六盘山断裂中南段GPS形变特征与地震危险背景研究∗

杜 方闻学泽梁明剑龙 锋吴 江四川省地震局，成都 6100412）中国地震局地质研究所，北京 100029

六盘山断裂中南段GPS形变特征与地震危险背景研究∗

杜 方1）闻学泽1，2）梁明剑1，2）龙 锋1）吴 江1）
1）四川省地震局，成都 610041
2）中国地震局地质研究所，北京 100029

∗基金项目: 中国地震局地震行业科研专项（20140823）资助。

利用南北地震带北段的区域GPS资料，结合区域的地震构造以及中小地震活动等信息进行分析，研究六盘山断裂带区域的地壳形变特征，探讨引起区域地壳形变的断裂带构造活动，并由此认识六盘山断裂带地震危险背景。主要结果表明：

六盘山断裂带中南段是青藏块体与华北块体之间的边界型活动断裂带。在固原以南走向NNW-近SN向，由六盘山西麓、六盘山东麓和小关山断裂组成，属于以逆冲型活动断裂带，南段走向NW，由桃园-龟川寺、固关-宝鸡和陇县-岐山-马召等断裂组成，表现出以左旋走滑为主。六盘山断裂中南段属于六盘山弧形逆—走滑构造区和陇中盆地构造区的东南分界带。

六盘山弧形逆-走滑构造区以广义海原-祁连山活动断裂带为主中央断裂带，在北东侧有多条断裂构成一组向北东方向凸出和弯曲的弧形逆走滑活动断裂系统；在南东段的六盘山地区（固原—陇县之间）的断裂活动转为以逆冲为主。陇中盆地构造区位于广义海原-祁连山断裂、六盘山断裂与西秦岭北缘断裂之间，区内主要发育有多条北西西和北北西向的断裂带。其中，北西西向断裂以逆-左旋走滑活动为主，而北北西向弧形断裂带以逆冲运动为主，伴有断裂扩展褶皱等变形。

六盘山断裂带中段存在地震空区或者破裂空段。断裂带北段及其附近曾发生1219年固原7级地震、1306年固原7级地震和1622年固原北7级地震等；断裂带南段是公元600年天水-陇县间地震的发震断裂，其震级有可能大于现行地震目录所给出的61/2级地震；断裂带中段的隆德-陇县之间，历史上无强震与大地震记载，属于地震空区或者破裂空段，长约70 km。

跨越六盘山断裂带中南段的GPS剖面显示断裂闭锁特征。根据GPS站速度剖面，在六盘山断裂带西侧地区，存在垂直于断裂带走向的、由西向东的地壳横向挤压缩短作用以及平行于断裂带的水平左旋剪切作用，但至六盘山断裂带，变形显著变小。其中，断裂带西侧100～250 km处的水平缩短速率约为3 mm/a，(0～100) km处已减小到约0.5 mm/a，而六盘山断裂带东侧地区（鄂尔多斯地块）几乎无变形作用；平行断裂的水平角变形速率在断裂带西侧约为4.0×10-9/a，而至断裂带东侧也几乎无变形。这种地壳形变图像与2008年中国四川汶川8.0级地震之前横跨龙门山断裂带的地壳形变图像相似，反映六盘山断裂带中南段业已处于闭锁状态，显示具有显著的应变积累。

六盘山断裂带中南段区域显示现代地震活动性异常区。现代地震分布显示至少从1980年以来，断裂带中南段地区存在ML≥2.5地震的稀疏段或者平静段，六盘山西麓断裂很少发生ML≥2.5地震；东麓断裂存在ML≥2.5地震分段性活动；断裂带中南段区域ML≥2.5地震主要集中在小关山断裂的东侧，反映出六盘山断裂带中南段断层面的闭锁状态，存在较高应力应变积累。