摘要：利用區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造、遙感地貌、地球物理、野外露頭等多方面的證據(jù)，標(biāo)定出龍門山斷裂帶橫斷層。在分析臥龍一懷遠、虎牙斷裂南段和白龍江等橫斷層特征及分布的基礎(chǔ)上，探討了橫斷層的控震作用。研究認為，龍門山斷裂帶橫斷層具有獨立發(fā)震、使龍門山主斷裂帶分段活動及分段發(fā)震、與主逆沖斷裂聯(lián)合發(fā)震、在主震發(fā)生后控制余震傳播和引發(fā)余震等多種方式的控震作用。

關(guān)鍵詞：龍門山斷裂帶；橫斷層；控震作用；汶川地震；蘆山地震

中圖分類號：P315.24 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-0666（2023）02-0242-08

0 引言

龍門山斷裂帶位于青藏高原東緣，屬中國火陸南北地震帶巾段，是松潘一甘孜褶皺帶與揚子板塊的分界線。與龍門山斷裂帶斜交或垂直的橫斷層是客觀存在的構(gòu)造現(xiàn)象，眾多學(xué)者已從不同角度對龍門山斷裂帶及其橫斷層進行了研究，并取得了人量的研究成果，龔宇等（1995），何玉林等（ 1997），張世民等（2005），陳國光等（2007）以及張岳橋等（2008）研究了撫邊河斷裂、滎經(jīng)一馬邊斷裂、米亞羅斷裂等區(qū)域性的北西向斷裂；徐錫偉等（2008），陳九輝等（2009），王鵬等（2023），閆亮等（2009）及譚錫斌等（2023）在汶川地震后通過研究發(fā)現(xiàn)了北西向的小魚洞斷裂和近南北向的擂鼓斷裂；魏成階等（2023）通過遙感解澤論述了北西向橫斷層基本特征；王偉鋒等（2023）利用北西向橫斷層對龍門山斷裂帶進行了分段研究。但比較系統(tǒng)討論龍門山斷裂帶橫斷層地質(zhì)特征的研究較少，橫斷層對龍門山主斷裂發(fā)震的影響和控震作用方面的研究更少。汶川地震和蘆山地震發(fā)生后引起的一些現(xiàn)象，至今沒有令人信服的解釋，如汶川地震主震發(fā)生后余震為何不向南西方向傳播，而是戛然終止在臥龍一懷遠一線；為何余震向北東呈分段脈動式傳播，又在白龍江一線終止；為何沿汶川一理縣一帶余震分布長達約80 km；蘆山地震余震為何稍微有向南傳播的趨勢，兩次地震之間的余震空白段（高原等，2023）又是怎樣形成的？橫斷層的存在及其同震活動可以很好的解釋這些疑問。因此，亟需開展對龍門山斷裂帶橫斷層特征、形成機制和控震作用等方面的研究。

1 橫斷層的地貌及遙感影像特征

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和前人研究成果分析，龍門山斷裂帶橫斷層主要有近SN、近EW和NW向三組，如金坪斷裂、天全一滎經(jīng)斷裂、小金斷裂、臥龍一懷遠斷裂、小魚洞斷裂、清平斷裂、虎牙斷裂南段、南壩斷裂、白龍江斷裂等為NW向組橫斷層，雪山梁子斷裂為近EW向組橫斷層，岷江斷裂為近NS向組橫斷層（圖1）。目前來看，這些橫斷層主要分布在龍門山后山斷裂以西地區(qū)。這些橫斷層衛(wèi)星影像清晰，均為長而平直的線性影像，一般橫切其它線性構(gòu)造，如虎牙斷裂南段北川以西部分橫切北東向山脊，并使南側(cè)山脊發(fā)生逆時針轉(zhuǎn)向，顯示左行走滑特征。由于這些橫斷層是活動斷層，對現(xiàn)今地貌和水系分布具有決定性控制作用。地貌上，橫斷層經(jīng)過處均為人型山谷，坡陡谷深，是滑坡泥石流多發(fā)區(qū)；由于橫斷層長期活動破碎帶易于水流侵蝕，多控制了大型江河的流向，如岷江、人渡河等。另外，根據(jù)遙感影像和地貌特征分析橫切龍門山主逆沖斷裂帶的溝谷與流人四川盆地的河流，如白龍江、綿遠河、湔江、西江河等，不僅兩側(cè)的山脊、溝谷被切斷，而且遙感影像上線性構(gòu)造特征明顯，可以解譯為北西向橫斷層。沿龍門山斷裂帶走向，大致間隔50 km便發(fā)育一條橫斷層，共解譯9條（圖1），人致呈等間距、近平行分布，規(guī)律性明顯。

2 橫斷層的地球物理特征

龍門山斷裂帶橫斷層具有明顯的深部地球物理分界特征（圖2）。前人曾根據(jù)布格重力異常、深部磁異常、大地電磁測深等資料，標(biāo)定過龍門山地區(qū)的一些北西向的分區(qū)斷層，它們與地表橫斷層有很好的對應(yīng)關(guān)系，表明一部分橫斷層為先存的深斷裂。

（1）布格重力異常：龔宇等（1995）認為在馬爾康至理縣存在一條明顯的北西向布格重力異常扭曲帶，并將該異常扭曲帶展布范圍與撫邊河谷的展布范圍相重疊后推測出了撫邊河斷裂的存在。

（2）深部磁異常：龍門山巾北段深部磁異常分段性明顯（宋鴻彪，劉樹根，1991）（圖2a紅色線段），這些界線是深部橫斷層的影響所致。

（3）地震層析成像：松潘一甘孜地塊東南部的中下地殼存在火面積分布的S波低速區(qū)，其速度為2.75～3.15 km/s，與此相應(yīng)的地殼平均泊松比高達0.29～0.31，表明了其相對軟弱并容易變形的地殼性質(zhì)。高低速區(qū)分界清晰（圖2b巾黑色線段），分界線有北東向、北西向和近南北向三組。其中，北西向的分界線應(yīng)為北西向橫斷層的深部反映。

（4）火地電磁異常：徐權(quán)輝（2009）根據(jù)一維和二維的超長周期大地電磁反演結(jié)果，認為沿龍門山走向地下地質(zhì)體電阻具有明顯的分段特征（圖2c中紅色三角），分段界線對應(yīng)地表橫斷層。

3 橫斷層的野外地質(zhì)特征

在白龍江、文勝鄉(xiāng)、通口鎮(zhèn)、漢旺一清平、小魚洞、臥龍懷遠等地區(qū)的野外地質(zhì)考察中，發(fā)現(xiàn)了人量橫斷層存在的確鑿活動構(gòu)造證據(jù)，包括人型近直立斷面、近水平的擦痕、階步和人型斷裂破碎帶等。

3.1 臥龍一懷遠橫斷層

該斷裂出露長度約60 km，總體走向300°～330°，斷面較陡，傾角多人于70°。該斷裂具有行走滑性質(zhì)和分段性，可分為三江鄉(xiāng)和雞冠山鄉(xiāng)兩段，三江鄉(xiāng)段主要斷于志留系，而雞冠山鄉(xiāng)段主要斷于_三疊系須家河組砂巖、雷口坡組灰?guī)r。該斷層野外露頭好，多處發(fā)育明顯斷裂痕跡。雞冠山鄉(xiāng)政府駐地河谷北岸公路旁見傾向北東的大型斷層面、斷層破碎帶、水平擦痕和階步，河谷沿斷裂破碎帶發(fā)育（圖3a～c）。三江鄉(xiāng)西北2 km河谷南岸公路旁見傾向南西的斷層面、近水平擦痕和破碎帶（圖3d，e）。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，臥龍一懷遠橫斷層是撫邊河斷裂向東延伸的部分，橫切龍門山主逆沖斷裂帶，是龍門山斷裂帶南段與巾段的分界斷裂。

3.2 虎牙斷裂南段 該斷裂長約60 km，南東端位于朱家壩附近，向北西經(jīng)香泉鄉(xiāng)、通口鎮(zhèn)、玉皇廟、乾元山哪吒大橋、桃樹坪，在黃家壩錯切北東向的北川斷層后沿NW向至核桃坪，再往北西該斷裂可能隱伏延伸到中梁子附近。晚第四紀以來表現(xiàn)為逆一走滑運動性質(zhì)，且以水平左行走滑運動為主，與虎牙斷裂北段性質(zhì)相似。沿湔江兩岸該斷裂在多處出露很好的露頭。桃樹坪西北1 km處湔江南岸公路旁見多條近直立狀北西走向斷面、水平擦痕、階步和破碎帶（圖4a～d）；通口鎮(zhèn)南3 km處湔江南岸公路旁見北東傾向的陡立斷面、水平擦痕和破碎帶（圖4e，f）。湔江沿該斷裂發(fā)育，虎牙斷裂南段橫切龍門山中央及山前斷裂帶，是龍門山斷裂帶中段與北段的重要分界線。

3.3 其它橫斷層

包括白龍江斷裂、南壩斷裂、清平斷裂、小魚洞斷裂、小金斷裂、天全一滎經(jīng)斷裂和金坪斷裂。白龍江斷裂橫切龍門山北段斷裂，出露長度約50 km，分為沙州鎮(zhèn)一金洞鄉(xiāng)段和洞水鄉(xiāng)一三堆鎮(zhèn)段，其總體走向大致為白龍江流向，發(fā)育有NW向、近EW向、近NS向_三組橫斷層。南壩斷裂在文勝鄉(xiāng)以西約5 km處發(fā)現(xiàn)錯斷了北東向溝谷約75 m，右行走滑，并見有壓剪性破裂帶。清平斷裂在漢旺以西至清平鄉(xiāng)沿途發(fā)現(xiàn)了較好的斷裂證據(jù)，在與天池鄉(xiāng)交叉路口西南側(cè)見到一層厚約3m的須家河組褐紅色含鐵泥質(zhì)粉砂巖被左行錯斷約220 m；在公路隧道西端見到一系列入型直立斷面構(gòu)成寬約190 m的斷裂破碎帶；該斷層向北西延伸應(yīng)該沿松坪溝發(fā)育，是一條區(qū)域性北西向活動斷裂。小魚洞斷層原來被掩蓋在上古生界飛來峰之下，汶川地震時同震破裂被發(fā)現(xiàn)，為斷面南西傾向的左行壓剪性質(zhì)，是一條規(guī)模較火的北西向橫斷層（徐錫偉等，2008；陳九輝等，2009；王鵬等，2023）。

4 橫斷層的控震作用

根據(jù)歷史和現(xiàn)今地震分布（聞學(xué)澤等，2009）分析，龍門山斷裂帶橫斷層具有獨立發(fā)震、使龍門山主斷裂帶分段活動及分段發(fā)震、與主逆沖斷裂聯(lián)合發(fā)震、在主震發(fā)生后控制余震傳播和引發(fā)余震等控震作用：

（1）橫斷層是獨立發(fā)震斷層。歷史和現(xiàn)今地震活動表明橫斷層是控震斷裂，例如撫邊河斷裂、米亞羅斷裂和虎牙斷裂等歷史上都曾多次發(fā)生地震，如發(fā)生在撫邊河斷裂附近的1989年小金6.6級地震、虎牙斷裂帶上的1976年松潘一平武7.2級地震等。

（2）橫斷層使龍門山主斷裂帶分段活動、分段發(fā)震。橫斷層使龍門山斷裂帶整體性遭到破壞，被主要分割成3段10小段（圖5），各段或小段可以獨立活動并發(fā)震，也可以多個小段一起活動地震。汶川地震是區(qū)域性臥龍懷遠橫斷層與白龍江橫斷層之間的塊體逆沖引起，其中的小魚洞、清平、虎牙、南壩橫斷層同震走滑活動引發(fā)余震；蘆山地震則是小金和滅全一滎經(jīng)橫斷層之間的塊體獨立活動發(fā)震。兩次地震之問存在的余震分布空白段，表明臥龍一懷遠斷裂和小金斷裂之間的小段在兩次地震時均末活動（圖6）。

（3）橫斷層能與龍門山主斷裂帶聯(lián)合發(fā)震和控制余震傳播。汶川和蘆山兩次強震都是發(fā)震地塊沿南北兩側(cè)的橫斷層像抽屜一樣向南東突然推出而引起。尤其是臥龍一懷遠橫斷層起始右行走滑與龍門山主斷裂開始逆沖活動同步發(fā)生，而且兩者的交匯部位引起了巨人的應(yīng)力集中從而引發(fā)強烈地震。汶川主震發(fā)生以后，發(fā)震地塊內(nèi)的小魚洞、清平、虎牙、南壩橫斷層所分割的5個斷塊像被壓下的“琴鍵”一樣自南向北順序抬起，因而，余震呈分段脈動式向北東方向傳播；蘆山地震是小金橫斷層左行走滑與山前隱伏斷裂逆沖活動引起，隨后，天全一滎經(jīng)橫斷層發(fā)生右行走滑，因此余震向南傳播而且余震主要分布在小金和天全一滎經(jīng)橫斷層之間的區(qū)域內(nèi)（圖7）。因此，兩次地震發(fā)震機制相同，但發(fā)震主斷裂不同，余震傳播方向不同，因而相互獨立，蘆山地震不是汶川地震的余震。

5 結(jié)論

本文綜合利用區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造、遙感地貌、地球物理、野外露頭等多方面的證據(jù)，標(biāo)定出了龍門山斷裂帶的橫斷層，在此基礎(chǔ)上探討了龍門山斷裂帶橫斷層的控震作用：

（1）沿龍門山斷裂帶展布的橫斷層主要有NW向、近EW向和近NS向三組，與龍門山斷裂帶正交或斜交，分區(qū)域性和局部性兩類。

（2）綜合分析歷史地震分布及汶川、蘆山地震的主余震分布后，發(fā)現(xiàn)龍門山斷裂帶橫斷層具有獨立發(fā)震、使龍門山主斷裂帶分段活動及分段發(fā)震、與主逆沖斷裂聯(lián)合發(fā)震、在主震發(fā)生后控制余震傳播和引發(fā)余震等多種方式的控震作用。