李大虎， 丁志峰， 吴萍萍， 郑晨， 叶庆东， 梁明剑

1 中国地震局地球物理研究所， 北京 100081 2 四川省地震局， 成都 610041 3 中国地震局地质研究所， 北京 100029 4 防灾科技学院， 河北廊坊 056201



鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境与2014年康定MS6.3地震

李大虎1,2， 丁志峰1， 吴萍萍4， 郑晨1， 叶庆东1， 梁明剑2,3

1 中国地震局地球物理研究所， 北京 100081 2 四川省地震局， 成都 610041 3 中国地震局地质研究所， 北京 100029 4 防灾科技学院， 河北廊坊 056201

2014年11月22日16时55分在四川省甘孜藏族自治州康定县发生的6.3级地震，结束了鲜水河断裂带近30多年以来没有较大地震发生的历史，其潜在的地震危险性再次引起国内外地学工作者的关注.为了研究鲜水河断裂带南东段深部孕震环境和探求康定MS6.3地震的成因，本文先利用四川区域数字地震台网和康定地区及周边所布设的流动地震台阵在2009年1月1日至2014年12月5日期间所记录到7397次区域地震事件的99287条P波到时资料，反演得到了鲜水河断裂带南东段上地壳范围内不同深度的三维P波速度结构特征;再对康定震区及周边的重力、航磁数据进行视密度、视磁化强度反演，得到了壳内不同深度密度的横向变化信息和视磁化强度的分布特征; 在此基础上综合研究鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境.研究结果表明，雅江—九龙一带的低速区与泸定—宝兴高速区的速度结构特征表明了鲜水河断裂带南东段两侧壳内物质存在显著的横向介质差异，康定MS6.3地震发生在该高低速异常区的分界线上；结合康定MS6.3地震的1028个余震序列的精确定位结果可以看出，重新定位后的余震沿着鲜水河断裂带南东段呈条带状分布，且震源深度优势分布层位深度为8～15 km，该余震序列的空间分布特征与鲜水河断裂南东段的深部介质条件密切相关.鲜水河断裂带南东段特有的视密度和视磁化强度异常分布特征反映了康定地区东西两侧块体的基底性质存在明显差异，康定—石棉及其以东地区所表现出的磁异常高和重力高的位场特征，反映该区域由强磁性、高密度物质组成，而康定MS6.3地震就发生在康定—石棉重力梯度变化带上、雅安—泸定磁性穹窿区的西边界线上.随着川青块体向南东方向滑移，受到四川盆地西缘边界刚性基底对川青块体的强烈阻挡，加剧了康定—石棉及其以东地区基底岩层的褶皱变形并产生了强烈的应力积累，所积累的应力突然释放导致了康定MS6.3地震的发生，这正是此次鲜水河断裂带南东段康定地区强震孕育和发生的深部构造环境和介质特征.根据本文对鲜水河断裂带南东段深部孕震环境的综合研究成果可知，石棉段处于重磁异常梯级带上且其北东侧表现出的高密度、强磁性和高波速等物性特征有利于区域应力的相对集中，因此，鲜水河断裂带南东段石棉地区的地震活动趋势和地震危险性背景值得进一步关注和研究.

鲜水河断裂带； 康定地震； 速度结构； 视密度； 视磁化强度反演

1 引言

据中国地震台网测定：2014年11月22日16时55分在四川省甘孜藏族自治州康定县(30.3°N，101.7°E)发生了6.3级地震，震源深度14.6 km(http:∥earthquake.usgs.gov).截至23日15时30分，康定“11·22”6.3级地震已经造成5人死亡，1人失踪，54人受伤(其中危重伤6人、重伤5人、轻伤43人).随后，于2014年11月25日23∶19∶07 在康定县(30.2°N，101.7°E) 又发生5.8级地震，两次地震相聚10 km左右，但震中位置南移，向着康定城方向逼近.从大区域构造位置上来看，康定地震震区处于青藏高原东缘，受青藏高原强烈隆起抬升和高原上地壳物质向东蠕散的影响，于青藏高原东部地区形成了一系列的弧形走滑断层系.作为川滇块体东北边界断层的主要成员，鲜水河断裂带全新世以来表现出强烈的左旋水平剪切运动特征.自1700年以来，该断裂带上发生M≥6.0级地震22次, 其中M≥7.0级地震8次，发生于1973年2月6日的四川炉霍M7.6地震是该断裂带自1900年以来发生的最强地震.然而，1981—2008年期间鲜水河断裂带上没有较大地震的发生，出现了大地震在时间段上的“空段”(易桂喜等，2005，2011；闻学泽，2000；闻学泽等，2009).2008 年5·12汶川MS8.0地震发生后，Parsons 等(2008)用断层模型计算了汶川地震的同震应力变化，计算结果显示了鲜水河断裂带为库仑应力加载区；2010年4 月14 日青海省玉树7.1 级地震的发生，使人们再一次关注到了巴颜喀拉块体边界断裂(如鲜水河断裂)活动特征与强震发生的关系，其潜在的地震危险性已经引起了国内外地震专家们的密切关注(Parsons et al., 2008；Toda et al., 2008；万永革等，2009；吴萍萍等，2014).因此，鲜水河断裂带强震孕育的深部孕震环境和地震危险背景值得进一步关注和研究.

鲜水河断裂带是中国大陆内部的一条大型走滑活动断裂带，也是我国西部著名的强震活动带，该断裂北西起于甘孜西北，向南东经炉霍、道孚、乾宁、康定、泸定磨西，至石棉新民以南活动形迹逐渐减弱，最终消失于石棉公益海附近.断裂走向在康定木格措以西为N40°—50°W，过木格措后断裂走向向南逐渐偏转呈N20°—30°W，全长约400 km(图1).晚新生代以来，鲜水河断裂表现出强烈的左旋走滑运动，是松潘—甘孜造山带内部一条大型走滑断裂，横切了松潘—甘孜造山带的主体，系造山运动后期陆内变形的产物，晚新生代以来的位移总规模在60 km左右(许志琴等，1992).已有研究结果表明，鲜水河断裂全新世以来的活动以惠远寺拉分盆地为界可分为两段：北西段长约200 km，由一条单一的主干断裂组成，平均水平滑动速率在10～15 mm·a-1之间(钱洪等，1990；闻学泽等，1989；Allen et al.，1991)；南东段结构比较复杂，主要由NNW向的磨西断裂、雅拉河断裂、康定—色拉哈断裂和折多塘断裂组成，历史上曾发生过1725年康定7级、1786年康定泸定磨西间7.5级和1955年康定7.5级地震.

近些年来，基于地质研究成果和不同的地球物理测深方法及成像结果研究均揭示出青藏高原东缘龙门山推覆构造带以西、松潘—甘孜造山带地区存在与中下地壳物质通道流密切相关的低速低阻异常(Royden et al.，1997；Clark and Royden，2000；孙洁等，2003；Unswonh et al.，2005；Xu et al.，2007；Burchfiel et al.，1995；王椿镛等，2003a,2003b, 2008；赵国泽等，2008； Zhang et al.，2009, 2010a)，并推测在青藏高原东部、松潘—甘孜块体地壳内的高导层(HCL)具有较低的黏滞度，是易于变形或可流动的层，也可称为“管流层”.在2008年汶川地震发生之后也有一些专家学者对地壳的通道流提出了质疑(Hubbard and Shaw,2009；Zhang et al., 2010；Wang et al., 2012)；最新研究成果表明刚性块体运动和地壳流并非不可调和的地壳变形模式(Liu et al.，2014).然而，现有的研究结果较多地关注于块体内部(如松潘—甘孜块体、川滇块体)深部构造，尚未对松潘—甘孜块体边界断裂——鲜水河断裂南东段的康定地震震源区深部介质环境以及深部构造成因机制给出足够清晰的解释，因此，本文先利用2009年1月1日—2014年12月5日期间四川省区域数字地震台网和流动地震台阵所记录到的7397次地震事件提取到的99287条区域P波到时资料，反演得到了鲜水河断裂带南东段上地壳范围内不同深度的三维P波速度结构特征，再对康定震区及周边的重力、航磁数据进行视密度、视磁化强度反演，得到了壳内不同深度处层密度的横向变化信息和视磁化强度的分布特征，在此基础上综合研究鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境、探求康定MS6.3地震的成因.该研究成果对于理解鲜水河断裂南东段地震孕育的深部地球动力学机制、讨论康定MS6.3地震孕育与发生的深部构造背景以及评估未来地震活动趋势都具有重要的科学意义.

2 观测资料与成像方法

2008年汶川地震后，四川区域数字地震台网进行了升级改造并对观测数据进行了数字化处理，因此，为了得到可靠的成像结果，本研究重点收集汶川地震震后从2009年1月1日至2014年12月5日期间发生的、被四川数字地震台网和流动地震台阵(图2a)记录到的P波区域地震到时资料，其中60个固定地震台站位于四川省境内，流动地震台阵主要集中分布于龙门山断裂带西南段、安宁河断裂冕宁以北段和鲜水河断裂南东段交汇处的“三岔口”康定地区及其周边，本研究所选用的地震事件分布范围遍及全川，主要集中分布在龙门山断裂带和鲜水河断裂南东段及其附近，确保了各个方位的射线覆盖.经过严格的筛选，共筛选出大于等于M1.0地震事件共计7397次(图2b)，每个地震的P波到时观测数据不少于10个，读取的P波到时数据的精度为0.05～0.10 s，最后反演中共采用了来自7397个事件的99287个P波到时数据.

图1 鲜水河断裂带地震构造环境图F1:鲜水河断裂带; F2:玉农希断裂带; F3:龙门山断裂带; F4:抚边河断裂带; F5:天全—荥经断裂; F6:大渡河断裂带Fig.1 Geologic map around the Xianshuihe fault zone

图2 本研究所用的地震台站分布(a)和地震震中分布(b)Fig.2 (a) Distribution of seismic stations and (b) earthquake epicenters used in this study

本文采用了Zhao等提出的走时层析成像方法来反演康定地震震源区及周边区域三维P波速度结构(Zhao et al.，1992，1994；Zhao,2001)，该方法允许速度在三维空间内任意变化，并通过在模型空间中设置一系列的三维网格节点，节点处的速度扰动作为反演中的未知数被求解，而模型中其他任意点的速度扰动可由与之相邻的8个节点的速度扰动线性插值得到.为了快速、精确地计算理论走时和地震射线路径，该方法在射线追踪过程中对Um和Thurber(1987)提出的近似弯曲算法进行了改进，迭代地应用伪弯曲技术和斯奈尔定律进行三维射线跟踪，使之适用于复杂的速度间断面存在的情况，在反演过程中，采用带阻尼因子的LSQR(最小二乘解)方法(Paige and Saunders，1982)求解大型稀疏的观测方程组，且阻尼满足了模型和数据方差均为最小.

3 鲜水河断裂带南东段速度结构特征

由于康定MS6.3主震及本研究所用到的多数地震台站(阵)均集中分布在鲜水河断裂带南东段与龙门山断裂带南段以及安宁河断裂冕宁以北段交汇部位的“三岔口”康定地区及其周边，因此我们主要集中讨论鲜水河断裂带南东段康定震区及其周边的地壳三维速度结构特征.图3给出了1～16 km地壳不同深度范围内P波速度异常分布图，从图中可以看出，在浅部上地壳深度范围内，P波速度异常分布特征与地表地质构造、地形地貌和地层岩性密切相关，由1 km深度的速度分布图可以看出康定东侧至宝兴一带表现出高速异常特征，这主要与地面出露为前震旦纪结晶片岩、中基性变质火山岩及岩浆岩分布有关，龙门山前陆逆冲楔中的上元古界变质岩块分布范围与该高速区范围大体一致(陶晓风，1995)，且高速区北西边界被金汤弧形构造带所限制，这一分布特征到了8 km深度图上仍表现出较好的对应关系.丹巴—小金地区位于川青面状强隆区二级新构造单元，第四纪以来，伴随着青藏高原的强烈隆起抬升，该区的新构造运动特征主要表现为大面积的整体间歇性隆升，形成有多级夷平面和河流阶地等层状地貌，其中丹巴地区出露上元古界的变粒岩、含砾片岩及混合岩，晚震旦纪陡山沱组及灯影组大理岩、片岩等地层；而小金中部出露古生界和前古生界高级变质岩，形成变质穹隆，围绕该穹隆区出露三叠纪浅变质砂板岩、千枚岩地层(许志琴等,1992; 曾宜君等, 2001)，这种岩性分布特点与图3速度结构中的低速异常分布特征密切相关.我们得到的鲜水河断裂及以西地区的低速异常特征与王椿镛等(2003a)通过人工地震测深所得到的鲜水河断裂带在近地表有相对低的速度结构且低速带宽度达几公里相一致，同时成像结果也符合大型地壳断层在近地表一般都具有几百米甚至几公里宽的低速带特征(Thurber，1983；Mooney and Ginzburg，1986).随着深度从1 km到12 km的递变，速度异常分布趋势也随着发生改变，鲜水河断裂南东段作为雅江—九龙一带的低速区与泸定—宝兴高速区的分界线逐渐清晰，表明了鲜水河断裂带南东段两侧上地壳物质存在显著的横向介质差异，而康定MS6.3地震就发生在该高低速异常区的分界线上，这一速度结构特征在12 km深度图上表现得尤为明显，稍有不同的是康定震区西南侧的低速区分布范围出现了串珠状圈闭的特征，究其原因是该低速圈闭分别为川西面状强隆区内的雅江断隆和贡嘎山强断隆所对应的三级新构造区域范围，其中，鲜水河断裂带为雅江断隆的北东边界，且雅江断隆第四纪以来一直处于隆升状态，表现为深切割的高中山地貌和丘状高原面；而贡嘎山强烈断块隆起区的东边界为鲜水河断裂南东段，其西侧边界为玉农希断裂，玉农希断裂控制了该低速区的西向展布范围.第四纪以来，由于断块边界断裂的强烈差异运动，同时鲜水河断裂在该段的向南偏转，由左旋水平剪切运动在转折部位转化为挤压运动而导致的地貌效应，贡嘎山断块强烈的隆起抬升状态使其与周围山体具有明显不同的地球物理场特性差异(如流动重力异常)，塑造的断裂构造格局对该区地震的空间分布格局具有明显的控制作用(李大虎等，2014).16 km深度处康定—石棉及其以东地区的高速异常分布特征与Liu 等(2014)利用川西台阵数据进行P波接收函数和噪声联合反演所得到的研究结果相一致.

4 视密度、视磁化强度反演

以往对四川地区重磁异常方面的研究主要集中在重、磁场的分区特征、地壳厚度分布及变形特征等方面，2008年5月12日汶川8.0地震发生以后，对龙门山及邻区重磁特征与地震的关系及其深部过程和动力学特征等研究又掀起了新的热潮，并取得了一系列的认识及成果(钟锴等，2005；张季生等，2009；王谦身等，2009；张永谦等，2010).然而，至今为止，仍未对鲜水河断裂带南东段的重磁场分布特征进行过细致地分析研究，从位场特征来揭示鲜水河断裂南东段深部构造特征及其孕震环境仍存在疑问，而基于重磁场分解与反演成像的异常特征研究可以为断裂带物性特征与深部孕震环境研究提供重磁学方面的科学依据.因此，为了探求鲜水河断裂带南东段壳内不同深度范围内密度的横向变化情况和磁化强度分布差异特征，同时也为了进一步验证P波成像结果的可靠性与合理性，我们又分别采用了视密度、视磁化强度反演的方法，得到了上地壳不同深度密度的横向变化信息切片和视磁化强度的分布特征.提取出不同深度层次的位场异常中含有的深部重磁信息，进而系统地分析鲜水河断裂带南东段深部孕震环境、介质物性分布特征与2014年康定MS6.3地震之间存在的关系.

本文所采用的视密度反演是一种基于位场分离和延拓的三维视密度反演方法，首先应用位场分离的切割法对观测到的重力变化场进行不同深度层源的切割分离，由于常用的傅里叶变换法及其变种的下延深度一般不超过资料点距的3～5倍(徐世浙等，2009)，故又采用大深度向下延拓方法将各层的场延拓至相应的深度，最后反演得到的是各深度层密度变化的近似分布情况(Boschetti et al.，2001；Fedi and Florio，2002；Cooper，2004).而视磁化强度反演结果可以用来划分磁性岩层、确定岩体的边界和突出地质构造单元界线，根据磁异常形态、幅值大小、梯度变化、走向特征及分布范围来分析康定震区磁场的强弱分区及特征，以此来研究鲜水河断裂带南东段壳内磁性物质的分布范围以及结晶基底特征.航磁资料反演得到的浅源磁性异常通常反映出露的和浅层的岩浆岩分布与磁性基底的性质和埋深，深源磁性异常则主要与中上地壳内岩石的性质及地壳磁层的厚度有关.

由于松潘—甘孜块体的地壳浅部分布有巨厚密度低、磁性弱的沉积盖层，所以总体来看，由图4视密度反演图(10 km、20 km)所揭示出块体南西边界鲜水河断裂带道孚—康定地区低密度背景场特征下，不同段落之间的形态也存在明显的差异，大致以道孚八美为界，断裂的北西段显示为一系列宽缓异常区，而断裂南东段则显示为重力梯度快速变化带，其中道孚盆地表现为串珠状圈闭的低值异常区，过了康定以南，鲜水河断裂南段的北东侧区域表现相对宽缓些，这一趋势性变化在20 km深度的视密度反演图上则更为明显.此次康定MS6.3地震的震中位置位于贡嘎山强断隆的北界——鲜水河断裂南东段、重力梯度变化带上，康定贡嘎山作为一个典型的断块隆起区，低值串珠状圈闭的贡嘎山低重力异常区在进行均衡调整过程中将促使壳内物质重新分布，影响和制约着鲜水河断裂带南东段的构造变形和地震活动.

磁异常反演是根据磁场的空间分布特征来确定地下所对应的场源体特征(Pilkington，1989；管志宁等，1990).我们对航磁数据进行反演得到了5～30 km深度处的视磁化强度反演图(图5)，反演步骤是先对原始磁异常数据进行相关预处理(日变校正、正常场及高度校正等)得到磁异常数据，并对原始磁异常数据进行网格化处理；再对磁异常数据进行化极处理，并结合本研究区的地质情况，对化极磁力异常数据进行不同高度向上延拓处理的对比分析，选取合理延拓高度的磁异常作为磁化强度反演计算的基础数据，最后进行磁化强度的反演计算.其中，5 km深度图中丹巴作为马尔康地块和扬子地块的过渡地带呈现出条带状视磁化强度分布特征，雅江地区较为平滑的背景磁场且区域视磁化强度由东向西逐步降低，在数百公里的长度之内看不出明显的异常变化，由于该区多为三叠系地层及燕山期花岗岩所覆盖，平静的背景场应是雅江地区弱磁性基底的反映.位于丹巴和雅江之间的鲜水河断裂带南东段地区康定—石棉及其以东地区位于高磁化强度范围内，且鲜水河断裂带南东段地区多显示为椭圆形大范围缓梯度高低视磁化强度异常镶嵌的磁场特征反映了康定—石棉及其以东地区存在刚性基底，深度10 km处视磁化强度变化趋势较5 km深度更为明显，范围进一步增大，磁化强度也有所增加.由于深层视磁化强度反演结果主要反映深部磁性基底特征，20 km和30 km深度图的等值线形态比浅层磁异常分布更为圆滑，等值线的局部异常扰动滤除了，是更具有框架性磁异常的反映.根据视磁化强度20、30 km反演结果，鲜水河断裂带南东段高磁性北东向排列的椭圆形范围截止到四川盆地西缘的大凉山断裂带，而降低的磁场强度背景反映了鲜水河断裂带南东段以西地区深部物质磁性较弱的特性，其中沿九龙—雅江及其以西地区存在一条NW向转NS向连续延伸的低磁异常带.在龙门山断裂带南东段宝兴及康定等地东侧，地面出露为前震旦纪结晶片岩，中基性变质火山岩及岩浆岩，它们共同组成四川盆地西缘的磁性基底(宋鸿彪和刘树根,1991; 张先等，1998)，上覆震旦系及寒武—奥陶系等古生界及中新生界非磁性盖层.根据视磁化强度反演图5可以看出，这些地区前震旦系基底内的中基性火山杂岩引起的异常表现出特别快的衰减，雅江—九龙一带有些磁性异常几乎消失，而扬子块体西缘边界的磁性异常并没有随着反演深度的增加急剧衰减，体现出鲜水河断裂带东西两侧不一样的磁性异常背景特征.随着川青块体向南东方向滑移，受到盆地西缘边界刚性磁性基底对川青块体的强烈阻挡，从而加剧了康定—石棉及其以东地区基底岩层的褶皱变形，并产生了强烈的应力积累，也正是由于不同块体内部或者块体间基底性质存在的明显差异、强磁性坚硬介质发育的雅安—泸定磁性穹窿区往往有利于应力相对集中，脆性上地壳中低强度的区域在横向挤压的构造应力场作用下易于破裂，从而有利于康定MS6.3地震的孕育和发生.

图4 鲜水河断裂带南东段视密度反演图(10 km和20 km)F1:鲜水河断裂带; F2:龙门山断裂带; F3:玉农希断裂带.Fig.4 The inversion of apparent density map in the southeastern section of the Xianshuihe fault zone

图5 鲜水河断裂带南东段视磁化强度反演图(5 km，10 km，20 km和30 km)F1:鲜水河断裂带; F2:龙门山断裂带; F3:玉农希断裂带.Fig.5 The apparent magnetization inversion map in the southeastern section of the Xianshuihe fault zone

5 讨论与结论

(1)本文利用四川区域数字地震台网和鲜水河断裂南东段、龙门山断裂带西南段和安宁河断裂冕宁以北段交汇处的“三岔口”康定地区及其周边所布设的流动地震台阵在2009年1月1日至2014年12月5日期间所记录到7397次区域地震事件的99287条P波到时资料，反演得到了鲜水河断裂带南东段上地壳范围内不同深度的三维P波速度结构特征，揭示了鲜水河断裂带南东段的深部介质构造环境，断裂两侧雅江—九龙一带和泸定—宝兴地区分别呈现出低速异常与高速异常的分布特征，表明了鲜水河断裂带南东段两侧上地壳物质存在显著的横向介质差异，而康定MS6.3地震恰好发生在该高低速异常区的分界线上.2014年11月22日康定地震发生后，四川省地震局现场流动监测工作组按照抗震救灾指挥部的安排，在康定震区架设了流动测震台站(LJBT、LTGT、LTDQ、LZGT等)，对震中形成了较好的包围，因此我们又对四川省区域固定台网和流动测震台站于2014年11月25日至12月5日期间所记录到的1028个康定6.3级地震的余震序列进行精确定位结果可以看出(图6)，重新定位后的余震序列沿着鲜水河断裂带南东段呈条带状分布，A—A′和B—B′剖面显示震源深度优势分布层位深度为8～15 km，为浅源性壳内地震，这与易桂喜等(2015)研究结果相一致.康定MS6.3余震序列的空间分布特征与松潘—甘孜块体西南边界的鲜水河断裂南东段的深部介质条件密切相关.首先，在地震学研究方面，Wang 等(2008)通过研究S波的速度结构发现青藏高原东缘下地壳介质具有强衰减的性质并呈现出大范围的低速异常；郭飚等(2009)利用川西地震台阵记录到的远震P波走时数据反演获得龙门山地区400 km深度范围内的三维P波速度结构也显示鲜水河断裂带中下地壳(30 km)存在低速异常扰动；Liu 等(2014)通过P波接收函数和背景噪声的联合反演得到了3D青藏高原东部0～100 km的速度成像，发现下地壳的物质沿鲜水河断裂带流动，并在鲜水河断裂带和龙门山断裂带处分流，在流动过程中同时拖曳着中上地壳的运动，由于中地壳软弱，所以应力的集中一般在上地壳(20 km以内).其次，在大地电磁(MT)测深研究方面，Zhao 等(2012)通过跨龙门山推覆构造带南段(宝兴附近)和中段(北川—映秀附近)的大地电磁剖面探测研究结果表明，龙门山断裂带中北段以西的松潘—甘孜块体在上地壳高阻层下方存在高导低阻层，其层顶面埋深约为20 km，龙门山断裂带南段西侧的地壳低阻层深度即相对坚硬上地壳的厚度约为10 km，小于汶川地震所在的中段西侧的低阻层顶面深度.2013年4·20芦山MS7.0地震之后，由中国地震局地球物理研究所牵头，实施了芦山“4·20”7.0级强烈地震的科学考察工作，詹艳等(2013)根据跨龙门山断裂带南段芦山地震震源区的MT复测成果反演得到该区的二维深部地电结构，震后MT复测资料表明龙门山断裂带南段深部电性结构发生了变化，松潘—甘孜块体南西边界断裂——鲜水河断裂带的低阻层埋藏深度差异较大(与詹艳个人通讯，2014).由于受青藏高原强烈隆起抬升和高原上地壳物质向东蠕散的影响，块体内部低速层的存在使上地壳如同漂浮在塑性层上，且中下地壳低速层的存在有利于应力在其上方的脆性地壳内集中，这正是鲜水河断裂及其附近地区发生强烈地震的深部介质条件.同时，青藏高原东部地区所形成的一系列的弧形走滑断层系，构成了川滇和川青两个明显的滑移块体，随着青藏高原的地壳增厚和抬升，龙门山断裂带以西的川青块体向SE方向滑移，在龙门山断裂带西南段、安宁河断裂冕宁以北段和鲜水河断裂带南东段附近交汇的“三岔口”康定地区同四川盆地西缘相碰撞，盆地西缘泸定—雅安等高速异常区所积累的应力突然释放，产生康定MS6.3地震，这正是从地震学方面对此次鲜水河断裂带南东段康定地区强震孕育和发生的深部构造环境做出的解释.

(2)本文的研究结果还表明，位于四川盆地西缘的泸定—雅安地区密度较高，其上地壳物质比较坚硬，而松潘—甘孜块体的地壳物质则相对比较软弱.鲜水河断裂带南东段特有的视密度和视磁化强度异常分布特征也反映了康定地区东西两侧的基底性质存在明显差异，康定—石棉及其以东的地区所表现出的磁异常高和重力高的位场特征，反映该区域由强磁性、高密度物质组成，在区域构造应力场的作用下，具备孕育和发生大震的深部构造环境，而康定MS6.3地震就发生在康定—石棉重力梯度变化带上、雅安—泸定磁性穹窿区的西边界线上.随着川青块体向南东方向滑移，受到盆地西缘边界刚性磁性基底对川青块体的强烈阻挡，加剧了康定—石棉及其以东地区基底岩层的褶皱变形，并产生了强烈的应力积累，也正是由于不同块体内部或者块体间基底性质存在的明显差异、强磁性、高密度坚硬介质发育的地区往往有利于应力相对集中，脆性上地壳中低强度的区域在横向挤压的构造应力场作用下易于破裂，从而有利于康定MS6.3地震的孕育和发生.本文根据重力、航磁反演得到的鲜水河断裂带南东段的深部构造背景和物性分布特征与P波速度结构之间具有较好的一致性，其中速度结构表现为低速异常区的康定—九龙一带，在位场反演结果中表现出了低密度和低磁化强度特征，而四川盆地西南缘的泸定—宝兴一带高波速异常区则对应着强磁性和高密度的位场特征.本文研究成果对深入理解康定MS6.3地震的孕震机制和深部介质条件提供了可靠的依据，为鲜水河断裂带南东段地震构造环境评价和地震活动趋势分析提供了科学的深部构造资料.

图6 精定位前、后的地震震中分布和沿A—A′、B—B′剖面震源深度分布图(a) 精定位前震中分布图; (b) 精定位后震中分布图; (c) A—A′剖面; (d) B—B′剖面.Fig.6 Distributions of epicenter before and after precise relocation and the A—A′，B—B′ sections of hypocenters

(3)2013年4月20日芦山地震的发生是否有可能开启在它南面的沉寂多年的近NS向的安宁河断裂带及其附近现今小震活动相当活跃的冕宁、石棉一带的强震活动(陈运泰等，2013；Yang et al.，2005)，是个亟待加强监测与研究的重要科学问题.从地震活动性方面看，2014年10月1日09时23分，大凉山断裂北段附近的越西县(102.8°E， 28.4°N)发生5.0级地震，而连接NE向龙门山断裂带、NW向鲜水河断裂带与近NS向安宁河断裂带的Y字形的“三岔口”地区，是近年来持续关注的地震危险区和重点监视防御区，此次康定MS6.3地震就发生在该地区.由于鲜水河断裂带上其他区段历史上都发生过强震，唯独其南东段的石棉地区没有强震记载，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.据四川省现代台网观测记录，自20世纪70年代迄今的40余年间，石棉地区及其附近约95.96%的地震为ML<3.0的小震活动，ML≥3.0地震仅占4.04%左右.迄今为止，康定—石棉段历史最大地震为1786年73/4级地震.然而，鲜水河断裂带南东段晚第四纪以来的活动更具鲜明的特色，以显著的断错地貌和近代地震地表破裂为其主要特征.根据野外地震地质调查，鲜水河断裂南东段擦罗段北起石棉田湾，向东南经安顺场、擦罗止于公益海附近，长度约60 km，该段错切了台地并形成明显的断槽地貌，在安顺场附近，鲜水河断裂在该段呈N30°W方向延伸，将冲沟和冲洪积阶地同步左旋错断，其中Ⅳ级阶地面被断层纵向错开，位错量在300 m左右，显示出明显的活动性.唐汉军等(1995)曾在石棉县新民乡花岗岩中发现出现在16000—17000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.根据本文对鲜水河断裂带南东段深部孕震环境的综合研究成果可知，石棉段处于重磁异常梯级带上且其北东侧表现出的高密度、强磁性和高波速等物性特征有利于区域应力的相对集中，鲜水河断裂带南东段石棉地区的地震活动趋势和地震危险性背景值得进一步关注和研究，鲜水河断裂带南东段深部孕震环境对深入理解该区孕震过程和驱动地震带新构造变形的动力学机制等问题都具有重要的科学意义.

致谢 感谢赵大鹏教授提供的层析成像程序，感谢中国地震局地质研究所詹艳研究员对文章给予的指导和帮助，在论文的撰写过程中先后与杨歧焱博士、吕苗苗博士、顾勤平博士、吴朋高级工程师等进行了多次有益的交流和探讨，审稿专家对本文提出了宝贵的修改意见，作者在此一并表示衷心的感谢.

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(本文编辑 何燕)

The deep seismogenic environment of the southeastern section of the Xianshuihe fault zone and the 2014 KangdingMS6.3 earthquake

LI Da-Hu1,2， DING Zhi-Feng1， WU Ping-Ping4， ZHENG Chen1， YE Qing-Dong1， LIANG Ming-Jian2,3

1InstituteofGeophysics,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100081,China2EarthquakeAdministrationofSichuanProvince,Chengdu610041,China3InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029,China4InstituteofDisasterPrevention,HebeiLangfang056201,China

At 16∶55, November 22, 2014, anMS6.3 earthquake occurred in Kangding country, Garzê, a Tibetan autonomous prefecture in Sichuan Province. This event ended a 30-year interval without any large earthquake in the Xianshuihe fault zone and motivated scholars in China and elsewhere in the world to assess the seismic risk of this region. To study the deep seismogenic environment of the southeastern section of the Xianshuihe fault zone and the genesis of the KangdingMS6.3 earthquake, we conducted a seismic tomography study. Using 99287 P-wave travel time data of 7397 regional seismic events, recorded by a digital seismic network and by transportable seismic stations in Sichuan Province, the structure of the upper crustal three-dimensional P-wave velocity was ascertained. Through field separation and inversion imaging of the gravity and aeromagnetic data of the Kangding seismic zone, the apparent density and apparent magnetization inversion results were obtained at different depths in the crust. The low velocity zone of the Yajiang-Jiulong area and the velocity structure characteristics of the Luding-Baoxing high-speed zone indicate the existence of a transverse medium that is significantly different from the crustal material on either side of the southeastern section of the Xianshuihe fault zone. The KangdingMS6.3 earthquake took place at the boundary of the high velocity anomaly zone and the low velocity anomaly zone. Accurate locating for the sequence of 1028 aftershocks of the KangdingMS6.3 earthquake reveals that these aftershocks show a zonal distribution along the southeastern Xianshuihe fault zone with focal depths 8～15 km. Such spatial distribution characteristics of the aftershocks are closely related to the deep medium conditions of the southeastern segment of the Xianshuihe fault. The unique anomaly distribution of apparent density and apparent magnetization intensity reflect the existence of obvious differences in basal properties on both sides of the Kangding area. The high magnetic anomalies and high gravity potential field characteristics of the Kangding-Shimian′s eastern area indicate that this region is comprised of strong magnetism and high-density material. The Kangding earthquake occurred in the Kangding-Shimian gravity gradient belt, and its epicenter is located on the magnetic dome′s western boundary of the Ya′an-Luding area. When moving southeastward, the Sichuan-Qinghai block is strongly hampered by the rigid basement of the Sichuan basin on its western margin. Such a process has strengthened folding deformation and the accumulation of stress within the Kangding-Shimian area and its east. The sudden release of accumulated stress led to the occurrence of the KangdingMS6.3 earthquake. These are the deep seismogenic environment of the southeastern Xianshuihe fault zone. The Shimian segment of the southeastern Xianshuihe fault zone is also located in a gravitational and magnetic anomaly zone, with high density, strong magnetism, and high velocity media on its northeastern side. Therefore, this segment also deserves further risk assessment and investigation into its seismicity trend.

Xianshuihe fault zone； Kangding earthquake； Velocity structure； Apparent density； Apparent magnetization inversion

10.6038/cjg20150610.

中国地震局地震科技星火计划项目(XH15040Y)和国家自然科学基金项目(41474057)联合资助.

李大虎，1982年生，在读博士，目前主要从事深部孕震环境研究、地震活动断层探测等工作.E-mail:lixiang2006@sina.com

10.6038/cjg20150610

P315

2014-12-23，2015-05-08收修定稿

李大虎，丁志峰，吴萍萍等. 2015. 鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境与2014年康定MS6.3地震.地球物理学报，58(6):1941-1953,

Li D H, Ding Z F, Wu P P, et al. 2015. The deep seismogenic environment of the southeastern section of the Xianshuihe fault zone and the 2014 KangdingMS6.3 earthquake.ChineseJ.Geophys. (in Chinese),58(6):1941-1953,doi:10.6038/cjg20150610.