龙门山地震断裂带的发生地震

1. 龙门山地震断裂带的发生地震

龙门山断裂带是近年来较活跃的一个地质断层，芦山地震震中附近区域近40年已发生了4次6.0级以上地震。不过，总体上看，这一地区历史地震强度并不高，该地区曾于1941年6月12日在宝兴与康定间发生6级地震，1970年2月24日在大邑发生6.2级地震。但是根据地质调查结果，该段具备发生大地震的地质构造背景。2013年4月20日，四川雅安芦山发生7.0级地震。四川省工程地震研究院院长周荣军介绍，本次地震还是发生在龙门山地震断裂带，只是汶川地震发生在龙门山断裂带的中北段，而此次地震发生在南西段，距汶川地震主震区87公里。4·20芦山地震的震源机制是逆冲地震，破裂面走向是北东向，破裂方式与汶川地震相似。4·20芦山地震是主震-余震型的可能性较大。由于4·20芦山地震的区域，已经超出汶川地震余震的范围，且震级达到了7级。同时专家们认为龙门山地震断裂带是一个活动断层，划定该区域为7.5级的潜在震源区。“也就是说在该区域，有可能发生震级上限为7.5级的地震，所以从构造背景来说，发生7级地震是正常的。”周荣军介绍，1327年在天全有一次大于等于7级的地震记载。4·20芦山地震比1327年地震，稍微往北方向偏移30、40公里，发生在芦山县。

2. 龙门山断裂带的相关地震

断裂带与汶川地震四川省的地震主要集中在8个地震带(区)上：鲜水河地震带、安宁河—则木河地震带、理塘地震带、金沙江地震带、龙门山地震带、松潘地震带、名山—马边—昭通地震带、木里—盐源地震区。据四川省地震局相关人士介绍，成都不属于任何地震带和地震区，成都本身基本上不会发生地震。而成都地区每年都有地震，主要集中在龙泉、金堂等地方。因为龙泉山脉是地壳积压形成的，所以每年有地壳运动时候都会有轻微的地震。但是因为龙泉山脉属于一个小型山脉，因此地壳运动不大，每年的地震幅度都在3级及其以下，在震中附近会感觉到稍微摇晃了一下，所以一般也不会被人察觉。龙门山断裂带是四川强烈地震带之一历史上，它并不安分，有过多期活动。自公元1169年以来，共发生破坏性地震25次，其中里氏6级以上地震20次。1657年4月21日，爆发有记录以来最大的6.2级地震。据地震学者考证，此后300多年间，这条断裂带再未发生过超过6级的强震。汶川地震位于龙门山断裂带日本东京大学地震研究所说，这次地震位于龙门山断裂带，过去几百年里这一断裂带附近多次发生里氏7级以上大地震，但是龙门山主体并没有强烈的活动，直到这次地震的发生。断裂自东北向西南沿着四川盆地的边缘分布，长300公里至400 公里，宽约60公里，沿断裂带青藏高原推覆在四川盆地之上。2008年5月12日14时28分龙门山断裂带地壳破裂后，在短短数分钟内，地震波迅速扩散开来，宁夏、青海、甘肃、河南、山西、陕西、山东、云南、湖南、湖北、重庆、北京、上海等国内多个省市的人们震感明显，这股强大的能量甚至波及泰国、越南。汶川地震为何能量如此之大？美国南加州地震研究中心教授郦永刚认为，龙门山断裂带属地震多发区内的活动断层，来自青藏高原深部的物质向东流动到四川盆地受阻，向上运动，两者边界即为断层面。如果断裂每年运动数厘米，每隔50米至70米，积聚的应力和能量就能产生一次里氏7级以上的大地震。由于震源较浅，而且震源机制为向东的逆冲运动，加上震区土质松软，地震波向东能传播很长距离，使得远至上海和北京等城市的人都普遍有震感。地震可按照震源深度分为浅源地震、中源地震和深源地震。浅源地震大多发生在地表以下30公里深度以上的范围内，而深源地震最深的可以达到650公里左右。其中，浅源地震的发震频率高，占地震总数的70%以上，所释放的地震能占总释放能量的85%，是地震灾害的主要制造者，对人类影响最大，因此汶川地震灾情严重。此次汶川地震，成都距离震中约92公里，北川县距震中约140公里，绵阳距震中约145公里，但所受损失却大不相同，这是什么原因造成的呢？地震对于地面的损害主要由烈度决定此次汶川地震等烈度线(编者注：等烈度线是地震时地面上相同烈度点的连线)大体上呈现45度角的分布，大量的能量沿着地震带进行传导，犹如墙上的裂缝被撕开一般，总是沿着开裂的方向传递能量的。而茂县、北川正好处于这一区域，使得汶川—茂县—北川一线遭受惨重损失。中国科技大学地球和空间科学学院的倪四道教授认为，此次地震有个明显的特点，它从汶川县开始，然后地震并不是在一个点上，而是向东北方向破裂，传播了将近200公里。所以，朝着东北方向的人感受到地震波的强度更大，而西南方向要弱一点。打个比方，假设西北方向一个城市和汶川的距离是1000公里，而东北方向另一个城市也是1000公里，那么东北方向这个城市市民的感受就肯定要比西北方向的城市市民强。这是因为地震波有方向性，即破裂方向。在破裂方向上，地震波会加强。破裂方向是相当重要的。破裂方向上的破坏性大一些，背离破裂方向的破坏性就小一些。破裂长度是多少，是另一个非常重要的数字。汶川县是震中，受到的破坏很强烈，但是不止这一个地方。这个地震发生有一个长带。汶川是地震长带开始的部分，重要的是要知道它结束在哪个地方。我们发现地震长带结束于汶川县东北方向青川县东河口。那么在这个长带的200公里长、几十公里宽的位置内，破坏是非常严重的。所以只要知道了这个地震长带有多长多宽，救援的人员就不会光往震中的地方跑，救助才更为有效。断裂带与雅安地震据中国地震台网测定，北京时间2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县（北纬30.3,东经103.0）发生7.0级地震，震源深度13公里。四川地震局专家说，90年代后龙门山断裂带就处于4级以上空白期，这次地震处于龙门山断裂带最南端，有地下水报告异常。 龙门山断裂带南段在2012年被M7专项工作组预判为值得注意地区。 1.紧邻2008年汶川大地震破裂段的大地震空段，并已在1941年和1970年分别发生过M6和M6.2强震。2.根据巴彦克拉地块北、东边界大地震的时间序列外推，未来十年存在发生下一次大地震的可能性。3.存在偏低b值的部位。3.龙门山断裂带南段是2008年汶川M8.0地震引起的库伦应力显著增加区之一。预判震级：7.0-7.3

3. 龙门山地震断裂带的震发原因

4. 龙门山地震断裂带的形成原因

两亿年前，随着印度板块不断向北推进，并向欧亚板块下插入，青藏高原开始上升。随后，喜马拉雅山脉诞生了。而与此同时出现的还有位于青藏高原边缘的那些地质断裂带。 首先要了解山是怎么形成的。山就是由于地块受到挤压，而隆起生成的。那么一方面，挤压使得隆起成山，另外挤压的后果使地下产生断裂，这是孪生的关系。像这样的地质断裂带，在我国有大约20多条，并且大部分以青藏高原为核心。在青藏高原的内部，以及青藏高原相互作用的周边块体的边界上，都有地质断裂带。而其中最具代表性的就是位于青藏高原与四川盆地之间的这条南北断裂带。这个带在宁夏、甘肃、四川一直到云南这个地方，恰好形成了一个南北走向的一个很宽的，它不是一个单一的断裂带，是若干个断裂带都在这个地方有一个共同的特点：有的是拐弯，有的是属于相互作用的，正好是南北这一个带。这条地质断裂带又叫做南北地震带。地震学家们之所以这么称呼它，是因为这里是我国地震的多发区。南北地震带主要是指地震活动有一个特点，地震频度比较高，在一些局部的地方强度比较大。据地质学家们调查，在南北地震带上最活跃的要数四川省境内的龙门山地震带。龙门山延绵数百公里，它南起理县、汶川，北至平武、青川。从历史记录来看，近二、三百年里，这里已发生过大大小小的许多次的地震，其中六级以上的就有十几次。龙门山地震带为什么会如些频繁地发生地震呢？从成都平原到了都江堰以后，很快就进入了高山区，地形的变化相当剧烈。龙门山现还仍然是代表着青藏高原和东部地块的相互作用。每年龙门山相对于四川盆地都有一到三毫米的相对运动。龙门山的运动表明了青藏高原正在向东移动。一旦遇到了坚硬的四川盆地的阻拦，它们之间就会发生较为强烈的碰撞。两个物体相对运动，西部相对较软的物体就推覆到东部比较坚硬的物体上面，所以我们管它叫逆冲。倒滑是两侧平的错动，正断层是断层上的上盘往下落，掉，是属于一种松弛的状态，然后往下落。逆冲是很紧挤压的情况往上挤压。这就是说，板块间的移动形式绝不是单一的。逆冲运动时，地球所释放的能量是最大的，而这个结果直接导致了地震的发生。事实上地震就像和刮风、下雨、闪电一样，是地球上经常发生的一种自然现象。看似平静的大地之下时刻隐藏着危机。地球分地壳、地幔、地核。地核、地幔和地壳的物质都在运动。特别是地幔，在很多地方形成对流，地幔对流运动的结果带动地壳在运动。20世纪科学家用地震波发现了地球的内部结构，这就是人们众所周知的蛋状结构。其中地壳相当于蛋壳，地幔有如蛋白，地核则像蛋黄。地球上部主要由岩石构成，把地球的躯体严密覆盖。但岩石层并非铁板一块，而是由太平洋、欧亚、美洲、印度洋、非洲、南极洲六大板块和若干小板块构成。板块内部相对稳定，但板块边缘地带和接触地带则是不稳定的，这里是产生地震火山活动等剧烈地壳运动的主要场所。板块漂浮在地幔顶部的软流层上，由于地幔上部温度较低，下部温度较高，所以会产生热对流现象。虽然这种流动非常缓慢，一年大概还不到5厘米，但它产生的力量却是惊天动地的。地幔物质流当它受到了岩层的阻碍的时候，就会产生一个强大的力量。让地表都出现这种断裂的情况。当两股相向的地幔物质流相遇之后，在强大挤压作用之下，也可以形成海沟或形成山脉的隆起。地幔物质流它接近岩石层这部分被人们称之为是软流层。软流层本身看起来就好像是我们在这个炼钢炉里见到的铁水之前的那个部分。就是已经熔融状态的铁块，这种铁块它本身就是可以具有一定的流动性。因此说软流层是承载着所有的板块漂来荡去的。板块间可以渐行渐远，但是也可以想到在一起。渐行渐远就会形成大洋地壳的这种海底扩张，当它们遇到一块的时候，也会产生一种强烈的造山运动。就比如喜马拉雅山的隆起　一样。它就是在七千万年之前由这种作用下产生的一个结果。

5. 龙门山地震断裂带的龙门山脉频震

独立地质学家、中国横断山研究会会长杨勇曾说，“龙门山地震断裂带西南段在汶川地震中没有完全释放，雅安芦山以南处于临震危险中。”多年前的担忧如今变成了现实，那条自北东向南西斜插在四川盆地西边的地震断裂带，在经过了300多年的沉寂之后，自汶川地震时开始了“复活”。公开资料表明，曾经的龙门山地震带有过不安分的时段，十七世纪前，这一区域有记录的最大震级为6.2级，此后百余年间未发生如此高的地震。有地震专家指出，在过去数百年里，龙门山地震断裂带附近多次发生里氏7级以上的大地震，但是龙门山主体并没有强烈的活动，直到上次汶川地震的发生。这次芦山地震，从专业上被称之为逆冲型地震，其与龙门山断裂带运动性质一致，是青藏高原的巴颜喀拉地块向东南运动，受到四川盆地阻挡，应力积累和释放的结果。就如“抽屉”的后端受到持续施压，而前端遭到四川盆地的阻挡，两侧的鲜水河断裂和昆仑山断裂在前后端的力量作用下被硬生生撕扯。这条“要命”的断裂带，其宽度达到了70多公里，自北东向南西绵延500多公里。而在它东部100公里左右，就是人口密集的成都平原。最高海波近5000米的龙门山，阻碍了迅速向东输送的暖湿气流，这为整个四川盆地带来了丰沛的降雨。但其内部应力的作用也让此地暗藏“危机”。中科院地质与地球物理研究所研究员、青藏高原研究专家王二七早前表示，这一区域在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，地壳就会破裂，从而发生地震。嵇少丞认为，龙门山地震断裂带上的三条断层在垂直剖面上呈叠瓦状向四川盆地内逆冲推覆，换句话说，每条逆冲断裂皆呈犁形，向北西的倾角随深度增加而减少。而及至到地下20多公里深处，这三条断裂收敛合并成一条剪切带。就其开始活动的时间，后山断裂最老，前主边界断裂最新，主中央断裂界于两者之间。这次的芦山地震，就处在前主边界断裂之上。据记者了解，地质学上把这种愈向山前逆冲断层愈年轻的造山模式称为前展式或背驮式逆冲推覆。数百万年来，随着青藏高原强烈东移，一系列新的逆冲推覆断层已在山前的四川盆地地壳内逐渐形成，比较突出的有雅安-大邑-彭县-剑阁断裂。同时，位于南亚次大陆的印度板块，一直在向北缓慢移动，目前大概是每年移动五厘米。然而中国所在的亚欧板块，却阻挡了印度板块的北进之路。因此在不同板块的挤压下，青藏高原不断抬升。其后受重力作用的影响，开始向海拔相对较低的东部地区滑动，并与包括四川盆地在内的扬子地台形成新的挤压。嵇少丞形象地解释，就如一根三股拧在一起的绳子，突然断了其中一股，还要拉与原来一样大小的力，未断的那两股上于是就多了一份附加的载荷。换句话说，本来还需要积聚若干年才能达到发震（岩石发生脆性破裂或摩擦滑动）的临界剪切应力，由于汶川大地震及其后的众多余震多了一份附加力而提前达到。 四川在线消息（四川在线记者 袁玥 实习记者 龙桥波）虽然成都已经经历汶川大地震以及4·20芦山地震的考验，而且专家也表示余震的强度不会超过6级，但仍有不少市民对于成都是否安全心存疑虑。为此，四川省工程地震研究院院长周荣军也表示，成都市民大可不必担心。周荣军分析，一个地方受地震破坏，一定是受外围大地震和本身发生地震的影响。成都本身就没有发生大地震的构造背景。虽然成都毗邻龙门山地震断裂带，但成都市与龙门山地震断裂带仍然有几十公里的距离。更为关键的是，成都市还处于龙门山地震断裂带的短轴衰减方向。（成都基本上与龙门山地震带是垂直的位置）所谓短轴衰减方向，即是说地震破坏性衰减快的一个方向。所以，即便是龙门山地震断裂带发生地震，成都的安全也不会存在多大的问题。周荣军还举出了一个实际的列子，在汶川大地震中，青川离震中的距离很远，但是受灾却比成都严重。原因就在于，青川恰恰在地震破裂的方向上。

6. 龙门山脉的地震断裂带

龙门山地震断裂带，龙门山地处巴颜喀拉地块东边界，西边是巴颜喀拉,东南方向是相对比较坚硬的四川盆地。板块推挤导致巴颜喀拉地块运动受阻形成断层。龙门山断层有四条大断层它绵延长约500公里，宽达70公里，规模巨大，沿着四川盆地西北缘底部切过，位置十分特殊，地壳厚度在此陡然变化，在其以西为60～70km，以东则在50km以下。它的东部仅100公里外就是人口密集、工业发达的成都平原地区和大城市群。2013年4月20日，四川雅安芦山发生7.0级地震，专家认为，芦山地震并非是汶川地震的余震，汶川地震发生在龙门山断裂带的中北段，而此次芦山地震发生在南西段，距汶川地震主震区87公里。

7. 龙门山地震断裂构造的滑坡分布

根据遥感影像解译和现场调查，地震诱发的滑坡、崩塌和泥石流等灾害达15000多处，其中，发生密度最大的地区主要在汶川、什邡、绵竹、安县、北川和青川等地。并且，主要沿主中央断裂带和后山断裂带展布，从面密度上统计，沿龙门山主中央断裂带汶川映秀—安县高川—北川陈家坝—平武南坝一线，滑坡面密度大于50%以上，最大可达70%（图4-5）。龙门山构造带是由一系列北东向展布的、左行雁列的紧密褶皱和3条主干大断裂及次级断裂系组成，自东向西是龙门山前主边界断裂带、主中央断裂带和后龙门山大断裂构成的复杂褶皱冲断带，发育典型的推覆构造系统。
一、龙门山前主边界断裂
龙门山前主边界大断裂总长约400km，四川盆地和青藏高原东部边缘山地的大地形单元的分划性界线，其西侧峰峦叠嶂，东侧地形平缓开阔，在地貌景观上或在卫星影像上第四纪冲积层上的前缘逆冲断裂表现得特别清晰。前山断裂带地势相对较缓，特别是断层下盘（东侧），滑坡规模及滑动距离相对轻小，但由于地处人口相对密集且经济较为发达的四川盆地边缘，造成严重灾害，特别是，由于山体被地震强烈震动，不稳定斜坡较为发育，对灾后原地重建构成了极大威胁。例如，发生在绵竹汉旺东方汽轮机厂的滑坡，总体积达470×104m3，地震造成后山滑坡变形强烈，滑坡体上的水泥路面断裂破坏严重，其滑坡前缘不仅直接威胁着整个厂区，而且对承担全厂重要任务的四分厂造成了极大威胁，致使重要厂房易地重建；江油含增镇也多处发生小型滑坡、崩塌，对道路及民舍造成了严重危害。在2008年9月24日，特大暴雨造成含增镇震后的山体多处出现滑坡，通往青合村、金光村的10km的村社道路几乎全部损毁，泥石流和巨石堵住了交通要道，青合村、金光村成了孤岛，灾后重建建材无法运输，直接影响了灾区农房重建的进度。

图4-5 汶川地震极重灾县地质灾害分布密度图Fig.4-5 Density map showing the landslide distribution

二、龙门山主中央大断裂
龙门山主中央大断裂是扬子地台和西部高原多岛弧盆系构造区的分界线，断裂带斜贯整个龙门山。在龙门山中段称映秀-白水河-北川断裂，南西段包括了盐井、石龙冲断裂，北东段称南坝-广元水磨断裂，切入陕西境内与勉县-阳平关断裂相交，总体呈北东向延展达400km以上。由于断裂带长期以来强烈挤压破碎，挤压扁豆体、断裂泥、糜棱岩化现象发育，宽达数十米，形成一系列近于平行的断裂组成冲断带，伴生分支断裂，其中某些分支断裂又与主中央大断裂重接，造就了断裂带内众多的透镜状断片、断块体，沿此断裂带构成冲撞型“混杂岩”，“飞来峰”成群、成带的出现，断续延长达100km以上。在地形上，形成高山峡谷区，发育了多条与断裂带平行和直交的河系，从气候上看，该断裂带控制的龙门山系也是明显分界线，岩体强风化层厚度可达数十米，为滑坡的形成提供了良好的地形和气候条件。龙门山主中央大断裂带是汶川8.0级地震的主震断裂，从汶川映秀初震中起向北东延伸约300km，地表破裂非常发育，断裂带及两侧山体被强烈松动，控制了震区约2/3以上的堰塞湖和特大型、巨型滑坡的发生。
三、后龙门山大断裂
后龙门山大断裂在龙门山中段是汶川-茂县断裂，向南西延展经耿达与赶羊沟冲断裂相通，直达二郎山附近，向北东方向延伸，进入秦岭地区的勉县附近。断裂带主要发育于志留系茂汶群泥质浅变质岩和“彭灌杂岩”之间，不同时代、不同成因的岩石类型沿不到2km宽，有的只有几百米的断裂带发育，均呈透镜体断块产出，断块体相互叠覆，表现为叠瓦式构造。后山断裂亦是滑坡强烈发育区，特别是从茂县县城至汶川绵褫，岷江顺断裂走向发育分布，河流深切，千枚岩和花岗闪长岩强烈揉皱，页状劈理的密集剪切带发育，自晚更新世以来，多次发生堵江滑坡。特别是，由汶川映秀至绵褫镇，岷江转向为北西—南东，横穿后龙门山大断裂与主中央大断裂间夹的“彭灌杂岩”，汶川地震造成了数百处大型滑坡、崩塌，摧毁映秀—汶川县城公路，数月后道路才能通行，成为世界地震-地质灾害救灾史上的悲剧奇迹。

8. 龙门山断裂构造带与地震活动

龙门山断裂构造带区域附近是我国地震密集多发地区,许多区域性、主干性断裂沿走向经常密集分布不同震级的地震,各种断层位移测量结果均表明多以扭性为主,龙门山断裂构造带挤压特征更为突出,扭动也很明显,也有历史地震、近代地震沿走向分布。历史地震最大震级为6级,从未发生过8级特大地震。
据殷跃平等[93]归纳整理的龙门山及邻区活动断裂运动速率,表明第四纪晚期以来,龙门山断裂活动速率长期保持在较低水平(表6-6)。而邻近青藏系的鲜水河断裂、安宁河断裂现今活动均处于十分强烈的状态,而且7级左右的大震也频繁发生,由此可以看出龙门山断裂可能被天全-茂汶北北东向新华夏系断裂(控震构造)“锁住”,降低了活动速率,经过长期构造应力和能量集累,为汶川8级地震的发生创造了条件。
汶川8级地震在地表形成了许多地震变形、错断、鼓包、陡坎、地裂缝、喷沙、冒水等现象,在地表形成超过300km长度的地震变形带(图6-21)。其中发震构造为华夏系,即发震主干断裂为龙门山中央北川-映秀断裂,地震变形带延长达270km以上;龙门山东缘彭灌断裂的地震变形带长达70km以上,后龙门山断裂也可分为南、北两段地震变形带均以斜冲为主。上述诸地震变形带中以极震区映秀镇及北川地震变形量最大,地震变形带宽约10～30m,少数宽达30～50m;它们的位移量也有较大变化,但均表明极震区位移量值最大,且水平位移(右旋走滑量)大于垂位移量(表6-7)。
表6-6 龙门山及邻区活动断裂运动速率一览表[93]



图6-21 龙门山地区活动断层与地震分布图[93]

表6-7 四川汶川8.0级地震的同震位移一览表[93]


综上所述,在极震区映秀镇附近,龙门山断裂带三条断裂面向西倾斜,可能往深处汇合成铲形断裂系,映秀镇深19km左右应为震源深度,汶川8级主震后,已发生6级以上强余震8次以上,4.0～5.9级中余震更多,它们沿龙门山断裂带分布,部分少数已经超出南北向地震带的范围,深入到了中国大陆东部的境内[92-97]。