云南常地震的地质背景.docx

1、云南常地震的地质背景云南常地震的地质背景2013年8月31日08时04分，云南省迪庆藏族自治州香格里拉县奔子兰奔子栏镇(北纬28.1度，东经99.4度)发生5.9级地震，震源深度10千米。这次迪庆地震发生在走向315，倾角62的德钦香格里拉断裂带上，地震是由该断裂的正断左旋剪切运动造成的。由于地处陡山区，地震造成次生地质灾害严重，已造成迪庆州人死亡、人受伤，大量民房倒塌或损毁，交通、电力、通信等基础设施受损严重。该地区后来又发生3次地震，其中：8时26分58秒云南省迪庆藏族自治州香格里拉县、四川省甘孜藏族自治州得荣县交界地区发生4.5级地震，震源深度10千米。8时13分25秒云南省迪庆藏族自治

2、州德钦县、四川省甘孜藏族自治州得荣县交界发生4.0级地震，震源深度20千米。8时07分37秒云南省迪庆藏族自治州香格里拉县、德钦县、四川省甘孜藏族自治州得荣县交界地区发生3.6级地震，震源深度20千米。亚洲逃逸构造图（嵇少丞， 2009）本人曾随中法联合考察队与1988和1989两次到过德钦县及其奔子栏乡，记得那时候奔子栏就有一个寺庙，没有镇子， 连能干净地坐下吃饭的饭店都没有。1989年6月3日夜里我们一行人就住在德钦县委招待所，收音机的信号很不好。木头做的两层楼，透过木节掉去之后留的洞和木板之间的缝可以看到隔壁房间。我在那里第一次见到新鲜的虫草和喝到酥油茶。在德钦县委招待所我遇到云南地调队

3、总工王义昭与他带领的日本登梅里雪山的人员，几个月后日本登山队员们全部遇难。India-Asia collision-induced continentalextrusion.德钦香格里拉断裂只是红河-哀牢山断裂带的一部分，后者是一条非常长的、非常重要的断裂带，它印支地块的东北边界，近40 Ma以来，沿着这条断裂两侧地块相互之间至少错移500 千米。红河-哀牢山断裂带在32-10 Ma之间作左旋走滑剪切 (吴海威等，1999; Zhong et al.，1989; Tapponnier et al., 1990；Leloup et al., 1995) 。距今约10 Ma之后，红河断裂带又转变成

4、右旋走滑剪切 (Tapponnier and Molnar, 1977；Allen et al.,1984)，这条断裂带西北面和唐古拉山断裂带-金沙江断裂带-德钦香格里拉断裂相接，经维西的雪龙山，向南到洱源，再向南到凤仪-弥渡-南涧-戛沙-元江-红河-河口，然后进入越南境内，最后潜入南海。红河-哀牢山断裂带呈NW向，5-6 Ma后由于小江断裂带的左旋走滑运动，遭受变形而呈弧形，元江之北红河-哀牢山断裂带呈NNW向，而元江之南呈NW向。现今红河断裂带的右旋走滑速率达7-8 mm/a (邓起东，1996) 。这次地震表明，红河-哀牢山断裂带在迪庆地区依然是左旋走滑，但是兼具正断分量。Satelli

5、te image for Yunnan Province, ChinaSatellite image of Ailaoshan-Red River Fault Zone脆性的红河断裂带分成两段：(1)北段，从洱源到南涧，历史上曾发生过数次破坏性地震，例如，从北到南分别是 1893年洱源6.5级地震， 1901年邓川东南6.25级地震，1925年大理7.0级地震，1652年弥渡7.0级地震，1925年南涧6.25级地震，1993年丽江7.3级地震，1996年2月3日的丽江7.0级大地震。 (2) 南段，即南涧以南的红河-哀牢山断裂带，右旋滑移速率3-4 mm/a (虢顺民等，2001) 。历史上

6、好像没有 6级的地震，连4-5级地震都相对较少，是因为这段断裂蠕滑 (无震滑动) 还是近2000年来一直处于闭锁状态？这个问题有必要研究清楚。5-6 Ma 之后，随着羌塘地块加快向SE方向逃逸的步伐，鲜水河-小江断裂带开始发生大规模的左行走滑。红河-哀牢山断裂带在国际上很有名，国际上已经发表的文章有几十篇，为什么？且听我慢慢道来：印度板块和欧亚板块相碰于约4500万年前。碰撞之后，流变学强度较小的亚洲大陆挤压缩短了近1500-2000千米，形成了厚度近乎是正常大陆地壳 (35-40 千米)两倍的青藏高原增厚地壳 (60-70千米)。当青藏高原隆起到一定的海拔高度 (山峰7-8千米高) 后就再也

7、不能继续上升了，原因是处于高温高压条件下的深部地壳在其上覆岩石的重力载荷下已作韧性流动, 青藏高原下面深部地壳的物质在差应力作用下不得不向东 (太平洋方向) 侧向运动，离开青藏高原的腹地向高原的边缘涌进, 以便在印度板块前进的道路上腾出空间, 从而使青藏高原随时间推移不断向北、向东北、向东和东南扩展。青藏高原深部地壳高温塑性物质推拥着高原周边的地块向压力低的地方侧向逃逸。与此同时，青藏高原内部一系列近东西向的断裂带的性质也从原先的挤压推覆转变成侧向走滑。最早被挤出的是印支地块 (中国滇西、越南、老挝、柬埔寨、泰国) ，挤出开始于大约3200万年之前。印支地块原先和西藏的冈底斯地块连为一体，呈近

8、东西向延伸，横在印度板块向北前进的道路上。随着印度板块继续向北运移，整个印支地块像一个抽屉一样一边往外抽，一边绕喜马拉雅东构造结作顺时针旋转，最终到了现在我们所见到的这个位置。红河-哀牢山断裂就是这样抽屉的一个边界。由于在喜马拉雅东构造结处遭受了强烈变形，压扁伸长，印支地块和冈底斯地体被拉得越来越细，一旦拉断最终将形成大陆规模的布丁构造。印支地块的东界是红河-哀牢山断裂带，它的滑移造成南海的扩张以及喜马拉雅山脉东构造结的顺时针旋转。从距今500-600万年之前开始，随着羌塘地块加快向南东逃逸的步伐，鲜水河-小江断裂带开始发生大规模的左行走滑。印支地块的西边界以前是高黎贡断裂带，现在移至腾冲以西

9、的缅甸境内，即Sagaing断裂带。滇西的澜沧江断裂带在印支地块逃逸过程中也起到非常重要的作用。2008年8月21日云南省盈江县的5.9级地震、2007年6月3日云南普洱哈尼族彝族自治县 (23.0N，101.1E) 的6.4级地震、2004年10月19日云南保山 (25.1N，99.0E) 的5.0级地震、2005年1月26日云南思茅 (22.7N，100.8E) 的5.0级地震、2006年1月12日云南墨江哈尼自治县 (23.4N，101.6E) 的5.0级地震等都和上述断裂带的活动有关。据塔波尼尔等研究，印支地块和华南地块左旋相对运动造成的“间隙”即是中国的南海, 它是形成于红河-哀牢山

10、断裂带最南端的半拉分盆地。云南大理苍山脚下美丽的洱海也是红河-哀牢山断裂带中一个拉分盆地 。第二个被挤出的先是华南地块， 然后是华北地块。华南地块包括松潘-甘孜地体、龙门山、四川盆地以及云南红河断裂以东、秦岭以南的华南和中国中部的众多省份，即扬子地块。挤出始于距今1500万年左右。这个阶段里，青藏高原向东扩张和挤出受东部不同流变学性质地块的阻挡，例如，松潘-甘孜地体挤出受到流变学强度大的四川盆地的阻挡，5.12汶川8.0级地震正是松潘-甘孜地体向流变强度大的四川盆地地壳挤压推覆与斜冲的结果。华南地块的西南边界也从原先的金沙江-红河断裂带东移到安宁河-小江左旋走滑断裂以及滇南和越南境内的红河走滑

11、断裂，导致川滇地体 (羌塘地块的南部) 和扬子地块绝裂分离。2008年8月30日在四川攀枝花会理发生的6.1级地震就是昔格达-元谋断裂活动的结果。在四川省境内，映秀-宝兴-泸定一线的龙门山南段以及它与鲜水河-安宁河断裂交界的地区是一个重要的地震空白区，随时都有发生强震的可能，但具体的发震时间目前尚无法预测。2001年1月14日昆仑山8.1级大地震发生在东昆仑左旋走滑断裂带上。华北地块还包括柴达木祁连山地体、鄂尔多斯地块以及秦岭以北的华北省份如陕西、山西、河北等。柴达木祁连山地体向北东方向位移速率为10-14 毫米/年。华南地块东移的北边界是阿尔金左旋走滑断裂、祁连山推覆断裂和左旋斜冲的海原断裂

12、。阿尔金断裂的左旋走滑速率9-10 毫米/年，横跨祁连山推覆断裂带地壳的缩短速率是7-10 毫米/年, 海原断裂的左旋走滑速率约为7.5 毫米/年。遇到坚硬的额尔多斯地块, 逃逸构造只好绕着走，应变的强烈不协调造成在额尔多斯地块东西两侧皆形成拉分盆地，西侧是银川盆地，东侧是山西地堑。然后在山西地堑的北端连结上京津唐张（北京、天津、唐山、张家口）地区的近东西断裂，最后向东潜入渤海。历史上华北地块的边界断裂上发生过许多特大地震，例如，1920年12月16日晚8时06分发生的8.5级海原大地震，地震发生时，宁夏海原黄土高原六盘山山区剧烈晃动，鸣声如雷，山头滑落河谷。仅仅几分钟，极震区两万多平方千米内

13、山崩地裂，房屋倒塌，惨象寰生。地震波环绕地球七圈，强烈的震动持续近20分钟。当时全球96个地震台全部记录到了这次大地震。“海原地震释放出的能量，相当于投放了2.2亿吨TNT炸药或11.2个唐山大地震”。公元1556年1月23日发生的陕西华县8.0级大地震也在这条断裂带上，这次地震死亡人口达83万之多，为古今中外地震历史的罕见。这条断裂带使北京及其周围地区在近一千年来曾遭受过 9 次 6 级以上破坏性地震的袭击。第三个正被挤出的是东北-蒙古地块，它包括内蒙古、中国东北、蒙古国、俄罗斯远东地区，挤出时间是近500万年到未来的10002000万年。该地块西南边界是阿尔金断裂，东北边界由一系列断断断续

14、续尚未并合连贯的断裂组成。贝加尔湖就是形成于两条走滑断裂之间的一个巨大的拉分盆地。1957年贝加尔湖东北端曾经发生过7.5级地震，2008年8月27日 9点35分俄罗斯贝加尔湖地区(51.7N，104.3E) 发生6.4级地震，都是和这些断层活动有关。青藏高原及其周围的地块逃逸构造构成一个完整的地质构造体系，系统内各断裂带彼此关联，协同合作，往往牵一线带动一片，出现多米诺骨牌式的连锁反应，某一个地块向前迈了一步，它会将应力传递给前面的地块使其前进，也会腾出空间让后面的地块往前赶一步，从而使得地震活动具丛集性，即地震在某一时间段内密集成丛发生。地块间的相互错动，在高温高压的下地壳中表现为韧性滑移

15、 (位错蠕变、扩散蠕变、超塑性变形等，在脆-韧性转变带之上的中上地壳中呈脆性，表现为破裂和摩擦滑动，产生地震。当某一地块在前进的道路上遇到绊脚石 (断层急转弯处、断层面凹凸处、断层碰到强岩体或障碍体、不同方向断裂的交汇点等) ，这个系统就会出现一个相对平静期，在这个时段内应力逐渐积累，一旦应力达到足以踢开绊脚石 (例如，剪断龙门山彭灌杂岩) 的程度，岩石破裂或摩擦失稳、断层滑移，于是该构造体系又进入新一轮的活跃期。因此，对中国的地震研究不能仅局限于某区域或某条断裂，而应把整个亚洲大陆逃逸构造作为整体的、统一的“一盘棋”看待。要研究地震在这盘“棋”上跳跃或迁移的规律。同一条断裂带上地震的“迁徙”实质是构造破裂的定向延伸，而地震跳跃于不同断裂带实质是构造应力在不同地块之间相互传递。