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四川省芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论_徐锡伟

第20卷第3期2013年5月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Earth Science Frontiers(China University of Geosciences(Beijing);Peking University)Vol.20No.3May 2013http://www.earthsciencefrontiers.net.cn 地学前缘,2013,20(3)收稿日期:2013-05-08;修回日期:2013-05-18基金项目:国家自然科学基金项目(40821160550,91214201);中国地震局芦山7.0级强烈地震科学考察项目作者简介:徐锡伟(1962—),男,研究员,主要从事活动构造与地震关系研究。

E-mail:xiweixu@vip.sina.com芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论徐锡伟1, 陈桂华1, 于贵华1, 程 佳1, 谭锡斌1, 朱艾斓2, 闻学泽31.中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室,北京1000292.上海市地震局,上海2012033.四川省地震局,四川成都610041XU Xiwei 1, CHEN Guihua1, YU Guihua1, CHENG Jia1, TAN Xibin1, ZHU Ailan2, WEN Xueze31.Institute of Geology,China Earthquake Administration,Beijing100029,China2.Shanghai Earthquake Administration,Shanghai 201203,China3.Sichuan Earthquake Administration,Chengdu610041,ChinaXU Xiwei,CHEN Guihua,YU Guihua,et al.Seismogenic structure of Lushan earthquake and its relationship with Wenchuanearthquake.Earth Science Frontiers,2013,20(3):011-020Abstract:The Lushan earthquake occurred on the southern segment of the Longmenshan thrust belt betweenthe Bayan Har and south China blocks.Field investigations indicated that there is no any earthquake surfacerupture zone generated by this earthquake,only secondary surface breaks,such as extensional ground fissures,landslides,bedrock collapses,and liquefactions were found in the epicentral areas,which were caused by slopeinstability and earthquake vibration.The relocated aftershocks,focal mechanism solutions and surfacestructural geology further demonstrate that the seismogenic fault of the Lushan earthquake is a blind reversefault which strikes 212°and dips toward NW with a dip angle of 38°±2°.The upper tip of this blind reversefault is still at the depth of about 9km in the upper crust.The structural deformation from above the tip to theground surface is in accordance with a fault-propagation-anticline model.Besides,the differences in spatialaftershocks'distribution,rupturing process and seismogenic structure suggest that the Wenchuan and Lushanearthquakes are two independent rupturing events occurred along the middle segment and southern segment ofthe Longmenshan thrust belt,respectively.Key words:Lushan earthquake;Longmenshan thrust belt;seismogenic fault;fault-propagation-anticline;Tibetan Plateau摘 要:芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。

野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。

重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。

根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。

关键词:芦山地震;龙门山推覆构造带;发震断层;断层扩展背斜;青藏高原中图分类号:P315 文献标志码:A 文章编号:1005-2321(2013)03-0011-1012 徐锡伟,陈桂华,于贵华,等/地学前缘(Earth Science Frontiers)2013,20(3)http://www.earthsciencefrontiers.net.cn 地学前缘,2013,20(3)图1 青藏高原构造框架与历史地震分布图(据文献[4-5]修改)Fig.1 Distribution of main active faults and historical earthquakes of the Tibetan Plateau1—黄色圈为芦山地震;2—蓝色圈分别为1997年玛尼地震,2001年昆仑山口西地震,2008年汶川地震和于田地震,2010年玉树地震;3—小卡通显示巴彦喀拉块体与华南块体挤压碰撞通过龙门山推覆构造带实现地壳缩短和龙门山隆升。

0 引言据中国地震台网中心测定(CNEC,http:∥www.cenc.ac.cn/),北京时间2013年4月20日8时02分,四川省雅安市芦山县发生了MS7.0级强烈地震(简称芦山地震),震中或起始破裂点位于30.3°N,103.0°E,震源深度约13km。

据美国地质调查局测定,芦山地震震中位于30.284°N,102.95°E,震源深度14km,矩震级MW6.6;芦山地震极震区地震烈度最高达Ⅸ,等震线长轴呈NE向,长约23km,短轴长约11km,面积208km2,重灾区涉及芦山县、宝兴县与天全县,截至4月24日14时30分地震共造成196人遇难,11 470人受伤。

根据地震科研机构给出的微观震中位置和地震烈度分布可知,芦山地震发生在龙门山推覆构造带南段,与2008年发生在龙门山推覆构造带中段的汶川地震起始破裂点或震中位置相距约85km(图1)。

由于先后两次地震均发生在龙门山推覆构造带上,在时空展布、发震构造和震源机制等方面存在一定的关联性,引起了芦山地震是否为汶川地震强余震的争论[1-3]。

本文在区域地震构造环境分析的基础上,结合芦山地震应急考察资料、地震震源机制解、震源破裂过程和重新定位的余震空间分布特征等,首先讨论芦山地震的发震构造模型,然后对比芦山地震与汶川地震在震源参数、余震分布与同震滑动性质、地表破裂特征、发震构造模型等方面的相同点和差异,最后分析芦山地震与汶川地震之间的关系问题。

这一研究不仅有助于深化认识地震破裂机制,对地震间相互触发和空间迁移或未来地震发展趋势等也有十分重要的科学意义。

1 区域地震构造环境在大地构造上,芦山地震发生在巴彦喀拉块体徐锡伟,陈桂华,于贵华,等/地学前缘(Earth Science Frontiers)2013,20(3) 13 http://www.earthsciencefrontiers.net.cn 地学前缘,2013,20(3)与华南块体相互碰撞的边界断裂带:龙门山推覆构造带南段(图2),与2008年汶川地震破裂一起反映出青藏高原中东部巴彦喀拉块体向东偏南的块体运动,在龙门山附近受到华南块体强烈阻挡,出现地壳缩短和龙门山体隆升现象[6-11];巴彦喀拉块体东向偏南运动引起了自1997年可可西里无人区玛尼MW7.6级地震以来中国大陆地区绝大部分MW≥6.5级地震在巴彦喀拉块体边界断裂带上的群集图2 芦山地震和汶川地震区域地震构造图Fig.2 Tectonic map showing spatial locations of the Lushan earthquake,Wenchuan earthquake andtheir aftershocks along the Longmenshan thrust belt(图1)[5,12]。

其中,2001年昆仑山口西MW7.9级地震发生在其北界东昆仑断裂西段,形成长达426km纯剪切地表破裂带,最大同震左旋走滑位移达7.6m[13-14];2008年汶川MW7.9级地震发生在其东南界龙门山推覆构造带上,形成240km逆断层型地震地表破裂带,最大同震垂直位移达6.5m,同震地壳缩短量7m左右[8-9,15];2010年玉树MW6.9级地震发生在其西南边界甘孜—玉树—鲜水河断裂上,形成长约65km纯剪切地表破裂带,最大同震左旋走滑位移2.4m[16]。

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