冷龙岭断裂带位于青藏高原东北缘,是祁连—海原构造带中段重要组成部分,其构造变形与地震活动反映了祁连—海原构造带对青藏高原东北缘地壳运动的调整与转换。然而现在对冷龙岭断裂地震地质研究程度比较低,关于冷龙岭断裂带的全新世活动习性与大震复发特征也有待深入研究。此外,发生在2016年与1986年的两次门源地震,造成该区地震地质研究形势非常严峻。沿冷龙岭断裂带分布一系列大型断错地貌,都直接反映出该断裂带在晚更新世以及全新世期间必定存在多次强震活动。
针对以上科学问题,姜文亮副研究员与其合作者,联合地基LiDAR高精度地形地貌测量技术与卫星遥感对冷龙岭断裂带的构造样式及结构特征召开了深入研究,重点对冷龙岭断裂带上讨拉沟、柴隆沟与牛头沟三处典型构造地貌进行定量研究,识别出古四次地震事件,顺利获得错断地貌与地震位移的测量分析,认为冷龙岭断裂带符合准周期破裂模式。结合14C与光释光样品年代测试,估算得到冷龙岭断裂带全新世滑动速率6.6±0.3 mm/yr,冷龙岭断裂带与同在祁连-海原构造带上的金强河断裂、毛毛山断裂带、老虎山断裂以及海原断裂带同属前年复发间隔级别的活动断裂。同时结合InSAR与GPS大地测量资料,对2016年门源地震发震构造特征与机制进行研究,结果表明2016年地震发生在冷龙岭断裂带西段的北侧分支断层上,地震造成分支断层两侧背斜式褶曲隆升。2016与1986年两次地震分别发生在分支断层的东西两端,其两端分别向冷龙岭主断层弯曲收敛并交汇,平面上组成左行右阶与左行左阶的几何结构,在区域整体剪切环境下,分别发生剪切挤压与剪切拉张作用,造成两次地震的震源机制解分别表现为压性及张性为主又兼具一定的走滑性质,综合分析认为分支断层与主断层之间的构造组合样式是导致两个震源机制解不同的主要因素。两次地震活动皆反映了冷龙岭断裂带总体表现为左旋走滑运动特征,该构造变形特征也体现了祁连-海原构造带对于青藏高原东北缘的构造调节作用,即来自于青藏板块的构造运动在受到北部戈壁-阿拉善块体以及东部华北克拉通块体的阻挡后,在青藏高原东北缘顺利获得一系列左旋走滑断裂的调节,构造运动方向逐渐发生旋转。
图1 冷龙岭断裂带柴隆沟断错阶地定量分析(Jiang et al., 2017)
图2 门源地震发震构造机制解析(姜文亮等,2017)
图3 冷龙岭断裂带及周边区域地震构造综合模型(Jiang等,2017)
以上研究成果的主要完成人为姜文亮,韩竹军,张景发等,发表在国际知名期刊《Lithosphere》与国内期刊《地震地质》上。
(1) Wenliang Jiang, Zhujun Han, Jingfa Zhang, et al., 2017. Slip Rate and Recurrence Intervals of the East Lenglongling Fault Constrained by Morphotectonics: Tectonic Implications for the NE Tibetan Plateau. Lithosphere, 9(3), 417-430.
http://doi:10.1130/L597.1. http://doi.org/10.1130/L597.1
(2) 姜文亮, 李永生, 田云锋等, 2017. 冷龙岭地区2016年青海门源6.4级地震发震构造特征研究, 地震地质, 39(3), 536-549.
http://DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2017.03.007