南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂現今運動特征1

王曉楠 唐方頭 邵翠茹

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南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂現今運動特征1

王曉楠 唐方頭 邵翠茹

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

本文基于南迦巴瓦構造結周邊16個寬頻帶地震臺的觀測波形數據，對地震事件進行相關分析，使用MSDP軟件進行多臺定位，編制了研究區內的地震目錄，并利用CAP方法獲得了研究區內主要斷裂帶兩側10km范圍內3.0以上地震的震源機制解，用于分析主要斷裂帶的現今運動特征。研究結果表明：研究區內的地震活動受主要斷裂帶的控制；墨脫斷裂帶現今運動主要為左旋逆沖運動；米林斷裂帶以左旋正斷運動為主；嘉黎斷裂帶以右旋逆沖為主，兼有左旋和正斷運動；阿帕龍斷裂帶以右旋逆沖運動為主；邊壩-達木新生斷裂帶運動以右旋逆沖運動為主，兼有正斷和左旋運動；各主要斷裂帶的現今運動特征與地質和GPS觀測結果相同，表明南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂帶的現今運動主要受阿薩姆構造結俯沖作用的控制。

南迦巴瓦構造結 斷裂運動特征 CAP方法 震源機制解

引言

南迦巴瓦構造結位于印度大陸與歐亞大陸碰撞的前沿部位，其地下結構復雜，地震多發，是探索地震活動與斷裂運動關系的理想場所。1950年8月15日，在其東側發生察隅S8.6地震，震源機制解表明發震斷裂為右旋走滑，與喜馬拉雅碰撞帶以逆沖為主的發震構造存在差異。察隅地震發生前，1950年2月23日，在南迦巴瓦構造結頂端發生6.0地震；2017年11月18日，在南迦巴瓦構造結頂端又發生6.9地震，兩者相距僅28km左右，震源機制解表明2次地震的發震構造均為北西向斷裂。自察隅發生S8.6地震以來，南迦巴瓦構造結周邊地區沒有再發生7級以上地震，未來該地區有發生強震的可能性。為了研究米林地震發生后南迦巴瓦構造結周邊地區的地震趨勢，首先需要研究南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂的現今運動特征，建立該地區的發震構造模型，探討地震活動與斷裂的關系。

目前對國內外斷裂運動特征的研究，主要采用傳統地質學、大地測量、地球物理探測以及地震學方法，不同地區、不同類型的斷裂可采取相應的研究方法，如對于斷裂出露地表、地表過程較慢的西北地區可采用傳統地質學方法，對于華北第四系覆蓋區的斷裂則采用地球物理探測方法等。由于南迦巴瓦構造結地區地理條件極其惡劣，且降雨量大、植被茂密，不利于開展地質地貌調查工作，同時該地區地震活動強烈，故適合用地震學方法研究其斷裂的運動特征。

1 地質構造背景

南迦巴瓦構造結位于由印度板塊與歐亞板塊俯沖、碰撞而形成的喜馬拉雅造山帶上，強烈的碰撞和擠壓導致南部的印度大陸推擠楔入北部的歐亞大陸，使雅魯藏布江縫合帶在該區發生強烈錯位和急劇轉折，從而形成了拇指狀構造結（張明華，2007）。隨著印度板塊持續擠入和實皆斷裂活動，阿薩姆構造結逐漸形成，歐亞大陸內部的構造應力場也隨之發生改變，并形成新的斷裂。在南迦巴瓦構造北東側，由于印支地塊的擠出，形成了一系列北西向走滑斷裂（丁林等，2013）。第四紀尤其是晚第四紀以來，在新的構造應力場作用下，南迦巴瓦構造結東側的墨脫斷裂帶已由早期的右旋走滑轉變為晚第四紀以來的左旋走滑；而構造結西側的米林斷裂已由早期的左旋走滑、正斷轉變為晚第四紀以來的逆沖兼左旋走滑，地震震源機制解表明阿薩母盆地現今仍處于擠壓狀態。南迦巴瓦構造結周邊地區的主要斷裂帶有東、西邊界的墨脫斷裂帶和米林斷裂帶，東北側的嘉黎斷裂帶，東南側的阿帕龍斷裂帶以及東側的邊壩-達木新生斷裂帶（圖1）。

F1：米林斷裂帶；F2：墨脫斷裂帶；F3：嘉黎斷裂帶；F4：阿帕龍斷裂帶；F5：邊壩-達木斷裂帶；

米林斷裂帶位于南迦巴瓦構造結西邊界，分布在米林、魯朗、通麥沿線，南止于里龍斷裂帶，北受嘉黎斷裂限制，總體為北東走向，傾向南東，全長155km。該斷裂帶是一條切割雅魯藏布江斷裂帶的新生走滑構造帶，由多條次級斷層斜列組成，部分段落沿襲了雅魯藏布江斷裂帶發展，地質資料顯示該斷裂最新運動以逆沖運動為主兼有左旋走滑（Li等，2018），GPS資料顯示該斷裂為右旋走滑兼逆沖運動（唐方頭等，2010）。

墨脫斷裂帶位于南迦巴瓦構造結東邊界，大致沿達木至都登的雅魯藏布江大峽谷展布，北部止于波密一帶，向南西延伸，與阿波爾山斷裂斜接或重接，全長180km。該斷裂帶由多條次級斷層組成，總體呈北東走向，傾向南東。地質資料表明其最新運動為以左旋走滑運動為主，不同段表現出逆斷或正斷的傾滑分量（謝超等，2016），GPS資料顯示該斷裂為左旋走滑兼逆沖運動。

嘉黎斷裂帶位于南迦巴瓦構造結東北側，通麥以西沿易貢藏布河谷展布，走向為北西西，地質資料表明該斷裂最新運動為右旋走滑兼逆沖運動（任金衛等，2000；沈軍，2001；宋鍵等，2013），GPS資料顯示該斷裂為右旋走滑兼逆沖運動（唐方頭等，2010）。通麥以南分成2支，北支主要沿帕隆藏布西南側展布，經然烏湖南側并穿過古玉鄉一直往東南延伸，地質資料表明其最新運動為右旋走滑兼逆沖運動（沈軍，2001），GPS資料顯示該斷裂為左旋走滑兼拉張運動；南支斷裂在過通麥后繼續向東南方向延伸，經過嘎隆拉后沿貢日嘎布曲展布，由多條斷裂組成，地質資料表明該斷裂最新運動以右旋走滑兼逆沖運動，GPS資料顯示斷裂為右走滑兼逆沖運動。

阿帕龍斷裂帶位于南迦巴瓦構造結東南、阿薩姆構造結頂端，東南始于察隅瓦弄南，經帕龍，向北西延伸，止于墨脫斷裂帶，全長240km左右，總體的走向呈北西西，地質資料表明該斷裂最新運動為右旋走滑兼逆沖運動（西藏自治區科學技術委員會等，1988），GPS資料顯示該斷裂為右旋走滑兼逆沖運動（Devachandra等，2014）。

邊壩-達木新生斷裂帶斜穿研究區中部，總體走向為北西向，傾向南西，地表由多條規模較小的斷層組成。地質資料表明該斷裂最新運動為右旋走滑兼逆沖運動，GPS資料顯示斷裂為右旋走滑兼逆沖運動1。

2 主要斷裂帶運動特征

2.1 地震數據處理及目錄編制

地震目錄是進行區域地震活動性研究和地震危險性分析的重要基礎資料，編目的完整性以及震源參數的精確性將直接影響后續研究結果的可信性和科學性（譚毅培等，2014）。強震發生后或震群活動時，震中附近或局部小區域在短時間內通常發生大量地震，不同的地震事件波形相互交疊，震級較小的地震震相難以識別，造成地震編目過程中有一定數量的地震被遺漏，給震后趨勢判定和發震構造分析等工作帶來不利影響。

本文使用研究區內16個臺站記錄的寬頻帶連續地震波形數據，采用模板匹配濾波技術識別遺漏地震。選取中國地震臺網的地震目錄作為模板，濾波檢測2015年10月—2017年10月記錄的波形數據，截取匹配相關系數0.7以上的事件波形，人工篩選地震事件，再通過MSDP軟件的多臺定位功能對篩選出的地震事件進行重新定位，進而編制出研究區的地震目錄。

為了更好地顯示該地區的地震活動特征，本文收集了中國地震局地球物理研究所2007—2011年南迦巴瓦構造結地區的臺陣觀測資料，補充本文重定位的2015年10月—2016年10月地震事件，繪制了地震震中分布圖（圖2）。由圖2可以看出，地震主要分布在南迦巴瓦構造結周邊主要的斷裂帶附近，尤其是在邊壩-達木新生斷裂帶、阿帕龍斷裂帶和墨脫斷裂帶附近，小震活動呈現出密集條帶分布。

圖2 南迦巴瓦構造結周邊地區地震分布（2007年8月—2011年6月，2015年10月—2016年10月）

2.2 主要斷裂帶現今運動特征

地震震源機制直觀反映了地震破裂的幾何及運動學特征，對研究地震活動與地質構造之間的關系具有重要作用。在求解地震震源機制的過程中，P波初動法是最常用的方法，該方法快速簡單，結果較為可靠，但要求在球面投影中存在大量離散、均勻的臺站。由于南迦巴瓦構造結地區南側為印控區，無法布設臺站，因此對研究區南部地震的包圍效果相對較差。相比P波初動法，CAP方法完整地利用了觀測波形，對速度模型要求不高，反演結果的可靠性、準確性更高（Zhu等，1996）。相關的CAP方法反演可靠性實驗表明，在地質構造較復雜的地區使用簡單速度模型仍可獲得不錯的反演結果（鄭勇等，2009；洪德全等，2013）。另外，CAP方法通過不同深度震源機制解的擬合誤差，搜索最佳深度，在震源機制反演的同時可得到最佳的深度反演結果（韓立波等，2012）。因研究區構造背景復雜、速度模型具有較大的地域分布特征，本文采用CAP方法求取該區3.0以上地震事件的震源斷層面解和震源深度。

為保證求解結果的可靠性，對2015年10月—2017年10月南迦巴瓦構造結地區16個寬頻帶臺站的連續觀測記錄，采用以下原則選取事件波形：①臺站的震中距小于400km、臺站方位角分布均勻、三分量波形完整且信噪比高；②當震中重合時，選取震級較大的地震。

反演前，首先去除地震事件波形數據的儀器響應（戴仕貴等，2009；趙宏等，2015），將三分量旋轉至、、分量，初步處理了波形數據。理論波形的計算使用頻率-波數法（-法）（Zhu等，2002），對頻率和波數進行積分，采用傳播矩陣計算地震的全波場位移，得到各種頻率下的體波和面波波形，應用于震源參數的反演。構建格林函數庫并選用全球Crust1.0分層速度結構模型，獲得較為準確的理論地震圖。反演中對Pnl波部分進行0.08—0.2Hz的帶通濾波，面波部分進行0.06—0.15Hz的帶通濾波，反演得到相關地震的震源機制解。

Wei等（2012）的研究認為CAP方法計算震源機制解時，參與反演的臺站數在5—10之間能得到理想的求解結果，其中矩震級誤差≤0.05、震源深度誤差≤1km。本文對每個地震事件均挑選信噪比較高、初動清晰、方位角分布盡量均勻的多臺進行反演。圖3是CAP方法計算地震事件20161214在5km深度的震源機制解（通過全局搜索，震源深度5km附近的擬合誤差最小），其中紅色波形為計算出的理論波形，黑色波形為實際觀測波形；波形左側為臺站名、震中距（km），波形下面的數字分別表示理論地震圖相對觀測地震圖的移動時間及二者的相關系數（%）。

圖3 使用CAP方法計算得到的20161214事件的震源機制解

本文共反演計算了南迦巴瓦構造結周邊地區70個3.0以上地震事件的震源機制。為了能更好地揭示斷裂的現今運動特征，本文還搜集了利用P波初動方法得到的2007年8月—2010年7月222個震源機制解2，2種方法共得到南迦巴瓦構造結周邊地區292個震源機制解（圖4）。

通過震源機制解發現，研究區內絕大部分地震的震源深度小于30km，節面傾角大部分在60°以上。因此，可用斷裂帶兩側10km范圍內的地震震源機制解分析其現今運動特征，用與斷裂走向相同節面的錯動方式代表斷裂的現今運動性質。表1總結了墨脫斷裂帶兩側10km范圍內的地震震源機制解與斷裂的現今運動性質。

圖4 南迦巴瓦構造結周邊地區震源機制解空間分布圖

表1　墨脫斷裂帶兩側10km范圍內地震震源機制解與斷裂現今運動性質

由表1可以看出，墨脫斷裂帶兩側10km范圍內的12個地震震源機制解中，有左旋走滑4個、左旋逆沖4個、逆沖運動1個、正斷運動2個、右旋走滑1個，分別占33.3%、33.3%、8.3%、16.7%和8.3%；左旋運動（包括左旋走滑、左旋逆沖和左旋正斷）合計占66.7%；逆沖運動（包括左旋逆沖、右旋逆沖與逆沖運動）合計占41.6%。由此可揭示該斷裂帶的現今運動主要為左旋逆沖運動，與地質和GPS觀測結果相同，說明墨脫斷裂現今運動主要受阿薩姆構造結俯沖作用的控制。

米林斷裂帶兩側10km范圍內共得到地震震源機制解5個，其中左旋走滑2個、左旋正斷1個、右旋逆沖1個、右旋正斷1個，分別占40%、20%、20%和20%。左旋運動合計占60%，正斷運動（包括左旋正斷、右旋正斷與正斷運動）合計占40%，揭示了該斷裂帶現今運動以左旋正斷運動為主，與地質和GPS觀測結果基本相同，斷裂左旋運動表明其受阿薩姆構造結俯沖作用的控制，正斷運動則說明其受隆起的南迦巴瓦構造結的重力作用影響。

嘉黎斷裂帶兩側10km范圍內共得到地震震源機制解15個，其中右旋走滑3個、右旋逆沖4個、右旋正斷2個、左旋走滑2個、左旋正斷2個、左旋逆沖1個、正斷運動1個，分別占20.0%、26.7%、13.3%、13.3%、13.3%、6.7%和6.7%。右旋運動合計占60.0%，左旋運動合計占33.3%，逆沖運動合計占33.3%，正斷運動合計占33.3%，揭示了該斷裂帶現今運動以右旋逆沖為主，兼有左旋和正斷運動，斷裂運動形式多樣，與地質和GPS觀測結果相同，說明該斷裂現今運動主要受阿薩姆構造俯沖作用的控制，同時斷裂運動的多樣性，反映了斷裂多期活動導致的結構復雜多變以及構造環境的差異特征。

阿帕龍斷裂帶兩側10km范圍內共得到地震震源機制解15個，其中右旋逆沖7個、右旋正斷3個、逆沖2個、正斷1個、左旋走滑1個、左旋逆沖1個，分別占46.7%、20.0%、13.3%、6.7%、6.7%、和6.7%。右旋運動合計占66.7%，逆沖運動合計占66.7%，揭示該斷裂帶現今運動以右旋逆沖為主，與地質和GPS觀測結果相同，說明該斷裂現今運動主要受阿薩姆構造俯沖作用的控制。

邊壩-達木新生斷裂帶兩側10km范圍內共得到地震震源機制解32個，其中右旋走滑6個、右旋逆沖7個、右旋正斷7個、左旋走滑2個、左旋逆沖4個、左旋正斷2個、正斷運動1個和逆沖運動3個，分別占18.8%、21.9%、21.9%、6.3%、12.5%、6.3%、3.1%和9.4%。右旋運動合計占62.5%，逆沖運動合計占43.8%，正斷運動合計31.3%，左旋運動合計25%，揭示該斷裂帶現今以右旋逆沖運動為主，兼有正斷和左旋運動，斷裂運動形式多樣，與地質和GPS觀測結果基本相同，該斷裂現今運動主要受阿薩姆構造俯沖作用的控制。斷裂運動的多樣性可能是由于該斷裂帶為新生斷裂，單條斷裂的規模較小，而且該地區不同構造部位的地質體差異較大、深部結構復雜，導致中、小地震的發震構造差異較大。

3 結論與討論

綜上所述，南迦巴瓦構造結周邊的地震活動受主要斷裂帶控制；墨脫斷裂帶現今運動主要為左旋逆沖運動；米林斷裂帶主要為左旋正斷運動；嘉黎斷裂帶以右旋逆沖為主，兼有左旋和正斷運動；阿帕龍斷裂帶主要為右旋逆沖運動；邊壩-達木新生斷裂帶運動以右旋逆沖運動為主，兼有正斷和左旋運動；各主要斷裂帶的現今運動特征與地質和GPS觀測結果相同，表明南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂帶的現今運動主要受阿薩姆構造結俯沖作用的控制，而南迦巴瓦構造結的影響已經很弱。

南迦巴瓦構造結周邊的地震活動較為頻繁，Gupta等（2015）通過對阿薩姆構造結頂端附近GPS觀測數據和地震資料分析，得出該處8級以上地震的復發間隔約為200年，認為阿帕龍斷裂帶縮短速度偏小，可能處于閉鎖階段，為高度強震危險區；Mukhopadhyay等（2015）利用地震監測資料對1968—2010年發生在東構造結附近的10個震群進行了研究，認為這些震群的產生與右旋走滑運動有關。

GPS監測資料顯示，南迦巴瓦構造結頂端附近的嘉黎斷裂帶和邊壩-達木新生斷裂帶均處于閉鎖階段（唐方頭等，2010），由于新生的邊壩-達木斷裂帶在南迦巴瓦構造結兩側運動速率均達到10mm/a，嘉黎斷裂在南迦巴瓦構造結兩側的運動速率為3—5mm/a3，應密切關注南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂，尤其是邊壩-達木新生斷裂帶北段和嘉黎斷裂帶未來發生大地震的可能性。

最后，對南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂帶現今運動特征的研究，僅得出了初步的結果，今后仍需要更多的地震觀測資料對一些問題進行深入研究。如導致嘉黎斷裂帶和邊壩-達木新生斷裂帶運動特征多樣性的具體原因，是地質體和深部結構差異還是斷裂結構差異，或其他原因等。探求這些問題的答案或許可以進一步揭示南迦巴瓦構造結地區的地震孕育環境和地球動力學背景。

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1 唐方頭，2017．青藏高原右旋剪切帶南部邊界的厘定. 國家自然基金（41274101）結題報告。

2 邵翠茹，2013．南迦巴瓦構造結地震監測及深淺構造關系研究．中國地震局地球物理研究所，中國地震局地球物理研究所中央級公益性科研院所基本科研業務專項資助項目結題報告。

3 唐方頭，2017．青藏高原右旋剪切帶南部邊界的厘定．國家自然基金（41274101）結題報告。

The Current Movement Characters of Main Faults Surrounding the Namcha Barwa Syntaxis

Wang Xiaonan, Tang Fangtou and Shao Cuiru

(Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China)

In order to obtain the characteristics of the current movement for the main faults, a catalog of earthquake was derived from 16 seismographs located around the Namcha Barwa syntaxis with correlation analysis via the MSDP software, and the focal mechanism of≥3.0 earthquakes occurred within 10km from the main faults was derived with the CAP method. The results show that earthquake activity in the study area was mainly controlled by the main faults. The Mêdog fault zone is mostly sinistral strike-slip with thrusting component. The Mainling fault zone is dominated by sinistral strike-slip with normal component. The Lhari fault zone is dominated by dextral strike-slip with thrusting component，accompanying sinistral strike-slip and normal movement. The Apalong fault zone is dominated by dextral strike-slip with thrusting component. The Banbar-Damu new fault zone is dominated by dextral strike-slip with thrusting component，accompanying normal movement and sinistral strike-slip. The above characteristics of movement are in accordance with the geology and GPS observation data, which shows that the movement of main fault zones surrounding the Namcha Barwa syntaxis is mainly controlled by the Assam syntaxis subduction.

Namcha Barwa syntaxis; Fault movement characters; The CAP method; Focal mechanism solution

王曉楠，唐方頭，邵翠茹，2018．南迦巴瓦構造結周邊地區主要斷裂現今運動特征．震災防御技術，13（2）：267—275．

10.11899/zzfy20180202

國家自然科學基金項目（41472199、41274101）和“雅魯藏布江下游地震觀測臺網臺站建設”項目共同資助

2018-03-25

王曉楠，女，生于1992年。碩士研究生。研究方向：地震學。E-mail：xiaowuni511@qq.com

唐方頭，男，生于1965年。研究員。主要從事活動構造與地球動力學研究工作。E-mail：fttang@sina.com