据中国地震台网测定，北京时间2016年01月21日01时13分37.65秒，青海省海北藏族自治州门源回族自治县(37.65°N，101.62°E)发生6.4级地震，震源深度10 km(http://www.cenc.ac.cn/).据地震应急现场指挥部，截止2016年1月25日14时24分30秒，共监测到888次余震，10人轻伤，600户以上房屋受损，地震造成了人员受伤和重大财产损失.地震发生后，中国地震局地震预测研究所开展了发震构造、遥感震害、地震趋势等分析工作；中国地震局地球物理研究所根据地震科学台阵数据，开展了地震矩张量反演、余震精定位等工作，并根据预测的震动图分布特征，预计极震区烈度可能达Ⅶ度以上，可能的受灾范围近7000 km²；中国地震局地质研究所推测发震断裂为民乐—大马营断裂东南段，或者为冷龙岭断裂与民乐—大马营断裂之间的一条逆断层；中国地震局地壳应力研究所反演的最大主应力轴方向为N偏E30—50°；中国地震局工程力学研究所应用52组强震动数据获得强震台网监测到的最大峰值加速度为85.8 Gal.

但对该地震的发震断裂、成因等认识不一.笔者1月21日地震当天即抵达门源地震现场，开展地震灾害、崩塌滑坡、地震地质等考察，依据掌握的上述材料，结合余震分布、震源机制解等资料的分析，对本次地震的发震构造、孕震特征等进行粗浅分析，希望能够为更深入的认识本次地震成因，为后续震情趋势研判提供基础资料.

地震震中在祁连山内部冷龙岭北侧，其南侧为门源断陷盆地.该盆地的构造沉降与祁连山隆升相辅相承.通过对盆地地层、断错地貌、断裂活动期次的研究，该盆地新生代以来经历了4期以上的构造运动，其中46—3万年间盆地新的边界断裂形成，盆地断陷；3万年以来盆地和两侧的山地整体抬升，盆地北缘断裂由逆冲走滑性质转变为走滑性质，但滑动速率、强度明显降低(马保起等，2008).门源盆地第四纪沉积厚度大于400 m，沉积中心靠近北缘断裂老虎沟口西北侧(中国人民解放军建字722部队，1976).

在5代区划图中，本次地震50 km范围内发育众多活动时代、性质、强度不同的断裂.主要包括达坂山断裂、门源盆地北缘断裂、冷龙岭断裂、托勒山北缘断裂、肃南—祁连断裂、民乐—大马营断裂、皇城—双塔断裂等(图 1).离本次地震震中最近的断裂为震中南侧的冷龙岭断裂，相距约6 km；其次为震中北侧的民乐—大马营断裂，相距约15 km.民乐—大马营断裂呈北西西向延伸，西自民乐以南玉带沟、经扁都口、黄狐拉山东南，至百花掌，全长约110 km，以纯逆冲为主，垂直错断了7级河流阶地，但无明显水平位移¹⁾.

1)李有利.2015.民乐—大马营断裂1/5万活动断裂填图2015年度进展报告，中国地震活动断裂探察——南北带北段进展检查会议.

图 1

Fig. 1

图 1 青海门源地震发震断裂及余震分布 断裂资料修改自第五代区划图，余震资料来源于中国地震台网中心. F0冷龙岭北缘断裂； F1达坂山断裂； F2门源盆地北缘断裂；F3冷龙岭断裂； F4托勒山北缘断裂； F5肃南—祁连断裂； F6民乐—大马营断裂； F7皇城—双塔断裂. Fig. 1 Map showing regional faults and aftershocks of 2016 Menyuan MS6.4 earthquake Fault data modified from the fifth generation of zoning map,laftershocks data from the china earthquake networks center. F0 The northern margin Lenglong Ling fault; F1 The Dabanshan fault; F2 The northern fault of the Menyuan basin; F3 The Lenglong Ling fault; F4 The northern fault of the Tulai Shan; F5 The Sunan-Qilian fault; F6 The Minle-Damaying fault; F7 The Huangcheng-Shuangta fault.

冷龙岭断裂地处青藏高原隆起区的东北缘，属于北祁连山活动断裂带的一部分.在大地构造上该断裂位于北祁连褶皱带内，北侧为走廊过渡带，南侧为中祁连隆起带(国家地震局地质研究所和国家地震局兰州地震研究所，1993).断裂东端与古浪断裂及毛毛山断裂相接，西端与托勒山北缘断裂相连.冷龙岭断裂沿冷龙岭山脊展布，由多条长度不等的断层呈左阶斜列状组合而成，断裂左阶区形成拉分凹陷.断裂总体走向约300°，倾向NE，倾角50—60°，断裂带宽1~3 km.关于冷龙岭断裂的分段，韩竹军等认为该断裂全新世左旋走滑兼逆冲活动，从东向西大致分为4段，即牛头山段、宁缠丫豁段、抓石蛋段和硫磺沟段²⁾.而何文贵等将冷龙岭断裂分成3 段，即双龙煤矿—假墙丫豁段(东段)、假墙丫豁—硫磺沟口段(中段)和硫磺沟口—八道班段(西段)(何文贵等，2000).2种分段虽有不同，但在老虎沟达坂附近的分段却是一致的，该分段位置正好对应于本次地震余震分布区域的东南端部，而分段以西的抓石蛋段或叫假墙丫豁—硫磺沟口段正好对应这次地震的余震分布区域.该段断错晚第四纪冰碛物及现代冰川，断裂的新活动以左旋走滑为主.野外地质考察发现，虽然讨拉柴垅断层反向陡坎明显，但断错的地层特征却明显的表现出与正断相反的北盘向南盘挤压仰冲性质.何文贵等研究冷龙岭断裂早期活动以挤压逆冲为主，晚第四纪表现为以左旋走滑为主兼正断层性质.Q₂以来的断裂平均滑动速率2.14~4.64 mm·a^-1，Q₃以来2.86~4.07 mm·a^-1，Q₄以来3.35~4.62 mm·a^-1，Q₄以来平均垂直滑动速率为0.38 mm·a^-1，断裂活动以水平运动为主(何文贵等，2000).

2)韩竹军.2015.冷龙岭断裂1/5万活动断裂填图2015年度进展报告，中国地震活动断裂探察——南北带北段进展检查会议.

地震后，不同机构给出了震源机制解，均为近纯逆冲运动，节面Ⅰ、Ⅱ都较相近，节面Ⅰ走向134—143°左右，倾角35—43°左右；节面Ⅱ走向335—343°左右，倾角51—56°(图 1、表 1).震源机制解的两个节面中其中一个与发震断裂的产状应一致，所以，从震源机制解的角度推测发震断裂为走向约140°或约340°的断裂，但区域上大家已经熟悉的主要断裂展布的方向与两个节面的产状均有一定差异(图 1、表 1).

表 1(Table 1)

表 1 震源机制解 Table 1 Focal mechanism solutions of 2016 Menyuan MS6.4 earthquake 资料来源 节面Ⅰ 节面Ⅱ 震中 震源深度 (km) 震级 走向(°) 倾角(°) 滑动角(°) 走向(°) 倾角(°) 滑动角(°) CENC 143 35 80 335 56 97 37.68°N 101.62°E 10 M6.4 IGP-CEA 141 38 79 335 53 98 37.7°N 101.6°E 7 M S6.4 Harvard 134 43 68 343 51 109 37.65°N 101.76°E 13.9 M W5.9

表 1 震源机制解 Table 1 Focal mechanism solutions of 2016 Menyuan MS6.4 earthquake

据中国地震台网中心，截止2016年1月25日14时24分30秒，共监测到888次余震(图 1)，本次地震为主-余震型地震.在平面分布上，主震、余震分布总体上长轴方向走向为137°方向左右，与区域内离震中最近的冷龙岭断裂(走向125°)、民乐—大马营断裂(走向123°)走向相差约15°，显然，本次地震的发震断裂应不是这2条主断裂，而极可能是北西向地表仅有一定特征的其他次级断裂(图 1).而且根据房立华等的余震精定位结果，发现余震分布在垂直余震平面分布长轴方向上为近直立分布，未能勾勒出民乐—大马营等断裂低倾角的断层面形态.但也应指出，现有余震精定位结果的分布特征实际上与主震的震源机制解倾角也未有较好的一致性.

震害主要分为两类：一类为房屋震害，另一类为崩塌滑坡.根据现场震害调查发现：上铁迈村西砖石围墙在地震中震裂，墙皮掉落(图 2a、b)；上铁迈村东近东西走向的围墙地震中根部以上约20 cm处发生断裂，与近南北走向的围墙形成约5 cm的裂缝，村名用木棒支撑才未倾倒(图 2c)；东滩北山根村屋顶瓦片搭建的屋脊在地震中被震蹋(图 2d)；苏吉湾村房屋主墙在地震中被震裂，缝隙宽达3 cm左右(图 2e)，同时原房屋有裂缝的地方在这次地震中裂缝被扩大，木门的边框处也可见墙体的变形(图 2f)；花崖村房屋主墙也在地震中产生裂缝，宽达2 cm(图 2g)；泉沟台村的房屋围墙地震中形成裂缝.发布的烈度分布图中上铁迈村、花崖村、泉沟台村位于Ⅵ度范围，东滩北山根村和苏吉湾村位于Ⅶ度范围.其他房屋震害还有许多，仅从以上震害就可知，围墙在地震中受破坏比房屋主墙严重；房屋中如已有裂缝等，在地震中往往沿原裂缝扩展可能形成更大灾害；东西向的围墙以及东西向与南北向围墙交接部位破坏较严重.以上震害的方向性特征可能反映强震动发生时，近南北向的地面运动较东西向更加强烈，与地震震源机制解结果得到的地震几乎为纯逆冲运动结果一致；同时上述震害的空间分布也有一定特征，将相近程度震害连接起来，发现长轴方向为北西向(图 1)，与祁连山的主体走向相一致，可以由此推断出发震断裂的主体走向，但要从房屋的震害推定明确的发震断裂完全是不可能的.同时发布的烈度分布图以冷龙岭断裂的走向为烈度圈分布的主体走向，实际上根据震害的调查，存在多解性，还值得更进一步的工作.

图 2

Fig. 2

图 2 房屋震害特征 (a)上铁迈村西院坝围墙地震裂缝；(b)上铁迈村中围墙裂缝；(c)上铁迈村东围墙脚震裂；(d)东滩北山根村屋顶震蹋；(e)苏吉湾村房屋主墙裂缝；(f)苏吉湾村房屋主墙裂缝;(g)花崖村房屋主墙裂缝；(h)泉沟台村围墙裂缝. Fig. 2 Photos of building damage (a)The fracture of the courtyard fence at western of Shangtiemai village;(b)The fracture of the courtyard fence at middle of Shangtiemai village;(c)The fracture of the fence at eastern of Shangtiemai village;(d)The roof shock play Dongtanbeishangen Village ;(e)The wall cracks at Sujiwan village;(f)The wall cracks at Sujiwan village;(g)The wall cracks at Huaya village;(h)The fracture of the courtyard fence at Quangoutai village.

震害的另一方面为崩塌滑坡，采用高分2号拍摄于1月21日下午、0.8 m分辨率的遥感影像进行详细解译，总计解译震中区约300 km²范围，通过震前震后影像的色差对比分析，发现多于23处崩塌滑坡现象.崩塌体与周围的积雪区域形成鲜明对比(图 3).a点位于震中西南约7 km处，属于冷龙岭山脊的南侧，可见从山顶开始的灰黑色滑动槽，在滑坡底部积雪形成与滑动方向近垂直的横向挤压条纹；b点位于震中东南侧约4.8 km处，本点地貌上河流下切形成深切河谷，地震中河谷边坡向下滑动，在沟谷中也可见混杂堆积；c点位于震中北侧约10 km处，崩塌处可见灰黑色崩塌物覆盖公路，该段公路与其他段落积雪覆盖表现出的灰白特征形成明显对比，这处崩塌连续分布多达5处，可能为修建公路过程中，切削致边坡太陡俏，地震时失稳滑动；d点位于震中东北约3 km处，与a点现象相近，均为从山顶开始崩塌下滑，而且面积更大；e点位于震中北偏西10°左右的7 km位置，4个崩塌滑坡发育，从山顶一直延伸到深切河谷中；f点与c点特征一致，人为因素原因较大；g点与c和f点相邻，规模较c和f点更大，从山顶一直崩塌滑动到公路上；h点位于震中北侧约5 km处，也可见从山顶开始的崩塌现象；i点位于震中东南侧约11 km处，规模与上述现象比较小，从影像解译上也可见程度较轻；j点与c、f、g点现象相同类型，为公路边坡崩塌堵塞公路.上述较典型的崩塌滑坡现象，依据崩塌分布的空间地貌位置，可分为3类：Ⅰ类为公路边坡的崩塌(图 3c、f、j、g)；Ⅱ类为山顶崩塌(图 3a、d、e、g、h、i)；Ⅲ类为冲沟壁的崩塌(图 3b).加上解译出的其他崩塌，它们的空间分布上表现出明显的南北向整体延展特征，发现崩塌滑坡分布的长度约20 km，宽度约8 km.如果将公路边坡包含较大人工开挖因素导致的崩滑去掉，它们平面上的主体分布形态近NNW向.但不管是否去掉，总体展布的优势方向显然为SN向，而非EW向.那么可以推论，地震时的震动传播受较强裂震动的方向也应为SN向的区域，也就是说，本次地震的发震断裂从崩滑空间分布的角度可以排除为近东西向震动，而且集中分布于震中北侧，推测说明北侧为震动较南侧更强烈、地表部分相对能更自由强烈震动的上盘.

图 3

Fig. 3

图 3 极震区崩塌、滑坡分布解译 Fig. 3 Interpreted collapses and landslides in meizoseismal area

通过详细的卫星遥感影像解译，选择离震中最近也非常可能是本次地震的发震断裂—冷龙岭断裂带进行地震地质考察.在门源县仙米乡二道水村讨拉柴垅附近，冷龙岭断裂线性特征、断错现象明显(101.969623°E，37.481947°N，3527 m)(图 1和图 4c、d、e).线性包括断层槽谷、陡坎等(图 4c)，可见系统的河流断错发育.图 4c可见较大级别的冲沟被左旋断错930、942 m不等，在冲沟之间原冲沟发育的位置已被废弃.判断被断错的标志主要是g4冲沟下游较宽大，而上游现在与g5相接，明显表现出断头沟的特征.g5发育到断裂处发育2期冲积扇.较老一期(Fan1)应为冲沟被袭夺后所留下的废弃扇，Fan1上发育的2条冲沟分别被左旋断错21 m左右.g1被左旋断错14.3 m；g8被左旋断错约103.5 m；g9被左旋断错330 m；g10右侧发育3条纹沟，分别被左旋断错2.3 m左右，极可能为最新一次古地震事件的水平断错量.在野外考察中也发现冲沟的边缘被左旋断错2.4 m(图 4e).但是在实际考察中发现断层形成反向坎，河流上游下降(图 4d)，而且断层剖面考察的结果显示断面向N倾，倾角54°左右.但是断层剖面上可见断面上部地层在较近的活动中被挤压逆断.总结以上断错特征，冷龙岭断裂的活动虽有一定的垂向运动分量，但以走滑运动为最主要特征.这与本次地震震源机制解显示出的几乎纯逆冲断错相异.从这个角度，这次地震虽与冷龙岭断裂带相关，即冷龙岭断裂虽可能为控震构造，但发震构造显然不是冷龙岭断裂，否则本次地震应有较大的走滑分量.

图 4

Fig. 4

图 4 冷龙岭北缘断裂和冷龙岭断裂断错特征(0.5 m高分影像底图来自GOOGLE EARTH) (a)冷龙岭北侧断裂断层槽谷、陡坎；(b)冷龙岭北侧断裂线性陡坎；(c)冷龙岭断裂仙米乡二道水村讨拉柴垅附近水系断错； (d)冷龙岭断裂讨拉柴垅附近断错槽谷、陡坎地貌图；(e)冷龙岭断裂讨拉柴垅附近冲沟壁左旋断错地貌. Fig. 4 Characteristics of offsets on Lenglong Ling north side fault and Lenglong Ling fault (a)Fault trough and scarp north of Lenglong Ling fault;(b)Linear scarp north of Lenglong Ling fault;(c)Drainage offset of Lenglong Ling fault near Erdaoshui village,Xianmi country;(d)Offset trough and scarp of fault near Taolacaigou;(e)Left-lateral offset of fault near Taolacaigou.

冷龙岭断裂位于冷龙岭山脊南缘，实际上本文通过高分遥感影像的详细解译，在山脊北侧同样有非常明显的活动断裂发育，暂定名为冷龙岭北侧断裂(图 1和图 4a、b).图 4a的高分影像上可见山坡处形成明显的反向坎构造，线性陡坎的南盘下降、北盘上升，同时也可见冲沟被左旋断错.图 4b中同样可见以灰黑色色调表现出的冲沟被左旋断错，同时在冰水堆积物中可见色调更深的灰黑色条带呈线性延展，表明新活动断裂的存在.上述2个地段的断层地貌影像线性总体走向为139°左右，与震源机制解中节面Ⅰ的走向非常相近，也与余震分布的长轴方向一致.排除前述其他断裂做为发震断裂后，该断裂为本次地震的发震断裂的可能性非常大.而且从走滑断裂系统力学分析角度(Biddle and Christie-Blick，1985；Sylvester，1988)，冷龙岭北侧断裂在托勒山北缘断裂和冷龙岭断裂组成的左旋系统中也确实位于挤压逆冲位置.当然，本文已通过震前震后高分影像对比仔细解译过地表破裂，其存在可能性极低，要证据确凿的确定该断裂为发震断裂，还有待检验，特别是余震精定位结果勾勒的震源微观震中位置以上到地表部分的破裂面形态，还有待检验. 6 讨论与结论

垂直冷龙岭断裂沿NE35°方向做三维综合地形地质剖面(图 5).剖面上，基于地表地质调查的断裂产状和活动性质；在深部资料方面，结合离本次地震震中相差约50 km、穿越古浪地震震中的大地电磁测深剖面进行综合分析(嘉世旭和张先康，2008；詹艳等，2008；高锐等，2011；赵凌强等，2015).冷龙岭断裂为岩石圈深大断裂，该断裂NE侧依次为民乐—大马营断裂带、皇城—双塔断裂和主体在3.7 Ma左右形成的的莲花山断裂、2 Ma左右的开始扩展形成的龙首山断裂(Zheng et al.，2013).发震断裂深部产状采用震源机制节面Ⅰ走向134—143°左右，倾角35—43°左右绘制，而顶部产状采用地表遥感影像分析的结果绘制，中间部分采用精定位后余震近垂直分布的几何特征，综合上述三方面资料得到发震断裂由浅部向深部的结构状态(图 5).从以上结构，推测本次地震是青藏高原向NE推挤生长作用的一种表现.

图 5

Fig. 5

图 5 发震机制模型 F0冷龙岭北缘断裂； F1达坂山断裂； F2门源盆地北缘断裂； F3冷龙岭断裂； F4托勒山北缘断裂；F5肃南—祁连断裂； F6民乐—大马营断裂； F7皇城—双塔断裂； F8莲花山断裂； F9龙首山断裂. Fig. 5 Model of genetic mechanism for 2016 Menyuan MS6.4 earthquake F0 The northern margin Lenglong Ling fault; F1 The dabanshan fault; F2 The northern fault of the Menyuan basin; F3 The Lenglong Ling fault; F4 The northern fault of the Tule Shan; F5 The Sunan-Qilian fault; F6 The Minle-Damaying fault; F7 The Huangcheng-Shuangta fault; F8 The Lianhua Shan fault; F9 The Longshou Shan fault.

1986年门源发生6.4级地震，震后于建民等分1971—1979年、1979—1983年、1983—1986年三个时间段处理跨越整个冷龙岭构造带的扁都口—青石嘴长水准资料(于建民等，1987)，发现震前俄堡以南区域相对下降，而跨越地震时段的资料表明，俄堡以南区域在地震中整体做抬升运动.这也许与该区域属于北祁连褶皱带，20 km以上属于相对较软的高导层易于整体变形相关.

1986年6.4级地震后，经过多年、多次考察研究，在黑英沟南岸等地发现该次地震产生的总体呈北60°西方向展布，断续延伸达1 km，单条最长为45 m，宽60 cm，最深达80 cm的裂缝(党光明等，1988).排除裂缝形成的重力作用原因，锯齿状形态反映其属于纵张裂缝，与震源机制获得的正断活动一致.1986年地震的烈度分布与地表考察获得的NW向发震断裂一致，且等震线表现出北密南疏的特点，推测与发震断层面向南西倾相关(党光明等，1988).几乎发生在相同地点，而本次地震为截然相反的逆冲型，说明该区域构造作用的极端复杂性.

综合以上震源机制解、余震分布、震害分布、崩塌-滑坡分布、卫星影像分析、区域活动断裂展布和活动特征的野外调查研究、走滑断裂系统组合结构中各组成部分的活动性质分析、再参考2012年宁蒗地震、2014年康定地震等依据上述多种资料判定发震断裂的过程(胡朝忠等，2012，2015b)，依据现有资料认为本次地震的发震断裂是冷龙岭断裂和民乐—大马营断裂之间的冷龙岭北侧断裂，而且本次地震震源点的发震破裂和震源向上直到地表的破裂不连续；当然，也不能排除是一条没有出露地表的盲逆断层，如2013年芦山地震的发震断裂(徐锡伟等，2013).青藏高原在东北缘向NE方向不断推挤生长，对该区域利用大型活动构造，特别是大型走滑断层作为边界断裂划分一级块体，柴达木—祁连一级块体由阿尔金断裂、东昆仑断裂、1997年玛尼地震的发震断裂和河西走廊带等围限.2008年和2014年两次于田地震与柴达木—祁连块体的向东运动密切相关，对阿尔金断裂带东部段落和河西走廊带引起加载作用，本次门源地震的发生就有可能与这种加载作用相关，但由于一级块体内部柴达木盆地东西两侧、祁连山等地区发育NW向活动逆断层褶皱系，会减缓从西向东的加载作用量，对东端部门源地震发生的河西走廊地区、六盘山等地区影响应有限，但在该情况下门源地震也发生了，那么门源地震的指示意义非常明显，应该关注该块体演化为强震主体区的可能性(徐锡伟等，2003，2014；胡朝忠等，2015a).