藏東地區(qū)地震活動特征及成因分析

[摘要] """對藏東地區(qū)的地震活動特征及成因的研究顯示，該地區(qū)的地震活動呈現(xiàn)累積增強趨勢，與季節(jié)性降雨有關(guān)。在雨季來臨之際，地震活動頻率明顯增加，地殼運動更加劇烈。這可能與降雨密度增加后地下水系統(tǒng)的變化有關(guān)，從而促使地震的發(fā)生。因此，建議在雨季來臨之前加強對地下水系統(tǒng)的監(jiān)測和研究，以提前預(yù)警地震的可能性。在一些地震頻繁發(fā)生的區(qū)域，地震前會出現(xiàn)短時間內(nèi)的地表沉降現(xiàn)象。這種地表沉降可能是地下巖層變形和斷裂導(dǎo)致的，是地震即將來臨的信號之一。因此，監(jiān)測地表沉降的變化可以提前判斷地震可能性，采取相應(yīng)的預(yù)警和防災(zāi)措施。進(jìn)一步研究還揭示了可能影響地震活動的因素。分析地質(zhì)構(gòu)造和斷裂特征發(fā)現(xiàn)，藏東地區(qū)存在許多巖層的斷裂帶，形成了地震活動的因素。這些斷裂帶的存在不僅會加劇地震活動，還可能導(dǎo)致地震波的傳播受到限制，增加震源區(qū)附近地震災(zāi)害的嚴(yán)重程度。

[關(guān)鍵詞] 藏東地區(qū); 地震活動; 斷裂帶

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2024-012

0 "引言

藏東地區(qū)位于喜馬拉雅山脈，是一個地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地震活動頻繁而強烈的區(qū)域^[1-3]。研究地震特性能夠幫助我們更深入地認(rèn)識地震的成因和模式，這對地震預(yù)測和地質(zhì)災(zāi)害防治的科學(xué)決策至關(guān)重要。對此地區(qū)地震特性的分析顯示，地震活動主要集中在斷層帶附近，表明這里正處在一個構(gòu)造活躍帶上，區(qū)域內(nèi)地殼變形和地震活躍程度都很高。研究還發(fā)現(xiàn)，地震活動呈現(xiàn)出季節(jié)性的規(guī)律^[4-5]，在某些時段，地震的頻率和強度會顯著增高，這一發(fā)現(xiàn)對于地震的預(yù)警和防災(zāi)工作的優(yōu)化具有重要價值。然而，我們目前面臨著幾個主要問題：首先是監(jiān)測設(shè)備的不足，這使得我們對藏東地區(qū)的地震活動認(rèn)知存在盲點，難以全面掌握地震規(guī)律；其次是監(jiān)測技術(shù)的局限性，現(xiàn)行的地震監(jiān)測設(shè)備多局限于傳統(tǒng)工具，無法精細(xì)捕捉地震活動的微妙變化，亟需采用更先進(jìn)的技術(shù)，如地震衛(wèi)星監(jiān)測和地下水位監(jiān)測等，以提高預(yù)測的精確性；第三是地震活動機(jī)制仍不完全清楚，復(fù)雜的地球物理過程導(dǎo)致我們在分析特征時，難以做出準(zhǔn)確的結(jié)論；最后是地震預(yù)測的準(zhǔn)確性仍有待提升，目前的預(yù)測存在很大的不確定性，需要更多的研究來改進(jìn)預(yù)警系統(tǒng)和防范措施。為了克服這些挑戰(zhàn)，有必要加強對藏東地區(qū)地震活動的研究，引入更加先進(jìn)的監(jiān)測工具，并推動國際合作，從而促進(jìn)地震科學(xué)的進(jìn)步，提高地震預(yù)測的準(zhǔn)確性，減輕地震災(zāi)害帶來的損失。

1 "藏東地區(qū)測震臺站分布

目前，藏東地區(qū)已經(jīng)建設(shè)了13個測震臺站，這些臺站的建設(shè)是通過國家九五、十五項目和青藏高原提升監(jiān)測能力項目的支撐來實現(xiàn)的。隨著各項目的推進(jìn)，藏東地區(qū)的監(jiān)測能力水平逐漸提高。此外，測震臺站的建設(shè)對于加強國家地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的完善與密集布局也起到了積極的促進(jìn)作用。這些臺站的分布范圍廣泛，可以有效覆蓋藏東地區(qū)的地震活動，提高地震監(jiān)測的全面性和準(zhǔn)確性。

2 "區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

2.1 "新構(gòu)造分區(qū)及其特征

該區(qū)內(nèi)的活動構(gòu)造有2個主要部分：波密—然烏線狀斷裂谷地帶和屬于喜馬拉雅邊界翹起帶的新構(gòu)造。翹起帶位于噶爾藏布—雅魯藏布斷陷谷地帶以南，西瓦利克主邊界逆沖斷層以北的高原南緣地區(qū)。它的范圍與其下幔坡帶一致，東西長約2000 km，南北寬約200 km。翹起帶的頭部是喜馬拉雅，尾部折斷于噶爾藏布—雅魯藏布斷陷谷地帶。從地貌上看，從喜馬拉雅主脊帶下降后，海拔高度逐漸減小，到雅魯藏布江斷陷谷地帶平均海拔約為4500 m。中新世晚期以來，帶內(nèi)的沉積主要是南老北新時期，喜馬拉雅北坡的斷陷盆地中的上新世和早更新世沉積地層向北傾斜，盆地內(nèi)的南、北階地和水系的發(fā)育非常不對稱，表明這個帶有逐漸翹起的南側(cè)山脈的特點。根據(jù)拉軌崗日地區(qū)的變質(zhì)年齡、隆起時間以及南側(cè)一帶古新世—始新世殘留海盆的存在，可以推斷，在中新世晚期之前，藏南地區(qū)的主分水嶺并不在現(xiàn)今的喜馬拉雅山脈，而可能在拉軌崗日地區(qū)^[6-8]。在低喜馬拉雅地帶，古生代地層被蓋在上新統(tǒng)和中更新統(tǒng)的西瓦利克群之上。喜馬拉雅山鏈北側(cè)的上新統(tǒng)沃馬組和上新統(tǒng)—下更新統(tǒng)扎達(dá)講的沉積時間與西瓦利克陸內(nèi)俯沖時間大致一致，它們可能是山鏈翹升的產(chǎn)物。據(jù)古生態(tài)分析，當(dāng)時吉塘一帶的海拔高度只有約2000 m，現(xiàn)在的海拔高度已經(jīng)超過了4000 m，這表明喜馬拉雅山鏈的快速翹升時間至少晚于上新統(tǒng)。沃馬組和扎達(dá)群并沒有明顯的褶曲變形，基本上保持了原來的沉積狀態(tài)并向北傾斜，看起來像是背滑層和正斷層盆地的特征，這表明該區(qū)域的隆升不是由于褶皺變形，而是通過滑脫伸展的構(gòu)造活動所導(dǎo)致的。正因為如此，帶內(nèi)的活動構(gòu)造主要呈東西向，局部有南北向構(gòu)造穿切，形成了斷塊山地和斷陷盆地發(fā)展交替的特點。主中央逆沖斷層和喜馬拉雅北坡斷陷盆地帶之間的中新世晚期酸性巖漿侵入活動和混合巖化作用，顯示了強烈的陸內(nèi)聚斂作用。盆地內(nèi)強烈的地震和地?zé)峄顒颖砻?，在新的?gòu)造運動的各個階段，這個帶都有強烈的活動。從拉軌崗日地區(qū)以北的地表斷裂資料和震源機(jī)制解釋來看，有很多北傾的逆沖或逆掩斷裂的存在，與印度板塊自中新世晚期以來的向北俯沖和帶內(nèi)陸內(nèi)聚斂有直接關(guān)系。

2.2 "主要活動斷裂

據(jù)前人研究資料，該地區(qū)存在的主要斷裂帶，包括嘉黎斷裂帶和邊壩—洛隆斷裂帶^[9]（圖1）。嘉黎斷裂帶沿著西藏自治區(qū)東部嘉黎縣與林芝墨脫縣，始于念青唐古拉山脈南麓，向西南延伸至雅魯藏布江大峽谷。全長250 km，寬10～20 km。邊壩—洛隆斷裂帶位于藏東邊壩縣、洛隆縣及察隅縣。全長350 km，寬5～15 km。兩條斷裂帶的形成與青藏高原的隆升和板塊運動有關(guān)。在板塊運動的影響下，青藏高原逐漸隆升，形成了一系列斷裂帶。嘉黎斷裂帶和邊壩—洛隆斷裂帶是青藏高原內(nèi)部最活躍、最重要的斷裂帶，它們的運動和變形對青藏高原的地形和氣候產(chǎn)生了重要影響。2022年11月10日墨脫5.6級地震和2023年3月17日洛隆4.8級地震均發(fā)生在這兩條斷裂帶周邊。嘉黎斷裂是位于青藏高原東南的大型走滑斷裂，影響了印度與歐亞板塊碰撞前后的應(yīng)力平衡。尹鳳玲等^[10]研究得出2017年11月18日，我國西藏林芝市米林縣發(fā)生M_S6.9地震。其東南220 km距離處，1950年發(fā)生了察隅8.6級大地震。二者同處喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)大拐彎處，周邊分布多條活動斷裂帶。

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3 "區(qū)域地震活動特征

3.1 "歷史上中強及以上地震活動

盡管藏東是一個地震頻率相對較低的地區(qū)之一，但數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，自1900年以來共發(fā)生了128次5.0級以上的地震。這些地震分布相對均勻，遍布整個地區(qū)。其中，1950年發(fā)生了一次最強烈的地震，震級達(dá)到了M8.6，發(fā)生在察隅和墨脫地區(qū)^[1]。除此之外，藏東還經(jīng)歷了1次7.0～7.9級地震，23次6.0～6.9級地震，以及103次5.0～5.9級地震。綜上所述，雖然地震頻率較低，但藏東仍然是一個地震活躍的地區(qū)^[11]（圖2，表1）。

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3.2 "顯著地震活動

蔣海昆等^[4]對藏東波密地震活動進(jìn)行了研究，在2019年7—8月的一個月時間內(nèi)，西藏波密易貢鄉(xiāng)發(fā)生了25次M_L4.0地震和1次M_L4.9顯著震群，其中大地震數(shù)量較多，且高震級地震較為突出，與G-R關(guān)系比例系數(shù)b值為0.3一致。研究結(jié)果指出，7月27日和28日可作為震源機(jī)制的時間界限，前期主要為逆沖兼走滑震源機(jī)制，后期主要為近EW向的張性破裂，兩者一致。從1970年開始的觀測數(shù)據(jù)顯示，波密震群地震活動主要集中在每年7月和8月，在空間上主要發(fā)生在15 km×20 km的范圍內(nèi)。最大地震震級穩(wěn)定在M_L4.5～5.0之間，年均釋放的地震能量大致相當(dāng)于一次M_L4.9地震。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，波密地震活動與季節(jié)性降雨有關(guān)。分析降雨數(shù)據(jù)顯示，波密地區(qū)的降雨量在每年的7月和8月普遍較大，并呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。這種季節(jié)性降雨可能對地震活動起到一定的觸發(fā)作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，降雨對地震活動的影響主要表現(xiàn)在地下水位的改變上。降雨水分滲入地下后，會導(dǎo)致地下水位上升，從而增加地殼內(nèi)部的應(yīng)力分布^[12-14]，可能引發(fā)地震^[15]。

此外，藏東地區(qū)的地震活動呈現(xiàn)累積增強趨勢^[16]。作者通過分析藏東地區(qū)1950—2023年期間的M≥2.0以上2973個觀測數(shù)據(jù)（圖3），發(fā)現(xiàn)90年代后藏東地區(qū)的地震活動表現(xiàn)出明顯的增多。在20世紀(jì)后地震活動累積增強。這與全國地震臺站加密外，區(qū)域地殼構(gòu)造、地下應(yīng)力分布等因素密切相關(guān)。

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3.3 "藏東地震活動的時間序列特征

選取1950—2023年的M≥2.0地震樣本，共計2973個進(jìn)行時間序列分析^[17]（圖4）。研究發(fā)現(xiàn)，藏東地區(qū)的地震活動具有一定的時間序列特征^[18-20]。首先，地震活動呈現(xiàn)出季節(jié)性的走勢。1—6月地震活動呈現(xiàn)正常的下降趨勢；7月集中爆發(fā)；8月再次呈現(xiàn)高發(fā)的趨勢；9月下降后至11月上升；12月開始逐漸趨于平穩(wěn)。可以看出，地震活動在特定的時間段內(nèi)會集中高頻發(fā)生，而在其他時間段相對穩(wěn)定。這種集中爆發(fā)的特點可能與氣溫回暖、地質(zhì)構(gòu)造、地下應(yīng)力分布等因素有關(guān)^[21-26]，但具體原因仍需進(jìn)一步研究。其次，地震活動在不同時間尺度上呈現(xiàn)出不同的規(guī)律性。此外，該區(qū)的雨季通常從5月下旬開始。在短時間尺度上，可能存在季節(jié)性和月相周期性等規(guī)律。根據(jù)圖4中的月差分序列，可以看出每年的7、8、11月是藏東地區(qū)的地震高發(fā)階段，同時表現(xiàn)出一定的季節(jié)性地震活動特征。

藏東地區(qū)的地震特征還包括地震活動的空間分布特征^[11]。由于該地區(qū)處于青藏高原的邊緣地帶，地震活動往往集中在青藏高原的斷裂帶、邊界帶等地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域，這些地區(qū)的地殼運動較為活躍，容易引發(fā)地震^[27-29]。同時，在地震活動中，強震多發(fā)生在構(gòu)造活動相對較弱的區(qū)域，如斷層的拐點、分叉點等部位?？傮w而言，藏東地區(qū)的地震特征較為顯著，具有典型的時間序列和空間分布兩方面的特點^[30-31]。

4 "討論

4.1 "地震活動與主要活動斷裂關(guān)系分析

據(jù)前人資料和對藏東地區(qū)的總結(jié)分析，我們了解了嘉黎斷裂^[9-11]、邊壩—洛隆斷裂等活動斷裂帶的幾何展布、運動性質(zhì)、滑動速率和古地震歷史^[32]。根據(jù)中國地震臺網(wǎng)的記錄，1970—2020年間，藏東構(gòu)造地區(qū)共發(fā)生了2270次3級以上的地震和272次4.5級以上的地震。過去幾十年發(fā)生的較大地震包括1950年8月15日西藏察隅地區(qū)的8.6地震、2017年11月18日的米林6.9地震，這些地震與嘉黎斷裂的活動存在一定的因果關(guān)系^[12]。

4.2 "地震活動與區(qū)域年降水的相關(guān)性分析

2014—2023年間，藏東地區(qū)的年降水量（數(shù)據(jù)從西藏氣象臺獲?。?、年地震強度以及年地震頻度圖（圖5）對比分析，顯示該區(qū)發(fā)生中強度地震頻率呈現(xiàn)出與區(qū)域年降水量明顯的相關(guān)性。在年降水量較高的年份，中等強度地震的發(fā)生頻率也相對較高。這一現(xiàn)象可能是由于降水量較高時，地下水系統(tǒng)的壓力增大，進(jìn)而對地殼產(chǎn)生一定程度的影響，從而增加了地震的發(fā)生概率。另外，降水量的空間分布也可能對地震的發(fā)生產(chǎn)生影響，因為地下水的分布會影響地殼的穩(wěn)定性。

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5 "結(jié)論

通過對藏東地區(qū)地震活動特征及成因分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）繼續(xù)加強藏東地區(qū)的地震監(jiān)測能力，在原有的13個測震臺站的基礎(chǔ)上增設(shè)更多的測震預(yù)警臺站，提高該區(qū)地震監(jiān)測預(yù)警能力。

（2）藏東地區(qū)地震活動呈現(xiàn)累積增強趨勢，與季節(jié)性降雨有關(guān)，降雨對地震活動起到一定的觸發(fā)作用。且該區(qū)的地震活動具有一定的時間序列特征和空間分布特征。

（3）藏東構(gòu)造帶包括嘉黎斷裂、邊壩—洛隆斷裂等活動斷裂帶，這些斷裂帶的幾何展布、運動性質(zhì)、滑動速率和古地震歷史等方面的研究，為地震活動的預(yù)測提供了重要的參考依據(jù)。

""致謝

匿名審稿專家和編輯為本文提供了整體建設(shè)性修改意見，吳中海研究員指導(dǎo)了研究方向，在此表示感謝。

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Analysis of seismic activity characteristics and causes in the eastern Tibetan region

Laba Pingcuo， Meiduo ^*， Ciqiong Lamu， Ciren Bazong， Zhaxi Zhuoma

Linzhi Earthquake Monitoring Center Station， Earthquake Agency of Xizang Autonomous Region，Xizang Linzhi 860100， China

[Abstract] """"The seismic activity characteristics and causes of earthquakes in eastern Tibet were studied in this paper. It is shown that the seismic activity in this area presents a trend of cumulative enhancement， which is related to seasonal rainfall. When the rainy season coming， the frequency of seismic activity increases obviously， and the crustal movement becomes more intense. This may be related to the change of groundwater system after the increase of rainfall density， which promote the occurrence of earthquakes. Therefore， it is recommended to strengthen monitoring and study of groundwater systems before the rainy season to provide early warning of earthquake possibility. In some areas where earthquakes occur frequently， ground subsidence will occur in a short time before earthquakes. This kind of surface subsidence may be caused by deformation and fracture of underground strata， which is one of the signals of impending earthquake. Therefore， monitoring the change of surface subsidence can judge the possibility of earthquake in advance and take corresponding early warning and disaster prevention measures. Further research has also revealed factors that may influence seismic activity. By analyzing the geological structure and fault characteristics， it is found that there are many fault zones of strata in eastern Tibet， which form the factors of seismic activity. The existence of these fault zones will not only strengthen seismic activity， but also restrict the propagation of seismic waves and increase the severity of seismic disasters near the source area.

[Keywords] eastern Tibet region; seismic activity; fault zone