龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表破裂

作     者：李勇 黄润秋 周荣军 Alexander L.DENSMORE Michael A.ELLIS 闫亮 董顺利 Nicholas RICHARDSON 张毅 何玉林 陈浩 乔宝成 马博琳 LI Yong;HUANG Runqiu;ZHOU Rongjun;Alexander L.DENSMORE;Michael A.ELLIS;YAN Liang;DONG Shunli;Nicholas RICHARDSON;ZHANG Yi;HE Yulin;CHEN Hao;QIAO Baocheng;MA Bolin

作者机构：成都理工大学地质灾害防治国家重点实验室、油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059 四川省地震局工程地震研究院成都610041 Institute of Hazard and Risk Research and Department of GeographyDurham UniversityDurhamUK Center for Earthquake Research and InformationUniversity of MemphisMemphisTennesseeUSA Department of Earth ScienceSwiss Federal Institute of TechnologyZurichSwitzerland 

出 版 物：《工程地质学报》 (Journal of Engineering Geology)

年 卷 期：2009年第17卷第1期

页      面：3-18页

学科分类：070904[理学-构造地质学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号49803013,40372084,40841010) 教育部博士点基金(20050616004) 中国地质调查局应急项目 中石化前瞻性项目资助的成果 

主　　题：汶川地震 地表破裂 历史地震 活动构造 走滑—逆冲作用 龙门山地震带 青藏高原 

摘      要：龙门山位于青藏高原与扬子地台之间,系由一系列大致平行的叠瓦状冲断带构成,自西向东发育汶川—茂汶断裂、映秀—北川断裂和彭县—灌县断裂,并将龙门山划分为3个构造地层带,分别为变形变质构造地层带(主要由志留系—泥盆系浅变质岩和前寒武系杂岩构成)、变形变位构造地层带(主要由上古生界—三叠系沉积岩构成)、变形构造地层带(主要由侏罗系至第三系红层和第四纪松散堆积构成)。龙门山断裂带属地震危险区,3条主干断裂皆具备发生7级左右地震的能力,其中映秀—北川断裂是引发地震的最主要断层,据对彭县—灌县断裂青石坪探槽场地的研究结果表明,在该断裂带上最晚的一次强震发生在930±40a.B.P.左右,据此,可以初步判定,这3条主干断裂的单条断裂上的强震复发间隔至少应在1000a左右,表明龙门山构造带及其内部断裂属于地震活动频度低但具有发生超强地震的潜在危险的特殊断裂,以逆冲-右行走滑为其主要运动方式。汶川地震属于逆冲—走滑型的地震,地表破裂分布于映秀—北川断裂带和彭县—灌县断裂带上。根据近南北向的断裂(小鱼洞断层、擂鼓断层和邓家坝断层)和地表断距可将映秀—北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区,两个高值区分别位于南段的映秀-虹口一带和位于中北段的擂鼓—北川县城—邓家坝一带;两个低值区分别位于中南段的白水河—茶坪一带和北段的北川黄家坝至平武石坎子一带,两个高值区分别与小鱼洞断层和擂鼓断层相关。根据保存于破裂面上的擦痕,可将该地震破裂过程划分为两个阶段,早期为逆冲作用,晚期为斜向走滑作用,其与地壳增厚构造模式和侧向挤出摸式在青藏高原东缘的推论具有不吻合性。鉴于龙门山的表层运动速率与深部构造运动速率具有不一致性,初步探讨了龙门山地区的地表过程与下地壳流之间的地质动力模型,认为下地壳物质在龙门山近垂向挤出和垂向运动,从而造成导致龙门山向东的逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震。在此基础上,根据汶川地震所引发的地质灾害,对地震灾后重建提出了的几点建议。