从两个地表破裂点的几何学与运动学特征分析汶川地震的破裂方式.pdf

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1、第3O卷第4期地震地质Vo1．30．No．42008年12月SEISM0L0CYANDGE0L0GYDee．，2008从两个地表破裂点的几何学与运动学特征分析汶川地震的破裂方式魏占玉’何宏林董绍鹏陈杰)高翔孙海清。嘉世旭。王世元1)中国地震局地质研究所，国家地震活动断层研究中心，北京1000292)浙江省地震局。杭州3100133)中国地震局地球物理勘探中心，郑州4500024)四川省地震局．成都610041摘要汶川M8．0地震的地表破裂出现在中央和前山2条断裂上，分别形成了235km和72km长的地震地表破裂带，而且地表破裂表现出复杂的几何学和

2、运动学特征。文中选取了中央断裂上虹口乡桐麻坎和擂鼓镇石岩村2个地表破裂点，通过几何学与运动学特征分析其地表破裂方式。桐麻坎的白沙河河床上4条右阶斜列的主破裂西南侧发育了一条反冲断层坎，精细地形测量反映出了破裂带内的断块特征与破裂过程中的地表掀斜；擂鼓镇石岩村逆冲破裂前缘的2条次级断层形成叠瓦式结构，地貌上表现为挠曲和其上部的地震鼓包。该两点地表破裂的几何学、运动学特征分析表明，本次地震在龙门山中央断裂上的破裂方式以逆冲为主，兼有右旋走滑。这一结果与美国地质调查局、哈佛大学和中国地震台网中心提供的震源机制解基本一致。此外，桐麻坎和石岩村横切破裂带的

3、地形剖面显示出不同的地表掀斜方向，这种不一致主要由于前者位于断裂挠曲后缘，后者位于断裂挠曲前缘。关键词汶川地震龙门山断裂断层反坎地震鼓包地表破裂中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2008)04—1023—100引言2008年5月12日14时28分，四J1f省西部龙门山地区发生强烈地震，震级为8．0，震中103．4E，31．ON，震源深度14kin(中国地震信息网，2008)。地震带来了重大的人员伤亡和财产损失，并引发了大量的滑坡、泥石流、河流堰塞湖等次生地质灾害。中国地震局前方应急指挥部组织了一支综合科学考察队，

4、从5月21日开始对汶川地震的地表破裂带进行了详细的科学考察。龙门山断裂带位于青藏高原东缘，是汶川地震的发震构造。该断裂带是一个巨大的推覆构造带，由多条挤压逆冲断裂和多个推覆体组成，自东南向西北由前山(彭县一灌县断裂)、中央(映秀一北川断裂)和后山(茂县一汶川断裂)3条近于平行的断裂组成(邓起东等，1994；图1[收稿日期]2008—07—22收稿，2008—12—03改回。[基金项目]中国地震局汶川8．0级地震应急科学考察项目资助。1024地震地质图1龙门山断裂分布图及观察点地表破裂迹线图Fig．1ThedistributionmapoftheL

5、ongmenshanFaultzoneandtherupturetraceattheobservationstationF前山断裂，F中央断裂，F后I[J断裂中的F、F和F)，这3条断裂在中、晚更新世有过活动，并且中南段活动时代更新一些(唐荣昌等，1993；李传友等，2004)。最近几年研究者一般认为龙门山断裂带的逆冲分量明显小于以右旋为主的走滑分量，两者的比例介于1：6和1：1．3之间(李勇等，2006)，并且自西北向东南4条断裂(包括山前隐伏断裂)的最大逆冲分量的滑动速率具有变小的趋势，而走滑分量的滑动速率则具有逐渐变大的趋势。如北川断裂、彭

6、县一灌县断裂和大邑断裂，第四纪最新活动以右旋走滑为主，速率至少每年几毫米；逆冲造成的垂直位移速率具有明显的空间非均一性，且<1mm／a(Alexandereta1．，2007)。汶川IM8．0地震的地表破裂出现在前山和中央2条断裂上(图1中的F，F)，西支主破裂带沿中央断裂延伸，从映秀开始，经虹口、小渔洞、龙门山镇、红自镇、擂鼓、北川、平通、南坝，终止于平武县的石坎子，长约235km(何宏林等，2008a)，以兼有右旋走滑分量的逆断层型破裂为主，最大垂直位移6．2m，最大右旋走滑位移4．9m(徐锡伟等，2008)；东支破裂起于向峨，经通济、白鹿、

7、汉旺、九龙，终止于安县，沿山前断裂延伸约72kin，为典型的纯逆冲型地表破裂，最大垂直位移3．5m(徐锡伟等，2008)。本次地震沿地表破裂带形成了丰富的构造地貌现象，如低断层崖、断层陡坎、褶皱挠曲、地震裂缝与鼓包、跌水、反冲断层坎，以及地表水平位错等。中央断裂上虹口乡桐麻坎和擂鼓镇石岩村(图1b，c)2个地表破裂点的破裂单元种类多样，逆冲推覆构造地貌特征具有代表性，出露条件较好，便于进行地表破裂测量。通过对该2点地表破裂形4期魏占土等：从两个地表破裂点的几何学与运动学特征分析汶川地震的破裂方式1025态特征的儿何学和运动学分析，探讨r汶川地震的

8、破裂方式。1观察点地表破裂特征描述1．1虹口乡桐麻坎虹口乡桐麻坎地表破裂出露在白沙河河谷，位于震中映秀东北约14km处。该破裂段与马甲咀