鲜水河断裂磨西段新发现地震地表破裂带初步研究

马 超，刘玉法，张 威，周亚东

(四川省地震局，四川 成都 610041)

活动块体的边界断裂是大地震发生的主要场所，块体边界部位的断裂往往比块体内部断裂发震能力更大，危害性更强。在我国，块体边界断裂控制了全部的8级以上及约80%的7级以上强震(张培震等，2013；张培震，2014)，而这些地震的发震部位多位于断裂几何变化、断裂交汇、障碍体、阶区等部位(邓起东等，1992，2002)。鲜水河—安宁河断裂带作为川滇块体东边界断裂在石棉一带交汇。在1973年以前的150多年里，鲜水河—安宁河断裂共发生10次7级以上强震，平均10～15年发生一次，断裂随时都有发生大地震的可能(张培震等，2013)。因此，鲜水河断裂带的活动性与地震危险性是未来关注的重点。我们利用活动构造常用的野外地质地貌调查方法对新发现的贡嘎断裂进行了实地考察，对贡嘎断裂的几何展布特征、断裂性质及古地震事件进行了初步研究。

1 新发现的地表破裂带

目前，活断层研究主要通过第四系断层剖面来确定断层相关参数(Akyuz H S，2002；He et al，2003；Royden et al，2008)，查清断裂的空间展布与结构、断裂活动性、古地震事件等参数是活动断层研究的基本内容。笔者团队在贡嘎山东麓康定市南的磨西断裂(鲜水河断裂磨西段)以西发现地表存在一条醒目的NW向破裂带，经查验资料，并未发现与该断裂相关的任何记载。该地表破裂带在卫星影像上线性清晰，断裂切断山体形成反向槽谷、堰塞塘等地貌，并切断溪流的多级阶地。经过卫星影像初步解译，发现该地表破裂带延伸长度大于30 km，位于1955年康定折多塘7级地震和1786年康定南7级地震的地表破裂带附近(见图1)。

图1 新发现的地表破裂带(卫星影像来源于Google Earth)

2 野外地质调查初步结果

笔者团队最先于2017年12月中旬通过室内的遥感影像解译发现位于康定市南榆林乡老榆林村南部的鲜水河断裂(磨西段：磨西—石棉断裂)以西存在一条醒目的NW向破裂带，并定名为贡嘎断裂。2018年1月前往贡嘎断裂进行了现场初步考察。将2017年以来对贡嘎断裂初步考察成果和2019年7月对贡嘎断裂进行的进一步考察成果收集整理汇编。现场地质调查主要在猪腰子海西北面和西南面的几个调查区域中进行。地质地貌调查点分布如图2a，b所示。

图2 贡嘎断裂地质地貌调查点分布

调查区域A：野外调查发现贡嘎断裂在雅家埂以西存在错断山脊，形成反向槽谷、断塞塘等地貌，并存在多条羽列分支。在雅家埂以南一带，卫星影像表现清晰，几何结构复杂，存在多支地表破裂带呈羽裂分布。地貌上主要表现为断层反向坎、断塞塘等。此区域内断裂形成的反向坎一般高1～2.5 m，最大垂直位错约为8 m，表明断裂多次活动，并发生过多次地震活动的累计效应，阻断山上冰雪融雪形成小型断塞塘等地貌(见图3a，b)。

图3 调查区域A的地质地貌照片(a图镜向SE，b图镜向NW)

调查区域B：位于调查区域A东南约400 m处，2018年1月笔者团队率先进行了现场考察。在贡嘎断裂北段，现场可见EW走向的冰碛垅被贡嘎断裂断错，断裂表现为左旋走滑，最大水平位错为5.0±0.5 m(见图4)，冰碛垅垂直位错不明显，断裂宽度很窄，不超过1 m，结合该断裂其他段落较大的垂直位错分布以及断裂系统总体的运动性质来分析，该处位错应为一次地震的同震位错。断裂在这段卫星影像表现清晰，断裂切过山脊，形成累计高度2～8 m的断层反向陡坎、断裂阻断季节性河流，形成宽约100 m，长约200 m的汇水盆地(断塞塘)(见图5a，b)。

图4 贡嘎断裂左旋位错地貌照片(镜向NW)

图5 调查区域B的地质地貌照片(a图镜向SE，b图镜向NW)

调查区域C：往调查区域B南面追索，看出断裂呈右阶羽裂展布。在此区域，断裂形成的地表破裂冲断一干涸沟渠，形成的左旋位错约9 m，应为数次地震所形成的累计位错，周边的断裂形成的反向坎坎高1.5～2 m(见图6a，b)。

图6 调查区域C的地质地貌照片(a图镜向NW，b图镜向SE)

调查区域D：该区域是本次调查的最南端区域，位于磨西镇新兴乡堡子村南门关以西的河流支流附近。在此区域内发现断裂断错河流右岸I级阶地，使砾石呈现定向排列现象，并在阶地前缘形成约0.2 m高的陡坎(见图7a，b)，I级后缘形成坎高约0.5 m的断层陡坎，可能为最新一次地震活动痕迹，河流东侧则发育有垭口地貌(见图8a，b)。再往南追寻未见明显断裂地貌痕迹。

图7 调查区域D的河流I级阶地照片(镜向SW)

图8 调查区域D的地质地貌照片(a图镜向NW，b图镜向SE)

3 地质剖面描述

图9 开挖剖面照片(镜向NW)

图10 剖面附近断裂羽列的卫星影像(卫星影像来源于Google Earth)

4 讨论与结论

表1 走滑断层地震破裂长度与震级间的关系公式

通过地质地貌调查，获得贡嘎断裂的水平同震位错为5.0±0.5 m，利用位错与震级的经验公式M=7.02+0.89×lgU(Wells et al,1994)，计算出发生在贡嘎断裂上的最新一次地震事件的震级为M7.6级，这与1955年康定折多塘7级地震震级相近。结合贡嘎断裂断错顶部腐殖层和断裂活动迹象进行综合分析，认为贡嘎断裂可能属于1955年康定折多塘7级地震的地表破裂的一部分。如果将目前发现的贡嘎断裂归为折多塘断裂的一部分，那么整个折多塘断裂的地表破裂至少有60 km，与7级以上震级所能够产生的地表破裂长度匹配，因此认为贡嘎断裂应为折多塘断裂的一部分，属折多塘断裂的南延段。事件1也揭示出贡嘎断裂上的古地震事件，虽然暂时尚未得到断裂上覆地层的测年结果，但不排除贡嘎断裂在1786年康定南7级地震中与磨西断裂发生过级联破裂的可能。如果这种假设成立，那么也可能从另一个方面解释贡嘎断裂在雅家埂段所呈现出的多条次级断层组成羽列分布这样的复杂几何结构。

通过本次工作，初步得出以下结论：通过卫星遥感影像解译和地质地貌调查表明贡嘎断裂确实存在，断裂长度不小于30 km。断裂在雅家埂南部的断裂几何展布较为复杂且呈多级羽列，延伸至磨西镇新兴乡堡子村南门关后形迹不甚明显，断裂性质总体以左旋走滑为主，兼具逆冲分量，局部近地表存在拉张效应。贡嘎断裂应为折多塘断裂的一部分，并有可能在1955年折多塘7级地震和1786年7级地震两次大地震事件中产生同震位错。