鲜水河断裂带位于川滇菱形块体的东北边界、巴颜喀拉块体西南边界，是我国四川西部的一条大型左旋走滑活动断裂带, 对吸收欧亚板块和印度板块碰撞后的汇聚起着至关重要的作用，具有显著的地震活动性。其最北西的炉霍段在1973-02-06发生M_S7.6大地震，产生了长约90 km的地震断层或地表破裂带^[1]，是距今最近的一次7级以上地震。自1981年道孚M_S6.9地震后，该断裂带上强震活动相对平静，而其周边断裂相继发生了汶川M_S8.0地震、玉树M_S7.1地震和芦山M_S7.0地震。研究表明，芦山地震使鲜水河断裂带道孚-康定段、玉龙希断裂南段、北川-映秀断裂的库仑应力有所增加，地震危险性有所增强^[2-3]。因此，加强对鲜水河断裂带现今运动状态与变形特征的研究尤为重要。

断层蠕变观测是跨断裂带近场的连续形变观测, 测线布设较短，能连续获得断层运动的高频信息, 如断层的前兆性蠕滑、间歇性蠕滑迁移等^[4-5], 从而提高短临预报能力。本文利用鲜水河断裂带多年积累的断层蠕变观测数据，将断层运动学分析方法与主成分分析法相结合，综合分析鲜水河断裂带最新活动特征及随时间的动态演化过程，在此基础上探讨其与断裂带近场、远场中强震的关系，对进一步认识鲜水河断裂带的变形特征及强震危险性具有重要意义。

1 鲜水河断裂带蠕变观测情况

目前，鲜水河断裂带上共布设6处断层水平蠕变观测点，由北向南依次为虾拉沱、恰叫、沟普、龙灯坝、老乾宁和紫马垮(图 1)。测线布设方式为一条与断层走向斜交(所夹锐角为30°~35°)，另一条与断层走向近正交，测线布设长度一般为十几m到几十m。根据前人研究结果^[6-7]，该断裂带大致以乾宁惠远寺一带为界分为北西段和南东段，北西段包含炉霍、道孚和乾宁等次级断层；南东段结构相对复杂，由雅拉河、康定、折多塘和磨西4条分支断层组成。其中，虾拉沱场地位于炉霍段南端，恰叫、沟普场地位于道孚段，龙灯坝和老乾宁场地位于乾宁段，紫马垮场地位于鲜水河断裂的南东段康定-磨西断层与麂子坪-大桥断层交汇地带。

2 研究方法

对于布设有两条基线的观测场地，断层活动的水平走滑量和水平张压量的计算公式如下:

式中，ΔS₁和ΔS₂分别为两条基线的变化量(以伸长为正)；d为断层水平扭错量(以两盘顺时针方向的扭动为正)，d>0表示右旋；b为断层水平张压量，b>0表示张性；α₁和α₂分别为由断层走向逆时针转动至两条基线方向时的角度。具体计算原理参见文献[8]。

跨断层观测数据中通常包含构造运动信息和非构造运动干扰信息，而这些非构造运动信息往往具有一定的相关性，为了有效提取跨断层形变资料中与构造运动相关的信息，采用主成分分析法分别对上节中的两个断层活动参数进行分析，从而进一步探讨断层运动与周边中强地震的关系。主成分分析的具体计算方法参见文献[9]。

3 结果分析 3.1 断层蠕变观测显示的鲜水河断裂带断层活动特征

分别计算6处场地水平走滑和水平张压累积量(图 2)。结果显示，虾拉沱场地在观测期内为左旋走滑运动，张压运动微弱；恰叫场地先以右旋张性活动为主后转为左旋张性活动，2010年后张性活动增强；沟普场地在观测期内也具有较显著的左旋活动，水平张压活动较弱；龙灯坝场地走滑运动较弱，压性活动相对较显著；老乾宁场地在观测期内以左旋走滑运动为主兼弱压性活动；紫马垮场地2000年以前活动水平较低，2005年以后出现短暂的加速活动，左旋张性活动有所增强，目前活动水平较低。

从断层活动的量值来看，位于炉霍段的虾拉沱、道孚段的沟普这两个场地的累积走滑量最大，在10 mm以上；恰叫观测场地的断层累积走滑量相对较小，约为2 mm；位于乾宁段的龙灯坝场地和位于南东段的紫马垮场地的累积走滑量最小，不到1 mm。张压运动方面，恰叫、龙灯坝场地水平张压累积量相对较大，其他几处均较小，虾拉沱和沟普场地水平张压累积量近于0。

图 3为鲜水河断裂带水平走滑速率和水平张压速率的时空分布图，图 3(a)显示鲜水河断裂以左旋走滑运动为主，但在个别时段也出现反向走滑(右旋走滑)，如恰叫场地在2001年以前为右旋走滑，其后转为左旋走滑；虾拉沱和沟普场地的走滑速率最大，龙灯坝和老乾宁场地走滑速率最小。图 3(b)显示断裂带整体的水平张压速率小于水平走滑速率，其中虾拉沱和沟普场地的水平张压速率最小，小于0.1 mm/a，其他几个场地的水平张压速率在0.5 mm/a以内；从断层活动性来看，乾宁段的活动性质不同于道孚段，乾宁段以压性活动为主。综合分析可见，虾拉沱和沟普场地的水平走滑速率较大，而水平张压速率较小；龙灯坝和老乾宁的水平走滑和张压速率均不大，反映鲜水河断裂乾宁段趋于闭锁，这与鲜水河断裂带上跨断层短基线、短水准给出的结果一致^[10-11]。

3.2 断层蠕变观测与地震活动关系分析

自1990年以来，巴颜喀拉块体周边发生了一系列强震，2001-11昆仑山口西M_S8.1地震、2008-05汶川M_S8.0地震、2013-04芦山M_S7.0地震分别发生在该地块北边界中西段和东边界中、南段，而作为巴颜喀拉块体西南边界的鲜水河断裂带并没有大震发生，只有一系列5~6级中强震。考虑到有记录以来鲜水河断裂带及其附近强震较少，只取用鲜水河断裂带蠕变观测场地周围及其附近地区大于或等于M_S5.5以上地震进行研究，选取原则如下:以场地为中心200 km范围内发生的M_S5.5~5.9地震，300 km范围内发生的M_S6.0~6.9地震，400 km范围内发生的M_S7.0及以上地震(图 1)。因此，本文在定量计算了断层走滑参数和张压参数的基础上，基于主成分分析法进一步探讨鲜水河断裂带断层蠕变观测与断裂带附近中强震孕育-发生及周边大尺度强震可能的关系。

3.2.1 断层水平走滑量的主成分分析

图 4是对鲜水河断裂带水平走滑分量进行主成分分析得到的前3个主成分及综合指标，第一主成分的贡献率最大，为63.69%，占据断层走滑运动的绝大多数能量，主要反映的是断层长期构造运动信息，这种长期构造运动以左旋走滑运动为主；第二主成分和第三主成分的贡献率分别为25.2%和6.31%。第二主成分和第三主成分在1994年底加速上升后转折达到最低值，之后再次加速上升，而1996-02-03在距离鲜水河断裂带285 km(距最近场地距离)处发生了丽江M_S7.0地震，1996-12-21距离鲜水河断裂带128 km(距最近场地距离)处发生了四川白玉M_S5.5地震。这两次地震都发生在鲜水河断裂带西部的川滇地块上，但丽江M_S7.0地震距离鲜水河断裂带相对较远，断层蠕变仪测线布设长度相对较短，一般为十几m到几十m，可能更多反映的是白玉M_S5.5地震的震前异常变化。第二主成分在2005年发生趋势转折，在转折过程中距离鲜水河断裂带南东段190 km(距最近场地距离)处的龙门山断裂发生汶川M_S8.0地震，此后曲线于2011年初再次出现类似白玉地震前的异常变化，但幅度略小，2 a后在距鲜水河断裂带149 km的龙门山断裂带上发生了芦山M_S7.0地震。地震后这种异常变化仍在持续，2014-11-22在鲜水河断裂带康定附近发生康定M_S6.3地震，震后曲线变化幅度开始减小。第三主成分在白玉M_S5.5地震前也出现了相似的变化，但在后面几次地震前异常变化不显著。

断层水平走滑量综合指标反映鲜水河断裂在观测期内为左旋走滑运动，并在汶川M_S8.0地震前出现明显的前兆异常。

3.2.2 断层水平张压量的主成分分析

图 5是对鲜水河断裂带水平张压量进行主成分分析所得到的主成分及综合指标，第一主成分的贡献率为67%，主要反映断层在观测期内为拉张运动。第一主成分在1996年初出现小幅度的趋势性转折变化，分析与白玉M_S5.5地震有关。其后曲线转为相对“闭锁”的平稳变化，直到2001-02-23雅江M_S6.0地震的发生。而在雅江M_S6.0地震后出现了大幅度的拉张运动，一直持续到现在。而自2001年以来，鲜水河断裂带及其附近区域只发生过一次雅江M_S6.0地震，这种大幅度的拉张运动是否是受雅江地震的震后影响所致？考虑到此次地震尽管离鲜水河断裂带较近，但震级相对不大，本文认为鲜水河断裂带的这种水平向的大幅度拉张运动并不仅是受雅江M_S6.0地震影响所致，也与264 d后发生在新疆、青海交界的昆仑山口西M_S8.1地震有关。昆仑山口西M_S8.1地震虽然距离鲜水河断裂较远(1 000 km)，但考虑到此次地震在构造上与鲜水河断裂属于同一地块的边界，所以受到同一构造区震后大区域应力场调整的影响。从以上结果还可以看出，昆仑山口西M_S8.1地震对鲜水河断裂带产生的影响主要体现在水平张压运动上，对水平走滑运动的影响不明显。第二主成分和第三主成分的贡献率分别为19.5%和8.67%，占据除第一主成分的绝大多数能量。第二主成分在白玉M_S5.5地震前由背景拉张变化转平，其后一直保持较平稳的变化趋势，汶川地震后出现小幅度的压缩变化。第三主成分在白玉M_S5.5地震前出现加速下降的转折变化，地震后逐渐恢复，曲线于1998年由趋势上升转为趋势下降，2001-02-23发生了雅江M_S6.0地震，曲线于2012年底再次出现加速下降变化，在下降过程中发生了芦山M_S7.0地震。

断层水平张压量综合指标反映鲜水河断裂带在观测期内主要为水平拉张运动，在白玉M_S5.5地震、雅江M_S6.0地震前出现趋势转折和相对闭锁的状态，并于雅江M_S6.0地震后，特别是昆仑山口西M_S8.1地震后出现大幅度的拉张变化。

4 结语

本文利用鲜水河断裂带上积累多年的断层蠕变观测数据，采用断层运动学分析方法和主成分分析方法分析鲜水河断裂带现今运动特征，并探讨其与断裂带附近中强震的孕育-发生及周边大尺度强震可能的关系，结果表明：

1) 鲜水河断裂带现今构造运动以左旋走滑运动为主，但错动方式并不唯一，在个别时段也出现短暂的右旋走滑。此外，鲜水河断裂带在滑动速率和运动方式上表现出明显的分段活动特征，以沟普测点为界，炉霍段、道孚段的活动速率较大，乾宁段的活动速率较小，趋于闭锁；断层活动性方面，炉霍段、道孚段主要为左旋张性活动，乾宁段为左旋压性活动。而位于鲜水河断裂南东段的紫马垮场地显示此处断层活动速率较低，主要为左旋张性活动。本文的研究结果与文献[10-11]跨断层流动资料分析结果具有较高的一致性，两者都显示鲜水河断裂带以左旋走滑运动为主，乾宁段断层趋于闭锁，差异性主要体现在跨断层流动观测结果显示乾宁段以左旋张性运动为主，而蠕变观测显示乾宁段以左旋压性运动为主。这种差异性可能是由于鲜水河断裂带乾宁段自身活动水平较低，断层趋于闭锁，导致计算的结果在临界值附近变化造成的，对于断层蠕变与短基线观测在某些时段变化不同步的具体原因，还需要进一步研究。

2) 鲜水河断裂带断层蠕动与近场中强地震、远场大地震有一定的关系，断层蠕变观测能够捕捉到断裂带近场中强震前的前兆信息。鲜水河断层水平走滑量、水平张压量的主成分和综合指标分别在白玉M_S5.5、雅江M_S6.0、汶川M_S8.0、芦山M_S7.0和康定M_S6.3地震前出现的不同程度的形变异常，是这几次地震的前兆反应。而鲜水河断裂带在2001年底开始的大幅度拉张运动不仅受雅江M_S6.0地震影响，还与2001-11-14昆仑山口西M_S8.1地震有关，该地震震中位置与鲜水河断裂带在构造上属于同一地块的边界，分析是受震后大区域应力场调整影响所致。

致谢: 四川省地震局测绘工程院为本文研究提供了宝贵的数据，苏琴高级工程师为本文研究提供了热心的指导和帮助，在此一并表示感谢！