鮮水河爐霍段斷層現今活動特征

楊 鵬，彭麗媛

（1.四川省地震局，四川 成都 610041；2.四川省地震局地殼形變觀測中心，四川 雅安 625000）

鮮水河斷裂位于青藏高原東緣，是川滇菱形塊體東邊界的重要組成部分，為一條NW向的大型左旋走滑斷裂，也是中國強震頻發的斷裂之一。為研究鮮水河斷裂活動特征，1973年2月爐霍7.6級地震后，四川省地震局在該斷裂帶上布設了跨斷層形變測點。目前，鮮水河斷裂帶上共有14個跨斷層形變觀測場地，具體為：2個水準場地，7個包含水準和測距觀測手段的綜合場地，4個包含水準、測距和水平蠕變觀測手段的綜合場地，2個水平蠕變場地。在鮮水河斷裂帶北段布設了4個場地，中段布設了4個場地，南段布設了6個場地。經過40多年的跨斷層形變觀測，積累了豐富的觀測數據，為研究鮮水河斷裂的現今活動和潛在地震危險性提供了基礎支撐。

利用跨斷層形變觀測手段分析斷層的近場變化具有良好的成效，基于跨斷層形變觀測數據計算出的斷層活動參數（水平滑動量、水平張壓量和垂直變化量）能夠較好地反應出斷裂的活動情況（薄萬舉等，1998；周碩愚，1994）。已有學者采用跨斷層觀測手段對鮮水河斷裂帶開展過大量的研究。杜方等（2010）基于30多年觀測資料分析了鮮水河斷裂北西段在1973年M7.6地震后近、遠場的滑動和變形，以及它們的時、空變化特征，并依據近場蠕滑速率衰減趨勢分析認為鮮水河爐霍段逐漸進入“閉鎖”狀態。楊永林等（2007）利用鮮水河斷裂帶多個跨斷層形變場地測量資料探討了該斷裂當前的活動特征，分析認為鮮水河北西段為偏張性左旋走滑運動。方穎等（2015）基于跨斷層形變觀測資料對鮮水河斷裂西北段運動特征進行了分析，認為隨著斷層深度的增加，滑動量逐漸減弱。馬伶俐等（2015）對康定ML6.3地震前鮮水河斷裂帶南段的形變觀測資料進行異常分析認為老乾寧觀測曲線的持續上升反映了斷裂南段的活動性有所增強。本研究利用鮮水河斷裂帶爐霍段上蝦拉沱跨斷層場地的短水準和短基線觀測資料，從斷層運動方向和平均活動速率兩個方面分析爐霍段斷裂的現今活動特征，為評估該段斷裂潛在的地震危險性提供依據。

1 資料及計算方法

鮮水河斷裂為強震活動頻繁、高滑動速率的左旋走滑斷裂，在過去三百年里發生過8次7級以上強震，這些強震幾乎覆蓋了整條斷裂（見圖1；Wen et al，2008；梁明劍等，2020）。鮮水河斷裂爐霍段在不到160年的時間發生了1816年7?2級和1973年7.6級兩次大地震，歷史地震和古地震顯示該斷裂的強震復發行為并不遵循周期和準周期性行為特征，表現出叢集行為特征。

圖1 鮮水河斷裂幾何展布及強震活動分布圖（梁明劍，2019）

1.1 資料概況

蝦拉沱跨斷層定點水準和基線形變綜合觀測場地始建于1973年爐霍M7.6地震之后，期間觀測場地又經歷了幾次改造。該綜合場地位于四川省甘孜藏族自治州爐霍縣蝦拉沱區斯木鄉吉絨村，跨過1973年爐霍7.6級地震地表破裂帶（見圖2），構造位置位于鮮水河斷裂爐霍段上。2016年四川省地震局再次對蝦拉沱場地進行了改造，在原A′、B′、C′三個基線墩點附近分別增埋了D、E、F、G四點，經過升級改造之后，該觀測場地被組成4條水準測邊（FG、GD、DE、EF）和1個綜合測距網（含6條測距邊：FG、GD、DE、EF、FD、GE）（見圖2）。由于蝦拉沱場地升級改造之后，觀測點位有所變動，為了保證觀測資料的連續性和一致性，本研究選取了兩個時間段的觀測數據，改造之前2000～2015年和改造之后2016～2019年的觀測數據。此外，為便于觀測數據的跟蹤分析，我們將2016年1月投入觀測的全站儀基線觀測資料與2017年起測的4邊形測線測距資料歸算到原基線觀測資料中使用，將觀測系統的DF、DG測邊對應原A′B′和A′C′測邊（習慣命名為AB、AC）。

圖2 蝦拉沱跨斷層定點水準/基線觀測（測距）改造前后點位布設

1.2 計算方法

斷層的運動方向反映了斷層的活動狀態，并且為斷層活動的性質判定提供重要依據（李臘月等，2014；李鐵明等，2019）。依據跨斷層形變觀測數據，通過計算公式（1）、（2）和（3）可求得斷層活動的3個基本參數，即水平滑動量、垂直向變化量和水平張壓量。

式（1）～（3）中，下標1、2分別代表測線序號，θ為測線與斷層的夾角（θ定義為測線順時針轉動到與斷層線重合時所轉過的角度），ΔD為測線伸縮量（伸長為正、縮短為負），ΔH為垂直變化量（斷層下盤相對于上盤的變化，即水準測量由上盤到下盤為往測方向）。A＞0表示左旋，B＞0表示張性，C＞0表示正斷層（上盤下降），符號相反分別表示斷層活動性質相反。

斷層平均活動速率反映了斷層的活動水平，并且對斷層活動強度具有指示意義。利用蝦拉沱跨斷層形變觀測場地的觀測資料，計算垂直向和水平向月均值變化量，并對該數值進行回歸分析，與此同時采用最小二乘法原理計算斷層的平均活動速率，分析斷層當前活動水平及活動特征。

2 蝦拉沱附近斷層現今活動特征

由斷層水平滑動分量時序圖（圖3a）可知，鮮水河斷裂爐霍段2000～2019年的曲線持續上升且長期處于零值線以上，表明此時間段該斷層呈現左旋活動狀態，平均水平滑動速率為2.15 mm/a（見圖3a）。2000～2015年蝦拉沱觀測場走滑地斷層滑動量總體呈現上升趨勢，斷層水平滑動量均處于零值線以上，表明該時間段斷層呈現左旋走滑活動狀態，平均水平滑動速率為2.19 mm/a（見圖3b）。2016～2019年蝦拉沱斷層水平滑動量也呈現上升趨勢，水平滑動量也均處于零值線以上，平均水平滑動速率為1.98 mm/a，活動水平中等（見圖3c）。由此可知，兩個時間段斷層均呈現左旋走滑活動狀態，第二個時間段滑動水平要弱于第一時間段，表明近期斷層滑動速率有所減緩。

圖3 蝦拉沱場地所跨斷層水平滑動量年度序列曲線

從斷層張壓量（圖4a）來看，2000～2019年蝦拉沱觀測場地斷層張壓量總體呈現拉張活動狀態，平均活動速率為0.25 mm/a。2000～2015年總體上一直呈現上升趨勢，平均活動速率為0.37 mm/a，該時段斷層呈現拉張活動狀態（見圖4b）。2016～2019年，蝦拉沱觀測場地斷層張壓量總體呈現下降態勢，平均活動速率為-0.22 mm/a，表明該時段斷層存在一定的壓性活動特征（見圖4c）。由此可知，鮮水河斷裂爐霍段斷層在兩個時間段呈現出不同的活動狀態：2000～2015年呈現出張性變化活動，活動水平較高；2016～2019年呈現出微弱的壓性變化活動，活動水平相對較低，這也表明鮮水河斷裂爐霍段近期斷層存在壓性活動。

由斷層垂直向活動量（圖5a）可知，2000～2019年蝦拉沱觀測場地斷層垂直活動量總體呈現逐年減小的趨勢，垂直向平均活動速率為-0.24 mm/a，表明此時間段該斷層為逆斷活動。2000～2015年和2016～2019年蝦拉沱斷層垂向活動總體呈現下降趨勢并伴有一定的周期性波動，斷層垂直向平均活動速率分別為-0.25 mm/a和-0.20 mm/a，垂向活動量變化不大，活動水平不高，這表明兩個時間段斷層活動性質并未發生改變，均表現為逆斷活動（見圖4b、4c）。由此可知，鮮水河斷裂爐霍段近期斷層活動性質依舊為逆斷活動，活動規律較好。

圖4 蝦拉沱場地所跨斷層張壓量年度序列曲線

圖5 蝦拉沱場地所跨斷層垂直向變化量年度序列曲線

3 討論與結論

1）通過對2000～2015年和2016～2019年兩個時間段蝦拉沱斷層水平滑動分量的對比，我們認為該斷層的現今（2016～2019年）水平左旋走滑活動動水平（1.98 mm/a）低于之前（2000～2015年）的水平左旋走滑活動動水平（2.19 mm/a），由此表明該區域近期斷層的左旋走滑活動水平有所減弱；鮮水河斷裂爐霍段斷層的水平張壓分量存在差異性活動特征：2000～2015年斷層以拉張活動為主，平均活動速率為0.37 mm/a，2016～2019年斷層呈現擠壓活動狀態，平均活動速率為-0.22 mm/a，呈現壓性變化；鮮水河斷裂爐霍段斷層在垂直方向上的活動水平較弱，平均活動速率為-0.24 mm/a，斷層在左旋走滑活動的同時兼有弱壓活動。由上述分析認為：鮮水河斷裂爐霍段斷層活動現今活動狀態與長期活動背景存在一定的差異性，主要表現為斷層左旋走滑活動速率減弱，且由之前的“張”性轉為“弱壓”性。

2）活動斷裂的活動習性是認識活動斷裂應變加載及釋放隨時間、空間變化的關鍵所在，也是研究區域運動學、動力學和科學評價地震危險性的重要基礎（梁明劍，2019）?？鐢鄬有巫償祿^測顯示，鮮水河斷裂爐霍段的活動速率在時間進程上具有階段性特征，反映了斷裂活動在時間尺度上存在不均勻性或可變性。這樣的斷裂活動習性特征解釋了鮮水河斷裂爐霍段的強震復發行為不遵循周期性或準周期性的活動規律，而表現為叢集行為特征。