龙门山断裂带南段构造变形样式与活动特征研究新进展

龙门山断裂带南段构造变形样式与活动特征研究新进展

龙门山断裂带作为中国地震活动最频繁的地区之一，其构造变形样式与活动特征一直是地震科学研究的热点。最近，中国地震局地质研究所的研究团队对龙门山断裂带南段的双石-大川断裂进行了详细研究，不仅揭示了该断裂带的活动历史，还为1327年天全地震和2013年芦山地震的发震构造提供了新的认识。

2008年汶川地震（Mw7.9）和2013年芦山地震（Mw6.7）分别发生在龙门山断裂带中段和南段，造成了严重的人员伤亡。这使得龙门山断裂带，尤其是南段的构造变形样式、活动行为和地震危险性成为关注的科学问题。双石-大川断裂被认为是龙门山断裂带南段活动性最强的一条逆断裂。

对于两次地震发震断裂认识的争议主要是由于缺少双石-大川断裂地表迹线、几何结构和活动历史的准确厘定。为了进一步认识龙门山断裂带南段的构造样式、活动性和地震危险性，中国地震局地质研究所郭鹏副研究员等，对靠近天全地震震中的双石-大川断裂南段进行了详细的地质地貌调查，采用无人机移动摄影测量和槽探方法对断裂的活动性进行了研究；在此基础上，对前期获得的大地电磁剖面揭示的深部电性结构进行了重新解译，分析了断裂的深浅部结构，讨论了天全地震和芦山地震的地震构造模型。获得了以下主要认识：

（1）双石-大川断裂发育清晰的断错地貌，以逆冲运动为主，兼具左旋走滑分量，断层面具有东倾的几何特征。断裂最新一次事件和倒数第二次事件分别发生于865–493 yr BP (1085–1457 CE) 和 3165–1846 yr BP，两次事件之间的时间间隔为1826±410 yr。古滑坡、崩塌等地震地质灾害沿断裂呈带状分布，其中一处大型滑坡体的形成年代接近703±17 a BP。断裂最新活动时代和滑坡体形成年代与天全地震的发生年代对应性较好，指示双石-大川断裂最有可能是天全地震的发震断裂，震级为Mw7.0。

（2）在大地电磁剖面上，龙门山表现为向东突出的楔状高阻体，双石-大川断裂对应于楔状体东倾的上边界，也就是高阻层与低阻层之间的电性结构分界面，理想化的深浅部构造对应关系指示断裂是一条东南倾向的反冲断裂。芦山地震主破裂面倾向西，与龙门山楔状体西倾的下边界有较好的对应性。因此，可以认为芦山地震发生在龙门山楔状体深部的西倾盲逆断裂上，而天全地震发生在浅部的东倾反冲断裂上，他们在平面分布上有重叠，但深部构造层次不同。两次地震是龙门山构造体与四川盆地相互挤压作用的结果。

（3）双石-大川断裂逆冲兼左旋走滑运动性质蕴含的地球动力学过程可能是青藏高原东缘下地壳软弱物质向东运动受到四川盆地阻挡之后，地壳物质不仅向上下两个方向发生膨胀扩展，也迫使地壳物质向南北两侧发生横向运动，从而驱动上地壳物质向南北两侧发生运动，造成龙门山中北段具有右旋运动分量，南段具有左旋运动分量。需要注意的是，南段的左旋运动分量总体比较小。

图1 龙门山断裂带双石-大川断裂分布图及典型断错地貌

图2 龙门山断裂带南段深浅部构造特征以及天祝地震和芦山地震构造模型

上述研究成果发表在国际地学期刊Tectonophysics上，论文信息：Guo, P., Han, Z., Zhan, Y., Wang, J., Niu, P., Sun, X., et al. (2024). Structural geometry and active faulting along the southern segment of the Longmenshan thrust belt: Insights into the seismotectonics of the 1327 Tianquan and 2013 Lushan earthquakes (eastern Tibetan Plateau, China)