滇中主要活断层现今活动性研究

时间:2022-12-24 17:40:04 浏览量:

摘要:为研究滇中地区主要断层的活动特征,利用1999—2007年和2011—2017年2期GPS观测资料以及地质资料,基于Okada位错模型反演了研究区域主要断层的滑动速率和闭锁深度。结果表明:(1)红河断裂带的走滑速率为(1.5±1.6)~(4.7±1.5)mm/a,倾滑速率为(-3.6±1.6)~(1.9±2.4)mm/a,断裂南段的活动性更强;(2)无量山断裂和南华—楚雄—建水断裂的走滑速率为(4.0±1.6)~(5.6±1.5)mm/a 和(4.8±1.4)~(6.6±1.6)mm/a,倾滑速率分别为(-0.7±1.5)~(0.2±1.4)mm/a 和(-5.8±1.5)~(1.7±1.8)mm/a;(3)红河断裂带元江—元阳段和洱源—弥渡段、无量山断裂带和南华—楚雄—建水断裂带西段处于震间闭锁状态,闭锁深度分别为6.8 km,7 km和7.2 km。

关键词:断层滑动速率;闭锁深度;GPS;断层活动性

中图分类号:P315.725 文献标识码:A 文章编号:1000-0666(2018)03-0381-09

0 引言

滇中地区发育有3条主要活动断裂带,分别为红河断裂带、无量山断裂带和南华—楚雄—建水断裂带。对这3条断裂带之间的相互关系、运动学特征、变形机制、应变分配特征及其地震危险性的研究,对于认识青藏高原隆起及周边地壳和块体间变形的运动学和动力学特征,具有很重要的理论和实际意义。

近年来,大地测量等地球物理技术与方法的发展和完善,为进一步认识红河断裂带及其周缘区域的变形特征提供了新的契机。基于大地测量资料的研究结果表明,红河断裂带现今处于弱滑动或强闭锁状态,其活动速率约为右旋(0.4±1.6)mm/a,正断分量为(1.5±1.3)mm/a(王阎昭等,2008;Leloup et al,1993,1995)。刘耀辉等(2015)基于块体模型(McCaffrey et al,2005,2007,2009)得到红河断裂带的右旋走滑速率,北、中、南段分别为(5.9±1.2)mm/a,(4.8±0.6)mm/a和(4.3±0.4)mm/a,且分别存在3.3 mm/a,2.6 mm/a和2.3 mm的速率亏损。王阎昭等(2008)的研究结果受观测资料分辨率所限,很难给出比较确切的结果;刘耀辉等(2015)受模型的限制,得到的反演结果与地质上2 mm/a的滑动速率相差较大。

为了分析探讨红河断裂带、无量山断裂带和南华—楚雄—建水断裂带现今运动学特征和应变分配状态,本文以红河断裂带及其周边断裂附近1999—2007年和2011—2017年2期GPS速度场为基础资料,结合断层位错模型(Okada,1985;Gan et al,2000),反演了上述3条主要活动断裂带现今滑动速率和锁定深度。

1 研究区域概况

红河断裂带位于青藏高原横向挤出变形的前缘,是连接青藏高原东南缘和南海扩张的一级构造。该断裂带在陆-陆碰撞作用的形成和演化过程中,具有举足轻重的作用。红河断裂带的演化可分为3个阶段:上新世之前以左旋走滑运动为主,上新世活动方式开始从左旋向右旋转变,第四纪以来主要是右旋滑动(Allen,Han,1984;Zhu et al,2009;Tapponnier et al,1990;Leloup et al,1993,1995;Schoenbohm et al,2006;常祖峰等,2015)。

地球物理研究结果表明,红河断裂两边存在显著的结构差异,断裂带下插到地幔以下(Wang et al,2014),是一条重要的深大边界断裂,此外,断裂带底部存在低速异常,表明介质属性较弱(Sun et al,2014)。该断裂带第四纪以来的活动速率约为2 mm/a(Wang,1998;虢顺民等,2013),断裂NW段包含小部分正断分量,而在东段有较小的逆冲分量,总体表现为顺时针旋转和缓慢滑动。古地震研究结果表明,红河断裂带自晚第四纪以来存在活动,并伴随有古地震发生,其北段发生了包括1652年弥渡7级地震和1925年大理7级地震在内的9次6.0级以上地震;南段存在全新世中、晚期活动的证据(李西等,2016);中段500年以内缺少强震,形成了红河地震空区。现代地震活动性研究表明,自1970年以来红河断裂带中部小震活动性较弱(Wen et al,2016),处于低b值高应力区域(谢卓娟等,2015)。

在红河断裂带的东西两侧,发育2条第四纪以来比较活跃的断裂带,即无量山断裂带和南华—楚雄—建水断裂带。无量山断裂带位于红河断裂带以西的兰坪—思茅盆地内,断裂带由多条断裂组成,由东至西主要包括磨黑断裂、宁洱断裂、普文断裂和景谷—云仙断裂。该断裂带表现为明显的右旋走滑性质,历史上发生了10次6级以上强震及20次5~5.9级地震,构成了一条NW向地震活动带(虢顺民等,1999;常祖峰等,2016)。其中,磨黑断裂的滑动速率为1.6~2.5 mm/a,宁洱断裂的滑动速率为2.5~2.8 mm/a,普文断裂的滑动速率为1.0~2.0 mm/a,景谷—云仙断裂的滑动速率为1.3~1.4 mm/a。

南华—楚雄—建水断裂带是由楚雄—南華断裂、曲江断裂和石屏—建水断裂构成的一组斜列的右旋走滑为主的活动断裂带。其中,楚雄—南华断裂的滑动速率为1.6~2.0 mm/a(常祖峰等,2015),石屏—建水断裂的平均水平滑动速率为3.0~3.6 mm/a(韩新民等,1982)或2.8~5.3 mm/a(王怡然等,2015),曲江断裂晚第四纪以来的水平滑动速率为2.3~4.0 mm/a(王洋等,2015;闻学泽等,2011)。目前,红河断裂带主断裂南段地震活动性较低,而地震活动主要集中在石屏—建水断裂和通海—曲江断裂这一区域附近(图1),比如1970年MS7.7通海地震。

2 数据和方法

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