大凉山断裂带与安宁河_则木河断裂带的地震活动性分析

1、大凉山断裂带与安宁河 则木河断裂带3的地震活动性分析韩渭宾 蒋国芳(四川省地震局 , 成都 610041 )摘要 : 通过对比分析 , 研究了大凉山断裂带和安宁河 则木河断裂带的地震活动性 。认为在历史上安宁河 则木河断裂带的地震活动无论是频次还是强度都高于大凉山断裂带 , 这与活断层及古地震研究的结论是一致的 。而 且 , 地震活动性分段比较的结果显示 , 普格附近的空段 2 和冕宁附近的空段 1 发生强震的可能性最大 , 其次为 西昌钝角交汇区 。另外 , 需要注意强震前先发生中强震的可能性 。关键词 : 大凉山断裂带 ; 安宁河断裂带 ; 地震活动性 ; b值中图分类号 : 31515文

2、献标识码 : A 文章编号 : 1000 - 0666 - ( 2005 ) 03 - 0207 - 06区 , 开展历史地震与地震地质调查 , 建设台站监测地震活动 , 研究地 震活 动 时空 分布 特征 。从那 时 起 , 就有专门的小组和专人对这个地区的历史强震从历史文献 、现场遗迹和老人访谈等方面进行尽可能详细的调查与核实 。 1970 年四川省成立地震工 作机构后延续了这样的基础工作 ; 此后中国地震局 在攀西地区组织地震烈度会战又拓展了这方面的调查工作 。因此 , 可以说这里是国内乃至世界上历史 地震调查工作搞得最好的地方之一 。其成果主要体 现在 四 川 地 震 资 料 汇 编

3、第 一 、二 、三 卷 和四川地震简目 。由于这些成果都经中国历史地 震专业委员会审定 , 因此这些地震条目与之后出版的中国地震目录也是一致的 。本文使用的强震参数 以此为准 。20世纪 60 年代 , 中国科学院昆明地球物理研 究所以西昌 渡口地区为中心 , 在川滇两省建设了40多个以维开克短周期地震仪为主 、基式中长周0 前言作为川滇菱形地壳块体东边界的一段 , 安宁河则木河断裂带历史上多强震 。早在 20世纪 70 年 代末 、 80年代初笔者就注意到 , 在该断裂带东侧 , 石棉 越西 布拖 昭觉 宁南 巧家一带小震频繁 , 密集成带 。当时只考虑到那里有一条普雄河断 裂 , 并没有太

4、引以为意 。近年来 , 随着一些工程项 目的开展 , 省内 外一 些 地质 学家 现场 考察 1 - 3 发 现 , 这里存在晚第四纪以来有明显活动迹象的活断 层 , 4个探槽揭露出 9次古地震遗迹 。他们在若干点上探测了断层晚第四纪以来的平均滑动速率 , 并 把羽列组合的石棉 海棠 越西 、普雄河 、布拖及 交际河 4条次级断裂统称为大凉山断裂带 。本文中 笔者对比研究了大凉山断裂带与安宁河 则木河断 裂带及其分段的地震活动性 。期地震 仪 为 辅 的 地 震 台 站(含 10 个 流 动 台 ) 。1 资料状况与地震检测能力分析1970年移交给四川地震工作机构的固定地震台共有 12个 ,

5、多数在康定 西昌 渡口一带及其两侧 。从 20 世纪 60 年代西南三线建设时期起 ,位于从 1970年 7 月 1 日起 , 四川台网地震目录按月内部发行 。随着 20世纪 70年代一些强震的发生 , 这 里又陆续增建地震台 。更为重要的是 , 1983 1987年间建设了含 13个子台的西昌遥测台网 ; 1995 年前后建设了含 5个子台的冕宁大桥遥测台网 。图 1安宁河断裂带与则木河断裂带交汇部位的西昌及其附近地区就一直是地震工作的重点地区 。 1965 年 前后 , 为完成西昌 渡口地区的地震 烈度 区划 任 务 , 中国科学院和地质部分别调遣队伍进驻该地3 收稿日期 : 2005 -

6、 03 - 14.基金项目 : 地震科学联合基金老专家预报专项课题 ( 304014 ) 资助.作者简介 : 韩渭宾 ( 1941 ) , 男 , 江苏人 , 研究员 , 主要从事地震活动性与地震预报研究工作.给出了以西昌为中心 , 包括了安宁河 则木河断裂带和大凉山断裂带的 研究 区 ( 10118 °10312 °E,2618 ° 2915 °N ) 内 的 地 震 台 站 分 布 。在 约47 000 km2 的研究区里曾建有人值守地震台 9 个 ,遥测地震台 18 个 。这里的台站密度 , 及由此得到成的冕宁大桥遥测台网 5 个子台的分布孔径更小

7、 ,在图 2 a上看不出对该地区 110 级以上地震检测能 力的影响 。它的作用主要是进一步提高了对该台网内部及其边缘 , 即对大桥水库及其附近微震的检测 能力与定位精度 。的检测地震的能力不仅在四川 ,就是与我国西部其它地区相比 ,都是较高的 。不过 , 这里的地震检测能力是随时间逐步增强的 。由图 2 a可见 , 大致在 1986年后该研究区 1 级 以上地震频次明显上了一个台阶 , 这正好是西昌遥测台网建成的时间 。而从 2 级以上地震频次曲线(图 2 b) 却看不到这样的变化 , 说明在西昌遥测台 网建成之前 , 这个地区人工值守台网已基本能检测 到 210 级以上地震 。图 3从震级

8、 频度关系也说明 该地区从 1970年 7 月起已基本具备检测 210 级以上地震的能力 。虽然 1986 年前后 , 检测 210 级以 上地震的 能 力 没 有 显 著 差 异 , 但 由 于 台 站 加 密 ,1986年后定位精度得到明显改善 。 1995 年前后建2 大凉山断裂带与安宁河 则木河断裂带地震活动性的比较211 地震带范围的确定图 4 a给出了本文统计研究地震活动性所用安 宁河 则木河地震带和大凉山地震带的范围 。其中209第 3期韩渭宾等 : 大凉山断裂带与安宁河 则木河断裂带的地震活动性分析安宁 河 则 木 河 地 震 带 包 括 安 宁 河 断 裂 带 北 段(西昌以

9、北 ) 和则木河断裂带 。四川省地震局地震 地质队和工程地震研究所的许多学者 4 - 6 对这两条断裂带做过 系统 考察 , 完成 了 1 50000 活 断层 填 图 。他们的共同认识是 , 南北走向的安宁河断裂带由东西两支平行断裂组成 , 东支断裂的活动性明显 高于西支 , 历史强震主要发生在东支断裂 。另外 ,凉山地震带 。明朝在越西设立了指挥所 , 它位于交通要道 , 朝廷对这个地区有一定的统治力 。虽不能 保证不遗漏中等地震 , 但明朝以来近几百年安宁河则木河地震带的强震显著多于大凉山地震带 , 这恐怕不能完全用历史记载的差异解释 。即使用 20 世纪以来的历史地震资料比较 : 19

10、00 年以来安宁 河 则木河地震带共发生 5 次 5 级 以上 地 震 , 即1913年 、 1923 年 和 1952 年 冕 宁 附 近 先 后 发 生 的610、 515 和 6 3 /4级地震 , 1952年 2 月 6 日西昌附 近 510 级地震 , 与 1989年 6 月 9日石棉安顺场 512 级地震 , 显然 , 也比大凉山地震带同期只有 1 次 5级地震的强度和频度高 。这说明 , 在近几十到几百 年的时间尺度里 , 安宁河 则木河断裂带的强震活 动比大凉山断裂带强得多 。黄圣 睦 7 , 8 、钱 洪 9 、闻 学 泽 10 等 先 后 在 安 宁河断裂带小相岭段开展过古

11、地震研究 。黄圣睦等1989年曾在石棉南紫马垮附近开挖两个探槽 , 初步揭示从距今约 1 600 a 以来 , 那里至少发生过 2次古地震事件 。钱洪等根据冕宁北野鸡洞探槽 , 初 步判定那里曾发生过 5次古地震 。从有年代资料的后四次古地震事件推断 , 约 3 700 a 以来 , 7 级以上古地震的平均复发时间间隔为 940 a ±150 a。闻 学泽等对安宁河断裂带小相岭段的古地震及最晚事 件的破裂遗迹作了进一步的野外考察 , 新开挖了 3 个探槽 , 结合前人开挖的各探槽资料综合分析 , 判 定安宁河断裂带小相岭段 2 300 a以来至少发生过 4次伴有地表破裂的古地震事件

12、, 平均复发时间间隔 为 600700 a。最 晚 事 件 很 可 能 发 生 在 1480 年 , 由最晚事件产生 3 m位错可推断 , 震级约为 715 ±013。宋方敏等 2 沿大凉山断裂带 4 条次级断裂开 挖了 4 个探槽 , 共揭露出 9次古地震事件 。根据探槽样品年龄测试和位移量对比研究推测 , 这九次古地震发生在距今约 35 0003 500 a间 , 震级为 7 级 以上 。这说明大凉山断裂带具备发生 7 级以上地震的地质条件 , 只是其平均复发时间间隔可能远大于安宁河 则木河断裂带的平均复发时间间隔 。 四川省地震局地震地质队曾在安宁河断裂带和则木河断裂带进行过活

13、断层填图 , 它们的平均滑动速率约为 415719 mm / a 6 , 11 。而大凉山断裂带晚 更 新 世 晚 期 以 来 的 平 均 滑 动 速 率 约 为 216 319 mm / a 3 。根据野外考察 、取样年代鉴 定得 到 的大凉山断裂带的平均滑动速率比安宁河 则木河除 1955年拉鱼6 3 /4 级等个别强震外 , 安宁河断裂带的强震主要发生在西昌以北 。而 1850 年西昌 715级 、1732年西昌南东 6 3 /4级地震实际上 都发生在则木河断裂带上 。早在 20 世纪 70 年代 末 , 阚荣举和李坪提出和论证川滇地壳块体的存在与运动时 , 就把鲜水河 安宁河 则木河

14、小江断 裂带作为川滇地壳块体的东边界 。以后 20 多年的 地震监测 、地震地质调查和地壳结构深部探测等方 面研究都进一步说明 , 安宁河断裂带以西昌为界 , 北段与南段的活动性有显著差异 , 将安宁河断裂带 东西两支北段与则木河断裂带作为川滇地壳块体东 边界的一段是合理的 。这也就是我们这样划分安宁 河 则木河地震带的根据 。大凉山地震带包括了宋方敏 2 和周荣军 3 等指出的大凉山断裂带羽列的 4支次级断裂 。笔者在确定地震带边界时 , 尽可能使 所划地震带在地质构造图上能包含这些主要分支断 裂 , 在震中分布图上能包含沿带分布的全部强震及绝大多数的弱震 。在端部基本以断裂带交接处为 界

15、, 可适当有一点重叠 。212 历史地震与古地震的对比分析从公元 638 年至今 , 安宁河 则木河地震带共 记载到 5级以上地震 11 次 , 其中 7 级以上 3 次 , 6619 级 5 次 , 最 大 为 1536 年 西 昌 北 715 级 和1850年西昌 、普格间 715 级地震 。大凉山断裂带 历史上只有 3次 5级地震记载 。它们分别是 : 1480 年和 1881 年发生在越西附近的 515 和 510 级地震 , 以及 1944年昭觉东 5 1 /4级地震 (图 4 a) 。石棉位 于鲜水河断裂带 、安宁河断裂带与大凉山断裂带的 交汇部位 。 1989 年石棉安顺场 51

16、2 级地震现场调查能清楚地分辨 , 这次地震发生在安宁河 (东支 ) 断裂带最北段的主干活动断裂上 。只是划分地震带 总有一定宽度 , 所划大凉山地震带与安宁河地震带 在端部有一些重叠 , 使得图 4 a 上这次 512 级地震 同时落在这两条地震带上 。显然 , 从全部的历史地震记载来看 , 安宁河 则木河地震带发生地震的强度与频度均明显高于大断裂带 的 小 , 说 明 由 古 地 震 研 究 所 得 到 的 关 于“大凉山断裂带强震平均复发时间间隔比安宁河 则木河断裂带大 ”的推断是合理的 。213 近几十年地震活动性比较( 1 ) 用不同时段的资料作比较 (表 1 ) , 大凉 山地震带

17、各时段 、各震级段的地震频次均低于安宁 河 则木河地震带 , 而安宁河 则木河地震带各时 段的 b值均低于大凉山地震带 , 其差值都超过 2 倍标准偏差 。( 2 ) 安 宁 河 则 木 河 地 震 带 1986 年 1 月 至2004年 7 月的 b值比 1970 年 7 月至 1985 年 12 月差为 0149。两带的 b 值下降都超过或接近 2 倍标准偏差 , 后一个差值比前一个差值又要大得多 。( 3 ) 从震中分布图 (图 4 b) 可以看到 , 虽然 大凉山地震带的地震频次比安宁河 则木河地震带的低一些 , 但该带弱震沿带分布的均匀性比安宁河则木河地震带的好 , 没有显著空段 。

18、由安宁河 则木河带与大凉山带围成的小菱形 块体的地震活动分布很不均匀 。石棉及宁南附近两个锐角端交汇区小震最密集 。西昌附近钝角交汇区 次之 。安宁河断裂带的冕宁附近及则木河断裂带的 普格以北存在两个空段 。的 b值小 0105 ,而大凉山地震带这两段时间的 b值将这两个地震带 28 °50 N 以北部分划为北端交汇区 (图 4 a ( 1 ) ) , 这两地震带北纬 27 °31 以南 部分划为南 端交 汇区 (图 4 a ( 2 ) ) , 安 宁河 则木河地震带北纬 28 °22 以南 ,北纬 27 °44 以北地段划为西昌钝 角交 汇区 (图 4

19、 a ( 3 ) ) , 安 宁河 则木河地震带北纬 28 °50 以南 , 北纬 28 °22 以北地段211第 3期韩渭宾等 : 大凉山断裂带与安宁河 则木河断裂带的地震活动性分析划为空段 1 (图 4 a ( 4 ) ) , 安宁河 则木河地震带4 a ( 5 ) ) 。表 2 给出了这些分区不同时段的 b值及标准偏差 。北纬 27 °44 以南 ,27 °31 以北地段划为空段 2 (图表 1大凉山与安宁河 则木河地震带的地震频次与 b值地震累计频次地震带资料起止时间b值 标准偏差 S b M 110 M 210 M 310 M 410 M 51

20、0 1970 - 07 2004 - 071970 - 07 1985 - 12( 2248 )( 571 )11151141010101071032453883351大凉山 1986 - 01 2004 - 07 1677 579 55 5 1 0192 0102 1970 - 07 2004 - 071970 - 07 1985 - 12( 3165 )( 764 )133558312656155210192019301020103安宁河 则木河 1986 - 01 2004 - 07 2401 752 70 10 1 0188 0102 表 2大凉山与安宁河 则木河地震带分段 b值 19

21、70 - 07 2004 - 07 1970 - 07 1985 - 12 1986 - 01 2004 - 07 分区 b值标准偏差 S b b值标准偏差 S b b值标准偏差 S b 北端交汇区南端交汇区 西昌交汇区空段 1空段 21103110001740168015701050101010201030106112201970183015701040103010601060195019401730182015501040102010301030104地震太少(A ) 无论用哪个时由表 2对比各分段b值 :震带大 。( 2 ) 从过去 30多年四川地震台网地震目录比 较结果看 , 安宁河

22、则木河地震带在两个时段不同 震级档的弱震和中强震的频次都比大凉山地震带略 高 , 而前者的 b值比后者低 , 说明近几十年前者的地震活动性还是略高于后者 。只是近几十年地震频 次及 b值的差异没有历史或古地震年代差异大 , 可 能是因为这段时间地震处于相对平静时期 。在空间分布上 , 大凉山地震带的弱震分布相对均匀些 , 而段的资料比较 , 两个空段的 b值都明显比两个交汇区的低 , 空段 2 低得更显著一点 。这些差值都大于标准偏差很多倍 ;(B ) 两个时段西昌交汇区的 b值均介于两个空段与两个交汇区之间 , 它们的差值也都超过 2倍标准差 ; ( C ) 对比两个时段的 b值 , 这些地

23、段的 b值下降都不是太突出 。相对明显的是 西昌交汇 区 , 下 降 了 0110 , 超 过 了 2 倍 标 准 差 , 但此差值也不是很大 。另外 , 由于 1970 年 7 月至1985年 12月时段的地震频次太少 , 得不到较可靠 的 b值 , 无法判断空段 2的 b值是否下降 。但它在第 2 时段的 b值很低 , 只有 0155 , 值得注意 。安宁河 则木河地震带上的弱震有较明显的空段 。这是因为有的是历史上发生过强震又过了余震期 ,目前正处于应变积累期 , 如 1536年与 1850 年两次715 级地震的震中区近几十年弱震频次不高可能就 属此类 ; 有的可能是孕育中强以上地震的

24、背景空区 (段 ) 。( 3 ) 将由这两条地震带围成的小菱形块体分成 5段 , 对比不同时段 b值发现 , 两个空段的 b值 都明显比两个交汇区的低 , 空段 2表现得更显著一 点 , 仅 0155; 西昌交汇区的 b 值介于两个空段与两个交汇区之间 , 且后一时段的 b值相对于前一时 段有所下降 。( 4 ) 笔者在研究川滇地区较长时间尺度的地 震活动盛衰交替性时 , 曾推断主要是近南北走向的安宁河 则木河地震带 , 当然也包括 大凉 山地 震 带 , 有突发强震的可能性 。许多震例表明 , 强震前 所在地震带的 b值可能下降 , 或者震中附近地区相3 结论与讨论( 1 ) 无论用全部历史

25、地震目录 , 还是用 20 世纪以来的地震目录比较 , 安宁河 则木河地震带中 强以上地震的频次与强度都显著大于大凉山地震 带 。这与活断层调查及古地震研究所得结论是一致的 。安宁河 则木河断裂带与大凉山断裂带都是晚 第四纪以来有明显活动的活动断层 , 都具备发生 7级或 7级以上地震的地震地质条件 。实际上 , 都有发生过 7级或 7 级以上地震的记载或遗迹 。不同的 是 , 前者断裂的平均滑动速率比后者大 , 前者强震 平均复发时间间隔比后者小 。由此可以推断 , 安宁 河 则木河地震带发生强震的危险性要比大凉山地对周围出现低 b值区 。茂木清夫和肖尔茨的岩石破裂实验又分别说明 , b值大

26、小可能反映岩石材料和 结构的均匀程度 , 岩石不均匀 , 则 b值高 ; 或反映岩石的应力状态 , 低 b值对应高应力状态 , 进一步 支持了低 b值可能属地震异常的预测经验 。因此 , 在安宁河 则木河地震带与大凉山地震带 , 可能发 生强震最危险的地段是空段 2 和空段 1。其次为西 4 唐荣昌 , 韩渭宾. 四川活动断裂与地震 M . 北京 : 地震出版社 , 1993. 5 王新民 , 张 成 贵 , 裴 锡 瑜 , 等. 安 宁 河 断 裂 带 的 新 活 动 性 J . 四川地震 , 1998 ( 4 ) : 13 - 33. 6 杜平山. 则木河断裂带的走滑位移及滑动速率 J .

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