龍日壩斷裂帶晚第四紀滑動速率和古地震復發行為

任俊杰徐錫偉Robert S.Yeats張世民中國地震局地殼應力研究所地殼動力學重點實驗室，北京 100085中國地震局地質研究所活動構造與火山重點實驗室，北京 100029College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, Corvallis, OR , USA 97331

龍日壩斷裂帶晚第四紀滑動速率和古地震復發行為

任俊杰1）徐錫偉2）Robert S.Yeats3）張世民1）
1）中國地震局地殼應力研究所地殼動力學重點實驗室，北京 100085
2）中國地震局地質研究所活動構造與火山重點實驗室，北京 100029
3）College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, Corvallis, OR , USA 97331

為了研究龍日壩斷裂帶在青藏高原東緣應變分配中的作用和分析平行走滑斷裂帶是否會像2008年汶川8.0級地震造成兩條平行斷裂的共同破裂，開展了龍日壩斷裂晚第四紀滑動速率和古地震序列的詳細定量研究。野外調查表明，龍日壩斷裂帶位于龍門山以西約200 km，與龍門山斷裂帶大致平行，它由兩條近平行的斷裂（毛爾蓋斷裂和龍日曲斷裂）組成。其中毛爾蓋斷裂主要沿著毛爾蓋河和羊拱溝的北側基巖山坡展布，發育斷錯山脊和斷錯水系，其晚第四紀活動表現為右旋走滑；龍日曲斷裂主要沿龍日曲河和雀兒登河北側山坡通過，發育斷錯山脊和斷錯山前洪積扇，形成顯著的斷錯陡坎，表明該斷裂以右旋走滑為主，兼有向南東方向的逆沖作用。通過詳細的野外斷錯地貌差分GPS測量獲得了斷裂上的位移量，并通過放射性碳和光釋光對地貌面年齡進行厘定，結果表明毛爾蓋自～21 ka以來右旋滑動速率為2.3±0.3 mm/a，而全新世以來的右旋滑動速率為0.7±0.1 mm/a；而龍日曲斷裂自～18 ka以來右旋走滑速率為2.5±0.4 mm/a，全新世以來的右旋滑動速率為1.4±0.3 mm/a，其垂直滑動速率約為0.1～0.2 mm/a。這表明整個龍日壩斷裂帶晚更新世晚期至全新世滑動速率約為7.5 mm/a，而全新世以來的滑動速率約為2.1 mm/a，滑動速率的降低可能與青藏高原向東運動的減慢有關。

通過開挖探槽、放射性碳測年和古地震事件的OxCal建模，分別獲取毛爾蓋斷裂和龍日曲斷裂的古地震復發離逝。毛爾蓋斷裂上兩個探槽揭示的古地震事件時間相關性非常好，全新世以來共有三次古地震事件，分別發生在5170±80Cal BP、7100±70 Cal BP和8510±420 Cal BP，基于斷裂長度和估算得到的同震水平位錯量可計算出其震級為MW7.2～7.4；龍日曲斷裂上兩個探槽和兩個天然剖面揭示出晚第四紀晚期以來共有四次古地震事件，分別發生在5080±90Cal BP 、11100±380 Cal BP、13000±260 Cal BP和17830±530 Cal BP，基于斷裂長度可估算得到震級為MW～7.4。從兩條斷裂上破裂圖像來看，最新一次事件可能造成了兩支斷裂的共同破裂，其震級為MW～7.6。而在最新事件之前，毛爾蓋斷裂和龍日曲斷裂表現為交替的活動。如果把龍日壩斷裂帶中段作為一個整體來看，除了最新一次事件外，整個斷裂帶似乎符合約2000年復發間隔的準周期復發特征。超過5000年的離逝時間和較高的滑動速率，預示著龍日壩斷裂帶中段未來具有較高的大震危險性。

青藏高原從中部以正東的方向向東運動，而在青藏高原東緣受到走向約NE60°龍日壩斷裂帶和龍門山斷裂帶的阻擋。來自青藏高原內部的運動一部分轉化為沿龍日壩斷裂帶上的右旋走滑，另一部分繼續向東南運動與剛性的四川盆地碰撞，相對較軟的龍門山次級塊體承擔了來自青藏高原內部和四川盆地塊體的擠壓，導致了山體抬升和龍門山斷裂帶上的逆沖兼右旋走滑作用。與龍門山斷裂帶一樣，龍日壩斷裂帶的兩個分支斷裂交匯于深約20 km的滑脫面上。龍門山次級塊體在來自青藏高原內部的向東的推擠和來自四川盆地北西向的擠壓，龍日壩斷裂上較陡的斷層傾角使得其主要承擔走滑運動，而龍門山斷裂帶較緩的斷層傾角使得其主要承擔逆沖作用。GPS速率和地質學速率均表明龍門山斷裂帶在吸收青藏高原東緣變形中承擔重要的作用，但龍日壩斷裂帶也這個應變分配過程中承擔著同等重要的作用。