据中国地震台网测定,北京时间2021年12月24日老挝北部发生MS 6.0地震(22.33°N,101.69°E),震中距中国边境仅4 km,随后发生MS 3.3、MS 4.9两次余震。此后两三个月,余震持续不断,如2021年12月31日老挝MS 4.8地震(22.35°N,101.67°E)和2022年3月5日云南江城MS 4.8地震(22.34°N,101.65°E)等。而在2021年11月16日,震中区曾发生老挝MS 4.8和MS 4.6地震(22.31°N,101.69°E),属于MS 6.0主震的前震。这些地震,构成典型的前震—主震—余震序列。
地震发生在交通不便的中老边境地带,长期以来人们对此地区的活动构造背景缺乏详细的调查和研究。这些地震与哪些断裂有关?该地区活动构造发育状况如何?围绕这2个问题,笔者依据前些年对有关断裂活动性的调查结果,分析此地震序列发生的活动构造背景,并探讨其发震构造。
2 研究内容断裂活动性研究,主要通过航卫片解译、野外地质地貌调查、被错地貌测绘和年代学测试等技术手段,研究其运动性质、最新活动时代、滑动速率等。随着“一带一路”战略的推进,我国在老挝境内陆续开展水电站、中老铁路等重大基础工程建设。与中国不同的是,老挝没有地震动参数区划图和设防水准,因此亟需我国地震部门开展研究区地震地质背景研究和地震危险性分析。受有关部门的委托,笔者先后开展北本、南法、南乌江、南耶等水电站场地的地震安全性评价和湄公河流域地震动参数区划工作,重点调查研究了无量山、琅南塔、南麻、奠边府等断裂的晚第四纪活动性(常祖峰等, 2008, 2016;Chang et al,2019)。南乌江六级、七级水电站位于毗邻中老边境的老挝丰沙里省,其地震安全性评价的研究区囊括上述地震的震中区。
3 研究结果 3.1 无量山断裂带晚第四纪活动特征无量山断裂带由多条断裂组成,由东而西,分别为磨黑断裂(F5-1)、宁洱断裂(F5-2)、普文断裂(F5-3)和景谷—云仙断裂(F5-4)等(图 1)。断裂带构造复杂,断裂间复合、分支现象普遍,并多被横向断层截切。燕山运动前为挤压逆冲性质,晚新生代以来则表现为显著的右旋走滑运动。
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图 1 区域地震构造图 Fig.1 Regional seismotectonic map |
磨黑断裂走向NW,展布于磨黑、勐先、曼老街、整董东一线,向南延伸至老挝境内,全长约175 km。在磨黑一带见长3—5 km的断层槽地和一系列定向排列的断层三角面。勐先大河Ⅰ级阶地右旋位错形成的眉脊面宽7—8 m,Ⅱ级阶地中形成的眉脊面宽度约35—40 m。竹崩寨附近,山脊发生右旋错动120 m,断裂穿过勐先河右岸使多条支流发生右旋断错,断距120—230 m。曼老河左岸一系列支流发生同步右旋位错45—65 m。该断裂晚第四纪活动明显,晚更新世以来水平滑动速率为1.6—2.5 mm/a。
普洱断裂总体走向NW,北端起于景谷新生代盆地东北缘,向南一直延伸至老挝孟乌代,长265 km。民安—文肥一带4条冲沟发生同步右旋断错,其位移量80—150 m。老赵寨公路旁见断裂错断了晚第四纪地层。老师寨附近,断裂通过处清水河阶地同步右旋位错,Ⅱ级与Ⅲ级阶地位错量分别为55 m和40 m,Ⅲ级阶地沉积物热释光(TL)测年为(35.41±7.46)ka。那勐勐一带曼骂河Ⅱ、Ⅲ阶地同步右旋位错15 m和20 m,Ⅱ阶地沉积物热释光(TL)测年为(25.41±54.46)ka(常祖峰等,2016)。老挝境内南等河、南浩河沿断裂发育,孟乌代NW向8 km处南浩河被右旋位错约3 km。晚更新世以来其水平滑动速率为2.5—2.6 mm/a。
普文断裂走向NW,全长约230 km。在玻峨以南山脊、水系右旋位错100—200 m;芭蕉箐河右岸断裂使一系列支流右旋位错125—200 m。在整碗、普文等地发育狭长形盆地。其晚更新世水平滑动速率为1.0—2.0 mm/a。
景谷—云仙断裂总体走向NW,全长110 km。那拐村发育一系列断层三角面,勐嘎河Ⅱ级阶地后缘发育断层槽沟,阶地位错约60 m。肖塘箐山脊、冲沟同步右旋位错30—50 m。晚更新世以来其水平走滑速率为1.3—1.4 mm/a。
沿无量山断裂带构成一条NW向地震活动带。历史上曾发生11次6.0—6.8级地震,20次5—5.9级地震,最大地震为1942年思茅M 6¾和1979年磨黑M 6.8地震(图 1)。
3.2 MS 6.0地震震源机制解MS 6.0地震发生后,中国地震台网中心、USGS等多家机构给出多个震源机制解,万永革教授综合各家成果最终给出标准差最小的震源机制解(https://ses-kled.cidp.edu.cn):节面Ⅰ走向304.87°,倾角81.06°,滑动角178.31°;节面Ⅱ走向35.14°,倾角88.33°,滑动角8.95°;P轴走向169.67°,倾伏角5.13°;T轴走向260.35°,倾伏角7.50°;B轴走向45.60°,倾伏角80.90°。
3.3 发震构造讨论MS 6.0地震序列大致呈NW向展布(图 2),且位于磨黑断裂附近,距断裂约1—5 km(图 1)。MS 6.0地震的震源机制解表明,这是一次典型的走滑型地震。节面Ⅰ走向NW,表现为右旋走滑性质,与无量山断裂带走向和运动性质基本吻合。分析认为,该地震序列是无量山断裂带(磨黑断裂)活动的结果。
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图 2 MS 6.0地震序列分布 Fig.2 The distribution of the MS 6.0 earthquake sequence |
无量山断裂带为一条右旋走滑为主的晚第四纪活动断裂带,历史上曾发生30余次5.0—6.8级地震,构成NW向地震活动带。此次MS 6.0地震序列发生在无量山断裂带的南段。地震序列大体呈NW向展布;震源机制解揭示的NW向节面具显著的右旋走滑性质,与无量山断裂带的走向和运动性质相一致,分析认为,此地震序列为无量山断裂带活动所致。
对万永革教授提供的震源机制解研究成果,谨致谢意。
常祖峰, 陈晓利, 陈宇军, 等. 景谷MS 6.6地震同震地表破坏特征与孕震构造[J]. 地球物理学报, 2016, 59(7): 2 539-2 552. |
常祖峰, 张艳凤, 陈宇军. 老挝琅南塔断裂新构造活动特征与2007年班南坎MS 6.6地震[J]. 地震研究, 2008(2): 124-128. |
Chang Z F, Chang H, Chen Y J, et al. Active tectonics and recent seismicity in the Golden Triangle and adjacent area[J]. Acta Geologica Sinica (English Edition), 2019, 93(S2): 62-63. |