華鎣山斷裂帶地震活動特征分析＊

趙 權 喬 波 張 健 何 楊 聶大巍

（陜西省地震局，西安 710068）

引言

華鎣山斷裂帶是四川盆地內(nèi)規(guī)模最大、地震構造意義非常重要的一條斷裂帶[1]。該斷裂帶歷史上5級左右的地震多發(fā)，現(xiàn)今仍具有一定活動性[2]。近年來，位于華鎣山斷裂帶南段的宜賓地區(qū)先后發(fā)生2018年12月16日興文MS5.7、2019年1月3日珙縣MS5.3及2019年6月17日長寧MS6.0地震，地震活動頻繁。2019年發(fā)生的長寧MS6.0地震造成了一定的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因而分析該斷裂帶的地震活動性，總結(jié)發(fā)震規(guī)律，對于開展未來地震活動的預測預報，從而減輕震害具有重要意義。

1 華鎣山斷裂帶地震地質(zhì)構造背景

華鎣山斷裂帶位于四川盆地東部，北起達縣北，向南西經(jīng)大竹、鄰水、合川、銅梁、榮昌至宜賓南，長約460 km，是地震構造意義極為重要的一條斷裂帶（圖1）。震旦紀—印支早期，華鎣山斷裂帶西側(cè)川中塊體明顯上升，東側(cè)明顯下降；一直到中三疊世末印支運動，東側(cè)明顯上升；燕山期斷裂帶整體抬升發(fā)生在兩側(cè)，但西側(cè)抬升幅度小于東側(cè)。華鎣山構造帶形成于晉寧期，一直到燕山期，在沉積建造和構造變形上對川東和川中起著顯著的控制作用。在第四紀該斷裂帶有一定的活動性，在北西西向主壓應力場作用下，其性質(zhì)顯示為擠壓逆沖[3-4]。以合川和鄰水為界，該斷裂帶可分為南段、中段和北段。南段起于宜賓止于合川，全長250余千米。斷裂為晚更新世活動斷裂，活動方式為蠕滑活動，發(fā)生過數(shù)次5級左右地震，小震密集成帶分布，表明南段現(xiàn)今仍具有一定的活動性。中段起于合川止于鄰水，全長80余千米，斷裂在中更新世中晚期，活動方式為粘滑活動，現(xiàn)今地震沿斷裂帶零星分布。北段起于鄰水止于達縣，全長120余千米，為中更新世斷裂，現(xiàn)今地震呈零星分布[5]。

圖1 華鎣山斷裂帶研究區(qū)域圖（據(jù)馮梅[6]修改）Fig. 1 Study area of Huayingshan fault zone（modified from Feng Mei[6]）

從北至南，華鎣山斷裂帶由許多小的斷裂帶構成，其中包括高頂山—大田坎斷裂帶、天府斷裂帶、中梁山斷裂帶、西山—青山嶺斷裂帶等多條斷裂帶（表1）。

表1 華鎣山斷裂帶內(nèi)各斷裂帶特征（據(jù)秦萬成[3]）Table 1 Characteristics of each fault zone in Huayingshan fault zone（according to Qin Wancheng[3]）

2 華鎣山斷裂帶地震活動性

2.1 歷史地震活動情況

從1610年到2020年以來，華鎣山斷裂帶附近共發(fā)生26次5級以上地震（表2）。其中5.0—5.9級地震25次，6級以上地震1次，即2019年6月17日長寧MS6.0地震。

表2 華鎣山斷裂帶1610—2020年5級以上地震統(tǒng)計表Table 2 Statistical table of earthquakes withM≥5 in Huayingshan fault zone from 1610 to 2020

2.1.1 時間分布特征

1985年至今，華鎣山斷裂帶5級以上地震具有“平靜—活躍”的時段分布特征（圖2），反映出斷裂帶內(nèi)部應力積累、釋放和調(diào)整的過程。對于華鎣山斷裂帶5級以上地震長時間平靜后發(fā)生的5級以上地震需要密切關注。

圖2 華鎣山斷裂帶5級以上地震M-t圖和頻度圖Fig. 2M-t diagram and frequency diagram of earthquakes withM≥5 in Huayingshan fault zone

華鎣山斷裂帶5級以上地震主要集中發(fā)生在1996—1999年和2008—2019年這兩個時間段內(nèi)，尤其在2008—2019年這個時間段內(nèi)，共發(fā)生16次地震。1985年3月29日四川自貢M5.2地震發(fā)生后，華鎣山斷裂帶經(jīng)歷了10年11個月的5級以上地震平靜時段，1996年四川宜賓M5.7地震打破該平靜，進入第1個活躍時段，持續(xù)了3年。之后又經(jīng)歷了8年9個月的平靜時段，直到2008年5月12日重慶銅梁M5.4地震打破該平靜，此后11年該斷裂帶經(jīng)歷第2個活躍時段。據(jù)此，將華鎣山斷裂帶1985年以來5級以上地震活動劃分為2個平靜時段和2個活躍時段，目前仍處于第2個活躍時段內(nèi)。

2.1.2 空間分布特征

1610年以來華鎣山斷裂帶的地震活動空間分布特征比較明顯（圖3），26次5級以上地震，南段占20次，其中位于該段的宜賓地區(qū)發(fā)生14次，占比達到70%；斷裂帶中段共發(fā)生6次，北段沒有5級以上地震，說明地震活動的主體在華鎣山斷裂帶的南段，而宜賓是該斷裂帶5級以上地震多發(fā)區(qū)。

圖3 1610年以來華鎣山斷裂帶5級以上地震分布Fig. 3 Distribution of earthquakes withM≥5 in Huayingshan fault zone since 1610

2.2 中小地震活動情況

2.2.1 應變積累與釋放蠕變過程

圖4為1970年以來華鎣山斷裂帶小震應變能釋放曲線，1970—1989年應變能釋放速率處于較低水平。1989年M5.5地震發(fā)生后，應變能釋放速率有所增強，一直持續(xù)到2008年M5.4地震后，應變能釋放速率再次增強。到2019年6月17日四川長寧發(fā)生MS6.0地震，應變能處于較快釋放過程?？梢娫摂嗔褞Оl(fā)生5級以上地震后應變能釋放有加速跡象。

圖4 1970年以來華鎣山斷裂帶2級以上小震應變能釋放曲線Fig. 4 Strain energy release curve of small earthquakes with M≥2 in Huayingshan fault zone since 1970

2.2.2 斷裂帶小地震頻度變化

2006年以來，華鎣山斷裂帶3級以上地震月累計頻度有明顯特征。選取2006年以來華鎣山斷裂帶3級以上地震（不包含5級以上地震），以1個月為步長，3個月為窗長，作時間掃描計算，得出2006年以來時間進程與3月累計頻度的關系（圖5）。2006年以來，華鎣山斷裂帶3級以上地震活動頻繁，共出現(xiàn)3月累計頻次“弱活動—增強”的現(xiàn)象共12次，其中7次在“弱活動—增強”之后出現(xiàn)了5級以上地震，對應概率為58.3%，而根據(jù)2020年該斷裂帶3級以上地震活動來看，符合“弱活動—增強”的現(xiàn)象。

圖5 華鎣山斷裂帶3級以上地震3月累計頻度Fig. 5 Cumulative frequency of earthquakes withM≥3 in Huayingshan fault zone in March

3 結(jié)論與討論

華鎣山斷裂帶北起達縣，南至宜賓，全長460余千米，按照斷裂活動性，該斷裂帶可分為南段、中段和北段。南段為晚更新世活動斷裂，以蠕滑活動方式為主，曾發(fā)生多次5級左右地震，小震亦密集成帶分布，表明南段現(xiàn)今仍具有一定的活動性。中段斷裂在中更新世中晚期，以粘滑活動方式為主，現(xiàn)今地震沿斷裂帶零星分布。北段為中更新世活動斷裂，現(xiàn)今地震呈零星分布。

（1）華鎣山斷裂帶1610年以來共發(fā)生26次5級以上地震（其中最大者為2019年6月17日四川宜賓市長寧縣MS6.0地震）。南段共發(fā)生20次，僅宜賓地區(qū)就發(fā)生14次，占比達到70%。中段發(fā)生6次，北段未有5級以上地震記錄。這說明華鎣山斷裂帶地震活動的主體在南段，而宜賓地區(qū)發(fā)震頻繁，尤為值得關注。

（2）華鎣山斷裂帶1985年以來5級以上地震活動劃分為2個平靜時段和2個活躍時段。2次地震平靜皆是被5級以上地震打破從而進入活躍時段，具有“平靜—活躍”的時段分布特征，反映出斷裂帶內(nèi)部應力積累、釋放和調(diào)整的過程。因此，現(xiàn)今為“8年9個月”平靜之后的第2個活躍時段的延續(xù)，未來地震活躍水平可能會仍然強烈。

（3）2006年以來，華鎣山斷裂帶3級以上地震活動頻繁，出現(xiàn)3月累計頻次“弱活動—增強”的現(xiàn)象共12次，其中7次在“弱活動—增強”之后發(fā)生了5級以上地震，對應概率為58.3%，而根據(jù)2020年該斷裂帶3級以上地震活動來看，符合“弱活動—增強”的現(xiàn)象，該小震發(fā)生規(guī)律可為未來斷裂帶內(nèi)地震預測預報提供一定的參考。