鮮水河斷裂帶基礎地質調查新進展:發現破解地震機制的主滑動帶

2020-12-17 巖土在線

鮮水河斷裂帶位於青藏高原東南部,是中國大陸內部地震活動性最強的左行走滑活動斷裂帶,自1725年以來已發生8次7級以上破壞性強震,並且未來發生強震的概率較高,該斷層已引起國內外地質學家和地球物理學家的高度關注。斷裂主滑動帶(Principal Slip Zone,簡稱PSZ)是地震作用的直接產物,保留有地震時形成的新鮮物質。研究PSZ的物質組成、結構構造和物理化學性質是認識斷裂帶地震活動的關鍵和突破口,是研究地震破裂機制和強震發生規律的重要基礎和手段,對斷裂帶沿線的城鎮防震減災和基礎設施規劃建設具有重要的意義。

近日,中國地質調查局地質研究所「巴顏喀拉地塊北緣與東緣大型斷裂帶區域地質調查」項目組在四川道孚縣龍燈鄉基礎地質調查中發現了鮮水河斷裂帶的主滑動帶。該剖面為季節性洪流在河道內衝刷出的新鮮基巖剖面,約20米寬1.5米深,主要巖性為砂巖、粉砂巖,屬三疊紀侏倭組地層。斷裂的強烈活動使得剖面中的巖石發生強烈破碎。此次發現的鮮水河斷裂帶主滑動帶位於斷裂帶核部,其兩側發育不同顏色的碎裂巖和斷層角礫巖,中部為5-10釐米厚的黑色斷層泥。現有研究表明,一次7級以上的大地震形成約1-2毫米的主滑動帶,因此,此次在地表發現的主滑動帶至少經歷了二十多次甚至近百次的大地震活動。該剖面中見到的主滑動帶與鮮水河斷裂帶科學鑽探1號鑽孔(XSH-1)巖心中見到的主滑動帶巖性、結構構造具有很好的一致性,並且主滑動帶所在位置與地表的河流階地位錯、斷層陡坎(地塹)等構造地貌所反應的斷層位置完全一致。

通過對該剖面開展精細的物質組成、結構構造分析,對斷裂帶物質進行物理-化學性質、摩擦實驗和年代學研究,將有望揭示鮮水河斷裂帶的大地震孕震環境、破裂機制、活動歷史和孕育發生規律。該斷裂帶主滑動帶剖面,不僅是地質調查項目的重要發現,而且將有可能在地震斷裂理論方面取得突破性進展,並為該地區防災減災工作做出重要貢獻。

鮮水河斷裂帶主滑動帶(紅色虛線),道孚縣龍燈鄉

(a)斷裂帶左行走滑伴隨正斷分量;(b)、(c)斷裂帶主滑動帶由5-10cm厚黑色斷層泥組成

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