2023, Vol. 43
2018-07-02江西浮梁发生ML4.1地震，震中位置为29.58°N、117.62°E，位于新元古代-江南造山带，属于扬子地块和华夏地块之间的古老造山带[1]，地震活动相对较弱。2005年以来该造山带5级以上地震较活跃，发生了2005-11-26九江-瑞昌5.7级、2015-03-30贵州剑河5.5级和2016-07-31广西苍梧5.4级地震(图 1)，中等地震也较为活跃，这一系列地震活动均与北东向断裂构造相关[2-4]，表明该地区自2005年九江-瑞昌5.7级地震以来进入中强地震活跃期。对于赣北地区，2005年九江-瑞昌5.7级地震以来地震活动也出现明显增强，但ML≥4.0地震数量不多。浮梁ML4.1地震是2015-06-17九江ML4.2地震以来赣北地区发生的首个ML4.0以上地震，开展该地震发震构造研究对更好地认识区域构造环境具有积极意义。本文利用Snoke法[5-7]计算震源机制解，同时结合传统的地质剖面特征，从多角度分析江西浮梁ML4.1地震的发震构造。
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图 1 江西及邻区地震构造简图 Fig. 1 Seismotectonic sketch map of Jiangxi and its adjacent area |
采用Snoke法和交互式FOCMEC反演程序[6]进行计算。计算使用包括震中周边260 km范围的江西、安徽、浙江和福建区域台网共30个台站的数字波形资料。挑选质量较好的30个P波初动、3个SV初动、5个SH初动和9个振幅比资料进行计算。
本文所用的方法对介质模型要求不苛刻，速度结构误差对计算结果影响较小[8]。速度模型来自横穿大别造山带的人工地震测深及与之重合的重力剖面研究结果[5-9]，如表 1所示。
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表 1 地壳速度模型 Tab. 1 Crustal velocity model |
计算时设置允许极性错误总数为1，允许振幅比错误总数为4，以振幅比取对数的观测值和计算值之差的绝对值超过0.58为阈值，得到10组解，如图 2。10组解中同一截面的倾角为82°~90°、走向为137°~145°和320°~322°、滑动角为-5°~10°，参数相差很小，均能反映震源机制解。选取震源机制解2个节面位于中间位置的一组解为最佳解，得到浮梁ML4.1地震的震源机制解为：节面Ⅰ走向140°、倾角87°、滑动角4°，节面Ⅱ走向50°、倾角86°、滑动角177°，P轴方位为275°，为走滑型破裂方式。
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图 2 浮梁ML4.1地震的震源机制解 Fig. 2 Focal mechanism of the Fuliang ML4.1 earthquake |
赣北地区2005年以来发生的ML4.0以上地震有2005年九江-瑞昌MS5.7地震序列、2015-06-17九江ML4.2、2011-09-10瑞昌-阳新MS4.6和2018-07-02浮梁ML4.1地震。根据汤兰荣等[7]对九江-瑞昌MS5.7、九江ML4.2和董非非等[10]对瑞昌-阳新MS4.6地震的震源机制解研究结果，对这几次地震的震源机制解进行对比分析(图 3，表 2)。结果表明，这4次地震的震源机制解结果相差不大。根据Zobark[9]对震源机制的分类，发现4次地震均以走滑为主类型，其中九江-瑞昌MS5.7、九江ML4.2和瑞昌-阳新MS4.6地震由于距离较近，震源机制解一致性很好，而浮梁ML4.1地震逆冲成分较少，P轴方位相近，并且倾角较陡。这一结果与江西北部地区近EW向挤压的构造应力场特征一致，说明地震受区域应力场的控制明显。
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图 3 震源机制解对比 Fig. 3 Comparison of focal mechanism |
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表 2 震源机制解结果对比 Tab. 2 Comparison of focal mechanism |
采用CAP方法进行计算，得到震源机制解为：节面Ⅰ走向145°、倾角88°、滑动角-5°，节面Ⅱ走向235°、倾角85°、滑动角-178°，P轴方位为100°，为走滑型破裂方式。该方法计算结果与Snoke方法计算结果相近，进一步验证了Snoke方法计算结果的可靠性。同时，2种方法结果的节面Ⅱ走向与倾角均与附近的宜丰-景德镇断裂产状基本一致。
2 区域构造特征宜丰-景德镇断裂为江西境内一条重要断裂，下面主要从该断裂的地震构造背景、露头地质剖面特征分析其活动性。
2.1 地震构造背景宜丰-景德镇断裂西自宜丰，沿NE方向经南昌乐化、鄱阳湖、景德镇一带延伸至安徽祁门，断裂总体走向NE45°~65°(图 4)，局部70°~80°，一般倾向NW，倾角大于60°，长约240 km。断裂主要发育于新元古界、古生界、白垩系-古近系及新元古代和燕山期花岗岩中，断裂西段呈带状分布有中元古代火山岩，并有中新生代基性-超基性岩体沿线产出，构成基性-超基性杂岩带；中段南昌以西，沿断裂有新生代基性-超基性岩体分布；东段景德镇西南可见断错早中更新世地层。该断裂形成时代较早，在晋宁期断裂活动为张性，晚期为压扭性；加里东、海西及印支期经历了张扭、压扭力学性质的转换；燕山期为张扭性，喜山期主要表现为压性特征，由一系列逆断裂组成。该断裂带地貌表现清楚，断裂在航片、卫片上均有明显反映，其迹线呈舒缓波状频繁转弯，断裂西段沿线主要表现为线性负地形；中段断裂控制了鄱阳湖东南边缘，断裂两侧第四系等厚线相差悬殊，西北侧第四系厚度70~80 m，东南侧厚10~20 m，并且第四系等厚线与断裂走向一致，该断裂是江西省境内对第四纪岩相古地理环境控制作用最为明显的一条断裂，也是该断裂第四纪时期仍有一定活动性的地质证据[11]；东段鄱阳至景德镇一带断裂控制北东向景德镇盆地的西北侧边界(图 4)，断裂两侧地貌高差明显(图 5)，NE向沿断层走向可见断层三角面，并对两侧的岩浆岩分布有一定的控制作用。在地震活动性方面，1756年波阳5 ½级地震的等震线长轴方向为65°左右，与宜丰-景德镇断裂走向及位置基本一致，可以认为该断裂为1756年波阳5 ½级地震的发震构造，沿断裂走向，在瑶里至渔亭镇之间发生过多次有感地震(图 4，表 3)。
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图 4 景德镇-浮梁地区地震构造 Fig. 4 Seismographic map of the Jingdezhen-Fuliang region |
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图 5 宜丰-景德镇断裂景德镇东北侧NW-SE向地形地貌截面 Fig. 5 NW-SE topographic cross-section of the Yifeng-Jingdezhen fault, northeast of Jingdezhen |
上述分析表明，宜丰-景德镇断裂为一条早、中更新世盆地边界断裂，此类断裂在中国中东部地区往往为主要发震构造[11-13]。
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表 3 宜丰-景德镇断裂瑶里至渔亭镇段ML≥2.0地震目录(1970~2022-06) Tab. 3 Catalogue of ML ≥2.0 earthquakes in the section from Yaoli to Yuting county of the Yifeng-Jingdezhen fault from 1970 to June 2022 |
因1756年波阳5 ½级地震的发震构造为宜丰-景德镇断裂，该地震发生在浮梁4.1级地震西南约88 km处，浮梁地震发生在省界附近，周围人为开挖活动较少，很难看到理想剖面；其西南约35~40 km的景德镇东北侧开挖剖面较多，容易找到理想剖面。综合以上因素，此次地质剖面点选择在景德镇北侧(图 4)。
宜丰-景德镇断裂在地貌上常表现为NEE向线状谷地，在断裂北东段尤为明显。景德镇市何家桥路西侧可见大量新开挖剖面，其中在靠近铁路的一个新开挖的露头中，可见一条规模较大的断裂构造剖面(图 6)。断层发育在元古界双桥山组与古生界二叠系栖霞组(近断层处已遭受碎裂作用)之间，断层上盘为双桥山组，主要由灰色、灰黄色条带状千枚岩、粉砂质板岩夹黄铁矿变余沉凝灰岩组成；下盘为栖霞组灰岩。断裂构造带宽12~18 m(图 6(a))，主要由构造碎裂岩带、陡立带及紧密褶皱带组成，断层破碎带发育多条断层面，其中数条断面均发育断层泥条带，断层物质破碎强烈。在靠近下盘的破碎带内部可见紫红色和黄绿色等条带状断层泥。在断裂与下盘灰岩的接触界面处发育平直的剪切面，沿着剪切面可见松软的黄绿色断层泥条带(图 6(b))。断层主要剪切面倾向NW，少数倾向SE，断层主断面产状为57°/NW∠81°，断面发育倾斜擦痕，根据擦痕指示方向可判断该断层为逆冲兼走滑性质。断层泥年代样品测年结果为248±28 ka BP，说明断裂在24万年前左右(中更新世)有过明显的活动(图 6(c))。受断层构造的影响，断层两侧地层的走向、倾向和倾角等产状要素(甚至岩性)均有较大变化。根据宜丰-景德镇断裂在鄱阳湖东南侧对第四系分布及等厚线的控制作用、地貌表现和基岩区的断层物质特征、断层物质测年结果等综合分析，该断裂应为早中更新世断裂。
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图 6 宜丰-景德镇断裂何家桥地质剖面 Fig. 6 Geological section of Hejiaqiao, Yifeng-Jingdezhen fault |
1) 通过2种不同方法分别计算江西浮梁ML4.1地震震源机制解。Snoke计算结果为：节面Ⅰ走向140°、倾角87°、滑动角4°，节面Ⅱ走向50°、倾角86°、滑动角177°，P轴方位为275°，为走滑型破裂方式；CAP方法得到结果为：节面Ⅰ走向145°、倾角88°、滑动角-5°，节面Ⅱ走向235°、倾角85°、滑动角-178°，P轴方位为100°，为走滑型破裂方式。2种方法的结果非常一致，进一步验证了Snoke方法得到结果的可靠性。
2) 2种不同方法得到江西浮梁ML4.1地震震源机制解中均有一组节面走向NE50°~55°，倾角陡立(85°~86°)，该组节面和宜丰-景德镇断裂的野外地质调查断层主断面产状(57°/NW∠81°)结果基本一致。
3) 宜丰-景德镇断裂在地形地貌上呈线性，断裂对景德镇盆地西北侧边界有严格的控制作用，断裂在鄱阳湖东南侧对第四系分布及等厚线有明显的控制作用，基岩区的断层物质非常破碎，断层物质测试结果为距今248±28 ka，综合推断，该断裂为早、中更新世断裂。
4) 宜丰-景德镇断裂沿线发生过1756年波阳5 ½级地震，并且江西浮梁ML4.1地震附近断裂沿线有多次小震发生，其中1987年以来在瑶里至渔亭镇之间宜丰-景德镇断裂沿线附近发生大于等于2.0级地震5次(图 4，表 3)；依据《GB18306-2015中国地震动参数区划图》，宜丰-景德镇断裂为一条发震构造，其震级上限为6.0级，结合浮梁ML4.1地震与宜丰-景德镇断裂的位置关系(图 4)，地震震中位于断裂附近，且距离断层较近，再结合前述结论推断，宜丰-景德镇断裂为江西浮梁ML4.1地震的发震构造。
致谢: 感谢刘泽民、韩竹军、安徽省地震局给本文提供帮助。
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