鲜水河断裂带构造、地貌与地震活动性研究——以康定地区为例

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青藏高原东缘的鲜水河断裂带是重要的左行走滑活动构造带,地震强度大、频度高,尤其是在康定地区,鲜水河断裂分为雅拉河断裂、色拉哈断裂和折多塘断裂三支,并大规模出露中新世花岗岩,具有明显的地热活动,特别是鲜水河断裂带上最近发生的7级以上地震(1955年折多塘7.5级地震)、6-7级地震(2014年康定6.3级地震)均发生在此处,均标识着其显著的构造活动性;此外,目前正在建设的川藏铁路规划线路也经过该地区,研究康定地区的构造、地貌、地震活动性具有重要的意义。本文在康定地区高清遥感解译、DEM数据分析的基础上,选取康定折多塘地区的折多塘断裂作为重点研究对象,通过野外构造地质调查,对康定折多塘地区进行了精细地貌填图,研究了折多塘地区河流阶地结构及折多河演化对折多塘断层的响应机制;同时,在折多塘地区构造地貌调查的基础上,进行了探槽开挖和编录,采用了古地震研究技术方法和新的年代学方法,重建了康定折多塘地区古地震事件序列,判断该地区古地震复发周期,并采用地震波形反演的方法讨论了2014年康定M6.3地震的破裂机制,有助于提高对康定地区构造、地貌、地震相互影响的认识,为以后学者们进行地震危险性评估、构造地貌演化规律研究提供重要的依据。本研究获得的主要认识如下:(1)康定地区地形地貌空间分析结果表明,鲜水河断裂带对研究区地形、水系发育具有明显的控制和改造作用,雅拉河断裂两侧坡度较高,地形陡峻,受到挤压隆升作用为主;色拉哈断裂带及折多塘断裂带北西段地形坡度变小,说明在走滑背景下垂直运动的分量相对较小;康定以南以磨西断裂为界,南西侧的贡嘎山地区和北东侧的四姑娘山地区地形坡度变化极大,显示出强烈的差异隆升作用;水系分布和走向受到地形和构造的双重控制。(2)对康定折多塘地区进行构造地貌填图,我们识别出了至少5级河流阶地,并详细分析了其分布、结构、成因。结果表明:阶地的形成与折多河的演化均受到折多塘左行右阶雁列走滑断层系统的控制和影响;结合OSL和14C测年结果,发现折多塘地区河流阶地经历了~21,000至~16,000 BCE、~10,000至~5,500 BCE、~2,400 BCE至今三个重要演化阶段;并根据河流沉积物特征,恢复了折多河演化变迁史;期间经历的多次折多河南支改道事件,有助于我们判断该时期构造运动特征。(3)在详细的构造地貌分析基础上,通过古地震学研究中的探槽开挖技术手段,选择在折多塘地区的一个小地堑开挖探槽,分析了探槽内部各沉积单元和断层构造对该地区构造活动的响应特征;在新探槽中识别出了5个土壤层(A soil horizon),前人探槽中识别出了3个土壤层,确定了8次古地震事件,EQ1~EQ8的年龄依次为:1955 CE、~1000 CE、~15 BCE、~1300 BCE、~1850 BCE、~2100BCE、~2370 BCE、~5500 BCE。推测该地区的地震复发周期不超过1000年。(4)通过地震波形反演方法获得了2014年康定M 6.3地震的滑动模型,判断此次地震的发震断层为NW-SE向的色拉哈断层,破裂主要沿着断层面向北西方向传播,在离震中水平距离约2.5 km处达到滑动峰值,最大滑动量为0.31 m,能量大部分在20km处释放完毕。在南东侧的折多塘断裂上发生的M5.8地震也在反演结果上有一个位错峰值,这为两个地震之间的触发关系提供了一种可能的解释。(5)综合本研究及前人在康定地区的古地震研究成果,雅拉河断裂近7000年来的强震复发周期约3000yr,色拉哈断裂近4000年来强震复发周期大约为480yr,折多塘断裂近4000年来强震复发周期大约为420yr,后两者地震活动性较强;根据前人对三个断裂的分段滑动速率研究结果,分支断层对主断层的滑动速率具有分散继承性。康定市位于几个断裂南侧交汇部位附近,未来仍具有较强的地震危险性。
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