丽江地区丽江-小金河断裂带基岩地温异常变化与地震关系初探

利用丽江-小金河断裂沿线5个基岩地温观测点高精度温度数据,与同区域地震活动进行对比分析,发现1个或多个基岩地温测点数据出现异常变化后,一定范围内有发生地震的实例。结果显示:①2022年1月2日宁蒗M_(S)5.5地震前,基岩地温无明显异常,然而在当年4月16日宁蒗M_(S)4.6余震发生前,基岩地温异常明显,并伴有宏观异常;②不同构造位置,基岩温度异常幅度不同,变化模式也存在差异。沿丽江—小金河断裂,其基岩温度异常变化对断裂带沿线地区地震活动具有较好的映震效果,但也显示出异常分布的复杂性,需积累更多震例做进一步研究。

丽江-小金河断裂盐源段断裂带规模、断裂带结构及其历史活动性

2008年汶川地震促使人们思考青藏高原东南缘走向和规模与龙门山断裂带相近的丽江-小金河断裂的活动历史,但受限于地质条件制约断裂尤其是其北段相关研究极其薄弱。基岩断裂带的物质组成与结构特征是断层长期活动的产物,蕴含丰富的历史活动信息。本文以丽江-小金河断裂盐源段多个天然剖面为研究对象,通过详细的断裂带宏观结构调查、断层岩显微构造及XRD分析发现:(1)断层破碎带以一套厚度>20 m的破裂面密集带为特征,优势破裂面走向为NE20°~30°,推测为丽江-小金河断裂长期活动形成的张剪性破裂;(2)断层带核部以断层角砾岩和断层泥为主,灰岩角砾岩黏土矿物含量~2%,以伊利石和伊蒙混层为主,粉砂岩断层泥黏土矿物含量~52%,以坡缕石和绿泥石为主,石英含量36%,缺失长石类矿物。断裂带宏观结构和断层岩微观结构特征均表现为角砾呈棱角状,砾径差异极大且呈零散状分布,符合快速滑动特征,指示断层滑移方式为黏滑。此外,核部断层岩带统计厚5~8 m,这一规模相对于龙门山映秀-北川断裂带核部180~280 m和安县-灌县断裂带核部40~50 m显著偏小,表明前者自形成以来的活动性远低于后者,两者的地震行为并不能简单类比。结合断裂在宏观结构特征、断层岩成分与种类以及所反映的滑动方式与隆升剥蚀量的差异,认为丽江-小金河断裂更可能是鲜水河断裂切断锦屏山-龙门山构造带之后形成的,晚新生代与龙门山断裂带具有不同的活动历史。

丽江-小金河断裂第四纪以来的左旋逆推运动及其构造地质意义——陆内活动地块横向构造的屏蔽作用

通过卫、航片解释、野外活断层调查实测与年龄测试分析发现 :斜切中国西南“川滇菱块”的横向构造———丽江 -小金河断裂为一断面高角度倾向NW的逆左旋走滑型活动断裂。通过盆地复位和同沉积盆地的位错分析 ,确定了该断裂第四纪以来的水平位错量为 7 4～ 7 6km。断裂两侧差异隆升及相应堆积物的分析表明 ,中更新世以来 ,断裂垂直位错量达 5 0 0～ 70 0m以上。由此计算得到丽江 -小金河断裂第四纪和中更新世以来的水平与垂直位错速率分别为 3 7～ 3 8mm/a和 1 0～1 5mm/a。水平位错及相关年龄测试资料表明 ,该断裂晚更新世以来的平均位错速率在 2 6～4 0mm/a之间 ,中值为 3 3mm/a ;全新世以来的平均位错速率在 2 5～ 5 0mm/a之间 ,中值为3 5mm/a。第四纪各时段以来滑动速率的较好相似性表明 ,长期以来 ,该断裂的活动具相对稳定性和活动地块边界的持久性。

丽江-小金河断裂中段晚第四纪古地震历史

丽江-小金河断裂为川滇菱形块体内部重要的次级边界断裂,沿断裂断错地貌清晰,晚第四纪活动强烈,但历史上无地表破裂型地震的记录,其大震复发行为仍不清楚,难以评价其地震危险性。文中选取断错地貌最为显著的丽江-小金河断裂中段,在高分辨率卫星影像解译的基础上,在母猪达、红星和干塘子开挖3个探槽,并利用放射性碳测年和古地震事件的Ox Cal建模对古地震事件年龄进行了限定。研究结果表明,母猪达探槽揭示了3次古地震事件,分别发生在7 940~6 540a BP、4 740~4 050a BP和1 830~420a BP;红星探槽揭示了2次古地震事件,分别发生在5 120~3 200a BP和2 100~1 220a BP;干塘子探槽揭示了至少3次古地震事件,分别发生在44 980~17 660a BP、7 210~3 810a BP和2 540~1 540a BP,因为地层存在缺失,该探槽中揭示的事件可能不完整。综合3个探槽结果,全新世以来丽江-小金河断裂中段有3次古地震,分别发生在7 940~7 210a BP、4 740~4 050a BP和1 830~1 540a BP,其大震复发大致符合准周期模式,平均复发间隔约3 000a,震级达M7.5。考虑到丽江-小金河断裂中段较强的晚第四纪活动和较长的大震离逝时间,其未来地震危险性值得关注。

基于P5立体像对和高分辨率Google Earth影像的丽江-小金河断裂断错地貌解译

丽江-小金河断裂斜切中国西南"川滇菱块",走向北东,为一高角度斜滑断裂。与平面遥感影像相比,通过三维影像解译断错地貌有显著的优越性。印度P5卫星数据具备真正2.5m分辨率,在制图方面,像对生成DEM以及制图精度可达1:25000。本文依据立体像对提取DEM的原理,利用ENVI软件DEM Extraction模块提取出了丽江-小金河断裂带P5立体像对的DEM。文中利用等高线套合分析法和剖面线法对DEM精度进行评价,结论认为,DEM精度优于1:5万地形图等高线高程精度,而且与实时动态差分(RTK)测量结果比较一致。文章重点选取了丽江市北东方向干塘子和西南方向南溪盆地两处,将三种高程数据——从P5立体像对提取出的DEM、google earth影像地形高程和1:5万矢量地形图等高线生成的DEM,结合Google Earth影像做成三维立体影像,较为直观地对三种高程数据进行了有效的对比,结论认为,P5立体像对生成的DEM精度最高。在室内利用高精度三维立体图对丽江-小金河断裂断层地貌进行了解译,经过野外踏勘和探槽验证,证明三维影像解译具有很高的利用价值。

丽江-小金河断裂全新世滑动速率研究

丽江-小金河断裂与锦屏山断裂共同控制着青藏高原东南边界,研究该断裂的滑动速率有助于理解青藏高原东南缘区域变形模式。本文通过高分辨率遥感影像解译与野外地质调查,发现该断裂错断了一系列河流阶地与洪积扇,且以左旋走滑为主兼具倾滑分量。通过无人机断错地貌测量与碳同位素断代,获得红星-尖山营断裂段全新世左旋走滑速率为(3.32±0.22)mm/a,垂直滑动速率为(0.35±0.02)mm/a;汝南-南溪断裂段北支全新世左旋走滑速率为(2.37±0.20)mm/a。

丽江-小金河断裂南、中段地貌特征及构造指示意义

丽江-小金河断裂位于青藏高原东南缘,是川滇菱形块体内重要的次级边界断裂。构造活动对区域河流水系的发育有重要影响,因此,定量研究水系地貌特征可在一定程度上反映区域内构造活动信息。本文采用地形坡度、地形起伏度、面积-高程积分值(HI)等地貌参数研究沿该断裂区域地貌对构造活动的响应。研究发现,断裂北侧坡度和地形起伏度较断裂南侧高,跨断裂4级流域盆地内亚流域盆地面积-高程积分值变化也指示断裂北侧流域成熟度低于断裂南侧,这反映了丽江-小金河断裂存在一定逆冲分量。

浅层地震勘探与联合钻孔探测揭示丽江-小金河断裂隐伏段复杂花状构造特征

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部重要的边界断裂,前人根据其断错地貌特征确定其为左旋走滑断层,并认为其左旋断错了SN向的丽江盆地。本文对丽江-小金河断裂丽江盆地隐伏段开展了浅层地震勘探与钻孔探测,通过地层岩性分析建立跨断层的钻孔联合剖面,揭示丽江-小金河断裂斜穿了丽江盆地,隐伏段整体形式为不对称正花状构造,表现为断展褶皱和逆冲断层,但主断层顶部表现为局部拉张,断错了晚第四纪地层。

利用H-κ-c方法研究丽江—小金河断裂两侧的地壳厚度与泊松比

本文基于研究区不同台网布设的156个地震台站记录的远震波形数据,提取台站下方径向接收函数,利用H-κ-c方法获取了丽江—小金河断裂两侧的地壳厚度与泊松比分布情况.结合前人的研究成果,分析讨论了丽江—小金河断裂两侧的地壳物质组成特征、孕震环境及未来的地震危险性.研究区地壳厚度从西北的~70 km逐渐向东南方向递减至~39 km,大致以27°N为分界线,以北地壳较厚,以南地壳较薄.盐边—攀枝花地区莫霍面较周围地区明显上隆.乡城—得荣—香格里拉、冕宁、丽江—鹤庆—宁蒗以及盐边—攀枝花—德昌地区均为高泊松比(σ>0.28);木里断裂、盐源断裂与金河—箐河断裂之间的区域、以及澜沧江断裂、程海断裂所在的地区呈低泊松比(σ<0.26).结合高热流、低S波速度等特征,我们认为青藏高原侧向挤出的下地壳塑性物质导致了乡城—得荣—香格里拉和冕宁地区的地壳增厚与高泊松比,并可能沿着近NS或NW走向的断裂挤入丽江—鹤庆—宁蒗地区.考虑低热流、高泊松比、高密度以及高P波速度等的特征,我们推测盐边—攀枝花地区的莫霍面局部上隆很可能与二叠纪地幔柱活动有关,岩浆的底侵作用导致了地壳的减薄,冷却固结后形成了盐边—攀枝花—德昌地区的地壳基底铁镁质/超铁镁质层.以盐边—攀枝花地区为中心的峨眉山大火成岩省内带阻挡了青藏高原的下地壳流动,使其沿着丽江—小金河断裂向西南方向转折.大多数MS≥5.0级的历史地震都发生在莫霍面陡变带上以及高泊松比周围或高、低泊松比过渡地区.丽江—小金河断裂的木里至冕宁段及该断裂与大具断裂交汇处位于高、低泊松比交界地区,根据S波速度高梯度带、断层的强闭锁性、历史地震空段区以及较长的大震离逝时间,推测这两段可能具备发生中强以上地震的孕震环境,需要重点关注其地震危险性.

丽江—小金河断裂南段全新世古地震研究

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部的一条重要活动断裂,它将川滇菱形块体一分为二,成为陆块内一条重要的横向活动构造带。通过地质学和现今地壳形变观测的方法,获得的丽江-小金河断裂活动速率均在3~5mm/a左右,属于活动强烈的活动断裂。并且该区域破坏性地震频发,本文通过古地震探槽的开挖,对丽江-小金河断裂南段的古地震进行分析,并结合历史地震记录,得到了几点认识:①全新世以来,丽江-小金河断裂南段发生了至少三次古地震事件,分别发生在6540±100 cal yr BP至5420±160 cal yr BP之间、2770±40 cal yr BP至770±100 cal yr BP之间,以及最新地震时间晚于770±100 cal yr BP。②探槽揭露的最新一次古地震事件很可能为历史地震记录的1751年5月25日剑川63/4级地震。

川滇地区地壳应力场研究现状

位于青藏高原东缘的川滇地区不仅是印度板块与欧亚大陆挤压碰撞的前缘地带,也是研究青藏高原演化以及高原物质东南向逃逸的重要场所,区域地壳被纵横交错的活动断裂和块体边界切割为多个次级块体,剧烈的构造运动导致了该区应力场具有强烈的横向不均匀分布.本文总结了近年来川滇地区地壳应力场研究进展,分析了地表变形场、原地应力测量资料、震源机制解结果,系统讨论了川滇地区不同尺度的应力场方向及非均匀性特征.川滇地区的地表变形场沿鲜水河—小江断裂带为界的西侧区域,到红河断裂与丽江—小金河断裂交汇区域,都为明显的顺时针旋转变形.在青藏高原物质东向挤压作用下,川滇地区的构造应力场整体以龙门山断裂—丽江—小金河断裂为界,北部以NE-SW、E-W向挤压和NW-SE、N-S向拉张为主,南侧主压应力沿该断裂带呈扇形分布,与地表变形场形态一致,主张应力沿该断裂系呈弧形分布,与地形等值线特征基本一致.川滇地区的壳幔变形可能是北部耦合,南部解耦.本文分析发现,区域内龙门山断裂、红河断裂和丽江—小金河断裂等大型断裂带下方构造应力场呈现分段变化,与地震各向异性揭示的深部介质变形有关.