折多塘断裂晚第四纪活动特征与地震危险性

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鲜水河断裂带是青藏高原内部一条呈弧形展布的高活动速率的大型走滑活动断裂,构成了川滇活动地块东北边界。鲜水河断裂带具备发生高震级地震的构造背景和高地震风险。鲜水河断裂带总体走向具有较好的一致性,且结构较为单一,多为单支断裂,但北西向的鲜水河断裂带康定段由三条分支断裂组成,自北向南分别为雅拉河断裂、色拉哈断裂和折多塘断裂,三条断裂全新世以来均有明显的活动。雅拉河断裂北段、色拉哈断裂中段和折多塘断裂南段分别发生过1700年>61/2级地震、1725年7级地震和1955年7.5级地震。比例尺1:50000的鲜水河活动断裂带地质图(1995)及现有相关研究结果认为,折多塘断裂全新世活动段南起折多塘村附近,向北至康定机场附近,全长约30km,该段也是1955年7.5级地震地表破裂带展布位置,而康定机场以北的西北段没有晚第四纪活动的报道。折多塘断裂较大范围处于无人机禁(限)飞区,本文通过高精度卫星影像以及DEM数据对全段进行断层地貌分析和位错测量。基于高分辨率遥感影像解译、野外调查、无人机测量技术,本文勾画了折多塘断裂全段的几何展布;揭示了断裂地质地貌断错特征,针对西北段活动性进行了详细的调查;通过分析固定步长的累积位错概率密度图,来识别折多塘断裂单次地震事件的位移与多次地震事件的累积位移;在前人研究结果的基础上,结合本文对折多塘断裂的研究结果,对折多塘断裂的潜在地震震级进行了评估,并分析了其地震危险性。本次研究取得以下主要认识和结论:(1)通过影像解译,结合野外地质调查,确定了折多塘断裂全段的几何展布,并发现折多塘断裂西北段全新世活动的新证据。经实地调查与探槽开挖等工作核实,该活动段东南起于康定机场北侧,向北西延伸到多日阿嘎莫村,呈北西向展布,北西端邻近色拉哈断裂北段。本次研究结果认为折多塘断裂全新世活动范围较前人研究成果向西北延伸了16km。(2)针对折多塘断裂全段,利用卫星影像和DEM数据进行断错地貌的识别和水平、垂直位错测量与分析。水平位错量的固定步长累积位错概率密度分布揭示了折多塘断裂东南段最新一次事件的同震位错量沿断裂走向发生变化,形态呈不对称钟状,最大同震位错量为7.5m,然后向两侧递减,向北位错量递减至最小2-3m,向南递减至5.5m。折多塘断裂西北段位错量分布较为集中,平均同震位错量约为3m。折多塘断裂东南段第2次、3次、4次地震事件的累积位错量与断裂东南段最新一次地震事件的同震位错量在较大范围内呈倍数关系,而且表现出相似的滑动分布,指示断裂东南段滑动遵循特征滑动行为。垂直位错量的固定步长累积位错概率密度分布揭示了折多塘断裂西北段最新一次事件的平均垂向同震位错量约为0.6m。折多塘断裂东南段最新一次地震事件的平均同震位错量约为2.7m,折多塘断裂东南段第2次、3次地震事件的累积位错量均与东南段最新一次地震事件的同震位错量呈倍数关系。(3)对于折多塘断裂水平方向活动方式,多个地貌证据均可证明其为左旋。折多塘断裂的垂向活动方式,通过高程剖面分析发现,康定机场-折多山口此区域断裂北东盘为上升盘。沿折多塘断裂展布方向,其垂向活动方式发生变化。西北段多日阿嘎莫二村北处北东盘为上升盘,木雅祖庆学校北处南西盘为上升盘,所以多日阿嘎莫二村北-木雅祖庆学校北之间存在一个小型枢纽点,使得折多塘断裂活动方式发生变化。折多塘断裂东南段的北东盘均为上升盘,南西盘均为下降盘。所以木雅祖庆学校北-康定机场之间存在一个枢纽点。康定机场-折多山口段折多塘断裂切过坡向南西的山坡,以正断层形式存在,折多山口-二台子道班、二台子道班-折多塘村段切过坡向北东的山坡,以逆断层形式存在。(4)在前人研究基础上,分析了鲜水河断裂带康定段的滑动速率的空间变化。总体来说,鲜水河断裂从北西至南东,经过康定段后,滑动速率显示出降低的趋势。通过对鲜水河断裂带康定段地震活动深度分布的分析,发现此区域的三个分支断裂:雅拉河断裂、色拉哈断裂和折多塘断裂,在深度为15km处观察到花状结构,这三条分支断裂在该深度以下汇聚成一个单一的断层。通过经验公式求得均值,对折多塘断裂的西北段和东南段潜在地震的最大震级进行初步估算,并以此为基础,讨论估值的合理性和两段的最终取值,得到西北段潜在地震最大震级为7.4级,东南段潜在地震最大震级为7.6级。最终进行折多塘断裂地震危险性分析,综合探槽和冲沟剖面揭露的事件年代,折多塘断裂西北段最新一次地震事件的年代介于5821-3148 yr BP,最新一次地震离逝时间较长,且该段通过震级-水平位错量经验公式估算其最大潜在地震为7.4级,所以未来有大地震复发风险。折多塘断裂东南段平均地震复发间隔为752±137yr,东南段上一次强震为1955年7.5级地震,离逝时间仅65yr。故未来百年内不存在7.5级以上大地震复发的危险。
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