张创军 邵辉成 史春伟 陈嘉选

(1)陕西省地震局乾陵地震台，咸阳 713300 2)陕西省地震局，西安710068)

汶川8.0级地震前龙门山断裂带地倾斜面变化特征研究*

张创军1)邵辉成2)史春伟1)陈嘉选1)

(1)陕西省地震局乾陵地震台，咸阳 713300 2)陕西省地震局，西安710068)

探讨汶川8.0级地震前龙门山断裂带区域地倾斜面的形变特征，分析表明震前区域地倾斜面在水平形变变化上呈现由龙门山断裂带两侧向中央挤压特征;垂直形变变化呈现龙门山断裂带西北侧的后山断裂持续抬升隆起，东南侧前山断裂的雅安等区域持续下沉特征;震源附近的汶川区域地倾斜面从2005年下半年至2006年出现了垂直和水平形变显著加速增大的趋势。

汶川地震;龙门山断裂带;地倾斜;面倾角;面方位角

1 前言

汶川8.0级强震发生在龙门山断裂带，该断裂带位于四川省的西北部，是由一系列压性、压扭性断裂及褶皱组成的逆冲断裂带［1，2］，地震沿龙门山中央断裂向NE方向破裂，从而形成沿北东方向一系列地震波叠加子源，对川陕甘等相关地区造成了严重破坏［3］。

汶川地震是我国有详细前兆观测记录以来，首次发生在大陆板内甘青块体与华南块体边界带——龙门山断裂带上8.0级逆冲型大地震，震前没有前震，是否也没有震前形变异常?这是科学界共同关心的问题。一些地震工作者己对震前的断层形变异常、重力异常有了初步的研究［2，4-6］，但对于震前的地倾斜形变异常变化研究较少，本文将着重应用龙门山断裂带区域地倾斜观测结果分析汶川地震前地倾斜面的形变特征，探讨地震的孕震机理。

2 资料来源与计算

设φ1、φ2分别是倾斜仪两个不同方向(α1、α2)上的倾斜观测值，求面倾斜量和面倾斜方向的公式为［7］：

计算资料来源于松潘、茂县、汶川、雅安、康定、峨眉等定点形变台站(图1)，并依据式(1)把研究区域地倾斜观测得到的EW、NS向的单分量倾斜量归算为平面的倾斜角度和面倾斜方位角。

图1 地倾斜台站分布Fig.1 Distribution of the crustal tilt observation stations

3 震前龙门山断裂带地倾斜面倾角变化特征

对龙门山断裂带区域地倾斜台站2003—2008年观测资料的计算得到的结果如图2、3所示。

从图2可知，龙门山断裂带北段的汶川、茂县、松潘，从2005年开始地倾斜面倾角持续增大，其中汶川2006-05—2007-04月呈加速突变增大状态。

图3为龙门山断裂带南段康定、雅安、峨眉交大2003—2008年地倾斜面倾角的变化。由图3可以看出，雅安地倾斜面倾角自2005年开始出现持续减小，康定倾角自2006年9月后持续增大，峨眉交大倾角自2005年开始加速增大。

图2 汶川、茂汶、松潘2003—2008年地倾斜面倾角变化Fig.2 Surface inclination angle of the crustal tilt in Wenchuan，Maoxian and Songpan from 2003 to 2008

图3 雅安、康定、峨眉交大2003—2008年地倾斜面倾角变化Fig.3 Surface inclination angle of the crustal tilt in Yaan，Kangding and Emei Jiaotong University from 2003 to 2008

为进一步分析龙门山地区的地面变化，我们分析了该地区跨断层形变观测结果(图4，图5)。

从图5可以看出，离震中最近的七盘沟A-C水准测线测值从2005年开始出现持续上升，其中2006年出现显著上升。对比汶川台地倾斜面倾角的变化，两者的形态一致。

4 震前龙门山断裂带地倾斜面方位角变化特征

龙门山地区2003—2008年的地倾斜面方位角变化如图6、图7所示。

图4 龙门山断裂带附近跨断层测点分布Fig.4 Distribution of the cross-fault surveying points nearby the Longmenshan fault zone

图5 七盘沟流动水准观测曲线Fig.5 Data curves at Qipangou of mobile leveling

图6 汶川、茂汶、松潘2003—2008年地倾斜面方位角变化Fig.6 Surface azinuth change of the crustal tilt in Wenchuan，Maoxian and Songpan from 2003 to 2008

从图6可以看出，2005—2006年汶川台倾斜方位角出现加速减小变化，2007年后至发震前，地倾斜面水平运动方向改变，呈现指向龙门山中央断裂的水平右旋顺时针伸张变化。茂县和松潘的地倾斜方位角自2005年开始持续增大，且区域地倾斜面一直呈现指向断层方向的水平右旋顺时针变化特征。

由图7可以看出，雅安台倾斜方位角从2007年开始加速减小，康定台倾斜方位角2006—2007年出现加速增大的变化。峨眉交大的倾斜方位角从2003年起持续减小。

5 分析

表1、表2分别列出了震前龙门山区域各台站地倾斜面倾角和方位角的变化参数。

图7 雅安、康定、峨眉交大2003—2008年地倾斜面方位角变化Fig.7 Surface azinuth change of the crustal tilt in Yaan，Kangding and Emei Jiaotong University from 2003 to 2008

根据表1、表2地面倾斜计算结果，汶川8.0级地震前龙门山断裂带区域地倾斜面的中期变化特征所揭示的地壳形变垂直和水平运动特征综合特征如图8所示。由图8可以看出，震前地倾斜面呈现出龙门山断裂带两侧向中央挤压，龙门山断裂带西北侧的后山断裂持续抬升隆起，东南侧前山断裂的雅安等区域持续下沉。震中附近的汶川台区域地倾斜面特征从2005年下半年至2006年出现了垂直和水平形变显著加速增大趋势。这进一步印证了汶川地震“压升、冲降”［5］的孕育模式。

图8 汶川地震前龙门山断裂带区域地倾斜面的形变综合特征Fig.8 Integrate characteristics of tilt surface deformation in the Longmenshan fault zone before Wenchuan earthquake

表1 汶川8级地震前龙门山区域地倾斜面倾角变化Tab.1 Surface inelination change of the crustal tilt in the Longmenshan area before Wenchuan earthquake

表2 汶川8级地震前龙门山区域地倾斜面方位角变化Tab.2 Surface azimuth change of the crustal tilt in the Longmenshan area before Wenchuan earthquake

6 结束语

1)自汶川8级地震前的2005年下半年开始，龙门山断裂带区域地倾斜面出现整体趋势加速运动变化，面倾斜方向在水平形变变化上呈现由两侧的后山断裂、前山断裂向中央断裂持续加速挤压特征;面倾斜量在垂直形变变化上呈现龙门山断裂带西北侧的后山断裂持续抬升隆起，东南侧前山断裂的雅安等区域持续下沉特征。

2)汶川地震前的短临地倾斜形变异常不突出，而震前2～3年开始的中期异常却较为显著。从汶川台地倾斜观测资料可以看出，2005—2006年该台地倾斜面倾角、方位角均出现显著加速趋势变化，2007年后至发震前地倾斜面特征呈现极其缓慢的变化，说明震前这段时间断层已经处于闭锁状态。

3)汶川地震前龙门山断裂带区域地倾斜资料反映的地倾斜面形变特征变化与跨断层形变、GPS、重力测量的研究结果是一致的，这种变化较好地揭示了汶川地震“压升、冲降”的孕育发生机理。

1 唐文清，等.基于GPS技术的活动断裂监测——以鲜水河、龙门山断裂为例［J］.山地学报，2007，25(1)：103-107.

2 焦青，等.汶川8.0级地震前后龙门山断裂带活动特征浅析［J］.大地测量与地球动力学，2008，(4)：7-11.

3 张宇翔，袁志祥.汶川8.0级地震陕西灾区震害特征分析［J］.地震研究，2010，33(3)：329-335.

4 周硕愚，等.汶川8.0级地震前断层形变异常及与其它大震的比较［J］.地震学报，2009，31(2)：140-151.

5 薄万举，等.汶川Ms8.0地震孕震机理的形变证据与模型推演［J］.地震，2009，29(1)：85-91.

6 祝意青，等.重力资料对2008年汶川Ms8.0地震的中期预测［J］.国际地震动态，2008，355(7)：36-39.

7 刘序俨，等.地面倾斜的形变特征及计算方法［J］.大地测量与地球动力学，2005，(1)：61-64.

RESEARCH ON SURFACE VARIATION CHARACTERISTICS OF GROUND TILT IN LONGMENSHAN FAULT ZONE BEFORE WENCHUAN Ms8.0 EARTHQUAKE

Zhang Chuangjun1)，Shao Huicheng2)，Shi Chunwei1)and Chen Jiaxuan1)

(1)Qianling Seismic station，Earthquake Administration of Shanxi Province，Xianyang 713300 2)Earthquake Administration of Shanxi Province，Xian710068)

The deformation characteristic changes of the crustal tilt surface in Longmenshan fault zone before Wenchuan Ms8.0 earthquake is discussed.The analysis shows that before the earthquake in the horizontal deformation change tilt surface there appeared the compresional characteristics from the two sides to central part of the fault zone and in the vertical deformation change of the Houshan fault which is on the northwest side of the Longmenshan fault was continuously lifting and the Qianshan fault on the southeast side of the Longmenshan fault subsiding.The Wenchuan area near the seismic focus presented evidently accelerative and inccreasing of the vertical and horizontal deformation characteristics from late 2005 to 2006.

Wenchuan Ms8.0 earthquake;Longmenshan fault zone;crustal tilt;surface inclination;surface azimuth

1671-5942(2011)Supp.-0006-04

2011-03-31

中国地震局“南北地震带北段大震危险性强化跟踪研究”课题

张创军，男，1972年生，高级工程师，主要从事地形变观测分析工作.E-mail：qlszcj@163.com

P315.72+5

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