云南盈江地区历史地震活动频繁,2008年以来密集发生了一系列5级以上地震,如:2008年盈江铜壁关MS 5.0地震、盈江徐家寨MS 5.0地震、盈江苏典MS 5.0、MS 5.9地震,2011年盈江MS 5.8地震,2014年盈江卡场MS 5.6、MS 6.1地震等。该区地震活动活跃,逐渐成为滇西地震研究重点地区。2021年6月12日,该区再次发生盈江MS 5.0地震(24.96°N,97.89°E)。
盈江震区毗邻缅甸,地处偏远区域,长期以来工作基础薄弱。尽管地震频繁发生,目前除对大盈江断裂有一定研究外(安晓文等,2009;常祖峰等,2011),那邦、苏典等断裂的晚第四纪活动性仍无相关文献可参考,制约了地震学家对该区活动构造和地震成因的认识,影响到正确认识和科学评估该区地震危险性。
2 研究内容在大地构造上,盈江震区地处冈底斯—念青唐古拉褶皱系伯舒拉岭—高黎贡山褶皱带铜壁关褶皱束,东以苏典断裂为界,西以那邦断裂(韧性剪切带)为界,南缘被大盈江断裂所限,地层岩性主要由高黎贡山群和花岗岩组成,区域变质作用和岩浆作用强烈。除近SN向的苏典断裂、那邦断裂外,在该区域尚发育有卡场—大竹寨、大石破、徐家寨、小芒红等一系列NE向次级断裂,构造复杂,整体构成轴向NE的大型复背斜(图 1)。2014年以来,笔者对区内近SN向的苏典断裂、那邦断裂以及NE向卡场—大竹寨等断裂的活动性展开较为细致的野外地质地貌调查、无人机微地貌测绘、典型部位槽探与年代学测试,较为系统地获得这些断裂的运动学特征、最新活动时代、古地震事件等定量数据,在此基础上,探讨断裂间相互作用模式和孕震机制。
受东喜马拉雅构造结NE向持续楔入的影响,东构造结外围的滇西地区成为青藏高原向南挤出最强烈的部位。为响应碰撞后陆内变形和应力调整,在早中新世,滇西地区沿主要断裂发生走滑运动,发育多个大型韧性剪切带和走滑断裂系统,包括高黎贡山韧性剪切带、崇山韧性剪切带、那邦韧性剪切带等,吸纳了印支块体S向挤出逃逸的大部分应变量。
苏典断裂北起缅甸撒当以北,向S经苏典、黄草坝,沿陇中盆地东缘延伸,没于盈江盆地北东缘,走向近SN,总长约100 km。左家坡探槽揭示出3条活动断层,断错了几乎所有的河流相、洪积相砾石、砂土和黏土等堆积,地层错距明显,部分层位被截切。在探槽内共获得11个被错地层的14C年龄数据,年龄测试结果为(7 680±30)—(350±30) a,充分表明该断裂在全新世有明显活动。断裂运动性质以右旋走滑运动为主。
那邦韧性剪切带是缅甸境内著名的抹谷(Mogok)变质带东段的重要组成部分。自渐新世—中新世以来,高黎贡山与那邦韧性剪切带一起表现为强烈的右旋走滑,是印支块体挤出的西部边界。在卫星影像上,那邦断裂线性构造特征清晰。野外考察发现,石竹河一带沿断裂表现为平直的线性断层槽谷,谷地内发育有新鲜的线性挤压山脊。这些构造地貌现象和线性构造影像特征表明,那邦断裂具有较显著的晚第四纪活动迹象。
卡场—大竹寨断裂走向NE,全长45 km,是震区规模最大的NE向次级断裂。断裂主要发育于高黎贡山群变质岩和混合花岗片麻岩中,具压扭性质。在靠近苏典断裂地带有一定活动显示,但整体属中更新世活动,晚第四纪活动迹象不明显。大石坡、徐家寨、小芒红等NE向次级断裂规模较小,卫星影像上无线性特征显示,主要活动时代在海西期、印支期、燕山期,喜山期也有一定程度的活动。根据断层内部物质胶结程度和断层地貌分析,这些断裂在晚第四纪无活动迹象。
3.2 地震成因与孕震机制由震区地震构造图(图 1)可知,喜山期(γ6)和燕山期花岗岩(γ5)以及大片混合花岗岩(γm)在震区及周边地区广泛分布。花岗岩、混合花岗岩均属于硬质岩,为地震的孕育和发生提供了良好的岩性条件。1976年龙陵7.3、7.4级地震即发生在大面积花岗岩体内,且震区并无断裂发育(陈立德等,1979)。此外,上新世晚期橄榄玄武岩、橄辉玄武岩(属硬质岩)在苏典、勐弄、黄草坝、大寨等地出露,表明该区岩浆活动在喜山运动第三幕仍相当强烈。喜山期岩浆活动在云南地区新构造活动中具有重要的指示意义,不仅意味着附近断裂具有较强的新构造活动,也表明喜山期岩浆岩出露区多为地震发生之所。
2021年盈江MS 5.0地震震中距苏典活动断裂约3 km,但震中附近区域无活动断裂发育。虽然苏典断裂可能是此次地震重要的孕震构造,但其他具有区域构造意义上的孕震机制亦有导致地震发生的可能。
作为震区块体边界的苏典断裂与那邦断裂,具有长期活动历史,控制着区域地质构造演化进程。晚新生代受印支块体向南滑移运动的影响,苏典断裂和那邦断裂均表现为明显的右旋走滑新活动特征。在2条边界断裂活动的同时,块体内发育的一系列NE向断裂则起着调节边界断裂构造变形和构造运动的作用,并始终受到边界断裂活动的影响。在苏典断裂和那邦断裂右旋走滑形成的力偶作用下,其所夹持的块体内部则会产生NE和NW向共轭剪切破裂面,尤其是在坚硬的花岗岩体内和NE向断裂部位,其构造应力更易集中,从而导致地震的发生(图 2)。由里德尔剪切破裂试验结果可知,在此构造应力环境中产生的地震破裂节面不仅有NW向与NE向一组,而是存在形成多组共轭破裂面的可能性,因此NW向破裂节面的方位可为NW—NNW向,而NE向破裂节面的方位可为NE—NEE向。
据笔者最新研究成果,2021年盈江MS 5.0地震节面Ⅰ:走向332°,倾角90°,滑动方向-180°;节面Ⅱ:走向62°,倾角90°,滑动方向0°;余震序列呈NW向展布,与节面Ⅰ的方位基本一致。不难看出,此次盈江MS 5.0地震应为在此孕震背景下沿NW向节面的新生破裂所致。此外,据笔者对2014年盈江卡场MS 5.6、MS 6.1地震的科学考察,震中区亦无活动断裂发育,MS 5.6和MS 6.1地震序列呈NNW或近SN向展布,震源机制解显示,节面Ⅰ走向NNW,分析认为,2次地震的形成机制与此次盈江MS 5.0地震相同。
4 结论根据野外地质地貌调查和探槽开挖,震区分布的苏典断裂和那邦断裂为晚第四纪活动断裂,运动性质以右旋走滑为主,震中附近的卡场—大竹寨等NE向断裂晚第四纪活动迹象不明显。震区及周边地区广泛分布有喜山期、燕山期花岗岩、混合花岗岩,以及上新世晚期橄榄玄武岩、橄辉玄武岩,均属硬质岩,为震区构造应力积累、地震的孕育与发生提供了良好的岩性条件。
在苏典、那邦2条块体边界断裂右旋走滑形成的力偶作用下,震区块体内部则会产生NW—NNW向和NE—NEE向的共轭剪切破裂面,尤其是在坚硬的花岗岩体内和NE向断裂部位,其构造应力更易集中,进而导致地震的发生。2021年盈江MS 5.0地震即是在该孕震机制作用下发生的。
安晓文, 常祖峰, 石静芳. 大盈江断裂西南段晚第四纪活动研究[J]. 地震研究, 2009, 32(2): 193-197. |
陈立德, 赵维城. 1976年龙陵地震[M]. 北京: 地震出版社, 1979.
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常祖峰, 陈刚, 余建强. 大盈江断裂晚更新世以来活动的地质证据[J]. 地震地质, 2011, 33(4): 877-888. DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2011.04.012 |