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1、周光全 张建国 周瑞琦 吴伯黔 王桂兰 (云南省地震局 , 昆明 , 650041)摘 要 本文主要根据作者的野外地震地质调查 , 从震区地质构造条件与构造应力场特征 出发 , 根据库仑 莫尔剪破裂准则计算 , 结合这次地震地表破坏特征和等烈度线形态特 征综合分析认为 , 在北北西至近南北向主压应力作用下 , 丽江 710 级地震是玉龙雪山山前 断裂活动的结果 , 地震时断层活动以倾滑为主 , 伴有一定的左旋扭动 。并讨论了山前断裂 的闭锁条件 。 关键词 : 地震构造 地面破坏 倾滑断 , 旋扭断层 , 宏观地震烈度调查 , 丽江710 级地震 , 云南 。前言01996 年 2 月 3 日
2、 19 时 14 分 18 秒 , 丽江县发生了一次 710 级地震 。据昆明地震台网测定 , 震中位于北纬 2718, 东经 10013, 震源深度 10 公里 。为摸清本次地震的发 震构造 , 探索其成因 , 作者于 1996 年 2 5 月先后三次对该地震进行了实地考察 。调查 表明 , 宏观震中位于玉龙雪山东麓黑水附近 。震区处于南北构造带以西的川滇菱形块体内 。川滇菱形块体是由鲜水河 、安宁河 、小江 、通海一河口 、红河和马登等深大断裂所围成的一个不封闭区域 , 似菱形 , 是我国 地震多发区之一 。1 震区地震构造的基本特征震区位于青藏高原隆起的东南隅 , 红河断裂和金沙江断裂之
3、东 , 丽江 剑川断裂之 北 , 即松潘 甘孜褶皱系 (黄汲清 , 1980) 内的玉树 义墩褶皱带南端 。据文献 1 ,自元古代 ( Pt ) 以来 , 由于古大洋向其北塔里木地块的正向挤压和向 东扬子准地台西缘古岛弧带的侧向俯冲 , 产生大量密集的巨大线状弧形深断裂带 , 各断 裂带具有分支多 , 相互切割 、合并的组合特征 。燕山 喜马拉雅运动以来 , 印度板块向 北东方向推移 、挤压以至碰撞 、俯冲 。老断裂进一步发展 , 并沿断裂出现大量断陷盆地 。各老断裂所夹持的块体内部也产生由北东 北北东和北北西向的共轭断裂网络 , 从 而构成了本区的主要构造轮廓 。 震区断裂非常发育 , 主要
4、有龙蟠 乔后断裂 ( F 1 ) 、 丽江 剑川断裂 ( F2 ) 、 中甸 收稿日期 : 1996 , 08 , 011 周光全 , 男 , 29 岁 , 工程师永胜断裂 ( F3) 和玉龙山山前断裂 ( F4)( 以下简称 “山前断裂”) , 见图 1 。从本区的 历史地震分布来看 , 龙蟠 乔后断裂 、丽江 剑川断裂和中甸 永胜断裂是区内主要的 发震构造 。1996 年 2 月 3 日丽江 710 级地震不是发生在上述断裂上 ,断裂上 , 该地震是在独特的地质构造环境下发生的 。 龙蟠 乔后断裂 ( F1)是中甸 剑川断裂的南段 , 北起龙 蟠 , 向南经白汉场 、九河 、剑川 、沙溪
5、, 止于乔后 , 长约 120 公里 , 走向 N E15 20 。向北过金沙江逐渐转为北北西向 , 向南切割了红河断裂带的次级断裂 。主要 发育在三叠系中上统灰岩和下三叠统砂岩地层中 。地貌上表现了沿断裂发育有龙 蟠 、白汉场 、九河 、剑川 、沙溪 、乔后等 盆地 , 并呈串珠状分布 。断层在地表有断 续的显示 , 白汉场 九河 剑川一带断错 脊及冲沟显示了断裂的左旋走滑性质 。为 丽江 剑川地震带的主要活动构造这一 。 丽江 剑川断裂 ( F2)北起文化东北的金沙江边 , 向南经干 塘子 , 团山 , 丽江 , 文笔 , 南溪 , 中螳螂而是发生在山前图 1震区的活动断裂进入剑川盆地 ,
6、 全长约 80 公里 。北端在 金沙江附近被北西向中甸 永胜断裂右旋Fig111 The active fault s in t he eart hquke area切错 , 南端在剑川盆地与北北东向龙蟠 乔后断裂相交 。该断裂发育在中三叠统灰岩地 层中 , 基本上由两条平行断裂组成 , 走向 N E35 45, 呈相向倾斜 , 倾角较陡 。两条 断裂间为第四纪构造洼地 , 文化 、团山两洼地长轴方向为北北东 , 槽谷形态显示受左旋力偶作用。丽江莲花村至干塘子一带冲沟、山脊被断袭切错(图 2) ,显示出左旋扭动性质。1751 年剑川 63/ 4 级地震和 1951 年 剑川 61/ 4 级地震
7、都发生在该断裂上 。该 断裂是丽江 剑川地震带的主要活动构 造之一 。中甸 永胜断裂 ( F3)北起中甸 , 向南东经大具 、大东 、 文明 , 过金沙江 , 到永胜盆地附近与程 海断裂交汇 , 走向 N W30 60, 南西倾 ,图 2莲花村附近的断错地貌 Fig121 Geo mo rp hological dislocatio n map of t heeart hquke area near Lianhua village倾角 75, 长 170 公里 。在金沙江附近与丽江 剑川断裂交切 。该断裂主要发育在中三 叠统灰岩中 。在大东文和村玄武岩地层中断层出露 , 自西向东的黑白水河道被
8、断裂切 错 , 东北盘相对向南 、西南盘向北运动 , 可见错距 50 米 , 呈右旋走滑性质 。从断面擦痕和东北盘保存的河流阶地分析 , 为张性正断层 。该断裂是中甸地震带的主要活动 构造 , 历史上沿该断裂曾发生 4 级以 上地震 34 次 , 5 级以上 13 次 , 最大地 震是 1966 年中甸 614 级地震 。山前断裂 ( F4) 由基本平行的东 、西两支断裂构 成 (图 1) 。西支断裂北起大具 , 向南 经雪山东麓 、从玉湖东北进入丽江盆 地 。据盆地内的浅层化探资料 , 玉湖 村东北 1 公里处汞的平均含量为 57175pp b , 最高点达 110176 pp b ; 中海
9、村附 近的平均含量为 178132 pp b , 最高点图 3震区地质图Fig131 Geological map of t he eart hquke area 为 1281100 pp b 。说明山前断裂的南段隐伏于盆地内 , 并在白华村附近被丽江 剑川断裂截接 。东支断裂北起大具 , 经打鼓粱子 、甲子 , 向南隐 伏于丽江盆地 。白水河以北地区 , 东 、西支断裂夹持着 上二叠统玄武岩体 , 上二叠 统玄武岩体呈近南北向条带状 分 布 ( 图 3 ) 。据 文 献图 4玉龙山前冰川谷形态Fig141 Morp hology of glacial valley in f ront of
10、Yulong Mountain该玄武岩体是华力西期2 , 海底岩浆活动的喷溢物 。从玄武岩体与山前断裂在空间上的相互关系推断 , 当时岩浆活动是沿断裂面向上作裂 隙式喷溢 , 山前断裂深部破碎 , 东 、西支断裂在一定深 处交汇为同一条断裂 。这条断裂总体走向近南北 , 倾向东 , 倾角 55 60, 全长约 60 公里 。据 1/ 20 万地质图 , 断层呈正断性质 。断裂穿过玉龙山前第四纪冰川谷 ( 图4) , 谷地形态说明该断裂具有一定的左旋水平分量 。 震区新构造运动十分强烈 , 具有如下特征 :玉龙雪山隆起区强烈抬升龙蟠 乔后断裂之东 ,山前断裂东支以西为玉龙雪山隆起 (图 5) ,
11、 东西宽约 16 公里 , 区内除虎跳涧河谷外 , 没有经向褶皱 , 走向近南 北的张性正断裂发育 , 缺失第三系沉积物 , 三叠系的岩 相变化等现象反映出该区长期上升隆起 。玉龙雪山上升 尤为强烈 , 主峰高达 5596 米 , 复背斜的核部因上升侵蚀 而露出了时代不明的变质岩 。山前断裂以东为鸣音沉降带 , 东西宽约 18 公里 , 带内下第三系发育 , 呈南北向展 布 。图 5玉龙雪山隆起区 Fig151 Up welling area inYulo ng Snow Mo untain第四系盆地受到断裂控制丽江盆地呈南北向长条状延伸 , 东 、西两侧分别受山前 断裂东 、西支控制 , 为
12、断陷盆地 。据文献 1 , 沉积 , 第四系厚达 1100 余米 。上新世末期以来 , 丽江盆地接受第四纪九子海块体沿顺时针方向旋扭震区内大断裂和 次级断裂相互交切 , 围限成许多大小不一 、级次不同 的块体 。近南北向的山前断裂为滇西北裂陷区北部块体 1内的次级断裂 , 它的正断活动控制了雪山东 麓裂陷带 。以雪山东麓裂陷带为西界 , 北东向左旋走 滑断裂 丽江 剑川断裂为南界 , 北西向右旋走滑 断裂 中甸 永胜断裂为北界 , 在平面上围限成一个等腰三角形块体 , 被称为九子海块体 。由边界构 造带的活动性质和方向可以推断 , 块体受北东向和北 西向两组断裂的控制 , 在近南北向挤压应力作
13、用下向 西运动并伸展 。块体顶面是以三叠系地层为主组成的 高平原 , 广泛分布着夷平面 , 剥夷的最新地层为下第三系 。夷平面略向西倾斜 , 显示出块体向西倾斜运 动 。九子海块体边界构造呈环状 ( 图 6) , 从里向外分图 6九子海块体的旋扭构造Fig161 Twisted st ruct ure ofJ iuzi hai block body漩涡 、内层 、外层三部分 。漩涡位于九子海附近 , 为一构造圆盆 , 直径约 12 公里 。图 上大致圈出其范围 , 位于漩涡中心的断裂呈 N N W 方向 ( 335 355) , 保持了原有的经向构造 , 是相对稳定的地块 。漩涡之外 , 为外
14、层 , 分布于外层的断裂有规律地运动 ,圆弧形断裂之间的地带为内层 。内层之外则 显示出整个外层沿顺时针方向向外扭动 。2 现今区域构造应力场特征211 断裂运动反映的构造应力场北东向丽江 剑川断裂和鹤庆 洱 源断裂呈压性左旋扭动 , 近南北向 、北北东向龙蟠 乔后断裂和山前断裂为张 性左旋运动性质 , 北西向大具 大东断 裂表现为右旋张扭运动 , 表明该区受北 北西向应力水平挤压作用 。212 现代破裂网张格局反映的构造应 力场 岩石力学实验表明 , 加载条件下岩 石标本微破裂线的空间分布与所加应力图 7震区的破裂网张Fig171 Rup t ure net wor k of t he t
15、he eart hquke area方向存在某种相关性 , 其剪破裂的锐角一般指向主压应力方向 (张文佑等 , 1962 , 王绳 祖等 , 1982 , 1986) 。因此我们可以根据两组共轭剪切破裂线的方位估算与之相关的区域主压应力方向 (方仲景 , 1985 , 向洪发等 , 1986 ,) 。本区典型的剪破裂主要有两组 , 一组为北北西 北西向 , 另一组为北北东 近南北向 北西 。 一般认为 , 河谷沿着三度空间的应力场作用下 的剪切面发育 , 于是统计出水系发育的两组优势方 向就相当于找出应力场中的一对剪切面 , 它们间的 锐角等分线即主压应力方向 。震区的水系极向分布 (图 8) 尽管离散度较大 , 但其所夹锐角等分线趋势 仍以北西 北北西向为主 。 213 地震震源机制反映的构造应力场阚荣举等人 ( 1977 , 1981) 通过对大量地震的 震源应力场统计 , 再现了我国西南地区的构造应力 场 , 川滇菱块主压应力方向有规律地变化 , 自北而 南由北东逐渐转为近东西向再南为北北西向 3。 震区处于川滇菱块的南部 , 现
