鮮水河斷裂磨西段新發現地震地表破裂帶初步研究

馬 超，劉玉法，張 威，周亞東

(四川省地震局，四川 成都 610041)

活動塊體的邊界斷裂是大地震發生的主要場所，塊體邊界部位的斷裂往往比塊體內部斷裂發震能力更大，危害性更強。在我國，塊體邊界斷裂控制了全部的8級以上及約80%的7級以上強震(張培震等，2013；張培震，2014)，而這些地震的發震部位多位于斷裂幾何變化、斷裂交匯、障礙體、階區等部位(鄧起東等，1992，2002)。鮮水河—安寧河斷裂帶作為川滇塊體東邊界斷裂在石棉一帶交匯。在1973年以前的150多年里，鮮水河—安寧河斷裂共發生10次7級以上強震，平均10～15年發生一次，斷裂隨時都有發生大地震的可能(張培震等，2013)。因此，鮮水河斷裂帶的活動性與地震危險性是未來關注的重點。我們利用活動構造常用的野外地質地貌調查方法對新發現的貢嘎斷裂進行了實地考察，對貢嘎斷裂的幾何展布特征、斷裂性質及古地震事件進行了初步研究。

1 新發現的地表破裂帶

目前，活斷層研究主要通過第四系斷層剖面來確定斷層相關參數(Akyuz H S，2002；He et al，2003；Royden et al，2008)，查清斷裂的空間展布與結構、斷裂活動性、古地震事件等參數是活動斷層研究的基本內容。筆者團隊在貢嘎山東麓康定市南的磨西斷裂(鮮水河斷裂磨西段)以西發現地表存在一條醒目的NW向破裂帶，經查驗資料，并未發現與該斷裂相關的任何記載。該地表破裂帶在衛星影像上線性清晰，斷裂切斷山體形成反向槽谷、堰塞塘等地貌，并切斷溪流的多級階地。經過衛星影像初步解譯，發現該地表破裂帶延伸長度大于30 km，位于1955年康定折多塘7級地震和1786年康定南7級地震的地表破裂帶附近(見圖1)。

圖1 新發現的地表破裂帶(衛星影像來源于Google Earth)

2 野外地質調查初步結果

筆者團隊最先于2017年12月中旬通過室內的遙感影像解譯發現位于康定市南榆林鄉老榆林村南部的鮮水河斷裂(磨西段：磨西—石棉斷裂)以西存在一條醒目的NW向破裂帶，并定名為貢嘎斷裂。2018年1月前往貢嘎斷裂進行了現場初步考察。將2017年以來對貢嘎斷裂初步考察成果和2019年7月對貢嘎斷裂進行的進一步考察成果收集整理匯編。現場地質調查主要在豬腰子海西北面和西南面的幾個調查區域中進行。地質地貌調查點分布如圖2a，b所示。

圖2 貢嘎斷裂地質地貌調查點分布

調查區域A：野外調查發現貢嘎斷裂在雅家埂以西存在錯斷山脊，形成反向槽谷、斷塞塘等地貌，并存在多條羽列分支。在雅家埂以南一帶，衛星影像表現清晰，幾何結構復雜，存在多支地表破裂帶呈羽裂分布。地貌上主要表現為斷層反向坎、斷塞塘等。此區域內斷裂形成的反向坎一般高1～2.5 m，最大垂直位錯約為8 m，表明斷裂多次活動，并發生過多次地震活動的累計效應，阻斷山上冰雪融雪形成小型斷塞塘等地貌(見圖3a，b)。

圖3 調查區域A的地質地貌照片(a圖鏡向SE，b圖鏡向NW)

調查區域B：位于調查區域A東南約400 m處，2018年1月筆者團隊率先進行了現場考察。在貢嘎斷裂北段，現場可見EW走向的冰磧垅被貢嘎斷裂斷錯，斷裂表現為左旋走滑，最大水平位錯為5.0±0.5 m(見圖4)，冰磧垅垂直位錯不明顯，斷裂寬度很窄，不超過1 m，結合該斷裂其他段落較大的垂直位錯分布以及斷裂系統總體的運動性質來分析，該處位錯應為一次地震的同震位錯。斷裂在這段衛星影像表現清晰，斷裂切過山脊，形成累計高度2～8 m的斷層反向陡坎、斷裂阻斷季節性河流，形成寬約100 m，長約200 m的匯水盆地(斷塞塘)(見圖5a，b)。

圖4 貢嘎斷裂左旋位錯地貌照片(鏡向NW)

圖5 調查區域B的地質地貌照片(a圖鏡向SE，b圖鏡向NW)

調查區域C：往調查區域B南面追索，看出斷裂呈右階羽裂展布。在此區域，斷裂形成的地表破裂沖斷一干涸溝渠，形成的左旋位錯約9 m，應為數次地震所形成的累計位錯，周邊的斷裂形成的反向坎坎高1.5～2 m(見圖6a，b)。

圖6 調查區域C的地質地貌照片(a圖鏡向NW，b圖鏡向SE)

調查區域D：該區域是本次調查的最南端區域，位于磨西鎮新興鄉堡子村南門關以西的河流支流附近。在此區域內發現斷裂斷錯河流右岸I級階地，使礫石呈現定向排列現象，并在階地前緣形成約0.2 m高的陡坎(見圖7a，b)，I級后緣形成坎高約0.5 m的斷層陡坎，可能為最新一次地震活動痕跡，河流東側則發育有埡口地貌(見圖8a，b)。再往南追尋未見明顯斷裂地貌痕跡。

圖7 調查區域D的河流I級階地照片(鏡向SW)

圖8 調查區域D的地質地貌照片(a圖鏡向NW，b圖鏡向SE)

3 地質剖面描述

圖9 開挖剖面照片(鏡向NW)

圖10 剖面附近斷裂羽列的衛星影像(衛星影像來源于Google Earth)

4 討論與結論

表1 走滑斷層地震破裂長度與震級間的關系公式

通過地質地貌調查，獲得貢嘎斷裂的水平同震位錯為5.0±0.5 m，利用位錯與震級的經驗公式M=7.02+0.89×lgU(Wells et al,1994)，計算出發生在貢嘎斷裂上的最新一次地震事件的震級為M7.6級，這與1955年康定折多塘7級地震震級相近。結合貢嘎斷裂斷錯頂部腐殖層和斷裂活動跡象進行綜合分析，認為貢嘎斷裂可能屬于1955年康定折多塘7級地震的地表破裂的一部分。如果將目前發現的貢嘎斷裂歸為折多塘斷裂的一部分，那么整個折多塘斷裂的地表破裂至少有60 km，與7級以上震級所能夠產生的地表破裂長度匹配，因此認為貢嘎斷裂應為折多塘斷裂的一部分，屬折多塘斷裂的南延段。事件1也揭示出貢嘎斷裂上的古地震事件，雖然暫時尚未得到斷裂上覆地層的測年結果，但不排除貢嘎斷裂在1786年康定南7級地震中與磨西斷裂發生過級聯破裂的可能。如果這種假設成立，那么也可能從另一個方面解釋貢嘎斷裂在雅家埂段所呈現出的多條次級斷層組成羽列分布這樣的復雜幾何結構。

通過本次工作，初步得出以下結論：通過衛星遙感影像解譯和地質地貌調查表明貢嘎斷裂確實存在，斷裂長度不小于30 km。斷裂在雅家埂南部的斷裂幾何展布較為復雜且呈多級羽列，延伸至磨西鎮新興鄉堡子村南門關后形跡不甚明顯，斷裂性質總體以左旋走滑為主，兼具逆沖分量，局部近地表存在拉張效應。貢嘎斷裂應為折多塘斷裂的一部分，并有可能在1955年折多塘7級地震和1786年7級地震兩次大地震事件中產生同震位錯。