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龍門山斷裂帶
來源:互聯網

龍門山斷裂帶(Longmenshan 斷層 Zone),是指位于青藏高原與揚子克拉通之間,西側為松潘-甘孜藏族自治州地體,東側為四川盆地,長達500公里,平均寬度70公里的斷裂帶。該斷裂帶可分為四部分,主要是后山斷裂、中央斷裂與前山斷裂等三條分支斷裂組成疊瓦狀沖斷帶以及山前斷裂。

龍門山斷裂帶源于五千萬年前開始的喜馬拉雅碰撞造山運動——印度洋板塊不斷向北運動,擠壓歐亞板塊,造成青藏高原的隆升。青藏高原在隆升的過程中,向東“生長”,遇到了“堅硬”的四川盆地,在四川盆地的西緣不斷積累應力,蓄積到了一定程度,地殼破裂。

龍門山斷裂帶南段這一地區歷史地震強度并不高,震中附近100公里范圍內,1900年以來曾發生過5級以上地震12次,其中6至6.9級地震3次,最大的為2008年汶川8.0級地震(截至2013年)。

成因

龍門山斷裂帶的形成歷史久遠,源于五千萬年前開始的喜馬拉雅碰撞造山運動——印度洋板塊不斷向北運動,擠壓歐亞板塊、造成青藏高原的隆升。青藏高原在隆升的過程中,向東“生長”,遇到了“堅硬”的四川盆地,在四川盆地的西緣不斷積累應力,蓄積到了一定程度,地殼破裂。

區域地理

地貌

龍門山斷裂帶南部和中部,即南起天全縣北至綿竹之間的區域,呈現陡地形梯度特征,由川西高原經龍門山進入四川盆地,海拔迅速由4000m以上降至1000m以下。斷裂帶北部,大致以松潘-北川羌族自治縣為界,地貌差異明顯減弱,西側山地地形梯度相對變緩。

地質

龍門山斷裂帶以西的松潘-甘孜高原,主體出露三疊系復理石。龍門山斷裂帶內前震旦紀基底雜巖、古生界和三疊紀地層以雜亂的形態出露,至龍門山山前逐漸被較為穩定的侏羅系、白堊系所替代。地震剖面顯示成都平原下伏存在第三紀、白堊紀二疊紀穩定的巨厚沉積物,表明成都平原在晚古生代至中生代,甚至早新生代,處于長期穩定的沉積時期。

水文

龍門山地區自西南往北東發育青衣江岷江涪江嘉陵江等河流,河流總體呈現北西轉為南北流向的特點,均為基巖河道,河段比降大于均衡剖面,呈現典型的V型深切河谷。岷江發源于岷山南麓,經松潘盆地、龍門山斷裂帶,由都江堰進入成都平原。都江堰以上的岷江的兩側流域盆地具有明顯差異,其東側流域盆地主要表現為面積小、河流長度短、分支比低以及河流梯度大等特征。涪江同樣發源于岷山,其流向為西北往東南經平武縣江油市等地流出龍門山,岷山隆起為岷江和涪江兩大水系的分水嶺。青衣江上游發源于龍門山斷裂帶南西段,呈格狀水系,河流形態受斷裂構造和所謂褶皺構造樣式影響。龍門山地區水系的發育特征顯示斷裂活動影響著區域的河流形態的發育。

斷裂帶特征

龍門山斷裂帶可分為四部分,主要是后山斷裂(汶川—茂縣斷裂)、中央斷裂(映秀鎮北川羌族自治縣斷裂)與前山斷裂(都江堰市安州區斷裂)等三條分支斷裂組成疊瓦狀沖斷帶以及山前斷裂即為(廣元-大邑縣)隱伏斷裂。

后山斷裂

龍門山斷裂帶后山斷裂中北段主要為汶川-茂汶斷裂和青川縣斷裂。南西端在瀘定冷磧附近與南北向的大渡河斷裂相交,向北東經慶陽市、汶川、茂汶、平武縣、青川插入陜西省境內。該斷裂是松潘-甘孜造山帶與龍門山之間的一條大型斷裂帶,印支期時主要表現為韌性剪切運動,形成有寬達20-30km的高溫韌性剪切帶。晚新生代以來,茂汶-汶川斷裂表現為脆性破裂特征,具逆走滑運動性質。

汶川-茂縣斷裂從地質圖與遙感影像上看,斷裂跡線在汶川與茂汶兩地發生彎曲,走向偏轉,在兩地分別形成走滑斷裂系下的階區,以此將汶川-茂汶斷裂分為三段,茂縣以北斷裂衛星影像上線性特征明顯,發育有多條大型沖溝位錯,右旋位移130-170m,沖溝兩側的沖洪積物未發生變形,茂縣以南的兩段牟托、茂縣縣城、草坡鄉等地發育多級階地,并伴有斷裂陡坎和斷層槽谷等地貌。

中央斷裂

中央斷裂在中北段為北川-映秀鎮斷裂,斷裂兩側的地形落差巨大,遙感影像上斷裂的線性特征明顯,沿著斷裂發育斷層槽谷、斷塞塘等斷裂地貌。南西端始于瀘定縣附近,向NE延伸經鹽井、映秀、北川、南壩、茶壩插入陜西省境內與勉縣-陽平關斷裂相交。以此斷裂為界,斷裂西側為龍門山高山區,海拔高程在4000-5000m,東側則為海拔高程約在1000-2000m的中低山區,地貌反差顯著。北川-映秀斷裂的線性影像清晰,活動構造地貌保存較為完好,在龍門山構造帶幾條主干斷裂中顯示出較強的活動性。

斷裂在北川擂鼓地區呈現右旋走滑斷裂的左階羽列階區,局部擠壓隆起,形成一系列次級斷裂,發育斷裂溝槽以及一系列沖溝右旋位錯,前人在此開挖探槽。在歷史上北川-映秀鎮這條斷裂曾出現過數次中強等級地震,2008年破壞力巨大的8.0級汶川大地震正是在此。

前山斷裂

前山斷裂在中北段為灌縣古城-安州區斷裂和江油市斷裂,是龍門山斷裂帶東側的主斷裂,南西端始于天全縣附近,向NE延伸經蘆山大川、大邑雙河、灌縣、彭縣通濟場、安縣、江油、廣元市插入漢中市一帶消失。剖面上所見斷裂破碎帶并不太寬,一般在數米至20余米之間。平面上斷裂的貫通性較差,可能表明了是一條成生時間較晚的斷裂。顯示北西盤相對上沖,且具有行走滑運動的脆性破裂特征。

斷裂的北西側地層變形程度強,斷層發育,南東側地層變形相對較弱,斷裂轉軸傾角50°-70°,以高角度逆沖為特征,灌縣-安州區斷裂在遙感影像上線性特征明顯,斷裂兩側地貌差異明顯,斷層陡坎、斷錯水系、斷錯山脊和斷錯塘等構造地貌發育。

山前斷裂

山前斷裂即為廣元-大邑縣隱伏斷裂,以北東向展布于成都斷陷區,其斷續在雅安、灌口一帶出露,大多地方隱伏與地下,傾向北西,傾角不定,是一條隱伏的逆沖斷裂,是龍門山構造帶前緣逆沖推覆作用向四川盆地擴展的結果。

地震活動

龍門山斷裂帶南段這一地區歷史地震強度并不高,震中附近100公里范圍內,1900年以來曾發生過5級以上地震12次,其中6至6.9級地震3次(曾于1327年在天全縣附近發生6級地震,1941年6月12日在寶興與康定間發生6級地震,1970年2月24日在大邑發生6.2級地震),最大的為2008年汶川8.0級地震。

汶川地震

2008年5月12日,四川省東部的龍門山斷裂帶上的汶川地區發生了8級的超強地震,帶來超大規模和程度的破壞,引發了眾多的人員傷亡。而且除了震中地區以外,還波及了周邊眾多區域,甚至影響到了整個四川乃至全國范圍內的眾多省份,刷新了建國以來在地震方面的各項記錄。

汶川地震引發于龍門山斷裂帶,由于印度板塊向北推進,和亞洲板塊擠壓的同時,也存在向亞洲板塊下插入的趨勢,這種運動使青藏高原迅速上升,地震頻發的斷裂帶就于高原邊緣出現,龍門山斷裂帶就是其中之一。汶川位于龍門山斷裂帶上,五十多年來此處地震活動十分頻繁,總計高達十余次的七級以上破壞性強震。地質學專家張培震指出,這次巨大地震的最根本動力來源還是青藏高原和華南地塊之間相對運動在斷裂帶上產生的能量積累和釋放。印度大陸向北推擠,形成了“世界屋脊”青藏高原,其平均平均海拔超過5000米,地下的地殼厚度達60-70公里,比四川盆地厚40公里的地殼多出20-30公里。在這種狀態下,青藏高原不可能再向上升高和向下增厚,高原內部的地殼物質只能向東和向北擴展,導致高原在這兩個方向上的增生。由于強硬四川盆地的阻擋,在青藏高原東部與四川盆地交界地帶就形成了南起瀘定縣天全縣,北達廣元市和陜西勉縣、長近500公里、寬40-50公里、北東走向的龍門山脈。構成龍門山山脈的重要巖石單元是古老的雜巖體,這種巖石抵抗破壞和斷裂的強度特別大,能夠積累很大的能量在瞬間釋放形成強烈地震。根據地震前的GPS觀測數據顯示,整個龍門山推覆斷裂帶的構造變形速率很小,只有每年3-4毫米,每條斷裂上的滑動速率只有平均1-2毫米,地震地質研究得到的萬年時間尺度的斷裂滑動速率也證實了這一量值。但是,從若爾蓋草原向西的整個青藏高原東部向東和向北的運動速率都很大,到達龍門山一帶可能是能量到此積累,致使其速率降低。另外,龍門山斷裂的轉軸傾角地殼表面比較大,直到20公里以下才慢慢變小,此結構對能量的高度積累比較有好處,由此形成了如此強烈的特大地震。

雅安地震

2013年4月20日8時2分在四川省雅安市蘆山縣(北緯30.3,東經103.0)發生7.0級地震,震源深度13公里。90年代后龍門山斷裂帶處于4級以上空白期,此次地震處于龍門山斷裂帶最南端。

相關研究

在龍門山斷裂帶周邊布設的57個臺站自2008年11月至2009年11月為期一年的垂直分量連續地震環境噪聲數據,通過短周期地震環境噪聲成像方法,獲得了龍門山斷裂帶中北段地殼25km深度范圍的S波精細速度結構。結果表明:(1)龍門山斷裂帶周邊區域10km以上的速度結構與地表斷裂的分布形態具有良好的一致性,速度結構控制了龍門山主要斷層的深部延展特征;在15km及以下深度,S波速度結構呈現沿龍門山和沿岷山隆起走向的交叉構造格局,由此造成的速度結構差異可能影響了5·12汶川地震的破裂過程;(2)速度結構隨深度的分布特征為龍門山斷裂帶主要斷層的深部延伸形態給出了良好的約束,結果進一步確認了龍門山斷裂中段的高角度鏟型斷裂構造特征;(3)研究區的南端發現了龍門山斷裂下方20km以下深度具有與松潘縣地塊中地殼低速層相關的低速結構的跡象,這可能是汶川地震破裂帶南段22km左右深度存在脆韌轉換帶的一個證據。研究結果顯示出密集臺陣和短周期環境噪聲成像方法在地殼淺部精細結構斷層探測研究中具有巨大潛力。

參考資料 >

龍門山斷裂帶.雅安市自然資源和規劃局.2025-03-31

汶川地震,十五年了.金羊網.2025-03-31

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