“4·20”芦山地震与“5·12”汶川地震发震断裂初析

应丹琳，李忠权，曾 庆，李志军，万双双，杭文艳，李洪奎，应文峰

（1.北京大学 地球与空间科学学院，北京100871；2.国土资源部构造成矿成藏重点实验室（成都理工大学），成都610059；3.中国石油西南油气田分公司 勘探开发研究院，成都610051；4.油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），成都610059）

地震具有突发性和破坏性，是迄今为止尚不能准确预报的最大的自然灾害之一。从2008年到现在，四川相继发生了“5·12”8.0级汶川地震和“4·20”7.0级芦山地震，这2次大地震及由地震所引起的次生地质灾害带来了惨重的社会经济损失和人员伤亡。其中“5·12”汶川地震的震源深度为10～20km，震中距成都约80km，最大烈度达Ⅺ度，为新中国成立以来国内破坏性最强、波及范围最广、总伤亡人数较多的一次地震，共造成10多万人伤亡，经济损失达万亿元。“4·20”芦山地震震源深度为13km，震中距成都约110 km，成都、重庆及陕西的宝鸡、汉中、安康等地均有较强震感。此次地震最大烈度达Ⅸ度，受灾范围约15 720km2，近200人死亡，一万多人受伤，经济损失巨大。

汶川地震后，中外专家对龙门山构造带的地表破裂、次生灾害、现今应力场、地震动力学机制等进行了广泛研究，取得了丰硕成果。在芦山地震发生后，国内外专家学者对此次地震的性质也是众说纷纭。目前一致认为这2次地震均是由断裂活动所引起的构造地震，是由于印度洋板块的碰撞挤压，构造应力能量的长期积累，最终在地壳脆弱地区——断裂部位释放巨大的能量，发生地震[1]。多数专家认为在巴彦喀拉地块或者青藏高原深部地壳熔融体向东和向东南运动的过程中，四川盆地这个相对坚硬、稳定的地块阻隔了物质的运动，从而形成上冲型的断裂带——龙门山构造带[2－13]。随着全球板块活动的加剧[11，12]，在巴彦喀拉地块的东边界引发了地震[2－13]。此外，还有学者提出四川地震的发生可能与太平洋板块的关系更为密切。罗志立等认为龙门山冲断带具有中国地质特色的中国型（C型）冲断[14]，认为汶川地震是印度板块或太平洋板块推挤中国大陆板块产生的远端效应，可能是受太平洋板块推挤中国大陆板块触发陆内俯冲引起的大地震，与印度板块挤压关系不大[15]。

关于芦山地震是否为汶川地震的余震，学者的看法不一。陈运泰、秦四清、范晓、沈正康和美国杰西卡.特纳等认为，芦山地震是汶川大地震的一次强余震。其中陈运泰、秦四清的理由是芦山地震同样发生在龙门山断裂带上，距离汶川地震破裂区几十千米的距离也还不算太远；周本刚、嵇少丞、周永胜、曹俊兴、潘怀文等主要依据2次地震发生的时间、位置、震级、烈度及地表破裂程度等的差别[6－10]，认为芦山地震为一次独立地震。

总之，对于这2次强震，不同学者都从自己的专业领域提出了自己的认识；但是对于2次地震发震构造单元、发震断裂特征，以及今后发震演变趋势等研究偏少。针对这些问题，本次研究在收集了遥感、DEM、地面地质及芦山震区人工地震剖面的基础上，对网上公布的芦山地震震中数据、地震机制解、余震分布数据和地震的地表破裂情况进行了分析，对芦山地震和汶川地震的基本特征进行了研究，并将二者进行了综合对比。

1 芦山地震基本特征

2013年4月20日上午8点2分，四川省芦山县发生Ms7.0级地震，根据中国地震台网中心公布的信息，地震震中为北纬30.3°、东经103°，震源深度13km。根据这一经纬度数据在1∶250 000宝兴幅地质图上进行投影，震中位于四川盆地南宝山向斜与芦山向斜交界处（图1），处于四川盆地西南部，其中南宝山向斜与芦山向斜由白垩系与新生界组成。震中位于双石断裂和彭灌断裂东侧，属双石断裂下盘，距双石断裂约1.5 km，距彭灌断裂约10.5km。

图1 芦山地震震中周边地质图Fig.1 The epicenter geological map of the Lushan earthquake

图2为中国地震台网中心公布的芦山地震余震平面分布图，从图中可以看到，地震余震在龙门山前缘彭灌断裂出露线两侧大致呈椭圆状分布。图3为芦山地震烈度分布图，等烈度线围绕震中也大致呈椭圆状分布。这说明此次地震破裂为点状破裂，受先存双石断裂和彭灌断裂控制不明显。

根据芦山地震主震的震中位于四川盆地双石断裂下盘，震源深度＞10km，盆地内震中附近不存在相应的地表大断裂等特点，推断本次芦山地震发震断裂应为盆地内的隐伏断裂或新生断裂，所以震后地表破裂不明显。

2 汶川地震基本特征

2008年5月12日14点28分发生的Ms 8.0级汶川地震，根据中国地震台网中心公布的信息，地震震中为北纬31°、东经103.4°，震源深度14 km。按这一经纬度数据在1∶200 000灌县幅地质图上进行投影，震中位于龙门山推覆构造带映秀—北川断裂西侧（图4），彭灌杂岩体的西南角英云闪长岩中。震中距映秀—北川断裂约1.1 km，距彭灌断裂约12km。

图2 芦山地震及余震平面分布图

图3 芦山地震地震烈度分布图Fig.3 The intensity distribution of the Lushan earthquake

图5为汶川地震余震平面分布图，从图中可见，汶川地震余震沿映秀—北川断裂呈线状展布，完全受控于龙门山断裂带。

图6为汶川地震地表破裂平面分布图。从图中可见，汶川地震造成的地表破裂十分明显，破裂沿龙门山断裂带成NE方向延伸，长度可达240 km。破裂带南段以上冲破裂为主，北段表现为走滑破裂，完全受控于龙门山断裂带。

图4 汶川地震震中周边地质图Fig.4 The epicenter geological map of the Wenchuan earthquake

图5 汶川地震余震平面分布图Fig.5 The distribution of the Wenchuan earthquake's aftershocks

根据汶川地震主震的震中位于龙门山推覆构造带的映秀—北川断裂西侧上盘、震源深度＞10 km、破裂方向为北东229°、倾角为32°等特点，推断汶川地震发震断裂为龙门山推覆体前缘的彭灌断裂，上盘为上冲活动盘，因此上盘的映秀、北川地区受灾严重。

3 芦山地震、汶川地震异同点对比

图7为芦山地震、汶川地震的震中周边地区断裂构造分布简图，此图根据1∶500 000四川省地质图及四川省数字高程模型编制。根据区域地质调查资料可知，北东走向的龙门山断裂带由彭灌断裂、映秀－北川断裂、汶川断裂共同构成。其中推覆体前缘的彭灌断裂为龙门山推覆构造带与四川盆地的分界线；双石断裂、新开店断裂、熊坡断裂及龙泉山断裂为四川盆地内断裂，发育在三叠、侏罗、白垩及古近系这套中、新生代原置地层系统中。图中标出了芦山地震与汶川地震的震中，两者相距约86.25km。综合对比2次地震的异同点如下。

a.发震构造单元不同：汶川地震发生在龙门山推覆构造带中；而芦山地震发生在四川盆地内，靠盆地西南侧。

图6 汶川地震地表破裂平面分布图Fig.6 The surface ruptures distribution of the Wenchuan earthquake

b.发震断裂不同：汶川地震由龙门山推覆构造带中出露地表的彭灌断裂引发，因此地表破裂明显，余震及烈度都明显受断裂控制，呈NE方向线状展布长达240km；而芦山地震由位于盆地深处的隐伏断裂或新生断裂引发，属点式破裂，地表破裂不明显，余震及烈度呈椭圆状展布。

c.芦山地震和汶川地震都属构造地震，从构造动力学角度分析都与印度板块向北挤压碰撞有关；但从构造几何学角度分析，2次地震的发震断裂和发震构造单元特征是不同的。

d.四川盆地西部现今表现为前陆盆地，俗称龙门山前陆盆地或川西前陆盆地，其西界为彭灌断裂、东界为龙泉山构造，在此盆地中断层具有前展式扩展的特点，随着时间的推移，断裂有逐渐向盆地内扩展的趋势，因此，应加强对盆地内隐伏断裂研究的力度。

4 结论

a.汶川地震发生在龙门山推覆构造带中；而芦山地震发生在四川盆地内，靠盆地西南侧。汶川地震由龙门山推覆构造带中出露地表的彭灌断裂引发，因此地表破裂明显，余震及烈度都明显受断裂控制，呈NE方向线状展布长达240km；而芦山地震由位于盆地内西南侧地腹的隐伏断裂或新生隐伏断裂引发，属点式破裂，地表破裂不明显，余震及烈度呈椭圆状展布。

图7 芦山地震与汶川地震的震中周边地区断裂构造分布简图Fig.7 The faulted structures distribution of the surrounding regions of the epicenter in the Lushan earthquake and the Wenchuan earthquake

b.两次地震均属构造地震，从构造动力学角度分析均与印度板块向北挤压碰撞有关；但2次地震发震断裂和发震构造单元特征是不同的，应属2次独立地震。

c.盆地中断层具有前展式扩展的特点，随着时间的推移，断裂有逐渐向盆地内扩展的趋势，因此，应加强对盆地内隐伏断裂研究的力度。

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