計發(fā)生3.3級以上地震近700次。

如圖1所示，其中4.5級以上326次，5.5級以上19次，如圖2所示，對雅魯藏布江流域地殼穩(wěn)定具有重要影響的地震包括2004-07-12、2005-04-08發(fā)生于雅魯藏布江上游仲巴縣西北的6.3級和6.2級2次地震（中國地震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)分別記錄為6.9級和6.7級），1980年、1992年、1993年分別發(fā)生在雅魯藏布江中游南木林縣西北、昂仁縣、尼木縣附近的2次6.2級和1次6.1級地震（中國地震臺網(wǎng)記錄為2次6.8級和1次6.7級地震）。

圖1 1970年以來雅魯藏布江流域附近3.3級以上地震分布

圖2 1970年以來雅魯藏布江流域附近5.5級以上地震分布

地震震中分布的空間位置、活動頻次等基本信息直接反映了相應地區(qū)的構(gòu)造塊體活動性及活動強度。從3.3級地震的震中分布來看，地震的發(fā)生具有叢生狀分布特征。盡管喜馬拉雅造山帶是現(xiàn)今全球最強烈的活動造山地區(qū)，但是地震資料顯示的地殼活動并不是彌散分布的，而是具有明顯的叢生性。這種特征可能反映的是雅魯藏布江地區(qū)的構(gòu)造變形是一定尺度上的塊體性，在區(qū)域性的構(gòu)造作用下，變形通過這些一定空間尺度的塊體邊界進行釋放，而塊體內(nèi)部則具有一定的相對穩(wěn)定性。對于雅魯藏布江梯級水電建設(shè)具有影響的主要包括以下4個地震頻發(fā)區(qū)域，如圖3所示，由上游至下游依次為仲巴縣地震頻發(fā)區(qū)、謝通門縣地震頻發(fā)區(qū)、尼木縣地震頻發(fā)區(qū)、林芝縣—墨脫縣地震頻發(fā)區(qū)。仲巴縣地震頻發(fā)區(qū)、謝通門縣地震頻發(fā)區(qū)的地震分布相對集中，并且與雅魯藏布江干流的直線距離在40～80 km范圍內(nèi)；尼木縣地震頻發(fā)區(qū)與林芝縣—墨脫縣地震頻發(fā)區(qū)的地震分布相對分散。

林芝縣—墨脫縣地震頻發(fā)區(qū)是上述發(fā)震頻率最高的地區(qū)，每年平均3次以上4級地震，主要分布于派鎮(zhèn)—墨脫縣之間。在構(gòu)造上該區(qū)處于印度板塊與亞歐板塊碰撞擠壓作用最強烈位置——東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)，因此，地震作為地殼應力集中到一定程度的釋放，明顯與構(gòu)造環(huán)境相關(guān)。從該區(qū)的地震分布來看，在雅魯藏布江南北構(gòu)造單元均有廣泛分布，北側(cè)岡底斯構(gòu)造單元相對南側(cè)特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶明顯具有叢生狀分布特點，北側(cè)的震中分布主要集中在嘉黎斷裂帶附近，南側(cè)彌散分布，說明東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)的活動性很強，且相對復雜。野外考察在林芝縣—派鄉(xiāng)一段，多處發(fā)育北東向活動斷層現(xiàn)象，與局部的河谷走向吻合。高原區(qū)地震以淺源地震占絕大多數(shù)，其深度主要集中在15～35 km以上的范圍，處于上地殼；強震震源優(yōu)勢深度為22 km，可能受上地殼底部低速高導層控制，因此，具有較強的破壞性。

圖3 沿雅魯藏布江流域南北各200 km范圍內(nèi)3.3級以上地震頻次分布圖

3 地震活動與構(gòu)造

地震的分布與活動構(gòu)造，特別是第四紀以來的構(gòu)造之間存在極大的關(guān)聯(lián)性。地震的叢生狀分布一般與活動斷裂、新生代裂陷盆地共生，如圖4所示。仲巴縣地震頻發(fā)區(qū)的震中分布大致呈近南北向展布，在雅魯藏布江主干水系北側(cè)延伸，遙感影像顯示斷裂及其向匹配的谷地地貌并未切穿雅魯藏布江；謝通門縣地震頻發(fā)區(qū)的地震分布呈近南北向，展布于裂谷區(qū)，在遙感影像上的解譯出屬于裂谷系統(tǒng)的NNE向活動斷裂構(gòu)造，1970年以來的地震記錄顯示該區(qū)發(fā)生5次6級以上地震，平均發(fā)震頻率大于1次/10年，與該地震分布相匹配的裂谷地貌也近NNE向穿越了雅魯藏布江，對雅魯藏布江流域的地質(zhì)穩(wěn)定性可能構(gòu)成較大的潛在威脅性；尼木縣地震頻發(fā)區(qū)也具有類似的特征，NNE向活動斷裂與裂谷系統(tǒng)共生[8]，并且存在發(fā)育5.5級以上地震記錄，對雅魯藏布江流域構(gòu)造穩(wěn)定性同樣存在較大的影響；錯那—曲松—桑日近南北向裂谷系也具有類似特征，地震記錄與NS向裂谷構(gòu)造地貌系統(tǒng)共生。

圖4 1970年以來的雅魯藏布江流域地區(qū)3.3級以上地震分布與南北向裂谷分布圖

圖5 青藏高原南部不同構(gòu)造單元3.3級以上地震分布對比

4 地震分布與地質(zhì)構(gòu)造單元關(guān)聯(lián)

地震分布規(guī)律與地質(zhì)構(gòu)造單元劃分并不是簡單的應對關(guān)系。從地震分布范圍來看，北側(cè)岡底斯構(gòu)造帶集中了最大數(shù)目的地震，如圖5所示，南側(cè)特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶明顯減少，而高喜馬拉雅帶又有增加，不同構(gòu)造帶地震分布數(shù)目的客觀事實表明，在現(xiàn)代地殼活動性方面，北側(cè)岡底斯構(gòu)造帶顯著較強于南側(cè)特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶。而在雅魯藏布江縫合帶內(nèi)，即雅魯藏布江主干河流流經(jīng)區(qū)域也表現(xiàn)為構(gòu)造活動性相對較差的狀態(tài)。

5 地質(zhì)穩(wěn)定性評價

綜合上述地震分布特征與新生代構(gòu)造地貌以及構(gòu)造單元對比，對雅魯藏布江流域地殼穩(wěn)定進行以下4個方面的認識：①雅魯藏布江流域的構(gòu)造活動性十分強烈，活動構(gòu)造發(fā)育明顯，地震發(fā)震頻率高。②岡底斯構(gòu)造總體具有最強的構(gòu)造活動性，集中了大量的現(xiàn)代地震記錄；雅魯藏布江主干地帶的活動性可能相對較弱，地震記錄較少；南側(cè)特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶也具有強烈的構(gòu)造活動性，但是相對岡底斯構(gòu)造帶而言較弱。③地殼的活動性主要集中在NS或近NS向的裂谷構(gòu)造帶，往往同時具有與地貌相匹配的活動斷裂構(gòu)造。④東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)是西藏地區(qū)最為強烈活動的地區(qū)，該區(qū)存在大型活動斷裂（嘉黎斷裂），同時是多個不同方向的活動斷裂交匯的地區(qū)（NE向、NW向等）。