东昆仑断裂带东段(玛沁—玛曲)晚第四纪长期滑动习性研究

李陈侠

(中国地震局地质研究所，北京 100029)

东昆仑断裂带东段(玛沁—玛曲)晚第四纪长期滑动习性研究

李陈侠

(中国地震局地质研究所，北京 100029)

东昆仑断裂带、阿尔金断裂带、祁连山—海原活动断裂带等组成了青藏高原北部大型走滑断裂系。这些断裂之间的空间联系、巨大的走滑量及其地壳缩短特征，都显示了它们在印度板块和欧亚板块汇聚过程中青藏高原的形成扮演了主要角色。这些断裂准确的滑动速率对于研究青藏高原变形和演化过程，确定水平滑动、变形的规模，建立高原的变形和演化模式提供了重要依据。

东昆仑断裂带东段(玛沁—玛曲)地处甘、川、青三省交界的青藏高原东北部，为昆仑—柴达木块体和巴颜喀拉块体的边界断裂的东部。作为东昆仑断裂带上人口最多的地震空区，其几何结构及其现今构造运动特征的研究，对于玛沁、玛曲县城的避让带的准确确定、地震危险性分析和更加科学有效的防震减灾有着重要的现实意义，对于青藏高原的隆升机制争议模型的检验及该区断裂带构造变形机制的研究有重大的理论意义。本文旨在分析、整理和总结前人成果的基础上，通过航、卫片的解译及野外实地验证相结合的方法来分析该段的几何结构，通过构造地貌和古地震相结合的方法来获得断裂的完整大震序列，最新地表破裂位移，从而得到断裂的长期滑动速率，并与构造地貌方法获得的滑动速率进行对比验证。系统获得东昆仑断裂带东段几何学和运动学特征，以达到研究东昆仑断裂带中西段的快速左旋走滑向东如何消减的目的。

本文在分析整理前人资料的基础上，通过航、卫片判读，进行了野外地质调查，室内样品测试，滑动速率的计算，开挖古地震探槽，综合分析断裂晚第四纪以来的活动历史，及该区域气候与阶地形成时间的对比，主要得到以下几点认识:

1 几何结构

东昆仑活动断裂带东段(玛沁—玛曲)西起阿尼玛卿山北麓，经过东倾沟、大武滩、扎木儿山前、纳姆擦克耳山北侧、西贡周、莫哈汤、西科河羊场、唐地，在克生托洛穿过黄河，展布在哲合拉布肖山前，过玛曲后，进入若尔盖盆地，从罗叉北出沼泽地与塔藏断裂相交，全长约330 km，总体走向北西295°，倾向以南西为主，倾角70°～80°，局部近直立。该区处于地震较多的南北带中段及中国东西部构造和南北向构造交汇部位，东昆仑断裂与很多断裂交汇:在阿尼玛卿山西侧与中铁断裂相交，在莫哈汤南侧和西贡周西侧分别与阿万仓断裂东、西分支相交，形成西贡周断层交汇区。迭部—武都断裂距离东昆仑断裂北侧15 km，与东昆仑断裂左阶斜列。

2 几何结构和地表破裂分段

几何结构分段:走滑断层的几何特征往往呈现由一系列呈雁列排列次级断层、褶皱和盆地等多种构造类型按一定规律组合而成的狭长条带。其几何分段标志主要为阶区、弯曲、间断、分叉、交汇或分叉和断裂宽度变化、活动性的变化等，依据这些标志，可将东昆仑断裂带东段(玛沁—玛曲)分为8段，从西往东分别为东倾沟段、大武滩段、肯定那段、西科河段、唐地段、玛曲段、墨溪段和罗叉段。前7段中，除唐地段与玛曲段为右阶排列外，其余为左阶排列，各阶区之间范围较小，联系紧密，表明各段之间贯通程度较好。最长的阶区长约10 km，宽约1.3 km，为西科河段与唐地段的梭状断裂交接组合。最小的阶区为玛曲段与墨溪段，在玛曲县城南侧形成长300 m，宽200 m的小拉分盆地。东倾沟段与西段的阿尼玛卿山段形成34°的挤压弯曲。墨溪段主要隐伏在若尔盖高原沼泽内，在罗叉北出沼泽地与塔藏断裂相交，形成10°的挤压弯曲。在莫哈汤南侧和西贡周西侧东昆仑断裂与阿万仓断裂相交汇，也为大武滩段、西科河段的分段标志。该段广泛分布的构造地貌和古地震造成的破裂标志表明该段曾经历过多次活动。

地表破裂分段:阿尼玛卿山为长40 km，宽10 km的双挤压弯曲，阶区内山体隆升，可作为障碍体和应力集中区。东昆仑断裂在莫哈汤南侧和西贡周西侧分别与阿万仓断裂的东、西两支相交，形成西贡周断层交汇区，构成构造不连续点，可作为障碍体和应力集中区。这两个障碍体和应力集中区可将东昆仑断裂玛沁—玛曲段分成两条地表破裂段，玛沁段和玛曲段。

3 构造地貌方法获得的滑动速率

水平滑动速率:通过对东昆仑断裂带玛沁—玛曲段30个观测点的地貌测量、年龄测试和计算，得到了各地表破裂段的晚更新世晚期以来的长期水平滑动速率，玛沁段水平滑动速率为9.3±2 mm/a，西贡周断层交汇区水平滑动速率为7.4±1 mm/a，玛曲段水平滑动速率为4.9±1.3 mm/a，断裂水平滑动速率呈梯度下降，且下降的突变点集中在阿万仓断裂与东昆仑断裂交汇区的两端，锐减的滑动速率构造转换到阿万仓断裂的地壳缩短，与东昆仑断裂带的几何结构一一对应。

垂直滑动速率:通过对东昆仑断裂带玛沁—玛曲段30个观测点的地貌测量、年龄测试和计算，得到了各段的晚更新世晚期以来的长期垂直滑动速率，玛沁段为0.7±0.2 mm/a，西贡周断层交汇区为1.6±0.4 mm/a，玛曲段为0.25±0.05 mm/a，这些速率在西贡周断层交汇区最大，与水平滑动速率之比大约为1:5，在唐地段最小。反映了东昆仑断裂主要以左旋走滑为主，兼有倾滑分量，在玛沁段西侧的东倾沟表示为逆走滑性质，在玛沁县城以东主要为正倾滑性质。

4 大震序列

玛沁段:揭露的活动期次共有7次:第一次事件为(358—430)Cal a BP(公元1520—1592年)以后不久;第二次事件为(977—1090)Cal a BP～(1070±l80)a BP(格萨尔王时期);第三次事件为(1689—1736)Cal a BP～(2.0±0.3)ka;第四次事件为(3058—3211) Cal a BP～(3342—3454)Cal a BP;第五次事件为距今(6.6±0.7)ka～(7.2±0.8)ka;第六次事件为(7971—8050)Cal a BP～(8451—8632)Cal a BP;第七次事件为距今(9.9±1.0)ka～(10.1±1.0)ka。全新世早期以来的古地震复发周期为500～1000 a，距今2000年以来的古地震复发周期为600±100 a。其中第二次事件可从民间史诗《格萨尔王传》中得到证实。最新一次地震事件的离逝时间约为400 a，距离最近古地震复发时间的最小值500 a只有100 a，地震危险性应该引起重视。

玛曲段:揭露的活动期次有8次:第一次事件为1055～1524 Cal a BP以来;第二次事件在(1210±50)～(1730±50)a BP之间;第三次事件在(1730±50)～(2530±40)a BP之间;第四次事件在(3736±57)～(4586±124)a BP之间;第五次事件在(4850±40)～(7460 ±60)a BP之间;第六次事件为(7460±60)～(8690±40)a BP;第七次事件为9000～10000 a BP;第八次事件为(15800±2500)～(24100±2900)a BP。大震平均复发间隔为1000～2000 a，最近三次古地震的复发间隔为1000 a。最新一次古地震事件的离逝时间大约1000 a，已经接近最新的复发间隔，地震危险性非常严峻。

同时2008年5.12汶川MS8.0级地震对玛沁—玛曲断裂造成了应力加载，提高了玛沁—玛曲段的地震危险性，因此该区的地震危险性应当给予重视，需要加强该区的防震减灾法的宣传，提高大家的防震减灾意识。

5 古地震获得的滑动速率

玛沁段:玛沁段最新地表破裂造成的水平位移为4±0.5 m，近2000年来的古地震复发周期600±100 a，利用公式S=D/Rx获得断裂的水平滑动速率为7±1 mm/a，与构造地貌获得的断裂长期滑动速率9.4±1 mm/a相差不多。

玛曲段:玛曲西侧的最新地表破裂造成的平均水平位移为3 m，通过最近三次大震的复发间隔1000 a，利用公式S=D/Rx获得断裂的水平滑动速率为3 mm/a，和构造地貌方法获得的长期滑动速率4.9±1.3 mm/a相差不多。

6 构造转换

无论是构造地貌还是古地震方法计算的滑动速率，东昆仑断裂带东段滑动速率都呈梯度下降，下降主要集中在断裂走向的弯曲和横向构造的交汇区，与断裂的几何结构变化一一对应。断裂通过西贡周断层交汇区后，水平滑动速率锐减了大约4 mm/a，锐减的部分与阿尔金断裂类似，主要转换到阿万仓断裂带上的逆冲和左旋走滑。通过对构造变形的矢量分解，得到阿万仓断裂西支的左旋滑动速率为2.4 mm/a;东支的左旋滑动速率为1.4 mm/a，垂直断裂水平缩短速率为2.3 mm/a，东、西两支构成一种滑移分解模式，对二者的矢量合成，得到南西侧块体相对北东侧块体在112.1°的方向上有4.6 mm/a的滑动速率。

7 阶地形成期

通过对该区观测点地貌面年龄的统计，获得该区阶地形成时间主要集中在1～2 ka，3～5 ka，7～10 ka，12.5～15 ka，28～35 ka，40～45 ka，65～70 ka 7个时间段内，分别与该区的气候特征相对应，1～2 ka主要对应新冰期后的间冰期，3～5 ka对应全新世大暖期晚期温湿阶段，7～10 ka对应全新世大暖期早期潮湿阶段，12.5～15 ka对应末次冰消期，28～35 ka、40～45 ka对应末次冰期冰盛期的异常温暖期和末次冰期间冰阶的异常高温期，65～70 ka对应末次冰期早冰阶。由此可见该区的阶地形成主要受气候温暖潮湿影响。

东昆仑断裂带;玛沁段;玛曲段;西贡周断层交汇区;阿万仓断裂;滑动速率;构造地貌;古地震;复发间隔;几何结构特征;破裂分段特征

(作者电子信箱，李陈侠:lcxwzx@sohu.com)

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10.3969/j.issn.0235-4975.2010.03.010