鲜水河发源于青藏高原巴颜喀拉山东南坡泥曲河和达曲河。两河于四川炉霍县城北汇合后,始称鲜水河。该河是在青藏高原隆起过程中沿鲜水河断裂带形成的年轻河流,道孚以上流向南东,道孚以下流向东南,于雅江城北20公里处汇入雅砻江,全长344公里。
鲜水河断裂带是四川省境内三大主断裂带(即龙门山、安宁河、鲜水河主断裂带)之一。其北起甘孜的卡苏,南至石棉的田湾一带,中经朱倭、炉霍、道孚、乾宁、康定,最后在石棉与安宁河断裂带相接,总体呈北55°西方向展布,全长400公里,带宽200米~300米左右,由多条次级活断裂(即鲜水河断裂、乾宁-康定断裂、折多塘断裂和石棉断裂)呈雁列组合而成。
鲜水河断裂带是四川省最活跃的一条地震带。在1700年―2010年的300多年间,以鲜水河断裂带为发震构造的鲜水河地震带发生5级以上地震50余次,其中7级以上8次,6.9~6.0级17次,频度和强度均冠于全川,震源深度一般在20公里以内,曾给当地造成了重大的人员伤亡和财产损失。
2014年11月22日16时55分,四川甘孜藏族自治州康定县(北纬30.3度,东经101.7度)发生6.3级地震,震源深度18千米。记者连线到成都理工大学深部地球物理研究所所长朱介寿教授,为本次地震做出解读。据朱介寿介绍,康定6.3级地震震中位于塔公东约18公里、木格措西北约22公里处,位于北西向的鲜水河地震断裂带,“近百年来,这处断裂带发生过6、7次7级及7级以上的大地震。”据朱介寿了解,在此处地震断裂带,发生过破坏性最大的一次地震,“那是1973年,甘孜藏族自治州炉霍县7.6级强烈地震;至于康定,则在1955年,发生过一次7级以上的地震。”朱介寿说,在1976年后,鲜水河地震断裂带较少发生地震,但自汶川地震后,地震专家们都颇为关注此处,并多次提到此处断裂带存在危险性。就地理位置而言,朱介寿认为由于塔公、折多山区域,人口较分散,因此此次地震或造成的破坏性不会很大。最后,朱介寿提醒广大市民,目前网络上有一些关于地震的传闻,请大家不要轻易相信,无需太过惊慌,“今后是否会发生更大的地震,还有待进一步观察。”
2010年4月14日,地处青藏高原东部的青海省玉树州发生了7.1级地震。此次地震发生在左行走滑的鲜水河断裂带西段,震源机制为左行走滑兼逆冲性质。
进入21世纪以来,处于我国大陆的青藏高原内部一共发生了4次7级以上大地震,分别是2001年11月14日昆仑山里氏8.1级大地震、2008年3月21日新疆于田里氏7.3级大地震、2008年5月12日四川汶川里氏8.0级大地震以及此次玉树7.1级地震。这四次地震中有三次(昆仑、汶川、玉树)发生在夹持于鲜水河断裂带、东昆仑断裂带和龙门山断裂带之间的松潘-甘孜活动块体的边界断裂带上。
在此次玉树地震发生三小时后,加拿大蒙特利尔大学地球物理学教授嵇少丞在其博客中指出(中国科学院地质与地球物理研究所研究员付碧宏等以博文推荐的方式认同该观点):玉树地震可能会带动同一断裂带的中段(四川省甘孜、炉霍、道孚)和东段(康定、磨西、石棉)以及龙门山南段(宝兴、天全)等地发生强震。
1 鲜水河断裂带的定义及背景情况
1.1 狭义的鲜水河断裂带
狭义的鲜水河断裂带是一条北西走向的弧形左旋走滑断裂带,位于青藏高原东北缘的四川西部地区。在几何结构上,其大致划分为三大段:①北西段,由炉霍断裂、道孚断裂和乾宁断裂呈左阶斜列而成,各断裂之间在走向上有10°~15°的偏折,形成向北东突出的弧形,总体结构较单一;②南东段,其进一步向南偏转,由康定断裂和磨西断裂连接而成,结构比较复杂;③中段,北西段和南东段之间有约20°的偏转角,是一个新破裂的连接区,由大致平行的折多塘断裂和色拉哈断裂等组成,可称为中段。断裂带北西段、中段和南东段的晚第四纪平均走滑速率分别为:12~14 mm/a、2~5 mm/a和8 mm/a。
1.2 广义的鲜水河断裂带
广义的鲜水河断裂带是松潘-甘孜(巴颜喀拉)地块与羌塘地块的分界线(图6),该断裂带自青海省的玉树向东南延伸,经四川省的甘孜、炉霍、道孚、康定、磨西,过了石棉之后转为近南北走向,并分成两支:东支叫普雄河断裂;西支叫安宁河-则木河断裂,途经西昌、普格和会理。普雄河断裂和安宁河-则木河断裂在云南境内称之为小江断裂,小江断裂向南延伸,最后在云南省元江附近与红河断裂相交。
因此,玉树-甘孜-鲜水河-安宁河(则木河)-小江断裂带即为广义的鲜水河断裂带(即为本文所指,简称鲜水河断裂带),所以由北西向南东可将其划分为四段:玉树-甘孜断裂带,狭义的鲜水河断裂带,安宁河-则木河断裂带及小江断裂带。在整体构造上,整个鲜水河断裂带穿过了三江褶皱带、甘孜复理石带、义敦火山岩带,以及康滇地轴(图7)。
图7 鲜水河断裂带区域构造图(注:GzF为甘孜-玉树断裂;XsF为狭义的鲜水河断裂;AzF为安宁河-则木河断裂;XjF为小江断裂;jhF为小菁河断裂;RRF为红河断裂;Ⅰ为甘孜复理石带;Ⅱ为义敦火山岩带;Ⅲ为三江褶皱带;Ⅳ为康滇地轴)
总体上讲,鲜水河断裂带是一条大型的左旋走滑剪切带。晚新生代,其总走滑位移量从西北向东南逐渐减小:在玉树-甘孜段为78~100 km,炉霍-康定段有60 km,安宁河-则木河段13~15 km,整个小江断裂带上有30 km。现今,鲜水河断裂带左旋走滑速率为10~13 mm/a。
2 未来地震风险
2.1 中段和东段
历史上,鲜水河断裂带曾发生过至少13次7级或大于7级的强震(图6),如:
(1)1923年3月24日,四川炉霍-道孚发生7.25级地震。炉霍全县的官署民房全部倾陷,死3 000余人,道孚县死亡总数超过1 500人。
(2)1955年4月14日,康定折多塘发生7.5级地震。地震裂缝密集成带,总长约30 km。山崖垮塌严重,飞沙走石,埋没公路,河水上涨。
(3)1981年1月24日,甘孜藏族自治州道孚县发生6.9级地震。地震引起地裂缝、鼓包、滑坡、崩塌以及喷砂冒水。
鲜水河断裂带上其他段历史上都发生过强震,惟独青海玉树和四川石棉地区没有强震记载(玉树目前已经发生强震,可暂不包括在内),仅有1989年5月的5.3级地震和2008年6月18日的4.7级地震。唐汉军等(1995)曾在石棉县新民乡花岗岩中发现出现在16 000~17 000年前一次强烈古地震的遗迹,说明鲜水河断裂在石棉地区目前呈闭锁状态,有发生大震的危险。
加州理工学院的AIIon等曾利用Bonilla等(1984)的统计结果,估算出鲜水河断裂带1786年7.75级地震平均位错为1.3 m(平均位错=最大位错的30%),这样求得地震复发周期约为260年。考虑到M=7.75地震的平均破裂长度可达135 km,他们预测,以康定为中心的该断裂带南东段,下次地震产生的破裂可能从乾宁南东直抵石棉附近,届时一个很大的地区将受到震撼。
2.2 龙门山南段
云南省境内的小江断裂是川滇活动地块和稳定的扬子地块边界,它北起滇川边界金沙江的巧家县北,向南经东川、宜良、通海、建水,最后并入红河断裂,走向近南北,平均水平滑移速率10 mm/a。自东川小江村起,小江断裂分东西两支,近乎平行向南延伸。小江断裂是一条构造成熟度较低的断裂带,带内有多条次级断层,彼此雁行排列,形态复杂,不仅断裂阶区多,断层面陡且转弯亦多,这些部位常处于闭锁状态,应力易强烈集中而引发强震。
1500年以来,仅在小江断裂的云南段上就发生10多次大于6级的地震,如:1500年1月4日宜良7.5级地震、1588年6月18日曲江7.75 级地震、1789年6月7日华宁7.0级地震、1887年12月16日石屏7.0级地震、1909年5月11日华宁6.5级地震、1966年2月5日东川6.5级地震。
最近的一次强震是1970年1月5日的通海7.7级地震,此次地震使通海、建水、峨山、华宁、玉溪一带15 621人死亡,32 431人伤残。地震后,沿曲江断裂分布许多地裂缝,全长近60 km,构成了巨大的地裂缝带。其中主干地裂缝不受任何地形约束,跨沟越岭,长达数千米,最宽处达20 m左右,具右旋水平错动性质,最大水平错距2.2 m。
嵇少丞等(2008)通过分析认为:在四川省境内,映秀-宝兴-泸定一线的龙门山南段以及它与鲜水河-安宁河断裂交界的地区是一个重要的地震空白区,随时都有发生强震的可能,但具体的发震时间目前尚无法预测。