龍門山斷裂帶的古地震及原地復發間隔


  2008年汶川8級地震發生之前,成都和龍門山地區有歷史記錄的2000多年以來沒有發生過7級以上強震。那么,在有歷史記載之前是否發生過強震?如果發生過,什么時間?其原地重復發生的周期是多少?這是汶川地震科學考察要回答的科學問題之一。
  汶川地震科考隊分別在映秀-北川斷裂、灌縣-江油斷裂、小魚洞、斷裂上開挖了一系列探槽,并對探槽地點和附近的斷錯地貌面進行了實測和分析,獲得以下主要認識。
  1.在映秀-北川和灌縣-江油斷裂上發現了大量古地震遺跡,說明地質歷史上曾經發生過能夠產生地表破裂的大地震。沿映秀-北川斷裂,在映秀鎮附近揭露出2次古地震事件,在北川縣的擂鼓、沙壩村、鄧家、桂溪發現了1次古地震事件。沿灌縣-江油斷裂,在白鹿鎮發現了2次古地震事件。沿北西走向的小魚洞斷裂,在三個地方都發現了1次古地震事件。
  (4) 垂向同震位移沿龍門山斷裂帶兩側分布,其空間范圍比水平地殼縮短的分布更窄。斷裂帶下盤的成都平原以下降為主,靠近斷裂帶附近觀測點的最大下降幅度約為0.67m;向東迅速衰減,到內江一帶幾乎為零。斷裂帶西側GPS觀測站點相對稀少,在距斷裂14千米的一觀測點,觀測到了量值達0.30m的上升位移,而到距斷裂20千米遠的兩點,仍然觀測到了下降幅度分別為0.23m和0.08m的同震垂向位移。2.從斷裂錯動不同年齡地貌面的累計變形量、探槽揭露的古地震位移等方面看,汶川地震發震斷裂可能存在大地震原地重復現象,而且汶川地震前大地震事件的變形量與汶川地震產生的同震變形量基本一致,這意味著汶川地震發震斷裂上的大地震復發可能是特征地震類型。已掌握的主要證據有:映秀鎮附近岷江一級階地5.12地震的同震垂直位移量為2.4m左右,探槽中揭露的3次古地震事件的總垂直變形量約7~8m,說明每次古地震事件的位移量可能都與2008年汶川地震相當。白鹿兩個探槽開挖前都顯示震前老斷層陡坎的存在,老陡坎普遍高度在5~6m之間,而探槽附近5.12地震同震位移量僅為1.8~2m,老陡坎的高度是汶川地震同震位移量的約3倍;更重要的是白鹿大探槽揭露了3套有明顯標志的堆積地層,即由老至新三次次事件的位移量分別為:2±0.2m,1.7±0.2m和1.8±0.2 m。另外,無論在映秀-北川斷裂還是北西向斷裂的小魚洞、汶川5.12地震之后二級階地斷層陡坎與一級階地陡坎高度基本呈倍數關系。
  3.探槽中揭露的古地震事件的測年數據還在系統測試和分析之中,目前尚不能準確地給出古地震年代和原地復發間隔。但根據已有的部分測年結果、斷錯地貌分析和歷史地震記錄,可把汶川地震前一次事件的年代限制在據今2000~7000年之間,或在龍門山區區域二級階地(震前拔河高度在5m以上)形成之后和一級階地(震前拔河高度2~4m)形成之前。該初步結果與通過斷層平均滑動速率和最大同震位移估算的3000~6000年原地復發間隔相近。

 
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