2012年6月24日宁蒗-盐源M S 5.7地震发震构造刍议

常祖峰 杨盛用 周青云 张艳凤 谢英情

1)云南省地震局，昆明 650041

2)黄河水利职业技术学院，开封 475004

0 引言

2012年6月24日15时59分32秒，云南省丽江市宁蒗彝族自治县与四川省凉山彝族自治州盐源县交界的风景秀丽的泸沽湖畔发生了MS5.7地震，震中为27.7°N、100.7°E，震源深度11km。宏观震中位于永宁乡永宁村委会陈家湾—海玉角—拉鲁瓦一带，极震区地震烈度达Ⅶ度(海玉角、陈家湾等居民点达Ⅷ度)，灾区总面积2 218km2，其中云南灾区面积1 365km2，四川灾区面积853km2。地震造成4人死亡，25人重伤，369人轻伤。

图1 区域地震震中分布图Fig.1 The regional epicenter distribution.

区域范围内历史上地震频繁，为滇西北地震多发区(图1)。宁蒗、盐源、丽江一带历史上曾发生过多次6级左右地震，如1476年1月28日盐源级地震、1976年11月7日盐源下甲米6.7级地震、1976年12月13日盐源辣子6.4级地震、1998年11月19日宁蒗6.2级地震、2001年5月24日宁蒗－盐源5.8级地震、1978年8月31日盐源西北5.6级地震、1996年2月3日丽江黑水、玉湖间7.0级地震，等等。由于宁蒗、盐源一带地震频发，有人将该区域称之为“地震窝”。对于上述地震，前人从不同的角度对其发震构造和形成机制进行了分析探讨(彭万里等，1984;王兴辉，1985;田钧等，1986;张建国等，1997;王绍晋等，1997;张四昌等，1995;谢新生，2003;韩竹军等，2004;杜方等，2008)。有的发震构造明确，如丽江7.0级地震经研究认为是丽江－大具断裂活动的结果(张建国等，1997;韩竹军等，2004)，盐源6.7级地震为NE向左旋走滑断层活动的结果(张四昌等，1995)，但更多的中强地震(尤其是6级以下)的发震构造不甚明确。主要是由于该地区地质构造复杂，丽江－小金河断裂、宁蒗断裂、盐源断裂等多条活动断裂相交叉，断裂之间复合、切错关系复杂，加上中强地震的地震地表破裂不显著，难以厘定到底是哪一条断裂活动的结果。也许是基于上述原因，在日常的地震危险性分析工作中，常常把5.5级或6.0级地震作为滇西北地区的本底地震(即该地区发生的与构造无明显关系的最大地震)。

应该说，地震的发生与地质构造之间存在着密切的关系。地壳中岩层受力变形，应力增强并集中于某些构造部位，当应力超过岩层的抵抗能力时，岩层突然破裂而发生地震。从本质上说，它是一个构造应力学发生、发展的过程。地震的发生多是由于构造活动的结果。因此，一次较大的地震应当具有明显的发震构造，尽管有时比较复杂。本文根据野外地质、地貌调查结果，重点分析此次宁蒗－盐源MS5.7地震震区的地震构造活动特征，结合地震烈度分布和震源机制解资料，初步分析其可能的发震构造。

1 震区断裂构造活动特征

从大区域构造看，研究区域位于以丽江－小金河断裂为界的2个一级大地构造单元的交界地带，东部为扬子准地台丽江台缘褶皱带，西部为松潘—甘孜地槽褶皱系中甸褶皱带。在新构造时期，丽江－小金河断裂是青藏高原东南缘与川西高原的交接分界线，古近纪－新近纪—第四纪早更新世，该断裂带与其东北的龙门山断裂带曾是青藏高原东南缘的重要推覆构造带，是新生代早、中期强烈活动的断裂带。中更新世以来，由于川滇菱形块体的形成，该断裂带成为菱形块体内部的1条NE向断裂带(向宏发等，2002)。区域范围内断裂十分发育，有以NE向丽江－小金河断裂带为主，与之平行的次级断裂分布，也有NW向的盐源、木里弧形断裂、中甸－大具断裂展布，还有近SN向的宁蒗断裂、丽江－大具断裂分布。这些断裂在晚第四纪具有明显的活动特征。

小范围来看，震区断裂构造复杂，主要发育NW向、NE向2组断裂，这些断裂呈棋盘格式展布(图2)。这些断裂早期大多为正断层和挤压逆冲性质，形成于印支－燕山期及早期地质时期，新生代以来，在近水平NNW向主压应力为主的现代构造应力场的作用下(阚荣举等，1977)，这些断裂表现出NE向断裂左旋走滑、NW向断裂右旋走滑的总体特征。以此次5.7级地震震中为中心，方圆30km的范围内，分布的活动断裂主要有丽江－小金河断裂、宁蒗断裂、永宁断裂和日古鲁－岩瓦断裂等。其中，如前所述，丽江－小金河断裂和宁蒗断裂为区域性活动断裂。

丽江－小金河断裂(F13)，SW始于剑川北，向NE经丽江、宁蒗NW的宝地、天生桥、盐源木里后在石棉一带与安宁河断裂相交会，总体走NEE，全长360km。该断裂为全新世活动断裂，以左旋走滑兼逆冲为主(向宏发等，2002)，历史上宁蒗、盐源地区多次历史强震发生在断裂附近，是重要的发震和控震构造。宁蒗断裂(F14)，北始于宁蒗以北的八二桥，向南经由宁蒗、拉马地，止于战河西南，由北而南呈现NE—NNW—NNE走向，呈“S”型舒缓延伸，全长90km。晚更新世以来，断裂具有显著的活动特征，发生过多次5～6级地震。以上两断裂距离震中分别为30km和35km，此次5.7级地震的发生与以上两断裂似无构造上的联系。下面重点介绍震中附近永宁断裂和日古鲁－岩瓦断裂等晚更新世活动断裂的活动特征。

图2 震区地震构造图Fig.2 Seismotectonic map of the earthquake area.

1.1 NW向永宁断裂(F1)

永宁断裂由彼此斜列的温泉断层(F1－1)、永宁断层(F1－2)和阿拉凹断层(F1－3)组成。

温泉断层(F1－1)，展布于永宁温泉至泸沽湖北岸之间，始于温泉西，向SE经巫丘延至泸沽湖西北角，走向335°，倾向NE或SW，倾角70°左右，长16km。该断层是永宁、泸沽湖等四纪断陷盆地北部边缘控制性构造，且对温泉河有着明显的控制作用，温泉河沿断层线发育，表现为清晰的断层槽地。永宁盆地北部的狮子山和泸沽湖畔发育1排NWW向灰岩陡崖，断层地貌清晰。沿断层多处发育高温温泉。狮子山灰岩陡崖下巫丘村见2条NW向断层构成的1个小地堑，中间为中更新统残积红黏土，形成正断层构造楔，表明中更新统红黏土沉积后断层有过活动，可能延入晚更新世。综合地质、地貌和温泉分布等现象分析，断层在晚更新世有活动迹象。

永宁断层(F1－2)，NW起于总管窝子西侧，向SE经火山、永宁、扎实、落水，止于泸沽湖盆地东南，断层走向290°～330°，倾向NE，倾角72°～80°，全长约30km。在航、卫片上线性影像特征清晰，沿断层发育清晰的断层槽谷、断层三角面(扎实、落水一带)。断层对永宁、泸沽湖第四纪盆地南部边界以及古近纪地层具有严格的控制作用，流经永宁盆地的前所河(又名大河)的多条支流顺断层发育(图3)，具有明显的新活动特征。八七—海衣角一带，大河一支流被断层右旋位错1km(图3)，并在海衣角附近呈直角型拐弯，断层表现出明显的右旋走滑特征。扎实村西北1.5km三叠系灰岩与T2阶地上更新统沉积呈断层接触关系①云南省地震工程研究院，2009，宁蒗机场重点工程场地地震安全性评价报告。(图4)，具明显的正断层性质，显示断层在晚更新世有明显活动。上述分析表明，永宁断层是一条以右旋走滑兼正断为主的晚更新世活动断层。

图3 永宁断层(F1－2)水系断错地貌Fig.3 The displacement of rivers along the Yongning Fault(F1－2).

图4 扎实村西北1.5km断层剖面Fig.4 Cross section of the fault 1.5km northwest of Zhashi village.

阿拉凹断层(F1－3)，主要顺大河上游河谷展布，走向330°，倾向NE或 SW，倾角70°左右，全长约10km。断层发育于古近系和第四系之间，具右旋走滑兼正断层性质。在阿拉凹一带表现为清晰的断层槽地和断层陡崖(图5 a)，沿断裂两侧大河阶地明显不对称，一侧发育2～3级阶地(T3阶地仅存在于局部地段)，另一侧阶地几乎不发育(图5 a)，这种阶地不对称是断层差异升降运动的结果。由于断层的水平走滑运动，日古鲁东3km山厝一带大河右旋位错220m左右(图5 b)。日古鲁北1.4km公路旁见断层发育在古近系砾石层中，断层面上有清晰的擦痕和阶步(图5 c)，擦痕侧伏角30°，从擦痕和阶步判断为上盘下掉的走滑正断层。在阿拉凹西侧河边，见断层发育于T2级阶地的砾砂层中(图6)，经热释光(TL)年龄测定，被错阶地砾砂层年龄为(21.19±1.80)ka，表明断层在晚更新世晚期仍有活动。

图5 阿拉凹断层(F1－3)的断层地貌与擦痕Fig.5 The fault landforms along Ala'ao Fault and the striae on fault plane.

综上所述，永宁断裂的3条分支——温泉断层、永宁断层、阿拉凹断层，在晚第四纪均表现出明显的活动特征，活动时代和运动性质相似，均以右旋走滑兼正断为主，最新活动时代为晚更新世。

1.2 NE向日古鲁-岩瓦断裂(F2)

该断裂南西起于岩瓦一带，向北东经日古鲁、利家咀、陆洼堡，止于瓦厂以北，走向45°，主体倾NW，局部倾SE，倾角40°～70°，长度约70km。早期以逆冲为主，第四纪以来以左旋走滑为主。对岩瓦、日古鲁、利家咀等古近纪、新近纪盆地和永宁第四纪盆地边缘有着明显的控制作用。它是永宁第四纪盆地西北边缘断裂，并与NW向永宁断裂等在永宁、挖都一带相交。卫星影像上，具有较平直的线性特征。

岩瓦NNE方向1.2km公路旁见发育2条第四纪断层(图7)，产状分别为50°/SE∠85°和80°/SE∠60°～70°，错断了中更新世和上更新世砂砾石层。受断层强烈运动影响，地层倾角较陡，产状紊乱，沿断面有砾石定向排列现象，表明该断裂为晚更新世活动断裂。

中都盆地(永宁盆地分支)西部边缘中挖都—利家咀一带，有多条小溪呈现出同步左旋位错特征，位错量240m、350m、400m不等。各左村南东1.4km公路旁二叠系玄武岩中的断层面上，见有清晰的水平向擦痕，侧伏角10°左右。附近SN向小河(赵家坪沟)水平左旋位错120m。最新活动特征表明，该断裂以左旋走滑为主。

图6 阿拉凹断层剖面图Fig.6 Cross section of the fault at Ala'ao village.

2 发震构造的讨论

2.1 地震烈度分布和震源机制解

地震烈度分布图不仅用来评估地震造成的破坏情况、经济损失状况等，还有助于分析判断地震与地震构造之间的关系。通常，极震区等震线长轴与发震构造走向一致或近平行。此次MS5.7地震Ⅶ度区和Ⅵ度区长轴方向基本一致(图8)，呈NW向(335°)展布，与永宁断裂走向基本一致。

图7 岩瓦NNE向1.2km公路旁断层剖面Fig.7 Cross section of a fault at the roadside 1.2km NNE of Yanwa village.

图8 M S 5.7地震烈度分布和震源机制解Fig.8 The earthquake intensity distribution and the focal mechanism solutions of the M S 5.7 earthquake.

震源机制解直接反映了地震破裂面的力学性质和运动状态。依据中国地震局地球物理研究所提供的震源机制解(图8):P轴方位角152°(332°)，仰角69°;T轴方位角62°，仰角0°;N轴方位角332°，仰角 21°;节面 I走向 172°(352°)，倾角 49°，倾向 SW;节面Ⅱ走向 312°，倾角49°，倾向NE。由P轴、T轴、N轴3应力轴方位得知，这是一个张性兼走滑型破裂。在NW(332°)－SE(152°)主压应力场的作用下，沿节面Ⅱ(312°方向)，表现为正断兼右旋走滑的运动特征。节面Ⅱ的走向、倾角、倾向与永宁断裂产状基本一致，右旋走滑特征也与永宁断裂走滑兼正断的运动学特征吻合。因此，从震源机制解结果基本上可以确定永宁断裂为此次地震的发震断裂。

此次地震的震源机制解与1976年11月7日盐源下甲米6.7级地震、1976年12月13日盐源辣子6.4级地震和1978年8月31日盐源西北5.6级地震的机制解明显不同(表1)(张四昌等，1995)。盐源6.7、6.4和5.6级3次地震的发震应力场均是P，T接近水平，N轴陡立的走滑破裂型地震，可能与NE向的丽江－小金河断裂的走滑活动有关，与本次地震不是同一发震构造类型。同时，也反映出滇西北地区现代构造应力场的复杂性。川滇菱形块体内部，主压应力优势方位为近水平的NNW－SSE向(阚荣举等，1977)。但现代地震震源机制资料表明，除了水平主压应力场的作用外，还受到垂直应力场的作用，地震破裂面以水平剪切性质为主，还有一些地震破裂面表现为明显的正倾滑性质(王绍晋等，1997)。1996年2月3日丽江7.0级地震、1976年9月3日中甸5.5级地震，以及本次5.7级地震，均是正倾滑性质的地震。这些正倾滑性质的地震多分布在哈巴雪山和玉龙雪山周缘。哈巴雪山和玉龙雪山海拔分别为5 396m和5 596m，是滇西地区著名的新构造隆起，而位于两山之间的金沙江海拔只有1 800m左右，相对高差约3 600m。这种巨大的地形反差势必造成相当的重力势能。在构造应力场中，重力有时候是很活跃的构造制约因素，尤其是在青藏高原内部及其周缘地形高差巨大的地区。根据区域地形条件分析，该地区的正断层运动作用很可能与地形巨大反差引起的巨大重力势能有关。

表1 震源机制解一览表Table 1 Parameters of focal mechanism solutions

2.2 Ⅷ度异常点分布和地裂缝展布

本次地震震中烈度为Ⅶ度区，但在Ⅶ度区内尚有一些Ⅷ度异常点，它们呈NW向近直线状分布于陈家湾、海玉角、八七、拉鲁瓦一线(图8)，正好与永宁断层(F1－2)展布位置相吻合。这种线性对应关系不是某种巧合，应与永宁断裂的活动密切相关。

一般5.7级地震很少产生地裂缝等地表破坏，但此次地震例外。在NW向永宁断裂通过的高拉、竹地等地产生了3～4处地裂缝，这些裂缝均为NW走向，长度20～200m不等。经实地考察，有的地裂缝与地基不均匀有关，与构造关系不明显，但竹地村附近一处地裂缝似乎与断裂构造有着较为密切的关系，其位于湖泊边缘竹地村摩梭族居住地，裂缝处地形平坦(图9)，土质均匀，为松软的厚层沼泽相炭质黏土。裂缝总共有5条，这些裂缝首尾相接，呈雁行状斜列，连续性好，走向310°～330°，单条长度2～5m，总长度约20m，宽度1～5cm。从地形坡度分析，该处地形平坦，应该不是斜坡效应产生的重力裂缝。地基土土质均匀，厚度大且稳定，也不可能是因地基不均匀沉降所致。据其明显的方向性、连续性、定向排列特征(雁行状)以及与断层走向关系分析，认为其应属于永宁断裂的活动产生的构造裂缝。

图9 竹地村地裂缝Fig.9 The ground fissures at Zhudi village.

3 结语

(1)震中附近发育NW向永宁断裂和NE向日古鲁－岩瓦断裂2条晚更新世活动断裂。永宁断裂由彼此斜列的温泉断层(F1－1)、永宁断层(F1－2)和阿拉凹断层(F1－3)组成。它们在航、卫片上线性影像特征清晰，断层地貌明显。断层对永宁、泸沽湖第四纪盆地具有严格的控制作用。流经永宁盆地的前所河的多条支流顺断层发育，八七—海衣角一带、日古鲁东山厝附近，多处河流右旋位错。阿拉凹一带断错T2阶地上更新统沉积，错断地层最新年龄为(21.19±1.80)ka，是一条以右旋走滑兼正断性质的晚更新世活动断层。日古鲁－岩瓦断裂对岩瓦、日古鲁、利家咀等古近纪、新近纪盆地和永宁第四纪盆地有着明显的控制作用，断错中更新世和上更新世地层;中挖都—利家咀一带，有多条小溪呈现出同步左旋位错特征。断裂在晚更新世有着明显的活动迹象，具左旋走滑运动性质。

(2)地震震源机制解结果显示，此次5.7级地震为正断兼右旋走滑型地震，NW向节面产状与永宁断裂基本吻合，地震破裂型式与永宁断裂运动学特征一致。地震烈度长轴方向、Ⅷ度烈度异常点线性分布以及构造地裂缝方向，均与永宁断裂走向一致。因此，永宁断裂是此次5.7级地震的发震构造。

(3)从地震构造角度分析，此次地震位于日古鲁－岩瓦断裂和永宁断裂的构造交叉部位附近，前者可能也参与了此次地震的孕震过程。就盆地力学成因而论，在NNW－SSE向主压应力场背景下，由于日古鲁－岩瓦断裂左旋走滑和永宁断裂右旋走滑双重作用，在释压应力区形成了永宁拉分断陷盆地。因此，永宁盆地是一个正在扩张的新型活动盆地。

此外，一些正倾滑性质的地震多分布在哈巴雪山和玉龙雪山周缘。哈巴雪山和玉龙雪山是滇西地区著名的新构造隆起，该地区相对高差巨大。根据区域地形条件分析，该地区的正断层运动作用很可能与地形巨大反差引起的重力势能有关。