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Block model and dynamic implication from the earthquake activities and crustal motion in the southeastern margin of Tibetan Plateau

Authors:

Abstract

After analysis of the current crustal deformation field from GPS data, the slip characters of active faults, the surface ruptures of historical earthquakes, and the focal mechanisms of the recent earthquakes, the southeastern margin of the Tibetan plateau was divided into 11 sub-blocks, including the West Qinling sub-block, Aba sub-block, Longmenshan sub-block, Zangdong sub-block, Yajiang sub-block, Shangri La sub-block, Dianzhong sub-block, Baoshan sub-block, Jinggu sub-block, Mengla sub-block and the Ximeng sub-block. The present-day translation and rotation rate of the sub-blocks, also the slip rate of the boundary faults, were calculated using the GPS data. The results show the following characters: Each sub-block has its movement changed after the specific main stress action from the adjacent sub-blocks. Among these sub-blocks, the rotations of the Baoshan sub-block, Zangdong sub-block, Yajiang sub-block, Shangri La sub-block, Dianzhong sub-block, are more obvious than others. Corresponding to the rotations above, the boundary faults among these sub-blocks behave differently. Among these fault activities, the compressions between the Zangdong and Yajiang sub-blocks, as well as between the Yajiang and Dianzhong sub-blocks are obvious. Based on the results above, we discussed the current crustal motion characters of the southeastern margin of the Tibetan plateau. The lateral extrusion of the rigid blocks and gravity collapse of the crust co-exist in the region, which are induced mainly by the "channel flow" of the lower crust, and partly enhanced by the tensile force from the Burma plate due to its counter-clockwise rotation.
卷 第
     
 
 
 
程佳徐锡伟甘卫 军等
青 藏高 原 东 南缘 地 震 活 动 与 地 壳 运 动 所 反 映 的 块 体 特 征 及 其 动 力 来 源
地 球 物 理 学 报
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青藏高原东南缘地震活动与地壳运动所反映的
征及
 
锡伟
甘卫军文涛  
中国 地震 局地 质研 究所 活动 构造 与火山 重点 实验 北京  
中国 地震 台网 中心  
中国 地震 局地 质研 究所 地震 动力 学国家 重点 实验 北京  
中国地震局  
  通 过分 析 青藏 高 原 东南 缘 活 动断 裂 带 的 活 动 特 征 和 资料显示的现今地壳形变场辅以历史地震及
地表 震源机制解类型等资料 青藏 高原 东南 缘地 区分 成了 个 次 级 块 体
其 中 包 括 了 西 秦 岭 次 级 块 体
坝次级块体龙门山次级块体藏东 级块 雅江次级块体香 格 里拉 次 级 块 体 滇 中 次 级 块 体 保山次级块体
谷次级块体勐腊 级块 体和 西盟 次级 块体 并 利 用 这 些次 级 块 体 内 的 站 点 速 率 计 算 出 了 这 些 块 体 现 今 运 动
情况及各块体之间断裂的滑动速率分 析认 为 各 次 级块 体 均 受 到了 一 种 来 自其 相 邻 块 体 的 主 要 应 力 作 用 而 发 生 了
旋转 中保 山次 级块 东次 级块 次级 块体 格里 拉次 级块 滇 中 次 级 块 体 的 旋 转 尤 为 显 著 同 样
相邻块体之间的边界断裂带也呈现了相应的挤压或拉张活 动特征而藏东次级块体与雅江次级块体雅 江 次 级 块
体与滇中次级块体之间的挤压最为明显
利用上述结果本 文讨 论 了 该 地区 的 现 今 地 壳 形 变 特 征 认 为 刚 性 块 体 的
挤出作用与重力滑塌作用并存于该区域内下地 管道 的 拖 曳 作 用是 该 地 区 刚 性 块 体 挤 出 作 用 和 重 力 滑 塌 的
要原 另外 缅甸 板块 相对 于自 身的 时针 旋转 作用 在其 北部 引起 的拉 作用 也是 重要 因素 之一
关键词 青藏高原东南缘
体模 历史地震 源机 形机
中图分类号 
稿日期
收修定稿
基金项目 国家 自然 科学 基金
技部 国际合 作计
同资
作者 简介  程佳 国地 震局 地质 研究 所在 读博士 中 国地 震 台 网中 心 助 理 研 究 员主 要 从 事 活 动 构 造 地 壳 形 变强震模拟和预测方面
的研究
通讯作者 徐锡伟中国 地震 局地 质研 究所 研究 主要从事活动构造及其在减轻地震灾害中的应用方面的研究
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期 程佳等 藏高 原东 南缘 地震 动与 地壳 运动 所反 映的 块体 特征 其动 力来
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青藏高原东南缘地区是青藏高原现今地壳形变
和 地震 活 动最 强 烈 的 地 区 之 一也 是 研 究 青 藏 高 原
现 今地 壳 形变 模 式 和 构 造 演 化 规 律 的 热 点 地 区
过去的三十多年里对 于 青 藏 高 原 地 壳 形 变 模 式 的
认识主要分成了两派学说刚性块体模
塑性薄皮模型
随 着 研 究 的 深 入 尤其是
技 术在 该 地区 地 壳 形 变 研 究 中 的 广 泛 应 用大 量 的
成果显示这两种极端模型都不能用来解释青藏高原
现今的地壳形变特征需 要 一 种 介 于 两 种 模 型 之 间
的新模型来解释
提 出了 三 维 塑
管道流模式认 为 围 绕 东 喜 马 拉 雅 构 造 结 的 顺
时针旋转可能起因于深部印度地幔与亚洲地幔之间
右 旋 剪 切 以 及 浅 层 高 原 向 东 的 重 力 扩 展
对传 性块 体模 进行了改进
认 为青 藏 高原 的 地 壳 形 变 特 征 在 碰 撞 的 不 同 时 期
刚性块体模型塑 性 薄 皮 模 型 分别占主导作
现 今的 地 壳 形 变 可 能 以 隆 升 和 挤 出 作 用 为 主
则 通过 微 型 块 体 的 运 动 特 征 来 解 释 这
种 青藏 高 原的 地 壳 形 变 特 征将 青 藏 高 原 划 分 成 了
个准刚性的微型块体
作为青藏高原向东挤出最为强烈的地区之一
刚性块体模型认为区域地壳运动是刚性块体挤出
的表现形式连 续 变 形 模 型 则 认 为 以 青 藏 高 原
隆 升后 的重 力 滑 塌 为
现 今 的 观 测 结 果 显
青 藏高 原 东南 缘 内 部 各 个 部 分 的 地 壳 形 变 特 征
非一其 中 在巴 颜 喀 拉 块 体 东 南 缘 的 龙 门 山 地
区 表现 为 强烈 的 挤 压 作 用而川滇地区则表现为围
绕 着阿 萨 姆角 作 顺 时 针 旋 转且在旋转运动的各个
阶段 呈 现不 同 的 地 壳 运 动 特 征
这 种 区 域 地 壳
运动特征的差异性则主要以活动断裂的活动方式来
因 而形 成 了 该 地 区 不 同 活 动 习 性 断 裂 有 规 律
区域分布 对于 这 些 断 裂 的 活 动 习 性 的 研 究 表 明
该 地区 存 在着 大 量 的 活 动 断 裂 带且 具 有 较 大 的 滑
速率
伴 随着 强 烈 的 地 壳 运 动 和 活 动 断 裂 带
高速滑动 该地区强震活动频繁发生其中包括了
级以上地震年汶川
地 震 等
这些地震的震源机制分布似乎也存在着一定的规律
荣举
根 据该 地 区 的 构 造 应 力 场 和 活
断裂带分 布特 提出了川滇菱形块体的概念
菱 形 块 体 主 要 由 鲜 水 河小 江 断 裂 带 红河断裂带
和 金沙 江 断裂 带 围 限并将这一块体的边界断裂带
的 地震 活 动性 进 行 了 分 段 研 究认 为 地 震 活 动 主 要
受 控于 菱 形块 体 的 运 动后续的研究基本都继承了
一认
基于上述活动断裂与地震资料
综 合了 历 史 地 表破 裂 资 料 主干断裂和次级
活 动断 裂 的展 布 等 特 征将该地区划分成了马尔康
滇菱 形块 保山 洱块体和 密支 西
块体个一级块体马 文 涛 等
通过对哈佛大
学 矩心 震 源机 制 解 进 行 分 类给出了各种类型地震
地 球 物 理 学 报
 
的分布区域并 依 此 认 为 该 区 域 地 壳 形 变 存 在 着 块
体 运动 特 对徐锡伟等
的分块模型进行了验
则利用分布于该地区的跨
年的 资料 对 该地 区 进 行 了块 体 划 分 将该地区
分成了阿坝 门山 雅江 格里 滇中
个 微型 块 体 的 运 动并 给 出 了 这 些 块 体 的 运
动特征
上 述两 种 分 块 模 式 都 能 够 解 释 区 域 地 壳 形
变的主要现象但 由 于 只 考 虑 到 主 要 断 裂 带 的 活 动
习性和 速度场特征站 点 较 少 以 及 断
裂带研究程度较低的地区存在着一定的模糊带
史地震分布及其地表破裂特征和震源机制解的变化
特征可能对于研究这些地区的分块特征以及完善块
体模型的工作具有很好的意义
本 文 拟 综 合 分 析 上 述 活 动 断 裂 带历 史 地 震 地
表破裂资料
显示的现今地壳形变资料和震源
机制解 先以 活动 断裂 带的 活动 性为基础 对该
区 域进 行微 型 块 体 的 划 分然 后 基 于 资 料
源机制解分类类型以及历史地表破裂资料对这些块
体进行调整最 终 确 定 这 些 微 型 块 体 划 分 并 计 算 各
次级块体运动学特征最 后 讨 论 该 地 区 现 今 地 壳 形
变机制与动力来源为 今 后 的 地 壳 形 变 和 地 震 学 研
究提供基础
 活动断裂带与历史地震所反映的块
体运动特征
青藏高原东南缘地区由于强烈的现今地壳形变
形成了一系列大型活动断裂带并在这些大型
活 动断 裂 带上 发 生 了 多 次 历 史 地 震这 些 资 料 为 我
们研究这些断裂带的活动习性和地壳形变特征提供
基础
地区主要 活动 断裂 历史地震活动及地
表 破 裂 段 的 展 布 情 况 见 图
其 中 历 史 地 震 地 表 破
裂 段除 近年 来 发 生 的 地 震 外 其 他 均 大 于
根据经验公式破裂长度大致在0k左右
这些主要活动断裂带包括了龙日坝断裂带
山断裂带 甘 孜 玉 树 断 裂 带鲜 水 河 断 裂 带
河断裂带 则木 河 断 裂 带 大 凉 山 断 裂 带小 江 断
理 塘 断 裂 带丽 江 小金河断裂带德 钦
具断裂带 玉 龙 雪 山 北 麓 断 裂 曲江断裂带
河断裂带 金 沙 江 断 裂 带 龙 陵 澜 沧 断 裂 带
河断岷江断裂等
主要活动断裂带的全新世滑
速率见表
强震破裂发震断层与时间见表
上述资料 我们 对 该 地 区 的 块 体 模 型 进 行 了 初 步
果见
 川 滇 地 区 主 要 活 动 断 裂 全 新 世 滑 动 速 率 一 览 表
 
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序号 活动 断裂 名称 走向 滑动 性质 水 平速
·
-1垂直速率
·
-1 考文
甘孜 玉树 断裂 °W L+R ± ±0
鲜水 河断 裂带 °W L ±
西北 霍断裂 °W L
南东 西断裂 °W L+R ± ±0
安宁 河断 裂带 S L ±1
大凉 山断 裂带 L 3±
则木 河断 裂带 °W LL+N ±
小江 断裂 S L+N ±2
西支 断裂 ± ±0
东支 断裂 ±5 0±0
曲江 断裂 °W R+R
红河 断裂 °W R
南段 °W R+R ±
°W R+N
具断 °W R ±
沙江 断裂
NW R+R
7 2
金河 断裂 °E L+R ±0 6±
沧断 裂带 °W R ±1
汀河 断裂 E L
江断 S L+R ±
门山 断裂 °E R 1.
昆仑 断裂 带东 °W L
塘断 裂带 °W L ±
日坝 断裂 °E R ±2
  
旋走
旋走
逆倾滑
正断 倾滑
 
期 程佳等 藏高 原东 南缘 地震 动与 地壳 运动 所反 映的 块体 特征 其动 力来
地 球 物 理 学 报
 
 川滇地区主要强震发震断层与时间
 
发震 断层 时 公元 级 文献
甘孜 玉树
断裂带北段
北段
中段
南段
鲜水河断裂带
炉霍
仁达
道孚
乾宁
康定
安宁 河断 裂带 冕 宁以 南段
则木 河断 裂带 全
小江断裂带
北段
中段
曲江断裂带 南段
理塘断裂带
毛垭 坝段
理塘
康嘎德巫
岷江 断裂
岷江断裂带南段
程海 断裂
龙陵 澜沧断裂带
龙门 山断 裂带
   徐锡伟等
依 据 这 些 断 裂 带 分 段 特 点将 甘
玉树断裂带 水河 断裂 龙门山断裂带和东
昆 仑断 裂 带 围 限 的 巴 颜 喀 拉 块 体 南 部 作 为 一 个 块
马尔 康块
通过对比 速 度 场 的
变 化认 为 该块 体 中 间 存 在 着 一 条 速 度 阶 跃 带即 龙
日坝断裂带
并 将马 尔 康 块 体 分 成 了 阿 坝 次 级 块
体和龙门山次级块体
此在本文 初步 模型
也沿用了这一划分方案
川滇 菱 形 块 体 内 部 的 划 分 方 案 上 徐 锡 伟
将 菱形 块 体 分 成 了 川 西 北 和 滇 中 两 个 次 级 块
通 过 数 据 对 比 认 为 理 塘 断 裂 带 是
具 有一 定 左旋 滑 动 速 率 的 断 裂 带并 将 川 西 北 次 级
块 体切 割 成雅 江 次 级 块 体 和 香 格 里 拉 次 级 块 体
中块 体 由 丽 江 小金河断裂带安宁河则 木
小江断裂带 沧江 断裂 带组
其中雅江次级
块体由鲜水河断裂带 小金河断裂带 塘断
裂 带等 三 条断 裂 带 所 确 定而 该 次 级 块 体 北 边 界 不
格里 拉次 级块 体由 河断裂带 北段 丽江
金河断裂 塘断 裂带 确定同样北边界不明
本 文根 据 历史 地 震 分 布 特 征 和 历 史 破 裂 分 段 得
雅江次级 地块
给出的结果类似而 香
格里拉次级地块可能由金沙江断裂带理塘断裂带
小金河断裂带和德钦大具断裂带所
红河断裂带北段现今地壳活动不明显 其是
右 旋 走 滑 作 用 不 明 显主要呈现了尾端拉张特
因 此红 河 断 裂 带 北 段 不 能 够 作 为 次 级 块
的边
对于滇中块体西南边界的认识上 河断
裂 带和 曲 江断 裂 带 的 全 新 世 滑 动 速 率 较 大且 曲 江
断裂 南段发生 通海
级 地 震向 宏 发
认 为红 河 断 裂 带 作 为 一 个 整 体其右旋走滑
运 动不 仅 仅局 限 在 简 单 的 单 体 断 裂 带 内 部而 是 涉
及到它周边两侧宽达
0k的 空 间 域 并认为
断 裂的 滑 动 速 率 大 致 在
4 m
因 此 可 以 将 红
河断裂带与曲江断裂带之间的部分作为一个弥散的
对于红河断裂带的尾端拉张部分许多研究都
认为程海断裂带在该地区起到了一个边界断裂带的
可以作为滇中块体的边界断裂带因 此
本 文的 初 步 模 型 中 认 为 滇 中 块 体 可 能 由 程 海 断 裂
小金河断裂带安宁河 木河 小江
裂带以及红河断裂带与曲江断裂带围限而成
对 于滇 西 南 地 区的 块 体 划 分 上徐 锡 伟 等
该 地 区 划 分 成 了 两 个 部 分即龙陵澜沧断裂带以
的密支那 西盟 块 体 和 以 北 的 保 山 普洱块体
将该地区分为保山次级块体和临沧次级块
由于南汀河断裂带和龙陵澜沧断裂带在该地
的显著活 动性 本文的初步模型将该地区分成了
谷和 西盟 次级
 基 于 资料和震源机制解对各
级块体边 的判
 基于 速度场资料对各次级块体边界的判定
青藏高原东南缘布设了大量的 站点
用 该 地 区 年 至 年 的 多 个 站 点
年三期复测的区域观测站资
料对该地区进行了断裂滑动速率与活动地块的研究
利 用 了 青 藏 高 原 及 其 周 边 个 台
站对青藏高原进行了研究其中基本包括了
本文为了更好地分析该地区的块体运动特征
取了
据中°
°
°
°
范围内的个站点来分析该地区的地壳形变特征
 
期 程佳等 藏高 原东 南缘 地震 动与 地壳 运动 所反 映的 块体 特征 其动 力来
 所给出的青藏高原东南缘现今
壳形 变特 相对于欧亚块体
 
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  为 了能 够 更好 地 分 析 区 域 块 体 运 动 特 征 本 文
分 别将 这 些 站点进行了两步处理除 去 所 有
站点的整体运动情况
来 观 察 内 部 变 形 情
去甘 玉 树 断 裂 带 鲜水河断裂带安宁河
裂带则木 河 断裂 带 和 小 江 断 裂 带 及 其 向 南 延 伸
部分 西所站点的整体运动
来观察
川滇菱形块体内部各次级块体边界断裂的分布
从 图 中可以看出龙日坝断裂带是一条速度
度带可以 作 为阿 坝 次 级 块 体 和 龙 门 山 次 级 块 体
边界断裂 龙门山断裂带具有一定的挤压速率
是龙门山次级块体的边界断裂 玉树断裂带
水河断裂 宁河 断裂 则木河断裂带和小江
断 裂带 及 其向 南 延 伸 部 分 具 有 边 界 断 裂 带 的 性 质
其中小江断裂带的西支相对于东支来说速率可能更
这 也 与 年地表破裂带发生在西支相吻合
川滇菱形块体内部围绕着青藏高原东构造结做顺时
旋转
从图可以看出川滇菱形块体雅江次级块
香 格里 拉 次级 块 体 和 滇 中 次 级 块 体 内 部 变 形 不
小金河断裂带中段具有一定的挤压速率
塘 断 裂 带 具 有 左 旋 走 滑 速 率 德 钦 中 甸 大 具
 去整 体运 动后 的青 藏高 原东 南缘 区运 动学 特征
拉极 °
°
欧拉角 -0°
 
no
ewem
°
°
na
0.°
地 球 物 理 学 报
 
断裂带程 海断 裂 带 和 南 汀 河 断 裂 带 以 西 地 区 拉 张
作 用 明 显龙 陵 澜 沧 断 裂 带 有 一 定 的 右 旋 挤 压 速
曲江 断裂 带和 红河 断裂 的滑动速 率不 明显
但 在曲 江 断裂 带 上发 生 了 年 通 海
级 地
示该 断裂 带现 今活 动并
 利用震源机制解和 速度场应 变 率 场 对
体运动边 界的 划分
由 于 现 今 地 震 活 动 强 烈该地区近几十年来发
生了多次中强地震
马 文涛 等
将哈佛大学给出的
级 地 震 震 源 机 制 解 分 成 了 走 滑
正 断 层型 和 过 渡 型 机 制
这 些 震 源 机 制
解 的类 型 反映 了 该 地 区 地 壳 浅 部 真 实 的 应 力 状 态
给 出的 应 变 率 场 资 料 也 可 以 反 映 该 地 区
地表的应力状态因 此可 利 用 震 源 机 制 解 和
变率 场 来确 定 活 动 块 体 的 边 界 从 图 可 以 看 出
我们 速度场应 变 率场 分 布 特 征 以 及 震 源
机制解的类型得到了这些块体的运动边界
阿 坝 次 级 块 体西边界为高速左旋运动的东昆
仑断裂带东南段左 旋 滑 动 速 率 大 致 在 6 m
南 边界 为 甘 孜玉 树 断 裂 带 东 边 界 为 龙 日
断裂
虽然该块体内部也发生了
地震 该地 区尚 未有 明显 的高 活动断裂 带发
因此没有对该块体进行更深的划分仅在利用
计算 块 体 运 动时 除 去 了 破裂 带 北 西 侧 的 站 点
龙门山次级块体的南东边界龙门山断裂带处于高挤
川地 震的 破裂 一直 北东方向 延伸 震源
制 解也 反 映该 地 震 的 余 震 大 都 为 挤 压 型 机 制该 破
裂段北端的震源机制发生了由北东向挤压转变为北
西向走滑构造 此我 们没 有以 年岷江地震的
发 震断 层 作为 龙 门 山 次 级 块 体 的 北 东 边 界而 是 汶
川地震破裂段北东端点为起点沿着走滑型震源机制
解 向北 西方 向 延 伸 的 断 裂
龙 日 坝 断 裂 带 虽
然未有历史地震分布 速度场资料和野外历
史 考察 都 显示 该 断 裂 带 的 右 旋 走 滑 速 率 的 存 在
此 可以 作 为龙 门 山 次 级 块 体 的 北 西 边 界鲜 水 河 断
裂 带具 有 快速 的 左 旋 走 滑 速 率 和 历 史 破 裂 资 料
以 作为 龙 门山 次 级 块 体 的 南 西 边 界
为 了 比 较 阿 坝
次 级块 体 和龙 门 山 次 级 块 体 的 运 动 情 况我 们 在 东
昆 仑断 裂 带以 北 的 地 区 按 照 速 度 场 特 征 划 分
了西 秦 岭 次 级 块 体其中主要边界断裂带为平
川断裂与 西秦 岭北 缘断 裂带
川滇菱形块体东边界断裂带主要根据历史地震
破裂 料和 资 料 来 划 分 其中在小江
断裂带的边界问题上们以
级地震破
裂 段所 在 的西 支 断 裂 作 为 边 界 断 裂 带小江断裂带
向 南延 伸 部分 存 在 多 条 平 行 的 走 滑 型 断 层包 括 景
洪 断 裂勐兴断裂打洛断裂奠边府断裂等组
从震源机制解资料和图
给出的
料 上基 本 可以 确 认 出 断 裂 带 的 边 界
在 雅 江 次 级 块
体边 带的划分 理 塘 断 裂带 两 侧 的 站 点 较
我 们根 据 活动 断 裂 带 以 及 历 史 地 震 破 裂 资 料 确
定 了该 断 裂带 的 位 置其中理塘断裂带南段部分主
要 根据 断 裂的 分 布 来 给 出该地区存在着三个震源
制解两侧 均为 拉张
中间为过渡型机
由 于 地 震 较 小分 别 为
因此我们仍然将理塘断裂带作为边界断裂带
变 率场 也 显示 该 地 区 没 有 明 显 的 变 形 特 征这 也 与
前 人结 果 一 致
根 据 震 源 机 制 解 的 情 况 我 们
确 定 了 雅 江 次 级 块 体 的 北 边 界 为 甘 孜 理 塘 断 裂
断裂 带以 北的 站 点 与 雅 江 次 级 块 体 内 部
站点差异性较大丽江小金 河 断 裂 带 可 作
为 该次 级 块体 的 南 边 界
香格里拉次级块体北边界
沙江 断 裂 带 上 发 生 了 多 次 拉 张 型 机 制 的 地 震
速 度 场 和 应 变 率 场 显 示 该 块 体 内 部 变 形 不 大
因 此将 金 沙江 断 裂 带 作 为 北 边 界香 格 里 拉 次 级 块
西边界的 德钦 中甸大具断裂带具有一定的右
走滑特征
该 断裂 带 以 西 发 生 了 多 次 以 拉 张 型
制为主的 地震 且地壳形变存在着明显的顺时针
转特理塘断裂带为该次级块体东边界
小 金河 断 裂带 南 段 作 为 该 块 体 运 动 的 南 边 界
滇 中
次 级块 体 东 边 界 为 安 宁 河则 木 河 小江断裂带
根据历史地震及其震源机制解分布特征可将曲江断
裂 带作 为 滇中 块 体 的 西 南 边 界程 海 断 裂 带 具 有 左
走滑特征 且与 南 汀 河 断 裂 带 的 左 旋 走 滑 具 有 一
定 的连 续 性
断裂以西 速 度 场 显 示 为 拉 张
因 此程 海 断 裂 带 可 作 为 滇 中 块 体 的 西 边 界
小金河断裂带为滇中块体的北边界
川滇菱形块体以西地区活动断裂带数量较多
规模一般 较小 因此对该地区的块体划分较为困
已 有的 资 料均 显 示 南 汀 河 断 裂 带 在 该 地 区 的 地
壳 形变 中 具有 重 要 的 作 用断裂带以北地区主要以
张为断 裂 带以 南 地 区 则 以 北 东 向 平 行 的 左 旋
走 滑作 用 为 主
因此我们以南汀河断裂带为
将该地区分为保山次级块体和景谷次级块体
保山次级块体由怒江断裂带
南 汀河 断 裂 带程 海 断 裂 带 与 德 中 甸 大具断
裂 带 所 围 限对 于 龙 陵 澜沧断裂带是否延伸至龙
地区已有 资料和历史地震资料均不能说
 
期 程佳等 藏高 原东 南缘 地震 动与 地壳 运动 所反 映的 块体 特征 其动 力来
地 球 物 理 学 报
 
明该断裂带北段的存在而 虢 顺 民 等
在 该 地 区 发
现的断裂地貌特征可 能 是 拉 张 应 力 场 作 用 下 形 成
的 次级 断 裂
景 谷 次 级 块 体 的 南 边 界 为 新 生 的 龙
澜沧断裂带
利 用 资 料 和 震 源 机 制 解
分布特征可 以确 定 出 景 谷 次 级 块 体 南 东 边 界 为 打
洛断裂 此景 谷次 级块 体主 要由 河断裂带 打洛
龙陵 沧断 裂带 和南 汀河 裂带围限
府 断裂 带 具有 一 定 的 左 旋 走 滑 速 率
且 具 有 地
震 活 动 性
因此我们将奠边府断裂带龙 陵
澜沧断裂带和景洪断裂带围限的三角形区域作为一
个次级块体即勐腊块体
为了比较龙陵沧断
带两侧的运动特征我 们 将 龙 陵 澜 沧 断 裂 带 南 侧
的区域划分成了西盟次级块体
因 此 我 们 将 青 藏 高 原 东 南 缘 分 成 了 以 下 次 级
阿 坝次 级 块 体龙门山次级块体西秦岭次级
藏 东次 级 块 体雅江次级块体香 格 里 拉 次 级
中次 级块 保山 级块景谷次级块体
腊次级块 体和 西盟 次级 块体 个部
 青藏高原东南缘活动地块运动特征
根据 对于欧亚 块体 速度 场 我 们 计 算
了 各次 级 块体 的 刚 性 运 动 特 征 在此过程中利用
检 验除 去 了某 些 不 协 调 的 点
华 南 块 体 相 对 于
欧 亚块 体的 运 动 特 征 来 自 于
的结论
 青 藏 高 原 东 南 缘 次 级 块 体 运 动 情 况 表
 
狀犿
块体 名称 站 点数
欧拉极
°
°
欧拉旋转角
°
时针
旋转为
平移量
·
-1
·
-1
藏东次级块体 0 2±1 ± 9± ±1 ±
香格里拉次级块体 0± 1.±2 ± ±4 -2.±
雅江次级块体 4 2±2 ± ± ±15 -±
阿坝次级块体 3 3± ±1 ± ±1 ±
龙门 山次 级块 1 43.±4 ± ± ± 3.±
西秦 岭次 级块 3 26.±1 ± ± ±1 2.±1
滇中次级块体 0 2±0 ± ± ±1 2.±
保山次级块体 1 2±0 ± ± ±1 1.±
景谷次级块体 5 2±2 ± ± ±1 0.±
勐腊次级块体 9 1± ± ± ± ±
西盟次级块体 8 2± ± ± ±1. ±
华南 块体
6 6±1 ±9 3± ± ±1
 分析与讨论
由 于 青 藏 高 原 位 于 欧 亚 板 块 内 部强 震 广 泛 分
布 于高 原 内部 与 周 边 断 裂 上对 高 原 进 行 活 动 块 体
和次级块体的划分无疑是研究青藏高原现今地壳形
变 的重 要 途 径
而 强 震 往 往 发 生 在 非 连 续
构 造变 形 最强 烈 的 地 方这 些 地 方 就 是 规 模 不 同 的
断裂系统
地 壳 形 变 虽 然 广 泛 分 布 在 块 体 内
但其积聚和释放能量的方式仍然以中强以上地震的
形式来释放为主
活 动断 裂 围 限 的 次 级 块 体 的 运
动 特征 是 区域 地 壳 形 变 的 有 效 模 型而 实 际 情 况 更
可能是上下 地壳 以 及 上 地 幔 表 现 为 刚 性 弹 性
弹 性结 合 在一 起 的 混 合 模 式本 文 的 刚 性 次 级 块 体
是 区域 地 壳形 变 特 征 的 有 效 简 化也 是 上 地 壳 变 形
际情况较 为理 想的 模型
因此通过对青藏高原东
南缘 地 区 的 历 史 强 震 分 布 震 源 机 制 解 和 现 今
观 测资 料 进行 分 析 对 比 后本文建立了青藏高原东
南 缘地 区较 为 详 细 的 次 级 块 体 模 型
其中两
速 度梯 度 值 均 投 影 到 与 断 裂 平 行 的 方 位
中 可 以 得 到断 裂 的 平 均走 滑 与 挤 压 速 率
通过对该次级块体模型的分析可得到以下结果
首 先 本 文 划 分 的 次 级 块 体 模 型 与 断 裂 带 的 活
动 情 况
速 度 场 和 强 震 活 动 特 征 有 较 好 的 一 致
虽 然某 些 次 级 块 体 内 的 站 点 较 少
导 致了 块 体的 欧 拉 向 量 值 的 误 差 较 大但总体上这
些运动特征仍能够很好地反映区域地壳形变的主要
其 中 金 沙 江 断 裂 带 附 近 的 震 源 机 制 解 为 拉 张
 
期 程佳等 藏高 原东 南缘 地震 动与 地壳 运动 所反 映的 块体 特征 其动 力来
 藏高 原东 南缘 各次 级块 体运 动特
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该断 裂带 右旋 走滑 作用 非一我们认为这
种 震源 机 制解 是 发 生 在 边 界 断 裂 带 附 近与 该 边 界
裂带 垂 直 的 次 生 构 造 上由藏东次级块体受到
向拉 张 作 用 引 起 理 塘 断 裂 带 两 侧 的 速
度 梯度 显 示 理 塘 断 裂 带 总 体 显 示 一 种 左 旋 走 滑 速
着断 裂带 走向 的变 理塘断裂带从北向南由
挤压转换为拉张其 北段 的 挤 压 特 征 与 徐 锡 伟 等
给 出的 地 表破 裂 带 资 料 吻 合而 南 段 的 拉 张 速 率 与
该地区的震源机制解吻合甘 孜 玉 树 断 裂 带 两 侧
块 体的 相 对拉 张 作 用 比 较 明 显这 种 拉 张 作 用 可 能
更 多地 显 示于 藏 东 块 体 的 内 部而 块 体 内 部 拉 张 作
用 为主 的 震源 机 制 解 也 与 之 吻 合鲜 水 河 断 裂 带 两
侧 显示 具 有一 定 的 拉 张 速 率但 在 南 段 因 为 断 裂 走
向 的变 化 而具 有 一 定 的 挤 压 速 率这 种 挤 压 作 用 也
造 成了 该 地 区 较为 明 显 的 垂 直 形 变 特 征
与 鲜 水
河断裂带南段相似丽 江 小金河断裂带东段也显
示着一定的挤压特征丽 江 小 金 河 断 裂 带 西 段 两 侧
显 示一 定 的挤 压 和 左 旋 走 滑 特 征其 中 挤 压 活 动 特
征更为明显而 该 地 区 未 有 明 显 的 挤 压 地 貌 和 垂 直
速率与之一致因 此 我 们 认 为 该 地 区 这 种 挤 压 活 动
很可能被更为明显的北东向拉张作用所稀释未 能
在地貌上有所显示龙日坝断裂 带具有一定 的右旋走
滑速率和微量的挤压 活动速 与徐锡伟等
给 出 的
结果较为吻合龙 门 山 断 裂 带 具 有 约 9 m
右旋 走 滑 速 率 和
3mm
的 挤 压 速 率 东 昆 仑 断
 青藏高原东南缘块体运动及其动力来源
其中黑色箭头代表主要作用力方向红色代表运动趋势
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裂 带东 段 从 6 m
的左旋走滑速率逐渐减小为
7mm
与 该 断 裂 带 的 活 动 习 性 具 有 一 致
地 球 物 理 学 报
 
而断裂带也显示了一定的挤压活动特征小江
裂带具有约0m
的左旋走滑速率和少量的拉张
速率 红河断裂带与曲江 断裂 带共 具有 8 m
右 旋走 滑 速率 和 少 量 的 拉 张 速 率与 该 地 区 的 震 源
机制解相吻合小 江 断 裂 带 向 南 延 伸 部 分 具 有 大 约
5 m
的左旋走滑速率加 上 奠 边 府 断 裂 带
6 m
的 左 旋 走 滑 速 率与小江断裂带约
0 m
的 滑动 速 率 几 乎 相 同显 示 小 江 断 裂 带 向
南延伸后发生了应变的重新分配龙 陵 澜 沧 断 裂
带具 大于3 m
的 右 旋 走 滑 速 率 与 该 地 区 沿
着 断裂 带的 震 源 机 制 解 一 致 值 得 注 意 的 是 本 文
模型中最明显的特征为青藏高原东南缘围绕着东喜
马 拉雅 构 造结 的 顺 时 针 转 动其 主 要 体 现 在 保 山 次
级块体较之其他次级块体更为明显的顺时针旋转作
用 以及 保 山次 级 块 体 东 边 界 断 裂 的 活 动 特 征 上
一问题上许多研究都推测德钦中 甸 大 具 断
裂带与程海断裂带 汀河 断裂 带一 应该具有一
定的左旋走滑特征
而 野 外 地 质 调 查 却 显 示 德
大 具断 裂 带 具有 右 旋 走 滑 速 率
我 们
的 结果 很 好地 解 释 了 这 一 现 象 即德钦中 甸
具断裂带与程海断裂南 汀 河 断 裂 带 断 裂 滑 动 性
质的不一致性主 要 起 因 于 保 山 块 体 的 高 速 旋 转 作
用所产生的与香格里拉次级块体和滇中次级块体的
速度差的不一致性
我 们 的 结 果 也 显 示 出 南 汀 河 断
裂 带和 程 海断 裂 带 的 左 旋 走 滑 速 率 较 大在 该 地 区
的 地壳 形 变的 转 换 过 程 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用
走滑作用不同的 德 钦 中 甸大 具 断 裂 带 与 程
海断裂带 汀河 断裂 带的 拉张 作用 较一
作 用最 明 显的 地 区 为 程 海 断 裂 带 地 区其 拉 张 速 率
1 m
次级 块体 运动 来看 块体的整体旋转作
用 都主 要 受到 了 来 自 某 个 方 向 的 应 力 作 用这 种 应
力作 反 映的 应 变 率 场 应 该 一 致
中西秦岭次级块体顺时针旋转受到了来自北东向的
挤压作用 阿坝次级块体也受到了来自西秦岭
次 级块 体 北东 向 的 挤 压 作 用 而 发 生 顺 时 针 旋 转
门山次级块体主要受到了华南次级块体的挤压而发
生了逆时针的旋转藏 东 次 级 块 体 则 受 到 了 来 自 南
西 向的 拉 张作 用 而 发 生 了 顺 时 针 转 动雅 江 次 级 块
体主要受到来自鲜水河断裂带的挤压而发生了顺时
转 动 香格里拉次级块体受到了来自保山次级块
体 的拉 张 作用 而 发 生 了 顺 时 针 旋 转滇 中 次 级 块 体
受到了程海断裂带地区和曲江断裂带的拉张作用而
发 生顺 时 针的 拉 张 作 用景 谷 次 级 块 体 也 主 要 受 到
了 保山 次 级块 体 的 拉 张 作 用 而 发 生 了 顺 时 针 旋 转
而 这种 拉 张作 用 也 延 伸 至 勐 腊 次 级 块 体西 盟 次 级
块体则主要受到龙陵澜沧断裂带北西段的挤压作
用 而发 生 了逆 时 针 旋 转保山次级块体则受到了来
自该块体以西的缅甸地区的拉张作用而发生了最为
显的顺时 针旋
这种拉张作用也广泛存在于该
区以西的 ob内 部
震源机制解可显
示 该盆 地内 部 具 有 拉 张 作 用 存 在
关于这种
拉 张作 用 的力 源 问 题 初 步 认 为由 于 地 势 差 异 而 引
起的重力滑塌作用可能是该地区拉张作用的重要原
然而 从地形上看保山次级块体与 其北侧的
西侧的缅甸板块均存在着明显的地势差异
不 是地 势的 逐 渐 降 低
因此我们认为保山次
级 块体 的 边界 断 裂 带 具 有 重 要 的 边 界 作 用该 边 界
断 裂带 上 受到 了 来 自 北 向 的 拉 张 作 用 力
这 种 拉 张
作用力很可能来自于缅甸板块相对于自身的逆时针
旋转而产生的块体西北部分的挤压作用和东北作用
的 拉张 作
与这种拉张作用相协调的是
研究 结果显示缅甸板块的西边界断裂带
南段较北段的速率大
最 后 对 于 青 藏 高 原 的 变 形 机 制 和 动 力 来 源 方
许多学者都进行了讨论
青藏高原主体地区的向
东挤出作用和青藏高原东北缘的挤压隆升是最主要
现象
前 人也 有 一 些关 于 整 个 青 藏 高 原 地 壳 形
的次级块 体划 并取得了很好的研究结果
研究的青藏高原东南缘地区位于青藏高原向东挤出
强烈的部 其中甘孜玉树断裂带鲜水河
江断裂带以西地区的下地壳流动性是近年来研究的
重 大 成 果
认为该地区的地壳形变主
要 受控 于 下地 壳 的 流 动
利用大地电磁成像
的 结果 显 示了 川 滇 地 区 存 在 着 明 显 的 下 地 壳 流 动
流 动性 的 下地 壳 主 要 集 中 在 本 文 的 雅 江 次 级 块 体
格里拉次 级块 滇中次级块体和保山次级块体
于甘玉树断裂带与鲜水河断裂带以北的
许 多研 究 都 得 到 了 这 些 地 区 存 在 着 中 下 地 壳
部分熔融 状态
对 于 这 种 部 分 熔 融 状 态 的 中 下 地 壳 的 解 释 上
提 出 即 使 下 地 壳 流 模 式 是 正 确 的
么汶川地震也表明下地壳的流体也没有延伸到龙门
构造软 弱 而宽 广 的 深 部 流 体 不 足 以 支 持 横 向
展的陡峭 地形
通过石油勘探剖面和
龙门山地区的地形地貌分析提出不依靠中下地壳流
体 的挤 压 作 用 仅 通 过 脆 性 上 地 沿 解 耦
 
期 程佳等 藏高 原东 南缘 地震 动与 地壳 运动 所反 映的 块体 特征 其动 力来
滑 脱 的逆 冲 推覆 也 能 维 持 龙 门 山 构 造 带 目 前 的
陡峻地形
本文的结 果看 该地区的运动特征可以
通过龙门山次级块体和阿坝次级块体的整体运动来
出的 结论 较为 一致
从本文给出的次级块体运动特征及其边界断裂
带 受力 情 况等 具 体 特 征 上 分 析青 藏 高 原 东 南 缘 的
动力来源可以分为两类其中阿坝次级块体 门山
次级块体和西秦岭次级块体主要受到了青藏高原东
挤出作用的影响
ca
给 出 的 刚 性 块 体 模 型 相
壳形 变主 要集 中在 界断裂带 中挤
作 用主 要 集中 在 龙 门 山 断 裂 带 上而 东 昆 仑 断 裂 带
东 段的 挤 压作 用 也 有 少 量 存 在与 该 地 区 的 地 形 地
表特征吻合表 明 块 体 东 向 和 北 向 的 挤 出 作 用 存 在
于该地区
甘 孜 玉树断裂带鲜 水 河 断 裂 带 安 宁
河断裂带则 木河 断 裂 带 和 小 江 断 裂 带 以 西 地 区 的
变 形机 制 既有 块 体 的 整 体 运 动 特 征如 雅 江 次 级 块
格里 拉次 级块 体和 滇中 级块这些块体均
受到了来自青藏高原的挤压作用并表现在甘孜
塘 断 裂 带金沙江断裂带和丽江小 金 河 断 裂 带 的
挤压速率上 有如 藏东 次级 块体 和保 次级块体
内部拉张作用明显表现在其周缘断裂的拉张作用
也有如景谷次级块体勐 腊 次 级 块 体 和 西 盟 次 级 块
内 部分 布 着平 行 的 走 滑 型 断 裂
总 体 而 言 刚 性
块 体与 重 力滑 塌 作 用 并 存 于 该 地 区结 合 本 文 得 到
的金沙江断裂带甘 孜 理 塘 断 裂 带 和 丽 江小 金
河断裂带的挤压作用特征以及德钦中甸具断
裂带 海断 裂带 和南 汀河 断裂 的拉张作 用特
我 们认 为 该 地 区 的 地 壳 形 变 主 要 受 到 了 三 种 作 用
这 三种 作 用力 包 括 青 藏 高 原 主 体 地 区 的 挤 出 作
现为 两个 次级 块体 间的挤压 作用 主要
生 在香 格 里拉 次 级 块 体雅 江 次 级 块 体 和 滇 中 次 级
即 川滇 菱 形 块 体 地 区重力滑塌作用力与 之
对应的是地势低的块体对地势高的块体的拉张作用
要发 生在 藏东 次级 块体 保山次级块体及其相
邻地区而 东喜 马 拉 雅 构 造 结 的 楔 入 作 用 对 整 个 区
域的顺时针旋转具有重要的作用
基 于 上 述 观 点我们认为青藏高原东南缘的地
壳运动特征与
给出 的 结 论 相 一
结合
关于青藏高原的刚性挤出
与 挤压 隆 升分 阶 段 的 主 要 作 用 结 论我 们 可 以 认 为
青藏高原东南缘地区存在着分阶段变形模式
模 型 的挤 出 作 用 和 塑 性 薄 皮 模 型 的 隆 升 作
用 使得 青 藏高 原 面 积 不 断 增 大 和 地 势 不 断 升 高
此 过程 中 地壳 在 垂 直 方 向 上 也 发 生 了 明 显 的 增 厚
壳与地幔 的解 形成了流动的下地壳水平
上中上地壳由于块体内部受力的不同而发生了块体
破解形成了次一级的块体
在流动的下地壳的拖
曳力作用下形成了块体挤出和重力滑塌并存的形变
缅甸块体旋转对本区域的拉拽作用也使
这种滑塌 作用 更为 明显
  
上所 藏高 原东 南缘 以划分为
级块 利用分布在块体内部的 资 料 计 算 出 了
各 次级 块 体的 运 动 特 征 和 边 界 断 裂 带 的 活 动 习 性
认为这些次级块体的运动特征均受到了一种来自其
相 邻块 体 的主 要 作 用 应 力 而 发 生 了 旋 转 作 用利 用
述结讨论了该地区的现今地壳变形机制
在巴颜喀拉块体地区地壳形变主要受刚性块体的挤
作用控制 而川 滇 地 区 则 表 现 为 刚 性 挤 出 作 用 和
力滑塌作 用并 并归纳结果得到下地壳流的拖
曳 作用 是 该地 区 块 体 挤 出 和 重 力 滑 塌 的 主 要 原 因
而缅甸板块的逆时针旋转作用在其北部引起的拉张
用可能也 是重 要因 素之
  感 谢两 位 审 稿 专 家 给 作 者 的 宝 贵 意 见
北 京大 学 的 沈 正康 教 授 对 作者 关 于 分 析 块
体 运动 问 题上 提 出 了 指 导 性 的 意 见中 国 地 震 局 地
震 预测 研 究所 闻 学 泽 研 究 员中国地震台网中心刘
杰 研究 员 在成 文 过 程 中 与 作 者 进 行 了 有 益 的 讨 论
图使用了
此一并表 示感
考文
 
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