侵蚀作用对逆冲断裂带断层分段的影响 ——以龙门山中南段为例

来源 :中国地震局地质研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cxx163252
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龙门山逆冲断裂带位于青藏高原东缘。2008年在龙门山中段发生了汶川地震,2013年在龙门山南段发生了芦山地震。根据余震精定位结果显示,龙门山南段的大邑次级段在两次地震中都没有发生破裂。1970年在大邑次级段前缘发生了Ms 6.2大邑地震,该次地震可能已经释放了大邑段积累的应力。上述现象表明龙门山中南段的断裂活动性存在明显的横向差异。对于龙门山中南段断裂分段的成因机制,目前主要有两种观点:(1)大邑段的地壳物质相对软弱,该区域以“塑性变形”为主,无法积累应力;(2)大邑段的侵蚀作用较弱,造成内部断裂活动性减弱,并逐渐向盆地迁移。根据临界楔理论(Critical-Taper Wedge Theory),两种不同的成因机制将会使大邑段形成明显不同的地貌形态特征以及侵蚀空间分布差异。为了检验上述两种不同的观点,我们在大邑段获得了10个磷灰石裂变径迹年龄(~3-44 Ma),热历史模拟结果显示,自6-8 Ma以来,大邑段的双石-大川断裂上盘的剥蚀速率在0.5-0.6 mm/yr,下盘的剥蚀速率在0.3-0.4 mm/yr;汶川-茂县断裂上盘的剥蚀速率在0.6-0.8 mm/yr。另外,通过一系列的野外实测以及室内资料处理,我们计算了龙门山中南段地区5条河的河流剪切力(Shear Stress)以及希尔兹力(Shields Stress),基于已有的希尔兹力与侵蚀速率之间的经验关系,将龙门山中南段的5条河流708个点的希尔兹力转化为了侵蚀速率。由低温热年代学获得的平均侵蚀速率与河流剪切力获得的平均侵蚀速率具有较好的一致性,表明龙门山中南段自5 Myr或更早以来达到了剥蚀稳定(Exhumational Steady)状态。我们以主断裂为界线,将大邑段分为3×3网格,研究发现龙门山中南段的地形以及侵蚀速率具有沿走向、系统性的差异变化:在后山区域,大邑段的海拔高于两侧区域,而侵蚀速率则低于两侧区域;而在前山区域,大邑段的地形以及侵蚀速率均高于相邻两侧区域。侵蚀速率和地形的空间分布表明差异侵蚀在龙门山中南段断层分段的成因机制中扮演着重要的角色。除此之外,大邑段在龙门山地区的几次大地震中作为障碍体,阻止了地震的传播,因此,大邑段前缘的地震危险性不可低估。
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