龙日坝断裂带晚第四纪滑动速率和古地震复发行为

任俊杰徐锡伟Robert S.Yeats张世民中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室，北京 100085中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室，北京 100029College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, Corvallis, OR , USA 97331

龙日坝断裂带晚第四纪滑动速率和古地震复发行为

任俊杰1）徐锡伟2）Robert S.Yeats3）张世民1）
1）中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室，北京 100085
2）中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室，北京 100029
3）College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, Corvallis, OR , USA 97331

为了研究龙日坝断裂带在青藏高原东缘应变分配中的作用和分析平行走滑断裂带是否会像2008年汶川8.0级地震造成两条平行断裂的共同破裂，开展了龙日坝断裂晚第四纪滑动速率和古地震序列的详细定量研究。野外调查表明，龙日坝断裂带位于龙门山以西约200 km，与龙门山断裂带大致平行，它由两条近平行的断裂（毛尔盖断裂和龙日曲断裂）组成。其中毛尔盖断裂主要沿着毛尔盖河和羊拱沟的北侧基岩山坡展布，发育断错山脊和断错水系，其晚第四纪活动表现为右旋走滑；龙日曲断裂主要沿龙日曲河和雀儿登河北侧山坡通过，发育断错山脊和断错山前洪积扇，形成显著的断错陡坎，表明该断裂以右旋走滑为主，兼有向南东方向的逆冲作用。通过详细的野外断错地貌差分GPS测量获得了断裂上的位移量，并通过放射性碳和光释光对地貌面年龄进行厘定，结果表明毛尔盖自～21 ka以来右旋滑动速率为2.3±0.3 mm/a，而全新世以来的右旋滑动速率为0.7±0.1 mm/a；而龙日曲断裂自～18 ka以来右旋走滑速率为2.5±0.4 mm/a，全新世以来的右旋滑动速率为1.4±0.3 mm/a，其垂直滑动速率约为0.1～0.2 mm/a。这表明整个龙日坝断裂带晚更新世晚期至全新世滑动速率约为7.5 mm/a，而全新世以来的滑动速率约为2.1 mm/a，滑动速率的降低可能与青藏高原向东运动的减慢有关。

通过开挖探槽、放射性碳测年和古地震事件的OxCal建模，分别获取毛尔盖断裂和龙日曲断裂的古地震复发离逝。毛尔盖断裂上两个探槽揭示的古地震事件时间相关性非常好，全新世以来共有三次古地震事件，分别发生在5170±80Cal BP、7100±70 Cal BP和8510±420 Cal BP，基于断裂长度和估算得到的同震水平位错量可计算出其震级为MW7.2～7.4；龙日曲断裂上两个探槽和两个天然剖面揭示出晚第四纪晚期以来共有四次古地震事件，分别发生在5080±90Cal BP 、11100±380 Cal BP、13000±260 Cal BP和17830±530 Cal BP，基于断裂长度可估算得到震级为MW～7.4。从两条断裂上破裂图像来看，最新一次事件可能造成了两支断裂的共同破裂，其震级为MW～7.6。而在最新事件之前，毛尔盖断裂和龙日曲断裂表现为交替的活动。如果把龙日坝断裂带中段作为一个整体来看，除了最新一次事件外，整个断裂带似乎符合约2000年复发间隔的准周期复发特征。超过5000年的离逝时间和较高的滑动速率，预示着龙日坝断裂带中段未来具有较高的大震危险性。

青藏高原从中部以正东的方向向东运动，而在青藏高原东缘受到走向约NE60°龙日坝断裂带和龙门山断裂带的阻挡。来自青藏高原内部的运动一部分转化为沿龙日坝断裂带上的右旋走滑，另一部分继续向东南运动与刚性的四川盆地碰撞，相对较软的龙门山次级块体承担了来自青藏高原内部和四川盆地块体的挤压，导致了山体抬升和龙门山断裂带上的逆冲兼右旋走滑作用。与龙门山断裂带一样，龙日坝断裂带的两个分支断裂交汇于深约20 km的滑脱面上。龙门山次级块体在来自青藏高原内部的向东的推挤和来自四川盆地北西向的挤压，龙日坝断裂上较陡的断层倾角使得其主要承担走滑运动，而龙门山断裂带较缓的断层倾角使得其主要承担逆冲作用。GPS速率和地质学速率均表明龙门山断裂带在吸收青藏高原东缘变形中承担重要的作用，但龙日坝断裂带也这个应变分配过程中承担着同等重要的作用。