四川瀘定6.8級地震
——鮮水河斷裂帶磨西段局部發(fā)起、 全段參與的一次復雜事件

李傳友 孫 凱 馬 駿 李俊杰 梁明劍 房立華

1)中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京 100029 2)四川省地震局，成都 610041 3)中國地震局地球物理研究所，北京 100081

0 引言

2022年9月5日12時52分，青藏高原東南緣地區(qū)再次發(fā)生強烈地震，中國地震臺網(wǎng)測定的震級為MS6.8 ，震中位于四川省甘孜州瀘定縣(29.59°N，102.08°E)。本次瀘定地震是繼漾濞M6.4、 瑪多M7.4、 蘆山M6.1、 馬爾康M6.0地震之后，近兩年內(nèi)在青藏高原中東部地區(qū)發(fā)生的第5個M≥6地震。雖然同樣發(fā)生在巴顏喀拉和川滇這兩大青藏高原地區(qū)最活躍的地塊上，但與其他4次地震相比，此次地震造成了更嚴重的人員傷亡、 建筑物破壞和次生災(zāi)害，是中國近幾年關(guān)注度最高的一次地震。

地震發(fā)生后，相關(guān)部門和研究者立即對相關(guān)地震數(shù)據(jù)和同震變形資料進行了處理與反演(1)https： ∥www.ief.ac.cn/kydts/info/2022/69552.html。(2)https： ∥www.cea-igp.ac.cn/kydt/279423.html。(徐泰然等，2022)，并對地震發(fā)生的構(gòu)造背景進行了分析(3)https： ∥www.eq-igl.ac.cn/kydt/info/2022/37308.html。，以此探討本次地震的成因和未來地震發(fā)展趨勢。震源機制解、 震源破裂過程、 余震精定位以及GNSS變形數(shù)據(jù)反演顯示，該次地震為一次左旋走滑型破裂事件，破裂面走向NW，傾角近直立，破裂長度為15～25km(徐泰然等，2022)?；谶@些分析結(jié)果并結(jié)合震區(qū)活動構(gòu)造背景，初步認為本次6.8級地震的發(fā)震構(gòu)造是鮮水河斷裂帶南東段。

圖 1 瀘定6.8級地震的震中位置及其周邊主要斷裂構(gòu)造Fig. 1 Map showing the location of the epicenter of the M6.8 Luding earthquake and major faults around the epicenter.震源機制解據(jù)徐泰然等(2022)，紅色五角星為瀘定6.8級地震震中，左下角圖示斷裂帶的構(gòu)造位置

但余震分布特征和GNSS觀測結(jié)果等①②顯示此次瀘定地震的破裂情況可能較為復雜，同時該地震發(fā)生在青藏高原東南緣川滇塊體的東邊界，震中附近區(qū)域是多條活動斷裂的交會部位(圖 1)，這些引發(fā)了關(guān)于發(fā)震構(gòu)造的一些爭議。由于余震分布條帶位于磨西斷裂地表跡線稍微偏西，因而有研究者認為發(fā)震構(gòu)造可能并非鮮水河主斷裂，而是一條NW向的次級斷裂； 余震分布和GNSS速度場特征顯示附近存在一條NE向條帶(圖 2)，有研究者認為發(fā)震構(gòu)造有可能是一條NE向斷裂(如大渡河斷裂)或不明斷裂； 更有研究者認為要考慮大崗山水庫蓄水對發(fā)震的影響。總之，本次瀘定地震的發(fā)震構(gòu)造究竟是哪條斷裂，是鮮水河斷裂，還是一條分支或次級斷裂，一時眾說紛紜。同時，該地區(qū)曾發(fā)生過1786年 7級地震(四川省地震資料編輯組，1980； 唐榮昌等，1993)，此次瀘定6.8級地震是該歷史地震破裂段的重復活動，還是發(fā)生于地震空段，也是需要討論的問題。因此，確定此次地震的發(fā)震構(gòu)造，對于深入認識本次地震的成因和鮮水河斷裂帶南東段現(xiàn)今的活動性，以及川滇塊體東邊界鮮水河-安寧河斷裂帶展布地區(qū)未來地震危險性評估，具有重要的理論和實際意義。

圖 2 瀘定地震現(xiàn)場考察點、 斷裂展布與余震分布圖Fig. 2 Maps showing field observation sites，fault geometry and aftershock distribution.余震精定位數(shù)據(jù)截至2022年9月11日8時，斷裂跡線據(jù)陳桂華等(2018)

認識發(fā)震構(gòu)造的直接證據(jù)，就是該次地震發(fā)育的同震地表破裂和地表變形現(xiàn)象。究竟有沒有地表破裂、 破裂發(fā)生在哪一段，通過野外地質(zhì)調(diào)查可以確認地震反演和形變資料分析結(jié)果。因此，為了揭示本次地震的發(fā)震構(gòu)造及其活動特征，我們于震后立即針對該次地震的同震地表變形或可能的地表破裂開展了半個月的野外現(xiàn)場考察，包括地表變形的位置、 幾何結(jié)構(gòu)、 運動性質(zhì)、 位移大小、 展布范圍等，獲得了關(guān)于2022年四川瀘定6.8級地震地表破裂發(fā)育情況的總體認識。本文將在分析野外考察結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合地震反演和形變觀測的分析結(jié)果，特別是余震分布的時空演化特征，討論瀘定6.8級地震的發(fā)震構(gòu)造及其相關(guān)活動，并對該地區(qū)未來的地震趨勢判定進行評估。

1 區(qū)域活動構(gòu)造背景

此次瀘定6.8級地震發(fā)生在青藏高原東南緣川滇塊體的東邊界，震中位置的主要活動斷裂為鮮水河斷裂帶(圖 1)。鮮水河斷裂帶是中國大陸一條著名的活動斷裂帶(Molnaretal.，1984； Allenetal.，1991)，是青藏高原巴顏喀拉活動塊體南邊界的主要組成部分(鄧起東等，2002； 張培震等，2003)。其北西起于甘孜縣西北，向南東經(jīng)爐霍、 道孚、 康定、 瀘定縣磨西，延伸至石棉縣新民以南后活動形跡逐漸減弱，最終消失于石棉公益海附近(李天袑等，1997)。斷裂全長約400km，總體走向320°～330°，晚新生代以來表現(xiàn)出強烈的左旋走滑運動，水平位移總規(guī)模約達60km(Wangetal.，1998)?；跀嗔训钠矫鎺缀谓Y(jié)構(gòu)與不連續(xù)性，鮮水河斷裂帶以惠遠寺拉分盆地為界可分為北西和南東2部分，二者在地貌特征和活動性上都具有明顯差異。北西段總體顯示為比較單一的幾何結(jié)構(gòu)，由爐霍段、 道孚段和乾寧段呈左階斜列構(gòu)成一條主干斷裂，平均水平滑動速率為10～15mm/a(錢洪等，1988； 聞學澤等； 1989； Allenetal.，1991； 唐榮昌等，1993)； 南東段的結(jié)構(gòu)相對較為復雜，色拉哈—康定段由3條次級斷層近平行展布而成，單條斷裂的滑動速率低于10mm/a，但3條斷層的滑動速率之和約為10mm/a(周榮軍等，2001a)； 康定以南斷層又呈一條單一的主干斷層延伸，滑動速率值亦約6～10mm/a(聞學澤等，2001； 周榮軍等，2001b)。

鮮水河斷裂帶相對較高的滑動速率決定了其具有較強的地震活動性和較短的強震復發(fā)周期。自1725年有地震記載以來，不到300年的時間里就記錄了8次7級以上地震的發(fā)生，地震地表破裂帶幾乎覆蓋了整條斷裂(李天袑等，1997)，1973年發(fā)生在斷裂帶北西段的爐霍7.6級地震的地表破裂帶遺跡依然保存較好?？绮煌瑪鄬佣温溟_挖的古地震探槽揭露出全新世以來斷裂上曾發(fā)生多次強震事件(李天袑等，1997； 周榮軍等，2001b； Huetal.，2015； 李東雨等，2017； Yanetal.，2017； Liangetal.，2020)，充分表明其地震活動性強的特征。本次地震發(fā)生在斷裂帶南東段的磨西段(也稱磨西斷裂)，是鮮水河斷裂帶的最南段，其北西端起始于兩河口一帶，從雅家埂南東坡順磨西河往南切過磨西臺地，經(jīng)二臺子、 灣東、 猛虎崗、 什月坪、 田灣，至塔骨堆一帶，全長約80km(聞學澤等，2001； 周榮軍等，2001b)。其北西端與康定斷裂呈左階斜列，南東端與安寧河斷裂帶北端、 大涼山斷裂帶北端交會(何宏林等，2008； 陳桂華等，2011)。同時，NE向的龍門山斷裂帶西南段在磨西附近與鮮水河斷裂相交(Burchfieletal.，1995； 周榮軍等，2000)。磨西斷裂的地表形跡局部較為清晰，但并不很連續(xù)。該段歷史上最近的一次大地震發(fā)生在1786年，同震地表破裂至今在一些地段仍清晰可見，但對于該地震的地表破裂范圍也尚存爭議。早期的研究一般認為，1786年 7級地震的地表破裂發(fā)生在磨西以北(鄧天崗等，1986； 錢洪等，1988； 王新民等，1988； 龍德雄等，1990； 李天袑等，1997)； 而近年來的研究則認為，該次地震的地表破裂穿過了磨西，終止于田灣一帶(聞學澤，2000； 周榮軍等，2001a，b； 陳桂華等，2011)，甚至有可能到達石棉附近的大涼山斷裂上(馮嘉輝等，2021)。

2 同震地表變形現(xiàn)象的野外調(diào)查

為了查明此次地震的發(fā)震斷裂及其發(fā)育的同震地表變形，我們在瀘定6.8級地震震中北西15km和南東25km展布范圍內(nèi)沿著磨西斷裂進行了現(xiàn)場考察(圖 2)。

2.1 震中以北

本次地震的震中位于瀘定縣磨西鎮(zhèn)海螺溝附近。海螺溝—躍進坪段是磨西斷裂在震中附近及其以北的主要段落，我們沿該段斷裂從震中一帶向NW進行追索調(diào)查，并對因滑坡阻擋無法到達的段落進行了無人機拍攝。調(diào)查顯示，震中附近斷裂的二臺子段及與二臺子段呈斜向錯列的柏秧坪段，斷裂跡線線性非常清晰，沿斷裂發(fā)育清楚的斷層谷地、 陡坎、 坡中槽及沖溝左旋拐彎等活動構(gòu)造地貌現(xiàn)象，但除了臺地邊緣因邊坡效應(yīng)形成的張裂縫及斷裂沿線附近密布的滑坡外，沒有發(fā)現(xiàn)存在同震構(gòu)造變形(圖3a，b)。在青岡坪—躍進坪段，斷裂沿線同樣地表完好，斷裂穿過的道路沒有變形，房屋破壞也不太嚴重，連地震裂縫都很少見，更沒有發(fā)育同震地表變形現(xiàn)象(圖3c)。災(zāi)害調(diào)查也顯示，蔡陽坪以北磨西斷裂沿線的建筑物在瀘定地震中的破壞較輕，大多數(shù)建筑物保持完好，即使距震中只有4km、 位于該斷裂上的燕子溝鎮(zhèn)破壞也不嚴重。燕子溝鎮(zhèn)以北斷裂沿線沒有發(fā)育地表裂縫、 滑坡等現(xiàn)象。

圖 3 震中附近及以北磨西斷裂沿線的震后地貌特征Fig. 3 Photographs showing fault expression and geomorphic features of the Moxi Fault along the section around and north of the epicenter.a 海螺溝二臺子附近的斷裂槽谷地貌，鏡向SE； b 柏秧坪—二臺子附近的斷裂地貌，斷裂在此處右階斜列，鏡向SE； c 躍進坪附近的NW向斷裂陡坎，鏡向SW； d 海螺溝內(nèi)震中附近的地貌，鏡向W。注意斷裂地貌都沒有顯示同震地表破裂與變形， 箭頭指示斷裂位置，位置見圖2

總之，在瀘定6.8級地震震中附近及其以北沿磨西斷裂開展的追蹤調(diào)查顯示，斷裂經(jīng)過的地貌位置沒有發(fā)生同震構(gòu)造變形，沒有發(fā)現(xiàn)其他明顯的同震地表變形現(xiàn)象。

為了驗證發(fā)震構(gòu)造是否為NW向次級斷裂或NE向斷裂，我們沿震中附近的海螺溝、 磨子溝、 燕子溝進行了追索。這幾條溝谷大致平行，總體走向近EW—NEE，長度>10km。遙感影像上沿溝谷并沒有顯示出活動斷裂常見的線性地貌。詳細的野外調(diào)查顯示，這些溝谷內(nèi)以灰—深灰色灰?guī)r、 大理巖、 石英云母片巖及斜長花崗巖等剝蝕地貌為主，沒有顯示出斷裂陡坎、 線性溝槽、 地表變形等活動斷裂地貌(圖3d)； 雖然海螺溝和磨子溝在震中附近的一段在此次瀘定6.8級地震中的破壞較為嚴重，但沒有觀察到任何有關(guān)的同震構(gòu)造變形現(xiàn)象。這些觀察結(jié)果表明，此次地震中沒有NW向次級斷裂或NE向斷裂的同震地表變形。

2.2 震中以南

在瀘定6.8級地震震中以南，我們主要沿磨西斷裂的二臺子南—灣東村—猛虎崗—幸福村—愛國村—團結(jié)村—茨格達海子一段開展了調(diào)查。該段斷裂的線性影像清晰，沿斷裂發(fā)育清楚的斷層谷地。在灣東村、 幸福村和愛國村觀察到了同震地表破裂的跡象(圖 4)。

灣東村北，在NW走向的山坡前緣發(fā)育一條走向340°、 高2～3m的陡坎，長約50m(圖4a)。該陡坎形成的自由面平直，且與SEE走向的沖溝谷壁垂直，推測應(yīng)為斷裂在此次地震中破裂到地表所形成的。從該點向NW的延伸方向上出露一系列滑坡形成的三角面(圖4b)，滑坡面平直，其出露位置可連成一條NW走向的條帶，同樣推測為斷裂在本次地震中破裂到地表的位置。沿著該陡坎往SE方向的坡面上，與陡坎相連處發(fā)育一條走向NW、 長30m、 寬約20cm的地表裂縫(圖4c)。裂縫局部拱起，顯示為水平撕裂而成。該裂縫向SE延伸的位置為一個NW向的坡折平臺地貌，長約200m，橫跨該地貌的沖溝被左旋位錯約50m，溝口出露的剖面顯示為深灰色斷層破碎帶物質(zhì)(圖4d)。再向SE可見斷裂位置的坡體垮塌(圖4e)。繼續(xù)向SE延伸線上的灣東村內(nèi)發(fā)育一走向355°的地表裂縫，斜切水泥路面，長約10m(圖4f)。裂縫呈右階斜列，指示左旋特征。其延伸方向的北西側(cè)為滑坡覆蓋，南東側(cè)進入山坡，被植被覆蓋，無法觀察。從無人機拍攝的影像看，在這一系列同震變形沿線的位置皆發(fā)育沖溝溝谷的左旋偏轉(zhuǎn)和山體的左旋扭動(圖4g)。通過此段所呈現(xiàn)的一系列地表變形特征，基本可以確定為本次地震的同震地表破裂現(xiàn)象。

在猛虎崗，斷裂通過的埡口處沒有觀察到地表破裂的跡象。但從山頂埡口一帶的變形情況看，破裂有從埡口西側(cè)山坡切過的可能性(圖5a)。這一側(cè)在地震中形成多處滑坡，滑坡面平直形成三角面，并在延伸方向上與斷層溝谷向SE延伸處的多個滑坡相連(圖5b)。由此推測，與灣東村南、 北兩側(cè)溝谷中的情況相同，這些滑坡可能為斷裂破裂到地表時切割山體形成的。在幸福村，鄉(xiāng)村公路的水泥路面發(fā)育走向330°、 寬6.2m的變形帶(圖5c)。該變形帶主要表現(xiàn)為高約60cm的陡坎和寬達20cm的裂縫帶。裂縫南西一側(cè)的路面被抬高，水泥路面被左旋位錯30cm(圖5c)。該變形帶位于斷裂在地表通過的位置，斜切平坦的路面，兩側(cè)均不靠邊坡(圖5d)。向SE延伸為走向NW的坡面垮塌，向NW則隱入階地陡坡和茂密的植被中。在幸福村南可見寬近百米的斷層破碎帶，沿破碎帶滑坡、 垮塌嚴重，同樣疑似為沿斷裂的同震地表變形(圖5e)。

圖 4 灣東村一帶的同震地表變形Fig. 4 Co-seismic deformation along the Moxi Fault around Wandong village.a 灣東村北的NW向新鮮陡坎，鏡向SW； b 一系列滑坡形成的、 呈線性排列的三角面，鏡向NW； c 圖a陡坎東南側(cè)的坡面裂縫，鏡向SE； d 斷裂坡折、 沖溝左旋地貌，鏡向SW； e 斷裂沿線的同震滑坡與垮塌，鏡向W； f 灣東村內(nèi)路面右階斜列的裂縫，鏡向SE； g 斷裂沿線的沖溝與山體左旋位錯形成的閘門脊等地貌。紅色箭頭指示斷裂和地表裂縫，位置見圖2

圖 5 猛虎崗—幸福村一帶的地表同震變形Fig. 5 Co-seismic deformation along the Moxi Fault from the mountain pass of Menghugang to Xingfucun village.a 猛虎崗埡口同震滑坡與可能的地表破裂位置，鏡向W，黃色箭頭與紅色虛線指示可能的破裂位置； b 猛虎崗南—幸福村間的同震地表變形與斷裂地貌，鏡向SE； c 幸福村北公路邊的同震地表破裂與變形，鏡向SE，注意公路邊緣被左旋位錯約30cm； d 圖c所處位置的斷裂地貌，鏡向N； e 幸福村南斷裂破碎帶和同震滑坡地貌特征，鏡向SE； 箭頭指示斷裂，位置見圖2

在王崗坪鄉(xiāng)(原為田灣鄉(xiāng))愛國村北，斷裂通過位置的公路路面在地震中發(fā)生破裂變形。單條裂縫走向350°、 長1～2m，形成的地表裂縫帶整體走向320°～330°，總長21.5m(圖6a)。水泥路面北東一側(cè)抬高20cm，水平位移不明顯。公路南東側(cè)排水溝護壁也同時發(fā)生了彎曲變形，而延伸方向?qū)?yīng)的是山體滑坡。在該點公路北側(cè)，田灣河Ⅰ級階地上也同樣發(fā)育NW向地表裂縫，并與公路上的裂縫斜向排列(圖6b)。該裂縫帶由多條呈雁列形式展布的小裂縫構(gòu)成，總體走向NW(340°)，總長約70m。自該點沿斷裂向SE，潘家坪溝橋橋體兩端部附近各一處同時被左旋位錯各7cm，共計14cm(圖6c)。橋體斷錯處往兩側(cè)的延伸方向上均為山坡的同震滑坡和垮塌變形，呈NW走向分布。這一帶的滑坡、 垮塌分布也與斷裂帶一致，沿斷裂一線比較嚴重，離開這一線災(zāi)害情況則明顯變輕(圖6d)。

從愛國村繼續(xù)向SE沿磨西斷裂追索至雙坪、 團結(jié)村一帶，沿跨越斷裂的多條穿越路線的調(diào)查顯示，斷裂沿線發(fā)育清楚的NW向斷層谷地、 陡坎等構(gòu)造地貌(圖6e)，但絲毫沒有本次地震同震地表破裂的跡象。愛國村附近局部可見與路基邊坡走向密切相關(guān)的裂縫，為地震時震動引起的邊坡效應(yīng)所致； 向SE，隨著距震中漸遠，斷裂附近的房屋破壞也逐漸減輕，僅部分老房屋出現(xiàn)裂縫和溜瓦； 至團結(jié)村一帶，沿斷裂未見滑坡與崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。由此確定，本次瀘定6.8級地震沿磨西斷裂在石棉縣王崗坪鄉(xiāng)愛國村以南沒有發(fā)育同震地表破裂，愛國村北公路一帶的破裂點成為本次地震地表破裂的南東端點。

圖 6 愛國村一帶的地表同震變形與磨西斷裂沿線的地貌特征Fig. 6 Co-seismic deformation and geomorphic features along the Moxi Fault around Aiguo village.a 愛國村北公路邊的同震地表破裂與變形，鏡向SE； b 愛國村北河流階地上的同震地表裂縫與斷裂地貌，鏡向NW； c 潘家溝坪橋的同震左旋位移，鏡向N，注意此處橋體2處發(fā)生左旋位錯； d 圖a、 b和c所處位置的斷裂地貌，鏡向NW； e 愛國村附近斷裂通過位置的地貌，沒有地表破裂與變形，注意愛國村附近及以南無滑坡，而愛國村北斷裂沿線滑坡嚴重，鏡向NW。 箭頭指示斷裂位置，位置見圖2

由上述野外調(diào)查結(jié)果判斷，本次四川瀘定6.8級地震在磨西鎮(zhèn)二臺子以南—王崗坪鄉(xiāng)愛國村之間可能發(fā)育同震地表破裂，此長度為15.5km，同震地表位移為15～40cm。其中最可能破裂到地表的段落為二臺子南—猛虎崗之間，長10.5km。該段斷裂沿線滑坡嚴重，滑坡體甚至連成一片，且很多滑坡處于斷裂跡線附近，滑坡面平直。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查基本確定，2022年瀘定6.8級地震在震中以北、 石棉縣王崗坪鄉(xiāng)愛國村以南沿磨西斷裂沒有發(fā)育同震地表破裂。

3 瀘定6.8級地震的發(fā)震構(gòu)造、 活動特征及未來地震趨勢

3.1 瀘定6.8級地震的發(fā)震構(gòu)造分析

地震破裂過程的反演結(jié)果表明，此次地震的破裂持續(xù)時間為16～18s，主要能量集中在前10s內(nèi)釋放，以SE向單側(cè)破裂為主，主要破裂長度為20～25km(徐泰然等，2022)； 余震精定位結(jié)果表明，余震呈NNW向分布，早期余震集中在震中以南的磨西斷裂附近(4)https： ∥www.cea-igp.ac.cn/kydt/279423.html。。破裂過程反演結(jié)果和余震精定位分布特征顯示的破裂范圍均與我們調(diào)查的地表破裂段范圍一致。GNSS觀測數(shù)據(jù)獲得的同震形變場結(jié)果顯示(5)https： ∥www.ief.ac.cn/kydts/info/2022/69552.html。，鮮水河斷裂西側(cè)的GNSS測站具有SE向20mm的同震位移； 斷裂東側(cè)的測站具有NW向23mm的位移，運動性質(zhì)與我們觀察到的左旋走滑一致。三維及InSAR同震形變場模擬結(jié)果顯示(6)https： ∥www.cea-igp.ac.cn/kydt/279408.html。，此次地震引起的最大同震水平向位移達0.42m，垂直向位移為-0.21m，這與我們野外觀察到的地表位移吻合。除此之外，同震次生災(zāi)害分布顯示其與斷裂二臺子南—愛國村段具有相關(guān)性，該段斷裂沿線的滑坡異常嚴重(陳博等，2022)，在該段外(海螺溝以北、 愛國村以南)滑坡和破壞等災(zāi)害則很快減輕(圖3b，6e)，這從另一方面表明此次地震的斷裂活動主要發(fā)生在這一段斷裂上。

根據(jù)地震數(shù)據(jù)反演得到的震源機制解參數(shù)顯示(徐泰然等，2022)，瀘定6.8級地震的發(fā)震斷層為水平走滑性質(zhì)，破裂面走向NW，與鮮水河斷裂帶的運動性質(zhì)和走向一致。6.8級地震的震中位于磨西斷裂地表跡線附近或稍偏西。由此次地震的震源機制解獲得的斷裂面SW傾向和斷裂傾角74°～89°等參數(shù)推斷，此次地震的發(fā)震斷裂出露地表的位置與磨西斷裂相對應(yīng)。同時，橫跨余震分布條帶一定寬度范圍內(nèi)的野外現(xiàn)場調(diào)查顯示，無論從地表變形還是震害方面，在磨西斷裂以外均未發(fā)現(xiàn)與本次地震相關(guān)的跡象，可以排除存在NW向次級斷裂為發(fā)震構(gòu)造的可能性； 在震中以北沿磨西斷裂也未發(fā)現(xiàn)明顯的地表變形現(xiàn)象。而在震中以南16km范圍內(nèi)沿磨西斷裂的地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)了同震地表破裂的跡象。這些研究結(jié)果均表明，四川瀘定6.8級地震主要是磨西斷裂在震中以南的二臺子南—愛國村段的活動所致。由此確定，本次地震的主要發(fā)震構(gòu)造應(yīng)為鮮水河斷裂帶磨西段。

3.2 瀘定6.8級地震的破裂過程與斷裂活動

研究表明(Dasetal.，2003； Yukutakeetal.，2017； 房立華等，2018)，主震發(fā)生后短期內(nèi)余震的位置與主震斷層的破裂面和破裂過程密切相關(guān)，早期余震一般沿著主震的破裂面展布，余震帶長度相當于破裂長度。因此，余震分布能夠直觀地顯示強震發(fā)生的深部結(jié)構(gòu)及斷層的破裂范圍(張廣偉等，2013)。同時，與主震位置進行比較，能體現(xiàn)破裂的過程與方向(趙翠萍等，2008)。通常情況下，發(fā)震斷裂的走向和破裂長度與余震的分布方向及其范圍基本一致，近年來的幾次強震均顯示余震分布與主震破裂之間存在這種密切關(guān)系(Gülenetal.，2002； 陳九輝等，2009； 張廣偉等，2013； 房立華等，2018)。但另一方面，余震除主要沿發(fā)震斷裂的破裂段分布外，有時也會聚集在主震所觸發(fā)的其他段落或其他斷裂上(邵志剛等，2013； 房立華等，2018； Ozawaetal.，2021)。嚴格來講，余震序列是在時間和空間上由主震的直接余震和強余震的次級余震相互疊加組成的，余震區(qū)邊界會向一側(cè)或兩側(cè)擴展，最終的余震區(qū)通常比早期所勾畫的余震區(qū)更大(王碧泉等，1983)。也就是說，后期的余震可能是主震和強余震激活了相鄰斷層上的地震活動。因此，余震空間分布的整體特征體現(xiàn)了強震與區(qū)域斷裂帶構(gòu)造系統(tǒng)之間關(guān)系的復雜性(邵志剛等，2013)。

圖 7 瀘定6.8級地震余震分布的時-空變化特征Fig. 7 Spatio-temporal evolution of the aftershock distribution associated with the MS6.8 Luding earthquake.a 早期余震分布特征(2022年9月5日14：00以前)； b 2022年9月5日19：15前的余震分布特征。斷裂跡線展布據(jù)陳桂華等(2018)，綠色粗線條指示主震破裂范圍

本次瀘定地震的余震精定位顯示，余震沿磨西斷裂分布的條帶性比較明顯，但同時在空間上存在較大的非均勻性，主要表現(xiàn)為被較少余震的稀疏區(qū)所分隔的3個叢集區(qū)(圖 2)。分析發(fā)現(xiàn)，余震早期主要分布在震中以南，與破裂的方向一致，震中以北的余震叢集相對時間延遲且數(shù)量較少。通過余震分布的時空變化特征并結(jié)合野外調(diào)查和震源破裂過程的綜合分析，可以認識此次地震的發(fā)震構(gòu)造和活動過程。在空間上，早期余震(2022年9月5日14：00前)分布在主震震中的東南側(cè)(圖7a)。由此可以認為，此次地震的主震破裂是由主震震中的位置向SE的單側(cè)破裂。而地震破裂過程的反演結(jié)果也顯示，此次地震以SE向單側(cè)破裂為主，破裂持續(xù)時間為16～18s(徐泰然等，2022)。可以推測，這18s時間內(nèi)的破裂對應(yīng)了此次地震的主要斷裂運動。而之后的余震分布(2022年9月5日19：15前)顯示，在近EW—NEE向的海螺溝與燕子溝之間出現(xiàn)了一個NEE走向的余震條帶(圖7b)。我們初步判定，此NE向余震條帶可能對應(yīng)了此處的一條NE向斷裂。可能正是這條NE向斷裂在本次地震發(fā)動時阻止了發(fā)震斷裂向NW的擴展，成為一次單側(cè)破裂的事件。關(guān)于貢嘎山地區(qū)的構(gòu)造研究顯示，磨西附近存在一條NEE向的海螺溝斷裂，為右旋走滑性質(zhì)(范文紀，1982)，長約20km。該NE向斷裂可能阻礙了主震破裂最初的NW向擴展，而使其向SE傳播。因而在距震中相對較近的燕子溝鎮(zhèn)及其以北地區(qū)震害并不嚴重，而向S跨過這條NE向斷裂，震害急劇增強。與此同時或稍晚一些時間，在NE向斷裂北西側(cè)的南門關(guān)以北又出現(xiàn)了一條NW向的余震條帶，并最終形成了南門關(guān)—兩河口的NW向余震叢集區(qū)(圖2，7b)。這一余震帶可能是主震觸發(fā)的磨西斷裂在震中以北段落的活動所形成的，并最終奠定了余震分布的整體特征(圖 2)。以上分析表明，早期余震主要集中分布在主震破裂面附近，對應(yīng)了此次地震的主要斷裂運動； 而后期出現(xiàn)的NE向及其北西側(cè)的余震叢集區(qū)可能對應(yīng)了NE向斷裂和震中以北磨西斷裂的較小運動，為主震所觸發(fā)的其他段落和其他斷裂上的地震。

此外，從早期的余震分布特征看(圖7a)，此次瀘定6.8級地震中發(fā)生活動的斷裂應(yīng)為震中南側(cè)二臺子—新民鄉(xiāng)北的團結(jié)村一段。野外調(diào)查顯示，此次地震的主要運動發(fā)生于磨西斷裂在震中以南16km的段落上，其同震錯動的上端在該段出露地表。此段斷裂的北西端(震中北側(cè))被一可能的NE向斷裂所截切，利于能量在此聚集，而該段的南東端為幾條斷裂的交會部位，能量在此疏散。主震發(fā)生時，由于受到NE向斷裂的阻擋，破裂向SE傳播。而之后受主震活動的觸發(fā)，最終在北西段發(fā)生了小幅運動，其范圍一直延伸到磨西斷裂北西端部兩河口以北的階區(qū)附近。而活斷層填圖資料顯示，磨西斷裂南東端團結(jié)村以南的段落在晚第四紀已不活動(陳桂華等，2018)。從兩河口到團結(jié)村，正好是磨西斷裂活動段的展布區(qū)域。因此，此次瀘定地震最終導致磨西斷裂全段參與了活動。

3.3 未來地震危險性分析

本次瀘定6.8級地震從某種程度上來說是一次“意料之中”的地震，原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1)震中位置所處的川滇地塊邊界是構(gòu)造活動強烈的地區(qū)(圖 8)，而近年來發(fā)生的汶川地震、 蘆山地震、 漾濞地震等強烈地震加快了川滇和巴顏喀拉等地塊邊界地區(qū)的應(yīng)力加載(Todaetal.，2008； Guoetal.，2018； 徐晶等，2019)。 2)本次地震發(fā)生活動的鮮水河斷裂帶東南段是該斷裂帶上已知的歷史地震離逝時間最長的斷裂段之一(Wenetal.，2008； Baietal.，2021； Qiaoetal.，2021)，且本次地震的發(fā)震段落還有可能是一條地震破裂空段。 3)利用該段滑動速率和離逝時間獲得的累積虧損已達2.3～3.2m(Baietal.，2021)。因此，地震之前的一些研究結(jié)果就將鮮水河斷裂東南段劃為MW7.0 ～7.37的強震危險段落(Baietal.，2021； Qiaoetal.，2021)。野外初步調(diào)查顯示，磨西以南缺少歷史地震地表破裂的證據(jù)，1786年M7地震的地表破裂很可能終止于磨西以北。因此，此次瀘定地震的發(fā)震部位可能為1786年地震之后的地震空段，這一認識需要進一步考察驗證。但瀘定地震中磨西斷裂的全段活動可能表明，1786年地震后該段所積累能量的一部分或全部已經(jīng)釋放，磨西斷裂的地震危險性已大大降低。

圖 8 青藏高原東南緣的主要活動斷裂與強震分布Fig. 8 Major active faults and strong earthquakes(M≥5.0)on the eastern margin of Tibetan plateau.圖中淺藍色線條為磨西斷裂，綠色線條為色拉哈斷裂，深藍色線條為安寧河斷裂北段； 藍色、 綠色、 黃色、 橙色圓圈分別為2008年汶川M8.0、 2013年蘆山M7.0、 2014年康定M6.3、 2021年漾濞M6.3地震的震中。ZDTF 折多塘斷裂； SLHF 色拉哈 斷裂； YLHF 雅拉河斷裂

認識地震的同震變形和破裂段，對于評估鄰近斷裂未來地震的潛在危險性同樣非常重要(Harris，1998)。通過確定本次瀘定地震的發(fā)震斷裂，可對其鄰近斷裂未來的地震潛在危險性進行評估。磨西斷裂北側(cè)為鮮水河斷裂的惠遠寺—康定段，由雅拉河斷裂、 色拉哈斷裂和折多塘斷裂等3條近平行的分支斷裂組成(李天袑等，1997； 聞學澤，2000)(圖 8)。其中，西支的折多塘斷裂于1955年發(fā)生過7.5級地震，地震危險性相對較低。而活動性最強、 最受關(guān)注的是位于中間的色拉哈斷裂，前期地質(zhì)研究和近期利用InSAR數(shù)據(jù)獲得的該段斷裂的強震復發(fā)間隔為184～260a(Allenetal.，1991； Qiaoetal.，2021)。該段斷裂上一次發(fā)生的較大地震是1725年的7級地震(Allenetal.，1991； 李天袑等，1997； Wenetal.，2008)，距今已過去298a，大大超過其一次大地震的能量累積時間，因此該段也被認為是一個地震空段(Allenetal.，1991； Wenetal.，2008； Jiangetal.，2015； Lietal.，2021)。雖然2014年在色拉哈斷裂北部發(fā)生了一次6.3級地震(Jiangetal.，2015； 易桂喜等，2015)，但其所釋放的能量遠遠低于一條7級強震斷裂段于一個復發(fā)間隔期所積累的能量。因此，該段近期發(fā)生7級以上強震的風險性極大。最新研究確認(梁明劍等，2020)，東支的雅拉河斷裂具有全新世活動性和發(fā)生強震的能力。同時，在該斷裂北段發(fā)現(xiàn)了保存較好的地震地表破裂帶，推測為公元1700年的7級左右地震所致。若果真如此，雅拉河斷裂也已有300多年的地震離逝時間，該段的地震風險不容忽視。其南側(cè)的安寧河斷裂帶同樣是川滇塊體的一條重要的邊界活動斷裂帶(圖 8)，晚第四紀以來構(gòu)造變形強烈。近年來的古地震研究揭示安寧河斷裂北段的大地震平均復發(fā)間隔為500～700a(聞學澤，2000； 冉勇康等，2008)，南段的平均復發(fā)間隔為600～800a(Wangetal.，2014，2017)。斷裂南段曾于1536年發(fā)生過1次7.5級地震(聞學澤等，2008)，之后1952年在冕寧以南發(fā)生了1次6.5級地震。而相對于南段，安寧河斷裂北段處于明顯的“缺震”狀態(tài)，成為強震活動的空段。磨西地震的發(fā)生，會大大增加其相鄰斷裂段的地震危險性。因此，上述的色拉哈斷裂、 安寧河斷裂北段這2條斷裂成為當前川滇塊體東邊界地區(qū)最具大地震復發(fā)危險的地段。

4 結(jié)論

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，結(jié)合他人獲得的地震反演和形變觀測資料等綜合判定，鮮水河斷裂東南段的磨西斷裂為四川瀘定6.8級地震的發(fā)震構(gòu)造，此斷裂帶在震中以南長約16km范圍的破裂是本次6.8級主震發(fā)生的主要原因。野外觀察結(jié)果結(jié)合余震分布特征分析表明，在本次瀘定6.8級地震中，沿震中以南的磨西斷裂發(fā)生了左旋走滑運動，導致主震的發(fā)生； 而其后受主震觸發(fā)，震中以北也發(fā)生了相應(yīng)的小幅運動。由此推斷，此次瀘定地震是一次磨西斷裂局部發(fā)動、 其后全段參與的事件。

致謝中國地震局地質(zhì)研究所對本次地震應(yīng)急科學考察進行了精心組織和協(xié)調(diào)，并提供了各方面的支持與保障； 所有科考人員在艱苦和危險的環(huán)境下團結(jié)協(xié)作，這些都是此次地震應(yīng)急科學考察得以順利完成的有力保障。審稿專家的建設(shè)性意見對提高文章質(zhì)量大有幫助。在此一并表示感謝！