西藏阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂斷錯(cuò)地貌及最近強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代的初步研究

徐 偉 劉志成 王 繼 高戰(zhàn)武 尹金輝

1)中國地震局地質(zhì)研究所，地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

2)中國地震災(zāi)害防御中心，北京 100029

0 引言

喀喇昆侖斷裂位于青藏高原西部，走向NW，穿越克什米爾及中國新疆、西藏等地區(qū)，是亞洲大陸中部一條大型的具有正斷性質(zhì)的右旋走滑斷裂，全長超過1000km(付碧宏等，2009；Chevalier，2019)?？鰯嗔炎鳛榉指钋嗖馗咴c帕米爾高原—喀喇昆侖山脈的邊界斷裂(Robinson，2009)，起著調(diào)節(jié)印度板塊與歐亞板塊碰撞變形的作用，在青藏高原西部的演化過程中扮演著重要角色(付碧宏等，2009)，長期以來都是研究熱點(diǎn)。諸多學(xué)者從不同角度對(duì)喀喇昆侖斷裂開展了研究，已取得大量研究成果?？傮w來看，已有的研究多集中在斷裂的形成時(shí)代(Phillipsetal.，2004；李海兵等，2007；Vallietal.，2008；Boutonnetetal.，2012)、變形特征及構(gòu)造演化(Zhouetal.，2001；李海兵等，2006；McCarthyetal.，2010)、晚第四紀(jì)活動(dòng)特征(Robinsonetal.，2015；Chevalieretal.，2016；雷東寧等，2018；Chevalier，2019；趙一霖等，2019)等方面。這些研究成果從不同角度揭示了喀喇昆侖斷裂的神秘面紗，逐步提升人們對(duì)斷裂變形行為、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的認(rèn)知，對(duì)于更好地分析印度板塊與歐亞板塊碰撞引起的內(nèi)陸變形、揭示中亞地區(qū)構(gòu)造演化具有重要意義?？鰯嗔咽且粭l大型活動(dòng)斷裂，自有記載以來，僅其北端塔什庫爾干于1895年發(fā)生的7級(jí)地震曾被記錄下來，其余沿線尚未有7級(jí)以上強(qiáng)震的記載(顧功敘，1983；中國地震局震害防御司，1999)。同時(shí)，亦未對(duì)其開展過古地震研究，尚不了解其最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代、地震復(fù)發(fā)間隔等參數(shù)，極大地限制了地震危險(xiǎn)性評(píng)估的準(zhǔn)確性。在西藏阿里地區(qū)，斷裂沿線狹長的谷地為重要的經(jīng)濟(jì)交通走廊，為新藏公路的必經(jīng)之地，并分布多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、重要國防及電力設(shè)施，有必要對(duì)斷裂的結(jié)構(gòu)特征、最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代、復(fù)發(fā)間隔等活動(dòng)性參數(shù)開展研究。鑒于此，筆者對(duì)西藏阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂開展了幾何結(jié)構(gòu)、斷錯(cuò)地貌調(diào)查，在扎西崗鄉(xiāng)、門士鄉(xiāng)、巴嘎鄉(xiāng)等地對(duì)斷錯(cuò)地貌面及斷塞塘進(jìn)行了光釋光年代樣品采集測(cè)試，對(duì)斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代進(jìn)行了初步探討。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

距今50～60Ma以來，印度板塊與歐亞板塊發(fā)生碰撞，造就了世界上面積最大、活動(dòng)最頻繁、平均海拔最高的青藏高原(許志琴等，2006)?？臻g上展布規(guī)模達(dá)數(shù)百千米甚至上千千米的大型走滑斷裂是青藏高原活動(dòng)構(gòu)造最為顯著的特征之一(付碧宏等，2009)(圖1)。阿爾金斷裂、東昆侖斷裂、鮮水河-小江斷裂、班公湖-怒江斷裂、喀喇昆侖斷裂等一系列大型走滑斷裂構(gòu)成了青藏高原北部和內(nèi)部塊體的地質(zhì)邊界，這些大型走滑斷裂對(duì)調(diào)節(jié)印度板塊和歐亞板塊碰撞后產(chǎn)生的陸內(nèi)構(gòu)造變形起著非常重要的作用(付碧宏等，2009)。

圖1 喀喇昆侖斷裂區(qū)域的構(gòu)造格局(改自Cowgill，2010)Fig.1 Regional tectonic framework of Karakorum Fault(modified from Cowgill，2010).MPT 主帕米爾逆沖斷裂；DF 達(dá)瓦孜斷裂；TF 塔尼瑪斯斷裂；KES 公格爾拉張正斷裂系；PF 帕薩特?cái)嗔?；MKT 主喀喇昆侖逆沖斷裂；KKF 喀喇昆侖斷裂；KYTS 喀什-葉城轉(zhuǎn)換斷裂；KXF 康西瓦斷裂；ATF 阿爾金斷裂；LGF 龍木錯(cuò)-郭扎錯(cuò)斷裂；AKMS 阿尼瑪卿-昆侖-慕士塔格縫合帶；LSS 龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶；BG-NJS 班公湖-怒江縫合帶；IYS 印度-雅魯藏布江縫合帶；STDS 藏南拆離系；MMT 喜馬拉雅主地幔逆沖斷裂；MCT 喜馬拉雅主中央逆沖斷裂；MBT 喜馬拉雅主邊界逆沖斷裂；MFT 喜馬拉雅主前緣逆沖斷裂

喀喇昆侖斷裂的產(chǎn)生可能是由東南向西北擴(kuò)展的過程，與印度板塊與歐亞板塊持續(xù)的斜向碰撞擠壓有關(guān)(李海兵等，2007)，其最早活動(dòng)時(shí)間可能始于中新世中期(李海兵等，2007；Robinson，2009；Boutonnetetal.，2012)或晚期(Matteetal.，1996；陳杰等，2011)，斷裂長期以來的活動(dòng)使得帕米爾高原自南向北運(yùn)動(dòng)了近300km，并形成了厚約70km的陸殼(陳杰等，2011)?？鰯嗔丫哂袕?fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)演化過程。Robinson(2009)認(rèn)為在中新世早期至中期，喀喇昆侖斷裂作為連接帕米爾中部和青藏高原西部逆沖斷裂帶的轉(zhuǎn)換構(gòu)造開始活動(dòng)；中新世晚期，斷裂向S延伸，切割中新世活動(dòng)的岡底斯逆沖斷裂，由連接逆沖斷裂帶的轉(zhuǎn)換構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)喜馬拉雅逆沖斷裂帶的向外伸展；上新世晚期，阿爾金斷裂帶向SW延伸，導(dǎo)致龍木錯(cuò)-郭扎錯(cuò)斷裂左旋走滑與喀喇昆侖斷裂發(fā)生碰撞，致使后者北部的活動(dòng)終止，而南部繼續(xù)活動(dòng)并向S擴(kuò)展。此時(shí)，喀喇昆侖斷裂的主要作用變?yōu)檎{(diào)節(jié)喜馬拉雅逆沖斷裂的向外伸展及斜向彎曲。

第四紀(jì)以來，喀喇昆侖斷裂的活動(dòng)仍很強(qiáng)烈，在班公湖—岡底斯山一帶，斷裂沿線多見沖溝、階地、洪積扇、冰磧地貌面被錯(cuò)斷，斷塞塘、斷層三角面顯著，顯示出大型活動(dòng)斷裂的特征。自發(fā)生右旋活動(dòng)以來，喀喇昆侖斷裂的總位錯(cuò)至少為250km(Lacassinetal.，2004；Vallietal.，2008)或300km(Rollandetal.，2009)，長期滑動(dòng)速率為3.5(Brownetal.，2002；Wrightetal.，2004)～10mm/a(Chevalier，2005；Chevalieretal.，2011)。

2 斷錯(cuò)地貌特征

喀喇昆侖斷裂北起帕米爾高原，向S經(jīng)喀喇昆侖山、班公湖至岡底斯山一帶，全長>1000km(圖1)。斷裂在班公湖北與龍木錯(cuò)-郭扎錯(cuò)斷裂斜交，分為南、北2段。

斷裂北段沿喀喇昆侖高山峽谷展布，海拔較高，冰川發(fā)育，許多部位的斷裂跡線被覆蓋，很難開展衛(wèi)星影像解譯及野外調(diào)查(Chevalier，2019)，獲取的斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)證據(jù)很少。已有研究普遍認(rèn)為該段晚第四紀(jì)活動(dòng)較弱或不活動(dòng)。Brown等(2002)對(duì)該段開展了2次調(diào)查，均未見晚第四紀(jì)活動(dòng)的跡象，僅在努布拉山谷南端發(fā)現(xiàn)了一處沖積扇上發(fā)育的高約2m的陡坎，但通過與鄰近陡坎及拉張裂縫的對(duì)比認(rèn)為，該陡坎并非由喀喇昆侖斷裂活動(dòng)而形成。Robinson(2009)通過遙感解譯認(rèn)為北段未右旋錯(cuò)斷晚第四紀(jì)地貌標(biāo)志線及地質(zhì)體，在塔什庫爾干盆地南部發(fā)現(xiàn)的覆蓋于斷裂跡線之上的第四紀(jì)沉積物未見構(gòu)造變形，由此得出北段晚第四紀(jì)已不活動(dòng)的觀點(diǎn)，并認(rèn)為北段活動(dòng)的停止可能與龍木錯(cuò)-郭扎錯(cuò)左旋走滑斷裂的活動(dòng)有關(guān)。斷裂兩側(cè)GPS站點(diǎn)的應(yīng)變速率在誤差范圍內(nèi)一致，也說明現(xiàn)今北段已基本不活動(dòng)(陳杰等，2016)。對(duì)于喀喇昆侖斷裂北段的延伸，有學(xué)者認(rèn)為并未傳遞到北部的公格爾山拉張正斷裂系及主帕米爾逆沖斷裂(Burtmanetal.，1993；Robinsonetal.，2007)，亦有學(xué)者認(rèn)為北段在第四紀(jì)仍有活動(dòng)，且向N與公格爾拉張正斷裂相連，成為一個(gè)斷裂體系(Chevalieretal.，2015；趙一霖等，2019)。

南段斷裂結(jié)構(gòu)清晰，斷錯(cuò)地貌顯著，沿線水系、階地、沖洪積扇、冰磧扇等地貌面被錯(cuò)斷，顯示出較強(qiáng)的晚第四紀(jì)活動(dòng)特征，研究程度較高(Brownetal.，2002；Lacassinetal.，2004；Phillipsetal.，2004；李海兵等，2006，2007；Murphyetal.，2006，Vallietal.，2007；Chevalieretal.，2012，2016；雷東寧等，2018；Chevalier，2019)。依據(jù)斷裂不同部位的性質(zhì)、幾何展布及斷錯(cuò)地貌特征，南段大致以扎西崗鄉(xiāng)、索多村為界分為班公湖—扎西崗鄉(xiāng)段、扎西崗鄉(xiāng)—索多村段及索多村以東段3段(圖2)。阿里地區(qū)包括班公湖—扎西崗鄉(xiāng)段中扎西崗鄉(xiāng)以西—邊境的段落及扎西崗鄉(xiāng)以東全部2段。下文將重點(diǎn)對(duì)阿里地區(qū)斷裂的斷錯(cuò)地貌及晚第四紀(jì)活動(dòng)特征進(jìn)行論述。

圖2 阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂的展布特征Fig.2 Distribution characteristics of Karakorum Fault in Ngari Prefecture.

2.1 扎西崗鄉(xiāng)以西段

扎西崗鄉(xiāng)以西段斷裂走向SE(140°)，呈近筆直的線性展布，全長約63km(圖2a)。斷裂沿線為3～5km寬的槽谷地形，森格藏布(也稱獅泉河)自扎西崗鄉(xiāng)向W沿谷地穿行，斷裂主要展布于河谷南側(cè)。斷裂沿線多處因地勢(shì)低洼積水，植被相對(duì)密集，在衛(wèi)星影像上表現(xiàn)為斷續(xù)展布、色調(diào)突出的線性植被帶(圖3a)。

斷裂晚第四紀(jì)以右旋走滑為主，兼具一定的垂直運(yùn)動(dòng)。河流階地、沖洪積扇、水系位錯(cuò)由幾十米至數(shù)百米不等，如在扎西崗鄉(xiāng)西，T2階地被右旋位錯(cuò)37m，更老的地貌面水系被位錯(cuò)160m或230m(圖3b)；在扎西崗鄉(xiāng)一帶，垂直位錯(cuò)亦很顯著，在冰磧臺(tái)地前緣可見N傾、高大的地形陡坎(圖3c)。不同時(shí)期的地貌面位錯(cuò)量各異，顯示出斷裂晚第四紀(jì)多期活動(dòng)的特征。

圖3 扎西崗鄉(xiāng)以西段的衛(wèi)星影像及典型部位斷錯(cuò)地貌Fig.3 Satellite image and typical faulted landforms of the west Zhaxigang town section.a 扎西崗鄉(xiāng)西斷裂的衛(wèi)星影像；b 扎西崗鄉(xiāng)西階地及水系右旋位錯(cuò)的衛(wèi)星影像；c 扎西崗鄉(xiāng)一帶的斷層陡坎照片；d 扎西崗鄉(xiāng)南近SN向斷裂的衛(wèi)星影像；e 近SN向斷裂的斷層陡坎照片

沿走向斷裂跡線可一直追溯至森格藏布西岸，繼續(xù)向SE，地表未見明顯跡線，斷裂可能終止于森格藏布西岸，也可能繼續(xù)向SE延伸，但由于現(xiàn)今活動(dòng)較弱，隱伏于地表之下。在扎西崗鄉(xiāng)一帶，除SE向線性展布的斷裂外，在南側(cè)還發(fā)育了一系列與之斜交的SN向近平行的斷裂(圖3d)，自扎西崗鄉(xiāng)向S一直延伸至阿依拉日居山山前，斷裂在地表表現(xiàn)為階梯狀陡坎(圖3e)，正斷活動(dòng)顯著，與扎西崗鄉(xiāng)以西近線性的走滑特征有顯著差別。近SN向斷裂延伸至阿依拉日居山后轉(zhuǎn)為SE向沿山前繼續(xù)延伸。

2.2 扎西崗鄉(xiāng)—索多村段

扎西崗鄉(xiāng)—索多村段的主斷裂位于阿依拉日居山北緣，總體呈SE走向，平均走向?yàn)?47°，全長約140km(圖2a)。該段與扎西崗鄉(xiāng)以西段相比，斷裂垂向運(yùn)動(dòng)更為顯著，因正斷拉張，在阿依拉日居山與岡底斯山之間形成了平坦開闊的噶爾盆地。在盆地北緣與岡底斯山之間還可能存在與南側(cè)相對(duì)的斷裂(Chevalieretal.，2016)，但晚第四紀(jì)以來活動(dòng)較弱或不活動(dòng)，未見活動(dòng)跡象。

由于正斷拉張作用，在盆地南側(cè)斷裂的多數(shù)部位可見規(guī)模不等、產(chǎn)狀各異的次級(jí)斷裂(圖4a，b)，有N傾、向盆地方向呈階梯狀展布的斷裂，也有S傾、與主斷裂傾向相對(duì)的反向斷裂，空間上表現(xiàn)為寬窄不一的“斷裂帶”。

圖4 扎西崗鄉(xiāng)—索多村段典型部位的斷裂展布、斷層三角面及斷層陡坎照片F(xiàn)ig.4 Typical fault distribution，fault facets and fault scarps of Zhaxigang town to Suoduo village section.a 次隆村一帶斷裂展布的衛(wèi)星影像；b 定列塘咔村一帶斷裂展布的衛(wèi)星影像；c 次隆村附近斷層三角面的照片；d 新嘎仲措村南階地位錯(cuò)陡坎的照片

斷裂晚第四紀(jì)以來活動(dòng)強(qiáng)烈，沿線斷層三角面、斷層陡坎現(xiàn)象顯著。如在中部的次隆村一帶，斷層三角面形態(tài)完整，傾角為34°，頂?shù)赘卟钸_(dá)350m(圖4c)；在新嘎仲措村南，于沖溝西側(cè)可見不同時(shí)期的地貌面斷錯(cuò)形成的陡坎，將T1、T2和T3階地分別位錯(cuò)約20m、60m及130m(圖4d)；在魯瑪村南，陡坎的累積垂直位錯(cuò)為10～200m，洪積扇上的古水系被右旋位錯(cuò)12m、22m及60～70m不等(Chevalieretal.，2016)。

索多村位于噶爾盆地最南端，繼續(xù)向S，盆山構(gòu)造特征很不清晰，斷裂大致沿基巖山地與山前冰磧、沖洪積臺(tái)地之間展布，但由于斷裂垂直運(yùn)動(dòng)不顯著，且受水流沖蝕、風(fēng)化剝蝕等影響，斷裂跡線從衛(wèi)星影像上很難識(shí)別，直至查加村一帶才清晰可見。斷裂以右旋走滑為主，空間上表現(xiàn)為多條近平行的斷裂，與索多村以西的正斷層有顯著差別。

圖5 索多村以東段典型部位的斷裂展布及斷錯(cuò)地貌Fig.5 Typical fault distribution satellite image and faulted landforms of the east Suoduo village section.a 門士鄉(xiāng)東亞爾欽曲一帶斷裂展布的衛(wèi)星影像；b 亞爾欽曲兩側(cè)f2斷裂的跡線；c 亞爾欽曲東f3斷裂的跡線；d 亞爾欽曲東側(cè)f2斷裂水系右旋位錯(cuò)的照片；e 亞爾欽曲東側(cè)f2斷裂斷層陡坎的照片

2.3 索多村以東段

索多村以東段的斷裂主體位于岡底斯山南麓，經(jīng)門士鄉(xiāng)、巴嘎鄉(xiāng)、霍爾鄉(xiāng)至公珠錯(cuò)，總體呈SEE走向，平均走向?yàn)?17°，全長約200km(圖2b)。除山前斷裂外，在南側(cè)沖洪積扇、冰磧扇上還發(fā)育多條近平行的斷裂，以門士鄉(xiāng)—巴嘎鄉(xiāng)一帶最為顯著，空間上表現(xiàn)為寬5～10km的“斷裂帶”，最寬處的亞爾欽曲自北向南可見5條斷裂(f1—f5)(圖5a)，南北寬達(dá)13km，在衛(wèi)星影像上斷裂跡線清晰可見(圖5b，c)。斷裂自公珠錯(cuò)向E可能沿雅魯藏布江縫合帶繼續(xù)延伸(Peltzeretal.，1988；王世鋒等，2016)。在霍爾鄉(xiāng)，除近EW向展布的斷裂外，還發(fā)育近SN走向的分支斷裂，自霍爾鄉(xiāng)向S穿越瑪旁雍錯(cuò)東岸與藏南拆離系相連，并繼續(xù)延伸至喜馬拉雅山脈(Murphyetal.，2002，2006；Lacassinetal.，2004；Chevalieretal.，2012)。

斷裂右旋錯(cuò)斷了沿線的河流階地、沖洪積扇、冰磧扇等地貌面，同時(shí)也顯示出一定的垂直分量，地表可見傾向S或N的陡坎。斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)頻繁，不同時(shí)期形成的地貌面位錯(cuò)量差異顯著。通常年輕的階地被右旋位錯(cuò)數(shù)米至幾十米不等，如在亞爾欽曲東側(cè)，階地面上的一處水系被右旋位錯(cuò)8.5m(圖5d)，垂直位錯(cuò)為0.88m(圖5e)；在拉子塘村東北，階地位錯(cuò)(7±1)m、(18±2)m或(80±20)m不等(Chevalieretal.，2012)；山前大型水系及老的冰磧地貌面的位錯(cuò)高達(dá)數(shù)百米，如在岡底斯山前可見(250±50)m、(270±30)m和(340±40)m的水系位錯(cuò)，門士鄉(xiāng)北的T1及T3期冰磧扇分別被位錯(cuò)(118±18)m和(430±30)m(Chevalieretal.，2012)。

3 最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代

斷裂活動(dòng)錯(cuò)斷沿線不同時(shí)期的地貌面，從而形成不同的斷錯(cuò)地貌。對(duì)斷裂錯(cuò)斷的最年輕地貌面進(jìn)行年代測(cè)定，可限定斷裂最近強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代的上限。

此外，斷裂活動(dòng)還會(huì)在沿線形成斷塞塘。地震發(fā)生后，新形成的斷層崖因重力失穩(wěn)發(fā)生垮塌，加上水流坡度突然加大，致使大量礫石快速涌入塘中，短時(shí)間內(nèi)在斷塞塘中形成一套粗的堆積，隨后斷裂進(jìn)入相對(duì)平靜期，隨著陡坎的穩(wěn)定、塘內(nèi)堆積物的加厚和地形變緩，斷塞塘內(nèi)將逐漸堆積細(xì)顆粒物質(zhì)，這樣就形成了下粗上細(xì)的沉積韻律(李傳友等，2010)。一個(gè)沉積韻律代表斷裂的一次活動(dòng)和一個(gè)平靜期，最上部的沉積韻律則形成于斷裂最近一次強(qiáng)震活動(dòng)中。

沉積韻律底部為地震發(fā)生后快速堆積的粗礫物質(zhì)，難以有效測(cè)定其形成時(shí)代，但上覆的細(xì)粒堆積可通過光釋光測(cè)年法測(cè)定其年代，其底部的光釋光年齡則接近強(qiáng)震活動(dòng)的年代。對(duì)斷塞塘進(jìn)行開挖，對(duì)粗礫上覆的細(xì)粒底部進(jìn)行光釋光樣品采集測(cè)試，可獲得斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代的下限。

在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，斷裂于其沿線錯(cuò)斷了除漫灘、現(xiàn)代洪積扇以外所有的地貌單元，并發(fā)育多處斷塞塘，其在地表的輪廓形似池塘，為負(fù)地形。對(duì)扎西崗鄉(xiāng)西、門士鄉(xiāng)及巴嘎鄉(xiāng)東的斷錯(cuò)地貌面及斷塞塘進(jìn)行了光釋光采樣測(cè)年，并初步探討了斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代。

圖6 扎西崗鄉(xiāng)西斷塞塘采樣位置(a、b)及采樣剖面圖(c、d)Fig.6 Sampling locations(a，b)and profiles(c，d)in sag pond west of Zhaxigang town.

3.1 研究地點(diǎn)

3.1.1 扎西崗鄉(xiāng)西

扎西崗鄉(xiāng)西的斷裂跡線清晰，沿線發(fā)育多處斷塞塘。在距扎西崗鄉(xiāng)西北約10km處，斷裂錯(cuò)斷一洪積扇，并形成2個(gè)相鄰的斷塞塘(圖6a 黃框處)。塘內(nèi)地勢(shì)低洼，受積水作用影響，植被密集，與兩側(cè)光禿的洪積扇面形成鮮明對(duì)比?？课饕?guī)模略小的斷塞塘大致呈三角形，面積約為3400m2，地勢(shì)較兩側(cè)低0.8～1m，不含積水，可采樣(圖6b)。為此，選擇在塘內(nèi)S1、S22處開挖，直至見底部粗礫，以揭露全部細(xì)粒剖面。S1處揭示剖面(圖6c)為：層①，礫石層，礫徑為3～4cm；層②，含砂質(zhì)黏土，偶夾細(xì)礫，植物根系發(fā)育。S2處揭示剖面(圖6d)為：層①，礫石層，礫徑為3～4cm；層②，亞砂土、亞黏土，富含植物根系。S1、S22處的層①粗礫為斷裂活動(dòng)后快速堆積所致，其上覆層②底部的光釋光年代接近斷裂最近強(qiáng)震活動(dòng)的時(shí)代。為此，在S1、S22處的層②底部分別采集光釋光樣KKF-3及KKF-4，其測(cè)年結(jié)果分別為(2.82±0.27)kaBP及(1.86±0.15)kaBP。

3.1.2 門士鄉(xiāng)東

門士鄉(xiāng)東亞爾欽曲兩側(cè)的地貌面被多條近平行的斷裂切割(圖5a)。其中，斷裂f2的規(guī)模最大，斷錯(cuò)地貌最為顯著。斷裂右旋錯(cuò)斷了河流兩側(cè)除漫灘以外的所有地貌體，同時(shí)還表現(xiàn)出一定的垂直分量，沿線可見S傾的斷層陡坎及小型斷塞塘。為此，在亞爾欽曲東側(cè)進(jìn)行了斷錯(cuò)地貌的高精度測(cè)量及光釋光年代樣品采集。

基于無人機(jī)航拍處理的數(shù)字高程模型(DEM)，可將亞爾欽曲東側(cè)的地貌面分為T0(漫灘)、T1、T2和T34級(jí)(圖7a)。除T0外，其余地貌面均被錯(cuò)斷，經(jīng)測(cè)定，T1、T2級(jí)地貌面的垂直位錯(cuò)分別為(0.8±0.1)m及(0.9±0.2)m(圖7b)；水系的右旋位錯(cuò)分別為(8.4±0.3)m及(8.5±0.3)m(圖7c)。T1級(jí)地貌面的垂直位錯(cuò)及水系的右旋位錯(cuò)幾乎與T2級(jí)地貌面相同，可見兩者經(jīng)歷過共同的地震事件，且事件發(fā)生在T1級(jí)地貌面形成以后。

圖7 亞爾欽曲東側(cè)斷裂沿線的DEM影像(a)、典型部位的高程測(cè)線(b)及地貌面解譯(c)Fig.7 DEM image(a)，typical topographic elevation lines(b)，river offset and geomorphic surface interpretation(c)along the fault east of Yaerqin River.

斷層陡坎沿線發(fā)育小型斷塞塘，記錄了斷裂活動(dòng)以來的沉積韻律。其中，P1、P22處較為典型，選擇在S3、S4處進(jìn)行開挖(圖8a，b)。S3處揭示的剖面(圖8c)為：層①，礫石層，礫徑為3～5cm；層②，含砂質(zhì)亞砂土，頂部富含植物根系。S4處揭示剖面(圖8d)為：層①，礫石層，礫徑為2～4cm；層②，含礫細(xì)砂層，礫石礫徑多為數(shù)毫米，見水平韻律；層③，含砂質(zhì)亞砂土，植物根系發(fā)育。S3、S42處的層①均為粗礫，為斷裂活動(dòng)后快速堆積所致，分別在層②底部采集光釋光樣品KKF-6及KKF-12以限定事件年代的下限，測(cè)年結(jié)果分別為(3.27±0.34)kaBP及(2.74±0.26)kaBP。另外，考慮到T1級(jí)地貌面為斷裂錯(cuò)斷的最年輕地貌面，斷裂活動(dòng)發(fā)生在該級(jí)地貌面形成之后，若確定T1級(jí)地貌面的年代，則可限定事件年代的上限。陡坎北側(cè)的S5處(圖7c)地貌面平坦，地表不含礫石，可進(jìn)行開挖采樣，在地貌面礫石上覆的亞砂土底部采集光釋光樣品KKF-11以限定地貌面年代，測(cè)年結(jié)果為(4.67±0.49)kaBP。

圖8 斷塞塘P1、P2內(nèi)S3、S4的位置及采樣剖面Fig.8 Sampling location S3 and S4 in sag pond P1 and P2，and corresponding sampling profiles.

3.1.3 巴嘎鄉(xiāng)東

巴嘎鄉(xiāng)東昂旺村—布木卻桑村一帶，在山前洪積扇距岡底斯山南麓1.5～1.7km處的衛(wèi)星影像中，斷裂跡線清晰可見，以昂旺村南最為顯著。無人機(jī)航拍照片顯示，昂旺村南斷塞塘斷續(xù)分布。塘內(nèi)只稀疏生長貼地的小草，相比兩側(cè)地表密布的斑點(diǎn)狀低矮植被顯得較為“干凈”，很好辨認(rèn)，如圖9a 中的斷塞塘P3、P4和P5。

基于無人機(jī)航拍照片處理的DEM(圖9b)實(shí)測(cè)斷層陡坎傾向N，垂直位錯(cuò)為(3.48±0.3)m(圖9c)。斷裂未錯(cuò)斷沿線河床兩側(cè)的漫灘堆積，自昂旺村向W追蹤，在昂旺村—巴嘎鄉(xiāng)山前發(fā)育的現(xiàn)代洪積扇上亦未見斷裂跡線?？梢?，昂旺村南的地表位錯(cuò)為最近一次或最近幾次強(qiáng)震共同活動(dòng)所致，沿線的斷塞塘記錄了最近強(qiáng)震活動(dòng)形成的沉積韻律。

我們選擇在斷塞塘P4中部的S6處(圖9a)進(jìn)行開挖，揭示的剖面(圖10a)為：層①，礫石層，礫徑為4～6cm；層②，棕灰色細(xì)砂層；層③，灰黑色粗砂層；層④，亞砂土，偶夾細(xì)礫，整體呈棕黃色。層①—層③為斷裂活動(dòng)快速堆積所致，在層④底部采集光釋光樣品KKF-2以限定事件年代的下限，測(cè)年結(jié)果為(2.54±0.29)kaBP。斷塞塘P4南側(cè)地貌面S7處(圖10a)地勢(shì)平坦，地表含少量砂礫，可進(jìn)行開挖采樣限定地貌面的年代并與斷塞塘樣品的年代進(jìn)行比對(duì)。S7處揭示的剖面(圖10b)為：層①，砂礫石層；層②，含礫砂土層，在底部采集光釋光樣品KKF-1以限定事件年代的上限，測(cè)年結(jié)果為(12.84±2.04)kaBP。

樣品光釋光測(cè)試參數(shù)及年齡見表1。

表1 樣品光釋光測(cè)試參數(shù)及年齡Table1 OSL test parameters and age of samples

圖10 巴嘎鄉(xiāng)昂旺村南S6、S72處采樣照片及剖面圖Fig.10 Photos showing the sampling at site S6 and S7，and corresponding sampling profiles.

3.2 最近強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代分析

樣品KKF-2、KKF-3、KKF-4、KKF-6和KKF-12均采自斷塞塘細(xì)粒堆積的底部，其光釋光年代代表最近一次強(qiáng)震活動(dòng)中粗礫快速堆積后細(xì)粒物質(zhì)開始堆積的年代，比較接近斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代。樣品KKF-1和KKF-11采自斷塞塘附近地貌面礫石上覆的細(xì)粒底部，其光釋光年代代表了地貌面開始形成的年代，強(qiáng)震活動(dòng)發(fā)生在地貌面形成之后，故上述2個(gè)樣品的年代可約束斷裂最近強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代的上限。因此，可做如下判定：若僅依據(jù)斷塞塘樣品的年代，則可推知斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代接近該值；若依據(jù)斷塞塘及地貌面樣品年代，則可將斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代限定在一個(gè)區(qū)間內(nèi)，但仍接近斷塞塘樣品的年代。另外，考慮到斷塞塘底部粗礫與上覆細(xì)粒的接觸面并非平面，在同一地區(qū)不同斷塞塘或同一斷塞塘不同部位采集的光釋光樣品的測(cè)年結(jié)果將有所差異，在樣品量過少、無法做出年代取舍的情況下應(yīng)取其平均值作為最終結(jié)果。

根據(jù)對(duì)扎崗西鄉(xiāng)西、門士鄉(xiāng)東及巴嘎鄉(xiāng)東斷錯(cuò)地貌的分析及斷塞塘、地貌面光釋光樣品的采集測(cè)試結(jié)果，對(duì)斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代分析如下：

在扎西崗鄉(xiāng)西，依據(jù)斷塞塘光釋光樣品KKF-3及KKF-4測(cè)得的平均結(jié)果，限定斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代接近2.34kaBP。

在門士鄉(xiāng)東亞爾欽曲，依據(jù)斷裂f2錯(cuò)斷的最年輕地貌面T1的光釋光樣品KKF-11的測(cè)年結(jié)果，限定斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)發(fā)生在4.67kaBP以來；依據(jù)斷塞塘光釋光樣品KKF-6、KKF-12測(cè)得的平均結(jié)果，限定斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)間接近3.01kaBP，由此限定斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)介于4.67～3.01kaBP，但更接近3.01kaBP。

在巴嘎鄉(xiāng)昂旺村一帶，依據(jù)斷塞塘光釋光樣品KKF-2的測(cè)年結(jié)果，推知斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代接近2.54kaBP。光釋光樣品KKF-1限定的斷塞塘南側(cè)地貌面的年代為12.84kaBP，斷裂活動(dòng)發(fā)生在地貌面形成之后，若以上述2個(gè)年代12.84～2.54kaBP限定斷裂最近一次強(qiáng)震活動(dòng)的年代，則時(shí)間跨度較大，該年代區(qū)間內(nèi)斷裂應(yīng)該有過不止一次的活動(dòng)。相比亞爾欽曲東側(cè)(0.9±0.2)m的垂直位錯(cuò)，昂旺村一帶(3.48±0.3)m的垂直位錯(cuò)也可能表明斷裂有過多次活動(dòng)。因此，巴嘎鄉(xiāng)昂旺村處斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代應(yīng)介于12.84～2.54kaBP，但更接近2.54kaBP。

上述3處斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代區(qū)間分布如圖11 所示，顏色越深則越接近。

圖11 不同部位斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代對(duì)比Fig.11 Comparison of ages of recent strong earthquake activity in different parts of the fault.

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

由上述分析可知，在扎西崗鄉(xiāng)、門士鄉(xiāng)、巴嘎鄉(xiāng)3處得出的斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代比較接近，均值為2.63kaBP(圖11)。若3處同時(shí)活動(dòng)，則阿里地區(qū)的喀喇昆侖斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代接近2.63kaBP。但從斷裂不同部位的性質(zhì)及幾何結(jié)構(gòu)來看，其相互之間有著明顯的差異及分段邊界。例如，斷裂在扎西崗鄉(xiāng)西表現(xiàn)為近筆直的走滑型線性特征，在扎西崗鄉(xiāng)—索多村的垂直運(yùn)動(dòng)更為顯著，而在索多村以東又以走滑為主、由多條近平行的分支斷裂組成。各段更可能是獨(dú)自活動(dòng)，索多村以東分支斷裂也可能是獨(dú)自活動(dòng)。因此，在上述3處得出的結(jié)果可能只是斷裂在其位置處最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代，不排除其他段落或分支斷裂有更新的活動(dòng)。

阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂沿線尚未有7級(jí)以上歷史地震的記載(顧功敘，1983；中國地震局震害防御司，1999)。一方面是由于阿里地區(qū)人煙稀少，關(guān)于地震的文獻(xiàn)記載匱乏；另一方面可能是斷裂有較長的復(fù)發(fā)間隔所致。若已知斷裂的滑動(dòng)速率和同震位錯(cuò)，則可近似估算斷裂的復(fù)發(fā)間隔(Wallace，1970)，從而結(jié)合斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)距今的年代(離逝時(shí)間)評(píng)估地震危險(xiǎn)性(鄧起東，2005；鄧起東等，2008)。以亞爾欽曲斷裂f2為例，前已述及，斷裂在索多村以東段由多條近平行的斷裂組成，Chevalier等(2012)將其中主要的2條斷裂命名為岡底斯山前斷裂(KRFF)及塔欽斷裂(DF)，門士鄉(xiāng)東亞爾欽曲斷裂f2相當(dāng)于塔欽斷裂?；陔A地面測(cè)年及位錯(cuò)測(cè)量結(jié)果，獲得了拉子塘一帶塔欽斷裂的平均滑動(dòng)速率為1.5mm/a(Chevalieretal.，2012)。門士鄉(xiāng)亞爾欽曲T1、T2級(jí)地貌面的水系被右旋位錯(cuò)8.1～8.8m，若為最近一次強(qiáng)震活動(dòng)所致，取滑動(dòng)速率1.5mm/a，則可估算出斷裂活動(dòng)的復(fù)發(fā)間隔約為5.6ka；若為最近2次強(qiáng)震活動(dòng)所致，假定2次位錯(cuò)量相同，則估算出斷裂活動(dòng)的復(fù)發(fā)間隔約為2.8ka。8.1～8.8m的水系位錯(cuò)對(duì)于一次地震而言略顯偏大，因此更可能是2次地震事件共同疊加所致，2.8ka的復(fù)發(fā)間隔可能更符合客觀事實(shí)。實(shí)際調(diào)查得出門士鄉(xiāng)亞爾欽曲斷裂f2最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代為4.67～3.01kaBP，更接近3.01kaBP。若復(fù)發(fā)間隔取2.8ka，則斷裂最近強(qiáng)震活動(dòng)距今的時(shí)間可能已非常接近甚至已超過復(fù)發(fā)間隔，地震危險(xiǎn)性較高。

研究表明，喀喇昆侖斷裂南段(班公湖—岡底斯山段)晚第四紀(jì)以來(約200kaBP)表現(xiàn)出相似的活動(dòng)水平(Chevalieretal.，2012)，預(yù)示著阿里地區(qū)斷裂全段可能與門士鄉(xiāng)亞爾欽曲一帶類似，即斷裂可能正處于強(qiáng)震復(fù)發(fā)間隔后期，其能量累積已經(jīng)接近或達(dá)到較高的水平，再次發(fā)生強(qiáng)震事件的危險(xiǎn)性較大，需引起足夠重視。

此次工作對(duì)阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代進(jìn)行了初步探討，但獲得的數(shù)據(jù)還很有限。斷塞塘堆積了細(xì)粒物質(zhì)，記錄了最近時(shí)段完整的強(qiáng)震破裂歷史，是研究古地震事件的理想場所(冉勇康等，2012)。后續(xù)需對(duì)典型的斷塞塘進(jìn)行開挖，揭示深部更多的古地震事件，并進(jìn)行多探槽比對(duì)，對(duì)古地震事件的年代、強(qiáng)震復(fù)發(fā)間隔、同震位錯(cuò)等地震活動(dòng)參數(shù)開展細(xì)致的研究。

4.2 結(jié)論

阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂以扎西崗鄉(xiāng)、索多村為界可分為3段。扎西崗鄉(xiāng)以西段斷裂以右旋走滑為主，地表表現(xiàn)為近筆直的線性特征；扎西崗鄉(xiāng)—索多村段斷裂的正斷運(yùn)動(dòng)特征顯著，主斷裂構(gòu)成了阿依拉日居山與噶爾盆地的邊界斷裂，在靠近山前的盆地還發(fā)育與主斷裂傾向相同或相反的次級(jí)斷裂；索多村以東段斷裂以右旋走滑為主，空間上表現(xiàn)為多條近平行的斷裂。斷裂錯(cuò)斷了沿線的河流階地、沖洪積扇、冰磧扇等地質(zhì)地貌體，顯示出晚第四紀(jì)以來較強(qiáng)的活動(dòng)特征。

對(duì)斷塞塘及斷錯(cuò)地貌面進(jìn)行了光釋光采樣測(cè)定。扎西崗鄉(xiāng)西斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代接近2.34kaBP；門士鄉(xiāng)東亞爾欽曲斷裂f2最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代介于4.67～3.01kaBP，更接近3.01kaBP；巴嘎鄉(xiāng)昂旺村斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代介于12.84～2.54kaBP，更接近2.54kaBP。若3處同時(shí)活動(dòng)，則斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)代接近2.63kaBP。但阿里地區(qū)喀喇昆侖斷裂具有明顯的分段邊界，各段及內(nèi)部的分支斷裂更可能獨(dú)自活動(dòng)。

斷裂最近的強(qiáng)震活動(dòng)距今的時(shí)間可能已接近甚至超過地震復(fù)發(fā)間隔，若斷裂以準(zhǔn)周期原地復(fù)發(fā)為特征，其能量的積累可能已經(jīng)達(dá)到了非常高的程度，再次發(fā)生強(qiáng)震事件的危險(xiǎn)性很大，需引起足夠重視，并盡快對(duì)斷裂的古地震事件、復(fù)發(fā)間隔等斷裂活動(dòng)性參數(shù)開展細(xì)致的研究。

致謝野外工作得到了西藏自治區(qū)地震局、阿里地區(qū)防震減災(zāi)中心的大力支持；光釋光樣品由北京震科經(jīng)緯防災(zāi)科技研究院測(cè)試完成；審稿專家對(duì)論文提出了寶貴的意見。在此一并表示感謝！