则木河断裂带跨断层形变测量场地始建于1974年,目前在该断裂带上已建立了4处跨断层垂直形变测量场地和1处跨断层水平形变场地。积累了大量高精度跨断层形变监测资料(图1、表1)。

图1、表1展现了则木河断裂带上4个跨断层测点的地理位置、所跨断层及观测形变资料起始时间等概况。这里需要说明的是:

(1)尔乌跨断层测点所跨断层为则木河次级断层,汤家坪测点所跨断层为则木河第三级断层,断层出露处离场地较远^①。

图1 则木河断裂带跨断层形变场地布设图(邓启东等,2003)
Fig.1 Distribution of the deformation site across the Zemuhe Fault(Dengqidong et al,2003)

表1 则木河断裂带各测点概况统计表
Tab.1 Survey statistical table of each observational points across the Zemuhe Fault

(2)西昌短水准测点于1974年进行第一期观测后,1974～1987年共进行了17期重复观测,但受当时条件限制,1976年、1979～1985年未进行观测,资料连续性不好,之后由于经费等因素,1988～2003年再次停测。2004年开始至今每年进行6期加密观测。

(3)所有测点埋设均按国家地震局《跨断层测量》规范要求(范九善等,1991),汤家坪、尔乌、宁南为基岩点,西昌为土中点。

多年来,经过国家项目的支持和多学科合作,在川滇块体内建立了多个GPS剖面,2006年在则木河断裂带上建立了宁南GPS监测剖面,但由于各种因素影响仅有一期基础观测资料,至今尚未进行重复测量。目前我们掌握的跨则木河断裂带的GPS 连续监测资料局限性很大,本次研究仅收集到了跨过则木河断裂带上的1条GPS基线即西昌—美姑基线的资料,该基线长约100 km,跨越则木河、大凉山主断裂带。

求出每一测点高差年均值,滤除一年中偶然误差的影响,再对其年均值进行一阶差分(薄万举等,2001),体现了断层活动速率的变化。图2分别是跨则木河主断层和次级断层各点的年速度变化情况。

(1)位于则木河主断裂带的西昌测点受施测周期限制,在2004年前无法判定该处断层活动特征,在恢复正常观测后的2005～2009年无明显的活动,断层维持在一定量级上蠕滑活动,2010年断层活动异常活跃,以张性活动为主(图2a)。

(2)处于则木河次级断层上的尔乌测点自观

图2 则木河断裂带各跨断层垂直形变测点速率随时间变化曲线图(a)西昌;(b)尔乌;(c)宁南;(d)汤家坪
Fig.2 Rates of the vertical deformation points across the Zemuhe Fault changes with time(a)Xichang;(b)Erwu;(c)Ningnan;(d)Tangjiaping

(3)跨越则木河主断裂面的宁南测点1999～2007年断层活动微弱,1992～1998年、2008～2010年两时段断层活动相对活跃(图2c)。

(4)处于则木河断裂带尾端分支断层的汤家坪测点,1999～2009年断层处于压性活动状态,2010年则显现出张性活动趋势(图2d)。

图3显示的是利用GPS监测所获取的西昌—美姑基线变化曲线,该基线跨越则木河主断裂和大凉山断裂带。由图可知,2008年至2009年7月,基线变化曲线在5mm范围内波动,表明该时间段内断层活动不十分显著,速率为3.4 mm/a; 2009年8月至2010年4月,基线变化曲线持续上升,半年间基线变化10 mm左右,表明自2009年下半年以来,则木河断裂带拉张活动明显增强,速率约为8.2 mm/a,显示出断层的左旋活动十分活跃。

通过对则木河断裂带断层垂直、水平向速率分析发现,则木河断裂带断层活动分为4个时段,各时段活动特性各不相同:第1时段即1998年前,断层小幅滑动; 第2时段即1999～2003年(宁南测点为2007年),断层维持在一定速率内低速滑动,各点滑动方向不一样,反映出该时段内断层局部的粘滑活动,其间大多数测点处断层以压性活动为主; 第3时段即2005～2008年,各场地断层活动差异较大,跨越则木河断裂带主活动面的西昌、宁南测点处断层继续蠕滑活动,而跨越则木河次级断层的尔乌、汤家坪测点处断层活动相对活跃; 第4时段即2009年下半年至2010年7月,该时段内各测点处断层活动相对活跃,特别是则木河断裂带北段的西昌等测点处断层快速粘滑,且表现为张性活动。

图3 西昌—美姑基线变化曲线图
Fig.3 Variation curve of the Xichang-Meigu base-line

综合对则木河断裂带跨断层形变资料的分析认为:

(1)近30年来,则木河断裂带断层活动大致分为4个时段:第1时段(1999年前)断层小幅旷动(陆明勇等,2003); 第2时段(1999～2003年)断层维持在一定速率内低速滑动,反映出该时段内断层局部的粘滑特性,其间大多数测点处断层以压性活动为主; 第3时段(2004～2008年)断层活动在空间上具有分段性,跨越则木河断裂带主活动面断层继续蠕滑,而跨越则木河次级断层活动相对活跃; 第4时段(2009至2010年7月)断层活动活跃,特别是则木河断裂带北段的西昌等测点处断层速率明显加快,且表现为张性活动。

(2)则木河断裂带跨断层形变资料异常与川滇交界区域发生的5.0级以上中强地震能较好的对应。中期异常一般都出现在震前3个月到半年内,而短期异常大多出现在震前3个月内。大多数地震都发生在异常结束后10～50 d内,对川滇交界中强震的预测有着一定的参考价值。

(1)则木河断裂带上目前仅有的4个跨断层形变和GPS资料,反映出近几年来则木河断裂带断层活动异常活跃,期间在四川境内发生了汶川8.0级地震,究竟该断裂带断层活动异常是否与汶川地震有关还有待于进一步观察讨论。而2008年汶川8.0级地震后,则木河断裂带断层活动持续活跃,并未因这次地震的发生而有所改变。

(2)近20年则木河断裂带观测资料异常与川滇交界区域发生的5.0级以上中强地震能较好地对应,笔者认为川滇交界区域存在发生强震的背景,但通过前面对资料的分析,发现其中有些问题很难解释。如:映震能力较好的尔乌和汤家坪短水准、短基线场地均未跨越则木河断裂带主活动面 周如品,李昌芝,王雅杰.1986.川西大地形变测量网点布设图集.(闻学泽,2000),仅跨越则木河次级断层和第三级小断层; 特别是汤家坪场地位于公路转弯处,地质构造复杂,观测条件相对较差,但观测精度较高,不影响资料的使用。多年的观察分析显示在川滇交界发生5.0级地震前均出现明显异常,表明该场地对川滇交界中强震的发生具有一定的指示意义,可能是反映构造活动的窗口。但其异常幅度、形态、持续时间各不相同,与震级也没有明确的关系。