陳桂華， 李忠武， 徐錫偉， 孫浩越， 哈廣浩，郭鵬， 蘇鵬， 袁兆德， 李濤

1 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029 2 應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院， 北京 100085 3 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所地震與火山災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029

0 引言

發(fā)震斷裂的晚第四紀(jì)變形被認(rèn)為是斷裂長(zhǎng)期交替發(fā)生地表破裂型地震的同震變形和間震期蠕滑或閉鎖的累積變形結(jié)果(Zielke et al., 2010; Klinger et al., 2011)，單次地震同震變形與發(fā)震斷裂長(zhǎng)期變形及多個(gè)地震周期變形累積的關(guān)系是古地震和強(qiáng)震復(fù)發(fā)規(guī)律研究的關(guān)注焦點(diǎn)，也是判斷發(fā)震斷裂新生性、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)變化、區(qū)域構(gòu)造格局變化的關(guān)鍵地質(zhì)證據(jù).由于基于地質(zhì)記錄的古地震研究受到數(shù)據(jù)時(shí)空分辨率的限制，目前對(duì)倒數(shù)第二次及更老的地表破裂型地震變形的時(shí)空分布只能進(jìn)行低空間分辨率的分段性研究等(冉勇康和鄧起東，1999；劉靜等，2007；冉勇康等，2018).而近年發(fā)展的基于高分辨率地形的斷錯(cuò)地貌統(tǒng)計(jì)分析古地震事件與位錯(cuò)累積方法，雖然可以獲得多次古地震的位移空間累積分布，但是對(duì)級(jí)聯(lián)破裂和單次事件的區(qū)分仍然存在困難(Zielke et al., 2010; Klinger et al., 2011; Kang et al., 2020)，并且受到地貌改造的極大影響(Lin et al., 2020).高空間分辨率的最新一次地震同震變形是約束發(fā)震斷裂同震變形行為的理想數(shù)據(jù)(Xu et al., 2006; 徐錫偉等，2010).

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心測(cè)定，2021年5月22日2時(shí)4分，在青?，敹喟l(fā)生M7.4大地震，儀器震中位置(34.59°N，98.34°E)，震源深度17 km(圖1).震源機(jī)制研究顯示，該地震發(fā)震斷層對(duì)應(yīng)的節(jié)面為走向281°，傾角88°，滑動(dòng)角1°，近乎左旋走滑破裂(張喆和許力生，2021).Insar觀測(cè)和野外初步調(diào)查顯示，地震發(fā)生于昆侖山口—江錯(cuò)斷裂的鄂陵湖—江錯(cuò)—昌麻河段(江錯(cuò)斷裂)，產(chǎn)生約160 km長(zhǎng)的同震地表破裂(Chen et al., 2021；He et al., 2022；Jin and Fialko, 2021；Ren et al., 2021；Wang S et al., 2022; 李智敏等，2021；潘家偉等，2021). 整個(gè)地震地表破裂帶具有顯著的分段性，初步野外調(diào)查研究中根據(jù)破裂的幾何結(jié)構(gòu)學(xué)者將其分成四個(gè)大的段落(李智敏等，2021；潘家偉等，2021).深入探討各個(gè)破裂段的同震地表破裂行為和特征及其在晚第四紀(jì)的斷錯(cuò)累積行為，有助于認(rèn)識(shí)該發(fā)震斷層的地表破裂型地震的復(fù)發(fā)特征，對(duì)深刻理解江錯(cuò)斷裂演化歷史和巴顏喀拉塊體區(qū)域構(gòu)造空間演化與動(dòng)力學(xué)具有重要意義.結(jié)合2001年昆侖山口西地震以來(lái)巴顏喀拉塊體及其周邊的地震活動(dòng)，研究瑪多地震發(fā)震斷裂的演化歷史及其與巴顏喀拉塊體區(qū)域構(gòu)造和動(dòng)力學(xué)的關(guān)系對(duì)評(píng)估區(qū)域地震危險(xiǎn)性也具有一定的意義(鄧起東等，2010, 2014；徐錫偉等，2014, 2017; 詹艷等，2021).

在初步調(diào)查的基礎(chǔ)上，本文對(duì)發(fā)震斷裂破裂段的典型地點(diǎn)進(jìn)行高空間分辨率、高精度的無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量和野外調(diào)查，詳細(xì)定量解析典型破裂特征，通過(guò)地貌填圖和變形地貌測(cè)量分析晚第四紀(jì)以來(lái)斷錯(cuò)地貌記錄的斷錯(cuò)位移累積特征，進(jìn)而對(duì)比不同斷裂段同震破裂特征和斷錯(cuò)累積的特征和差異，分析作為瑪多M7.4地震發(fā)震斷裂的江錯(cuò)斷裂的空間演化特征.

1 瑪多M 7.4地震地表破裂概況及其地質(zhì)地貌背景

從2001年昆侖山口西M8.1地震以來(lái)，在巴顏喀拉塊體的周緣邊界斷裂帶發(fā)生了一系列7級(jí)以上的地表破裂型地震(圖1a).研究者已經(jīng)關(guān)注到巴顏喀拉塊體的整體活動(dòng)性，并提示出塊體邊界斷裂的強(qiáng)震危險(xiǎn)性(鄧起東等，2010, 2014；徐錫偉等，2014, 2017).巴顏喀拉塊體北邊界為左旋走滑性質(zhì)的東昆侖斷裂帶， 2001年昆侖山口西M8.1地震沿東昆侖斷裂大洪溝以西段破裂(Xu et al., 2006)， 1937年花石峽M7.5地震和1963年阿拉克湖M7.0地震則分別破裂了阿拉克湖—托索湖段、下大武段和秀溝—阿拉克湖段(青海省地震局和中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，1999).西大灘—東大灘段和瑪沁—瑪曲段被認(rèn)為是具有高強(qiáng)震危險(xiǎn)性的兩個(gè)地震空段.東昆侖斷裂在阿尼瑪卿山擠壓彎曲以西保持穩(wěn)定的11 mm·a-1走滑速率，然而向東逐漸減小并延伸直到塔藏?cái)嗔?Van der Woerd et al., 2002; Kirby et al., 2007; 李陳俠等，2011).巴顏喀拉塊體的南西邊界斷裂帶同樣是一條規(guī)模巨大的左旋走滑斷裂帶，由烏蘭烏拉湖—玉樹(shù)斷裂、發(fā)生2010年玉樹(shù)M7.1地震的甘孜—玉樹(shù)斷裂和鮮水河斷裂組成(鄧起東等, 2007，徐錫偉等，2014，2016).最大滑動(dòng)速率超過(guò)10 mm·a-1(Wen et al., 2003; Chen et al., 2016；Bai et al., 2018)，巴顏喀拉塊體的南東邊界是包括龍日壩斷裂帶、龍門(mén)山斷裂帶和岷江斷裂帶在內(nèi)的一個(gè)大的變形帶，2008年汶川M8.0地震發(fā)生在龍門(mén)山逆沖斷裂帶(Xu et al., 2009；聞學(xué)澤等，2011).

圖1 (a) 巴顏喀拉塊體位置; (b) 西部地區(qū)活動(dòng)斷裂(據(jù)鄧起東等(2007)和徐錫偉等(2016)修改); (c) 2021年瑪多M 7.4地震地表破裂與地質(zhì)地貌展布黑箭頭指示破裂分段邊界; 白圈為1997年以來(lái)M 7以上地震時(shí)間和震級(jí); DRF：達(dá)日斷裂; ELSF：鄂拉山斷裂; GDNF：甘德南斷裂; KF：東昆侖斷裂; KJF：昆侖山口—江錯(cuò)斷裂; MDF：瑪多斷裂; TTHF：通天河斷裂; WQF：五道梁—曲麻萊斷裂; WYF：烏蘭烏拉湖—玉樹(shù)斷裂; XCF：西藏大溝—昌麻河斷裂.Fig.1 (a) Location of the Bayan Har block; (b) Active faults in the wester Bayan Har block (after Deng et al., 2007; Xu et al., 2016); (c) The surface rupture and its geological and geomorphological settingBlack arrow denotes the section boundary; white circle for historical earthquake since 1997; DRF：Dari fault; ELSF：Elashan fault; GDNF：Gandenan fault; KF：Kunlun fault; KJF：Kunlun Pass-Jiangcuo fault; MDF：Madoi fault; TTHF：Tongtianhe fault; WQF：Wudaoliang-Qumalai fault; WYF：Wulanwulahu-Yushu fault; XCF：Xizangdagou-Changmahe fault.

2021年瑪多M7.4地震并沒(méi)有發(fā)生在人們更加關(guān)注的巴顏喀拉塊體邊界斷裂帶上，昆侖山口—江錯(cuò)斷裂作為該地震的發(fā)震斷裂，是巴顏喀拉塊體西部地區(qū)一系列近平行活動(dòng)斷裂中的一條.這些近平行的活動(dòng)斷裂包括西藏大溝—昌麻河斷裂、瑪多斷裂、昆侖山口—江錯(cuò)斷裂、甘德南斷裂、達(dá)日斷裂、五道梁—曲麻萊斷裂(圖1b，張?jiān)Ｃ鞯龋?996；鄧起東等，2007；熊仁偉等，2010；徐錫偉等，2016；梁明劍等，2020).其中達(dá)日斷裂在1947年地震中產(chǎn)生70 km長(zhǎng)的地表破裂(梁明劍等，2020)，甘德南疑似存在約50 km的地震地表破裂帶(熊仁偉等，2010)，而昆侖山口—江錯(cuò)斷裂最西段在2001年昆侖山口西M8.1地震中產(chǎn)生112 km長(zhǎng)的地表破裂(Xu et al., 2006).

瑪多地震地表破裂區(qū)及巴顏喀拉塊體西部地區(qū)在地貌上屬于昆侖山和巴顏喀拉山之間黃河源區(qū)的低起伏高原，山地起伏不大，山間被冰水堆積、湖泊堆積、沖洪積等充填，發(fā)育湖泊和沼澤，甚至沙漠(圖1b,1c)，被認(rèn)為在晚更新世黃河切穿多石峽前是一個(gè)大湖盆(程捷等，2005；朱大崗等，2009；韓建恩等，2020)，其后湖泊退縮及發(fā)育河流階地(韓建恩等，2013；趙卿宇等，2019).湖相地層堆積研究顯示，黃河源區(qū)在6.2～6.6 ka和2.1～2.3 ka存在顯著的溫度和濕度等氣候變化(Herzschuh et al., 2009；王慶鋒等，2017；Zhao et al., 2021)，可能與最新的兩級(jí)沖洪積階地的形成對(duì)應(yīng).以此對(duì)比強(qiáng)烈的是，阿尼瑪卿山—甘德近南北向一帶發(fā)育的是高起伏的山地，再往東的巴顏喀拉塊體東部地區(qū)又是地形起伏很低的若爾蓋盆地，這種地貌格局是區(qū)域構(gòu)造-氣候相互作用的結(jié)果(Stroeven et al., 2009；Nicoll et al.，2013)，為地震地表破裂等構(gòu)造變形提供了記錄載體.

2021年瑪多地震震中位于黃河鄉(xiāng)附近，向兩側(cè)破裂，西至鄂陵湖南側(cè)，東達(dá)昌麻河鄉(xiāng)東側(cè)河谷.野外調(diào)查顯示，地震沿江錯(cuò)斷裂鄂陵湖—江錯(cuò)—昌麻河段形成四個(gè)相對(duì)連續(xù)的地表破裂段(圖1c)，地表破裂帶由一系列剪切裂縫、張裂縫、擠壓鼓包等破裂單元組成，同震位移在相對(duì)連續(xù)的破裂段內(nèi)又呈現(xiàn)空間上多個(gè)位移量的峰谷分布.四個(gè)破裂段之間存在比較大的空段，地表表現(xiàn)為比較寬的重力裂縫帶、砂土液化帶等.雖然野外調(diào)查顯示地表破裂具有明顯的分段性、同震位移空間變化顯著，但是衛(wèi)星形變測(cè)量和余震分布顯示瑪多地震的地表變形比較連續(xù)地集中在較窄的變形帶內(nèi)(Chen et al., 2021; He et al., 2022；王未來(lái)等，2021；徐志國(guó)等，2021).

根據(jù)地震地表破裂幾何結(jié)構(gòu)、地質(zhì)地貌特征，2021年瑪多地震地表破裂可以以震中附近黃河鄉(xiāng)與格波隆格恰階區(qū)分為兩個(gè)大的段落(圖1c).該階區(qū)左行左階斜列，是一個(gè)階距約3 km的拉張階區(qū)，形成以沼澤為特征的山間盆地，發(fā)育大量的砂土液化裂縫帶.黃河鄉(xiāng)以西地表破裂帶(圖1c中W段)展布于三疊系基巖山與第四系堆積盆地邊界，而格波隆格恰以東地表破裂帶(圖1c中E段)切割三疊系基巖山和山間谷地.地表破裂最西段(朗瑪加合日段，圖1c中W1段)以近東西走向在鄂陵湖南沿?cái)鄬庸鹊啬蟼?cè)分布，西端到達(dá)(97.62°E, 34.75°N)，長(zhǎng)約25 km.進(jìn)入野馬灘盆地后，野馬灘段(圖1c中W2段)沿盆地北部邊界幾乎連續(xù)展布到江錯(cuò)附近，長(zhǎng)約20 km，在江錯(cuò)到黃河鄉(xiāng)一段則沒(méi)有觀測(cè)到有明顯斷錯(cuò)位移的地表破裂.格波隆格恰以東，在拉木草至東湖段(圖1c中E1段)可以看到連續(xù)的斷裂同震變形形成的地表破裂切過(guò)山坡和溝谷，長(zhǎng)約23 km，東部延伸到沙漠中.朗瑪哦爾—昌麻河段(圖1c中E2段)同樣切割基巖山地、山間盆地和昌麻河谷，最東到達(dá)(99.25°E，34.50°N)，長(zhǎng)約25 km，在其南側(cè)還有一個(gè)分支，破裂特征與此破裂帶類(lèi)似，但變形更小.

2 研究方法與數(shù)據(jù)

在野外地震地表破裂區(qū)域調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，我們選取典型破裂段進(jìn)行重點(diǎn)觀測(cè)分析，分別為朗瑪加合日破裂段(W1)朗瑪加合日觀測(cè)點(diǎn)、野馬灘破裂段(W2)野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)和江錯(cuò)西觀測(cè)點(diǎn)、朗瑪哦爾—昌麻河破裂段(E2)朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)和昌麻河觀測(cè)點(diǎn)(觀測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖1c)，拉木草—東湖段(E1)與朗瑪哦爾—昌麻河段(E2)朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)地貌、破裂及斷層發(fā)育特征類(lèi)似.在觀測(cè)點(diǎn)開(kāi)展無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲取地形數(shù)據(jù)用于同震變形和累積斷錯(cuò)測(cè)量，在野外確認(rèn)地表破裂特征和地貌特征.

我們采用大疆M300RTK無(wú)人機(jī)進(jìn)行破裂帶及斷錯(cuò)地貌航空攝影，搭載具有45百萬(wàn)像素的禪思P1相機(jī)，配置35 mm鏡頭.航飛攝影過(guò)程中采用大疆D-RTK2移動(dòng)站進(jìn)行實(shí)時(shí)差分定位(RTK)，標(biāo)稱(chēng)照片定位精度為水平1 cm+1 ppm(百萬(wàn)分之一)和垂直1.5 cm+1 ppm.航空攝影的航向重疊率72%，旁向重疊率55%.其中，朗瑪加合日和野馬灘北觀測(cè)點(diǎn)采用智能擺動(dòng)模式五角度傾斜攝影，其他三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)采用常規(guī)垂直下視攝影.室內(nèi)用Agisoft Metashape進(jìn)行三維建模獲取正射影像(DOM)、數(shù)字高程模型(DEM)和點(diǎn)云.各觀測(cè)點(diǎn)無(wú)人機(jī)航空攝影航高、地面分辨率、范圍大小和建模誤差見(jiàn)表1.

表1 五個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的無(wú)人機(jī)航空攝影參數(shù)與建模誤差Table 1 Parameters of UAV photogrammetry and model errors for the five sites

在無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得的DOM和DEM基礎(chǔ)上，我們對(duì)同震變形形成的裂縫、鼓包等地表破裂地貌以及電線桿、圍欄樁等特征地物進(jìn)行識(shí)別，對(duì)晚第四紀(jì)地貌進(jìn)行綜合解譯.我們提取電線桿、圍欄樁、斷錯(cuò)地貌界線等特征地物坐標(biāo)，進(jìn)行同震水平位移和地貌累積水平斷錯(cuò)測(cè)量.利用DEM數(shù)據(jù)，在不同級(jí)別地貌面上選取剖面位置生成地形剖面，測(cè)量同震垂直位移和地貌面累積垂直斷錯(cuò).

2021年瑪多M7.4地震以左旋走滑同震變形為主，局部存在垂直位移，地表破裂帶寬可達(dá)20 m.橫跨破裂帶的線性地物是測(cè)量同震水平走滑位移的常用標(biāo)識(shí)，如沖溝、車(chē)轍等，但并不能完全確定震前這些標(biāo)識(shí)在寬達(dá)十余米范圍內(nèi)保持直線狀，而往往存在彎曲，給變形測(cè)量帶來(lái)不同程度的不確定度.水泥道路等作為水平走滑斷錯(cuò)標(biāo)識(shí)在地震過(guò)程中極易受震動(dòng)與底層脫離，以此為標(biāo)識(shí)測(cè)量的變形難以代表真正的同震變形.通訊線路電線桿和牧場(chǎng)圍欄在建設(shè)過(guò)程中往往保持比較嚴(yán)密的直線分布.我們?cè)谝榜R灘北觀測(cè)點(diǎn)、江錯(cuò)北觀測(cè)點(diǎn)和朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)都發(fā)現(xiàn)有橫跨地震地表破裂帶的直線型分布的通訊線路或牧場(chǎng)圍欄.在無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量的正射影像中識(shí)別電線桿和圍欄樁位置，對(duì)破裂帶兩側(cè)電線桿和圍欄樁線性擬合.擬合誤差可以判別其直線性.在破裂帶兩側(cè)緊鄰的電線桿或圍欄樁測(cè)量其到對(duì)側(cè)擬合線的垂直距離，進(jìn)而根據(jù)線路和破裂帶走向的夾角關(guān)系，換算得到沿破裂帶走向的兩個(gè)同震水平走滑位移量.以?xún)蓚€(gè)測(cè)量值的平均值作為跨過(guò)通訊線路和圍欄的水平位移，兩個(gè)測(cè)量值與平均值的標(biāo)準(zhǔn)差作為水平位移的誤差.對(duì)于地貌界線記錄的累積走滑位移，我們直接從提取的線性地貌邊界中沿?cái)嗔炎呦蜻M(jìn)行量取，如階地坎位移等.

對(duì)于垂直位移，我們利用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得的DEM，跨地表破裂帶和斷裂生成地形剖面，分別在斷坎上下兩側(cè)對(duì)地表地形線進(jìn)行直線擬合，在斷坎變形帶上下分別測(cè)量?jī)蓷l擬合線的垂直距離，以其平均值作為垂直位移量，兩個(gè)觀測(cè)值與平均值的標(biāo)準(zhǔn)差作為垂直位移的誤差值.

3 觀測(cè)結(jié)果

3.1 朗瑪加合日

朗瑪加合日段(W1)同震地表破裂展布于近東西向谷地的南側(cè)(圖1c、圖2a)，江錯(cuò)斷裂同震左旋水平運(yùn)動(dòng)為主，兼具少量?jī)A滑，可見(jiàn)低角度側(cè)伏的擦痕(圖2b)，破裂單元包括擠壓鼓包(圖2c)和拉張裂縫(圖2d).

圖2 朗瑪加合日觀測(cè)點(diǎn)典型破裂(a) 地貌與地表破裂斜視照片(鏡像南西西); (b) 剪切裂縫及近水平擦痕，鏡向南； (c) 擠壓鼓包，鏡向南西; (d) 拉張裂縫, 鏡向東.Fig.2 Typical surface ruptures at the site Langmajiaheri(a) Oblique view of the landforms and surface ruptures at (view to SWW); (b) Shear cracks with sub-horizontal slickensides, view to S; (c) Mole track, view to SW; (d)Tensional cracks, view to E.

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得的正射影像(DOM，圖3a)和數(shù)字高程模型(DEM，圖3b)顯示，由一系列鼓包和裂縫組成的同震破裂帶寬數(shù)米(圖3a、3b、3c、3e)，在小的階區(qū)可以寬達(dá)30～50 m(圖3a、3b、3d).在一條跨破裂帶的地形剖面LJ1上(圖3c)可見(jiàn)，坡度為0.84°的平緩堆積上存在一個(gè)陡坎，同震鼓包隆起疊加在震前已經(jīng)存在的斷層陡坎上，陡坎累積的垂直位移量為1.32±0.06 m，在本次同震形成鼓包前，還存在一個(gè)被侵蝕削緩的陡坎(坡度1.44°)，但是陡坎范圍達(dá)到60 m.在一條跨階區(qū)的地形剖面LJ2上(圖3d)，同樣可以看到坡折和陡坎，陡坎上側(cè)地形坡度1.09°，陡坎下側(cè)地形坡度0.79°，陡坎坡度4.15°，寬約50 m.本次地震產(chǎn)生的一系列裂縫主要發(fā)育在陡坎下部，震前存在一個(gè)更老的斷層陡坎，斷坎累積的垂直位移達(dá)到2.58±0.15 m.而另一條地形剖面LJ3上(圖3e)，陡坎較窄，寬度只有約15 m，坎上地形坡度1.21°，坎下坡度1.76°，陡坎坡度2.28°.斷層陡坎記錄了0.52±0.02 m的垂直位移，2021年瑪多地震產(chǎn)生的裂縫同時(shí)有約0.26 m的同震垂直位移.切割三個(gè)不同破裂組合單元的地形剖面顯示，在此觀測(cè)點(diǎn)，斷裂變形包括本次瑪多地震和更早一次古地震事件，推測(cè)單次地震傾滑垂直位移在上述三個(gè)剖面分別為0.61 m、1.29 m和0.26 m.考慮到LJ2剖面跨過(guò)小的拉分區(qū)，我們認(rèn)為該觀測(cè)點(diǎn)典型的同震傾滑量為0.61±0.03 m.根據(jù)黃河源區(qū)晚第四紀(jì)地貌發(fā)育特征(Stroeven et al., 2009；Nicoll et al., 2013)，朗瑪加合日段(W1)所在的斷層谷地在晚更新世以來(lái)處于加積充填的狀態(tài)，沖洪積可能是全新世最新一次湖退廢棄的湖岸地貌面，對(duì)應(yīng)時(shí)代2.1 ka的氣候向干冷變化(王慶鋒等，2017)，該地貌面記錄的比瑪多地震更早一次的地震事件年代應(yīng)該超過(guò)2.1 ka.

圖3 朗瑪加合日觀測(cè)點(diǎn)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量(a) DOM； (b) DEM、等高線與地表破裂分布; (c—e) 三條剖面反映的地表破裂和斷層陡坎(位置見(jiàn)圖b). 紅線為同震地表裂縫與斷坎.Fig.3 UAV photogrammetry and measurement at the site Langmajiaheri(a) Digital Orthophoto Map (DOM); (b) Digital Elevation Model (DEM), contour and surface rupture; (c—e) Three profiles denoting the surface rupture and fault scarp (see location in Fig.b). Red lines denote cracks and scarps along the rupture zone.

3.2 野馬灘西

野馬灘段(W2)同震地表破裂以北西西走向展布于晚第四紀(jì)堆積盆地的北側(cè)邊界，偶爾切入三疊系基巖邊緣形成眉脊.在野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)，江錯(cuò)斷裂及本次地震地表破裂切割近南北向的溝谷出口，河溝及階地坎左旋位移(圖4a)，斷裂北盤(pán)略有抬升，在階地上形成北高南低的斷層陡坎和擠壓鼓包(圖4).

圖4 野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)地表破裂(a) 沖溝左旋走滑位移及一級(jí)階地上的裂縫與斷坎，鏡向北； (b) 漫灘上的擠壓鼓包，鏡向北.Fig.4 Surface rupture at the site west of Yematan(a) Left-lateral offset of channel, cracks and scarps on the lowest terrace, view to N; (b) Pressure ridge on the floodplain, view to N.

圖5 野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量(a) DOM; (b) DEM及等高線; (c) 斷錯(cuò)地貌與累積走滑斷錯(cuò). Q：現(xiàn)代漫灘堆積；Q：一級(jí)階地，全新世晚期沖洪積；Q：二級(jí)沖洪積臺(tái)地，全新世早期沖洪積；Q：三級(jí)沖洪積臺(tái)地，晚更新世末期沖洪積；Qdl：第四紀(jì)坡積；十字絲代表電線桿位置; 紅線為同震地表裂縫與斷坎.Fig.5 UAV photogrammetry and measurement at the site west of Yematan(a) Digital Orthophoto Map (DOM); (b) Digital Elevation Model (DEM) and contour; (c) Geomorphological map. T3 terrace, Late Pleistocene alluvium; Qdl: Quaternary deluvium; Black cross for poles of cable line; Red lines denote cracks and scarps along the rupture zone.

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量DEM剖面顯示，在二級(jí)沖洪積臺(tái)地上的跨斷層地形剖面YM1上(圖6a)，坡度約1.18°的二級(jí)沖洪積臺(tái)地上發(fā)育一個(gè)寬約15 m的斷層陡坎，斷層垂直位移1.56±0.11 m.在一級(jí)階地上的跨斷層地形剖面YM2上(圖6b)，坡度約2.15°的一級(jí)階地上震后存在一個(gè)寬約10 m的斷坎，斷層陡坎垂直位移0.82±0.05 m.有一條通訊線路跨過(guò)走向NW299°的破裂帶(部分電桿位置見(jiàn)圖5a,5c)，通過(guò)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得通信電桿位置進(jìn)行線性擬合顯示，線路具有很好的直線性，在斷裂兩側(cè)走向分別為347.5°和347.6°，進(jìn)而以此通信線路為線性標(biāo)識(shí)，測(cè)量得到同震左旋水平位移2.83±0.13 m(圖6c).

圖6 野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)在二級(jí)階地(a)和一級(jí)階地(b)上的跨斷裂帶剖面顯示的斷坎與垂直斷錯(cuò)量以及跨破裂帶通訊線路同震左旋走滑位移量(c)紅線為同震地表裂縫或斷層.Fig.6 Profiles showing the fault scarps and cracks at the site west of Yematan along the terraces (b); (c) Co-seismic left-lateral offset of the cable line Red line denotes the cracksor fault.

一級(jí)階地和二級(jí)階地之間的階地坎位移9 m，與該處本次地震同震左旋位移2.83 m比較，可以推斷該階地坎形成以來(lái)經(jīng)歷了包括2021年地震在內(nèi)的3次相近震級(jí)的地震事件，6.2～6.6 ka介于2個(gè)地震復(fù)發(fā)周期和3個(gè)地震復(fù)發(fā)周期之間，獲得地震復(fù)發(fā)周期2100～3100年.二級(jí)階地和三級(jí)階地之間的階地坎位移14 m，與該處本次地震同震左旋位移2.83 m比較，可以推斷該階地坎形成以來(lái)經(jīng)歷了包括2021年地震在內(nèi)的5次相近震級(jí)的地震事件，10 ka介于4個(gè)地震復(fù)發(fā)周期和5個(gè)地震復(fù)發(fā)周期之間，獲得地震復(fù)發(fā)周期2000～2500年.綜合野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)的兩個(gè)階地坎地震事件累積，江錯(cuò)斷裂與2021年地震震級(jí)類(lèi)似的地表破裂型地震的復(fù)發(fā)間隔約2100～2500年.根據(jù)同震左旋位移量2.83 m和地震復(fù)發(fā)間隔2100～2500年，獲得江錯(cuò)斷裂全新世以來(lái)的左旋走滑速率1.1～1.3 mm·a-1，這一估值與現(xiàn)今GPS觀測(cè)資料估計(jì)的滑動(dòng)速率相當(dāng)(Zhu et al.，2021).從上述地形剖面上累積的垂直位移和對(duì)應(yīng)的累積事件次數(shù)分析，單次地震事件產(chǎn)生的逆傾滑量可達(dá)0.31±0.04 m.

3.3 江錯(cuò)西

在野馬灘大橋以東，地震同震破裂帶斜切到山坡，在江錯(cuò)西的斷裂槽谷、坡積和沖洪積(圖7a)可以看到本次地震產(chǎn)生的斜列裂縫組成的破裂帶(圖7b).

圖7 江錯(cuò)西觀測(cè)點(diǎn)斷裂槽谷與斷錯(cuò)山脊斜視照片(a，鏡向南東)、同震地表破裂帶的斜列裂縫(b，鏡向東)Fig.7 (a) Oblique view of the fault trough and the displaced ridges (view to SE), and (b) En echelon cracks along the co-seismic surface rupture zone (view to E) at the site west of Jiangcuo

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得的DOM(圖8a)、DEM(圖8b)和地貌顯示，江錯(cuò)斷裂切過(guò)山脊和溝谷，在兩個(gè)溝谷的西側(cè)分別形成斷塞現(xiàn)象，以基巖殘積與坡洪積地貌邊界為參考標(biāo)識(shí)，斷層左旋水平位移量分別為64 m和30 m(圖8c).由于殘坡積地貌屬于持續(xù)改造性地貌面，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效的年代約束，只能根據(jù)區(qū)域地貌演化歷史定性確定其形成于晚更新世泛湖期之后(程捷等，2005；韓建恩等，2020).有一條通訊線路跨過(guò)走向NWW275°的破裂帶(電桿位置見(jiàn)圖8a,8c)，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得通信電桿位置進(jìn)行線性擬合顯示，線路具有很好的直線性，破裂帶兩側(cè)線路走向分別為293.5°和293.8°，以此通信線路為線性標(biāo)識(shí)，測(cè)量得到同震左旋水平位移1.97±0.08 m(圖9).

圖9 江錯(cuò)西觀測(cè)點(diǎn)通訊線路同震左旋位移十字絲代表電線桿位置; 紅線示意斷層.Fig.9 Co-seismic left-lateral offset of the cable line at the site west of JiangcuoBlack cross for poles of cable line; Red line denotes the rupture zone.

3.4 朗瑪哦爾

江錯(cuò)斷裂在朗瑪哦爾一帶從山間小盆地切過(guò)向東進(jìn)入山區(qū)(圖10a)，瑪多地震同震破裂帶朗瑪哦爾—昌麻河段(E2)在山坡上形成連續(xù)的剪切破裂，左旋斷錯(cuò)沖溝(圖10b)，在盆地邊緣形成較寬的裂縫帶(圖10c)，在盆地內(nèi)則形成具有擠壓性質(zhì)的剪切裂縫(圖10d).

圖10 朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)典型破裂(a) 地貌與地表破裂斜視照片(鏡像南東東); (b) 沖溝同震左旋斷錯(cuò)(鏡向南)； (c) 寬十余米的同震主破裂帶(鏡向北西西)； (d) 剪切為主兼具擠壓性質(zhì)的地表破裂(鏡向東).Fig.10 Typical surface ruptures at the site Langma′oer(a) Oblique view of the landforms and the surface ruptures (view to SE); (b) Left-laterally offset channel, view to S; (c) Co-seismic rupture with a width of tens of meters, view to NWW; (d) Compressional shear cracks, view to E.

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得的DOM(圖11a)和DEM(圖11b)顯示，同震地表破裂在山坡上寬數(shù)米，在全新世沖洪積盆地邊緣分為兩支，分別寬約20 m和15 m，總跨度約60 m.地貌(圖11c)顯示，盆地東緣邊界沒(méi)有明顯的左旋走滑斷錯(cuò).一個(gè)沖溝溝口堆積了沖洪積扇，現(xiàn)今沖溝從洪積扇東側(cè)緣下切約4.5 m深，推測(cè)該洪積扇形成于全新世早期.洪積扇側(cè)緣與現(xiàn)今仍在活動(dòng)的沖溝重疊，沒(méi)有可靠的水平斷錯(cuò)記錄.洪積扇上跨斷層的地形剖面LO(圖12a)顯示，破裂帶南北兩側(cè)洪積扇面坡度分別為9.59°和8.77°，破裂帶附近坡度變緩.傾向南西的洪積扇面上沒(méi)有觀測(cè)到傾向南的斷坎，可能說(shuō)明該洪積扇形成以來(lái)直到本次瑪多地震發(fā)生，并沒(méi)有累積左旋水平斷錯(cuò).而跨過(guò)走向NWW272°的同震地表破裂帶有一條牧場(chǎng)圍欄(圍欄樁位置見(jiàn)圖11a,11c)，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得圍欄樁位置進(jìn)行線性擬合顯示，圍欄在破裂帶兩側(cè)具有很好的直線性，走向分別為293.8°和293.5°，以此圍欄為線性標(biāo)識(shí)，測(cè)量得到同震左旋水平位移3.55±0.24 m(圖12b).綜合以上觀察，盡管朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)一帶的同震地表破裂是朗瑪哦爾—昌麻河段最典型、變形量最大的區(qū)段，但是江錯(cuò)斷裂在全新世早期以來(lái)并沒(méi)有累積本次瑪多地震之前的地表變形.

圖11 朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量(a) DOM; (b) DEM及等高線; (c) 斷錯(cuò)地貌與累積走滑斷錯(cuò). Qhapl：全新世沖洪積; Q：二級(jí)沖洪積臺(tái)地，全新世早期沖洪積; Qdl：第四紀(jì)坡積; T：三疊系砂巖; 十字絲代表牧場(chǎng)圍欄樁位置; 紅線為同震斷裂變形產(chǎn)生的地表裂縫與斷坎; 紫線為滑塌裂縫.Fig.1 1UAV photogrammetry and measurement(a) Digital Orthophoto Map (DOM); (b) Digital Elevation Model (DEM) and contour; (c) geomorphological map. Qhapl: Holocene alluvium; Q: T2 terrace, Early Holocene alluvium; Qdl: Quaternary deluvium; T: Triassic sandstone; Black cross for poles of cable line; Red lines denote cracks and scarps along the rupture zone; Purple lines for the gravitated fissures.

圖12 朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)跨破裂帶的沖洪積臺(tái)地地形剖面(a)和牧場(chǎng)圍欄左旋同震位移(b)十字絲代表電線桿位置; 紅線示意同震地表裂縫和破裂帶.Fig.12 (a) Profile along the alluvial terraces Q showing the fault scarps and cracks; (b) Co-seismic left-lateral offset of the ranch fence at the site Langma′oerBlack cross for poles of the fence; Red line denotes the cracks or rupture zone.

3.5 昌麻河

在昌麻河鄉(xiāng)附近，同震地表破裂帶走向約NE73°，切過(guò)河床及兩側(cè)多級(jí)階地，整體上由斜列的裂縫帶組成(圖13a).在不同地段又表現(xiàn)各異，在高臺(tái)地上由斜列張性裂縫帶組成(圖13b)，在低臺(tái)地上為長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米的剪切裂縫(圖13c)，在河床上左旋切過(guò)漫灘側(cè)緣(圖13d)，左旋位移數(shù)十厘米至1.2 m(李智敏等，2021).

圖13 昌麻河觀測(cè)點(diǎn)典型破裂(a) 地貌與地表破裂斜視照片，鏡像東; (b) 斜列裂縫帶，鏡向東； (c) 剪切裂縫，鏡向西； (d) 河溝側(cè)緣左旋斷錯(cuò)，鏡向東.Fig.13 Typical surface ruptures at the site Changmahe(a) Oblique view of the landforms and surface ruptures, view to E; (b) En echelon cracks, view to E; (c) Shear cracks, view to W; (d) Offset riverbed, view to E).

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量獲得的DOM(圖14a)和DEM(圖14b)顯示，同震地表破裂在張裂縫帶寬達(dá)30 m，也可表現(xiàn)為不足1 m寬的剪切裂縫.破裂帶切過(guò)河床漫灘、拔河高度約1 m的一級(jí)階地、拔河高度約8 m的二級(jí)階地、拔河高度達(dá)25 m的三級(jí)階地，一級(jí)階地與二級(jí)階地間的階地坎和二級(jí)階地與三級(jí)階地間的階地坎都沒(méi)有記錄到顯著的斷裂左旋水平位錯(cuò)(圖14c).在一級(jí)階地和二級(jí)階地上跨破裂帶的地形剖面上，可以看到二級(jí)階地上沒(méi)有顯著的垂直位移，而一級(jí)階地上存在約0.30 m的南盤(pán)抬升(圖14d).與朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)相似，盡管該觀測(cè)點(diǎn)具有顯著的同震斷裂變形，但是江錯(cuò)斷裂三級(jí)階地形成以來(lái)(晚更新世)并沒(méi)有累積本次瑪多地震之前的地表變形.

圖14 昌麻河觀測(cè)點(diǎn)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量(a) DOM; (b) DEM及等高線; (c) 斷錯(cuò)地貌與累積走滑斷錯(cuò); (d) 跨破裂帶階地面地形剖面. Q：現(xiàn)代河床堆積；Q：一級(jí)階地，全新世晚期沖積；Q：二級(jí)階地，全新世早期沖積；Q：三級(jí)階地，晚更新世末期沖積; 紅線為同震斷裂變形產(chǎn)生的地表裂縫與斷坎; 紫線為滑塌裂縫.Fig.14 UAV photogrammetry and measurement at the site Changmahe(a) Digital Orthophoto Map (DOM); (b) Digital Elevation Model (DEM) and contour; (c) Geomorphological map; (d) Profiles along the terraces T3 terrace, Late Pleistocene alluvium; Black cross for poles of cable line; Red lines denote cracks or scarps.

4 討論

4.1 2021年瑪多地震的級(jí)聯(lián)破裂特征

綜合已經(jīng)發(fā)表的野外調(diào)查成果(李智敏等，2021；潘家偉等，2021)和我們上述發(fā)震斷裂同震破裂分布和變形特征的野外調(diào)查，2021年瑪多地震地表破裂具有鮮明的分段特征.最西段朗瑪加合日段(W1)以左旋走滑變形為主，具有正斷傾滑，發(fā)震斷層可能高角度地向北傾，深部與位于北側(cè)的主斷裂組成花狀構(gòu)造.主斷裂從野馬灘段向西延伸到鄂陵湖，但在本次地震中未破裂，有余震分布(王未來(lái)等，2021).野馬灘段(W2)則表現(xiàn)為左旋走滑為主兼具逆沖性質(zhì)，發(fā)震斷層可能是高角度北傾，在江錯(cuò)至黃河鄉(xiāng)只觀測(cè)到與重力和砂土液化相關(guān)的裂縫，沒(méi)有顯著的斷裂變形.拉木草—東湖段(E1)東西兩段都存在較長(zhǎng)的地表破裂空區(qū)(圖1c)，在可觀測(cè)到的地表破裂段，從中部東哦附近的大位移張剪性裂縫與擠壓鼓包組合變?yōu)闁|湖附近的稀疏張裂縫組合.而最東段(E2)從沙漠分為兩支，切過(guò)兩個(gè)山間盆地，北支一直向東切過(guò)昌麻河谷，破裂變形以剪切裂縫和斜列的張性裂縫為主.

上述典型觀測(cè)點(diǎn)獲得的發(fā)震斷裂同震地表變形量(表2)表明，瑪多地震在朗瑪加合日段(W1)除了報(bào)道的1.4～2.9 m左旋位移，還存在0.61±0.03 m正斷傾滑，并疊加在原有的斷層陡坎上.而在野馬灘段(W2)位移典型的觀測(cè)點(diǎn)，存在0.31±0.04 m的逆傾滑，左旋走滑量可以達(dá)到2.83±0.13 m，大于先前已發(fā)表的基于河溝邊界測(cè)量的位移(潘家偉等，2021；李智敏等，2021).該段到江錯(cuò)觀測(cè)點(diǎn)仍然有1.97±0.08 m的左旋水平位移，但是再向東沒(méi)有觀察到顯著的斷裂變形，而是沿山前發(fā)育一系列砂土液化和重力裂縫.拉木草—東湖段(E1)已報(bào)道的地表位移量不超過(guò)1.5 m(潘家偉等，2021；李智敏等，2021)，和衛(wèi)星大地測(cè)量反演結(jié)果(Chen et al., 2021；He et al，2022； Jin and Fialko, 2021; Wang S et al., 2022)有一定差異，但是變形量從中間部位向兩側(cè)衰減的趨勢(shì)還是明顯的.朗瑪哦爾—昌麻河段(E2)獲得的最大地表變形位于朗瑪哦爾附近，左旋水平位移達(dá)到3.55±0.24 m，超過(guò)先前報(bào)道的以沖溝為標(biāo)識(shí)獲得的1.8 m的數(shù)據(jù)(潘家偉等，2021)，與震源破裂過(guò)程反演的最大位移區(qū)域相一致(Wang W M et al., 2022).該段從在昌麻河河谷和階地上仍然存在0.5～1.2 m的左旋位移，向東逐漸減小至消失.

從上述破裂特征變化和變形量變化表明，2021年瑪多地震的整個(gè)同震地表破裂帶是由四個(gè)不同破裂組合特征的段落組成，在每個(gè)段落出現(xiàn)一個(gè)變形量的波峰并向兩側(cè)減小，各段之間地表變形出現(xiàn)大小不一的破裂間斷，與衛(wèi)星大地測(cè)量觀測(cè)和震源破裂過(guò)程反演得到的主要破裂區(qū)塊具有很好的對(duì)應(yīng)性(Chen et al., 2021；He et al，2022；Jin and Fialko, 2021；Wang S et al., 2022)，同震地表破裂的分段性與深部斷面上的地震滑移的分塊性相對(duì)應(yīng).瑪多地震破裂時(shí)空過(guò)程，本次瑪多地震由多個(gè)子事件級(jí)聯(lián)破裂形成，可以分為四個(gè)子事件，分別對(duì)應(yīng)于深部的一個(gè)地震滑動(dòng)區(qū)塊和地表的一個(gè)斷裂段落.

4.2 鄂陵湖—江錯(cuò)—昌麻河斷裂的擴(kuò)展演化

從江錯(cuò)斷裂西段朗瑪加合日觀測(cè)點(diǎn)觀察到江錯(cuò)斷裂在全新世湖岸階地已經(jīng)累積了上一次地震事件垂直變形(表2).在野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)和江錯(cuò)觀測(cè)點(diǎn)等則觀察到江錯(cuò)斷裂在晚更新世或全新世以來(lái)已經(jīng)在地表累積了左旋變形(表2).除了與累積變形相對(duì)應(yīng)的斷錯(cuò)微地貌，斷裂的長(zhǎng)期活動(dòng)也體現(xiàn)在更大尺度的地貌上.朗瑪加合日段(W1)發(fā)育于斷裂槽谷地貌的南側(cè)，野馬灘段(W2)則發(fā)育于野馬灘北側(cè)的盆山邊界，江錯(cuò)斷裂控制了十到百公里尺度的地貌發(fā)育.

表2 五個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的同震位移和累積位移Table 2 Co-seismic and accumulated displacements for the five sites

在黃河鄉(xiāng)與格波隆格恰之間的階區(qū)以東，朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)的全新世沖洪積扇和昌麻河觀測(cè)點(diǎn)的晚更新世以來(lái)三級(jí)河流階地都只記錄了本次瑪多地震地表破裂變形，而沒(méi)有本次地震之前的晚更新世累積變形，顯示江錯(cuò)斷裂在此前可能并沒(méi)有擴(kuò)展到格波隆格恰以東.而從更大尺度的地貌特征看，江錯(cuò)斷裂切過(guò)基巖山地和山間盆地，主要表現(xiàn)為線性特征，溝谷水系系統(tǒng)性偏移并不典型(Ha et al., 2021).江錯(cuò)斷裂在朗瑪加合日至黃河鄉(xiāng)段全新世以來(lái)長(zhǎng)期活動(dòng)的基礎(chǔ)上，2021年瑪多地震同震破裂變形可能產(chǎn)生了一次向東的最新擴(kuò)展，從波隆格恰擴(kuò)展到昌麻河以東.這種斷裂新擴(kuò)展段與已有斷裂在臨震形變場(chǎng)演化和地震前兆信號(hào)上也許存在一定的差異，值得進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)研究(Zhang et al., 2020a; Zhang et al., 2020b).

4.3 巴顏喀拉塊體西部地區(qū)活動(dòng)構(gòu)造格局

基于GPS等觀測(cè)的現(xiàn)今地殼形變資料反演的應(yīng)變場(chǎng)顯示，從東昆侖斷裂的阿尼瑪卿擠壓階區(qū)到玉樹(shù)—甘孜—鮮水河斷裂的甘孜拉分階區(qū)存在一個(gè)北北西走向的剪切應(yīng)變率和旋轉(zhuǎn)應(yīng)變率變化帶(Gan et al., 2007； Li et al., 2018；Wang and Shen, 2020)，而且主應(yīng)變軸具有顯著差異：在其西側(cè)(即巴顏喀拉塊體西部地區(qū))水平縮短主應(yīng)變軸走向北東，水平拉伸主應(yīng)變軸走向南東；在其東側(cè)(即巴顏喀拉塊體東部地區(qū))水平縮短主應(yīng)變軸走向東西，水平拉伸主應(yīng)變軸走向南北(圖15，Gan et al., 2007；Wang and Shen, 2020).而活動(dòng)斷裂研究表明，東昆侖斷裂帶在阿尼瑪卿擠壓階區(qū)以西的托索湖段比其東側(cè)的瑪沁段的左旋滑動(dòng)速率大2 mm·a-1(Li et al., 2011)，玉樹(shù)—甘孜—鮮水河斷裂帶在甘孜拉分階區(qū)以東段的鮮水河斷裂比其西側(cè)的甘孜玉樹(shù)斷裂的左旋滑動(dòng)速率至少大2 mm·a-1(Wen et al., 2003; Chen et al., 2016；Bai et al., 2018).巴顏喀拉塊體西部地區(qū)和東部地區(qū)的南北邊界及內(nèi)部的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)條件存在顯著的差異.

圖15 巴顏喀拉塊體及周邊區(qū)域構(gòu)造數(shù)據(jù)資料參考：Wen et al., 2003, 2008；Gan et al., 2007；聞學(xué)澤等，2011；徐錫偉等，2014；Chen et al., 2016；Bai et al., 2018；Wang and Shen, 2020. ARB: 阿尼瑪卿擠壓階區(qū)；GPA: 甘孜拉分階區(qū)；BHBE: 巴顏喀拉東部次級(jí)塊體；BHBW: 巴顏喀拉西部次級(jí)塊體；CDB: 川滇塊體；OB: 鄂爾多斯塊體；QDB: 柴達(dá)木盆地；QTB: 羌塘塊體；SCB: 四川盆地. Fig.15 Regional tectonics around the Bayan Har blockData from Wen et al., 2003, 2008; Gan et al., 2007; Wen et al, 2011; Xu et al., 2014; Chen et al., 2016; Bai et al., 2018; Wang and Shen, 2020. ARB: Anymaqin restraining bend; GPA: Garze Pull-apart；BHBE: Eastern sub-block of the Bayab Har block；BHBW: Western sub-block of the Bayan Har block; CDB: Sichuan-Yunnan block; OB: Odors block; QDB: Qaidam basin; QTB: Qiangtang block; SCB: Sichuan basin.

2001年昆侖山口西地震之后在跨風(fēng)火山至昆侖山一線的GPS等震后形變觀測(cè)顯示，巴顏喀拉塊體西部的下地殼粘滯系數(shù)比其北側(cè)柴達(dá)木盆地要低四倍，表現(xiàn)出單側(cè)不對(duì)稱(chēng)的震后弛豫變形(Liu et al., 2019).經(jīng)查窮瑪—瑪多—花石峽—溫泉一線跨巴顏喀拉塊體和東昆侖斷裂帶的大地電磁剖面顯示，巴顏喀拉塊體西部地殼深度15～30 km存在連續(xù)的高導(dǎo)層，被認(rèn)為存在強(qiáng)烈的變形(詹艷等，2021).經(jīng)囊謙—玉樹(shù)—瑪多—溫泉一線跨巴顏喀拉塊體及其南北兩側(cè)構(gòu)造帶的寬角反射/折射探測(cè)剖面顯示，巴顏喀拉塊體西部上地殼下部由多個(gè)“碎片化”的高速體組成，而在中地殼存在負(fù)速度梯度層和近水平拆離層(Vergne et al., 2002；Wang et al., 2011；張建獅等，2014).對(duì)巴顏喀拉塊體玉樹(shù)—瑪多深地震測(cè)線和若爾蓋測(cè)線對(duì)比研究顯示巴顏喀拉塊體下地殼從西往東有差異性的改造(嘉世旭等，2017).深部結(jié)構(gòu)的層析成像研究顯示，巴顏喀拉塊體西部地區(qū)27～45 km存在與羌塘塊體連續(xù)的剪切波異常體、莫霍面深度70～80 km，而東部地區(qū)莫霍面深度60～70 km(范文淵等，2015).這些地殼深部結(jié)構(gòu)資料可能指示巴顏喀拉塊體西部地區(qū)深部已經(jīng)不再是一個(gè)完整的塊體，并且與東部具有差異性.

2021年瑪多地震地表破裂顯示，昆侖山口—江錯(cuò)斷裂已經(jīng)延伸到昌麻河，切割了前人所標(biāo)識(shí)的瑪多—甘德斷裂或瑪多斷裂.前人報(bào)道的資料顯示，瑪多—甘德斷裂在索合樂(lè)以東是全新世活動(dòng)的(張?jiān)Ｃ鞯龋?996；熊仁偉等，2010)，而瑪多—甘德斷裂優(yōu)云以西段晚更新世以來(lái)目前還缺乏活動(dòng)證據(jù)的報(bào)道.但是，瑪多斷裂在瑪多至阿映村東形成谷地，可能與瑪多斷裂活動(dòng)有關(guān)(圖1c).因此，瑪多—甘德斷裂可能并不是從瑪多以北西西走向在昌麻河轉(zhuǎn)為北西走向地延伸到甘德，江錯(cuò)斷裂以北的瑪多—甘德斷裂北西段可能是獨(dú)立的斷裂，可以單獨(dú)命名為瑪多斷裂.而江錯(cuò)斷裂以南的瑪多—甘德斷裂南東段可能在優(yōu)云以南向北西延伸，與前人命名的甘德南斷裂相連.西藏大溝—昌麻河斷裂、瑪多斷裂、江錯(cuò)斷裂、甘德南斷裂、達(dá)日斷裂等組成了巴顏喀拉塊體西部地區(qū)近平行的一系列以左旋走滑為主的斷裂，幾乎將巴顏喀拉塊體西部地區(qū)均勻切割(圖1b).已有報(bào)道顯示，發(fā)生1947年達(dá)日地震并產(chǎn)生地表破裂的達(dá)日斷裂中段和疑似地表破裂的甘德南斷裂索合洛—索合勤段走向上與其東西兩側(cè)段落明顯存在彎折，由北西西走向變?yōu)楸蔽髯呦?，活?dòng)性比兩側(cè)段落更強(qiáng)(熊仁偉等；2010；梁明劍等，2020).甘德南斷裂和達(dá)日斷裂的彎折與東昆侖斷裂帶的阿尼瑪卿彎折具有同步性.

綜合上述地表斷裂組合、深部結(jié)構(gòu)特征、構(gòu)造動(dòng)力學(xué)條件，我們認(rèn)為以阿尼瑪卿擠壓階區(qū)到甘孜拉分階區(qū)一線為界的巴顏喀拉塊體西部和東部地區(qū)存在顯著的差異，可以分別劃分為兩個(gè)次級(jí)的塊體(圖15).從甘孜拉張階區(qū)到阿尼瑪卿擠壓階區(qū)再往北延伸是具有右旋走滑性質(zhì)的鄂拉山斷裂帶(袁道陽(yáng)等，2004)，在阿尼瑪卿擠壓階區(qū)北側(cè)的鄂拉山斷裂和甘孜拉分階區(qū)南側(cè)不存在量級(jí)達(dá)到2 mm·a-1的拉張構(gòu)造帶.因此，跨階區(qū)兩側(cè)的左旋走滑速率差指示巴顏喀拉塊體西部地區(qū)相對(duì)東部地區(qū)存在2 mm·a-1的擠壓變形，這一變形速率已經(jīng)比我們獲得的江錯(cuò)斷裂的1.1～1.3 mm·a-1滑動(dòng)速率還要大，也有可能超過(guò)目前還沒(méi)有滑動(dòng)速率報(bào)道的達(dá)日斷裂和甘德南斷裂.東昆侖斷裂阿尼瑪卿彎折段、北西走向的達(dá)日斷裂中段和甘德南斷裂中段可能是這個(gè)變形帶上的一組右階斜列的構(gòu)造，并驅(qū)動(dòng)了鄂拉山斷裂的右旋走滑.整個(gè)巴顏喀拉塊體岀露的沉積建造仍然保持完整和連續(xù)(潘桂棠等，2007)，次級(jí)塊體邊界帶目前還沒(méi)有發(fā)育連續(xù)貫通的地表斷裂等構(gòu)造，也沒(méi)有完全切割限制已有北西走向構(gòu)造的延伸，我們認(rèn)為這一次級(jí)構(gòu)造邊界可能仍然處于巴顏喀拉塊體改造的早期階段，還沒(méi)有達(dá)到塊體完全破壞的成熟階段.雖然處于塊體破壞的早期階段，但巴顏喀拉塊體東西分異和破壞的動(dòng)力學(xué)和深部構(gòu)造可能對(duì)理解青藏高原隆升和擴(kuò)展機(jī)制具有重要意義(徐錫偉等，2014)，仍有待更多的深部地球物理方面的研究探討.

雖然我們從巴顏喀拉塊體東西次級(jí)塊體劃分可以推測(cè)，北西西走向的斷裂向東的延伸和活動(dòng)性可能被限制在阿尼瑪卿擠壓階區(qū)到甘孜拉分階區(qū)一線構(gòu)成的兩個(gè)次級(jí)塊體邊界帶的西側(cè)或者在邊界帶兩側(cè)發(fā)生比較大的變化，但是巴顏喀拉塊體西部次級(jí)塊體內(nèi)發(fā)育的一系列平行斷裂(西藏大溝—昌麻河斷裂、瑪多斷裂、江錯(cuò)斷裂、甘德南斷裂、達(dá)日斷裂等)仍然有待于進(jìn)一步的定量化運(yùn)動(dòng)學(xué)和古地震學(xué)研究.昆侖山口—江錯(cuò)斷裂在2001年地震和2021年地震之間屬于未破裂段還是具有未知的破裂，是評(píng)價(jià)該區(qū)強(qiáng)震危險(xiǎn)性值得進(jìn)一步注意的.

5 結(jié)論

2021年瑪多M7.4地震發(fā)震斷裂江錯(cuò)斷裂同震變形產(chǎn)生的地表破裂帶以黃河鄉(xiāng)至格波隆格恰的階區(qū)分為東西兩個(gè)大段落.根據(jù)破裂組合特征、同震變形量變化和幾何結(jié)構(gòu)，東西兩個(gè)大的破裂段又可以分別分為兩個(gè)次級(jí)破裂段，即朗瑪加合日段、野馬灘段、拉木草—東湖段和朗瑪哦爾—昌麻河段.整個(gè)地震事件是一次跨越四個(gè)斷裂段的級(jí)聯(lián)破裂過(guò)程.通過(guò)野外典型觀測(cè)點(diǎn)的無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量，朗瑪加合日段以左旋走滑變形位移為主兼具正斷傾滑，傾滑量可達(dá)0.61±0.03 m.野馬灘段以左旋走滑變形為主兼具逆斷傾滑，在野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)傾滑量可達(dá)0.31±0.04 m，左旋走滑量可以達(dá)到2.83±0.13 m，即使到該段可見(jiàn)地表破裂的東部，江錯(cuò)西觀測(cè)點(diǎn)仍然有1.97±0.08 m的左旋水平位移.朗瑪哦爾—昌麻河段在朗瑪哦爾附近左旋水平位移達(dá)到3.55±0.24 m，而在昌麻河河谷和階地上仍然存在0.5～1.2 m的左旋位移.

在本次地震地表破裂西段，朗瑪加合日觀測(cè)點(diǎn)、野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)和江錯(cuò)西觀測(cè)點(diǎn)等三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都觀察到江錯(cuò)斷裂晚更新世或全新世以來(lái)的累積變形，并且可能控制了晚更新世地貌發(fā)育.根據(jù)野馬灘西觀測(cè)點(diǎn)的累積位移和地貌年代估計(jì)，地震復(fù)發(fā)周期2100～2500年，左旋走滑速率1.1～1.3 mm·a-1.在黃河鄉(xiāng)與格波隆格恰階區(qū)以東，本次同震位移顯著的朗瑪哦爾觀測(cè)點(diǎn)和昌麻河觀測(cè)點(diǎn)只記錄了本次瑪多地震地表破裂變形，而沒(méi)有本次地震之前的晚更新世累積變形.江錯(cuò)斷裂在朗瑪加合日至黃河鄉(xiāng)段全新世以來(lái)長(zhǎng)期活動(dòng)的基礎(chǔ)上，2021年瑪多地震同震破裂變形可能產(chǎn)生了一次向東的最新擴(kuò)展，從波隆格恰擴(kuò)展到昌麻河以東.

綜合地表斷裂組合、深部結(jié)構(gòu)特征、構(gòu)造動(dòng)力學(xué)條件，我們認(rèn)為以東昆侖斷裂帶阿尼瑪卿擠壓階區(qū)到玉樹(shù)—甘孜—鮮水河斷裂帶甘孜拉分階區(qū)一線為界可以將巴顏喀拉塊體劃分為兩個(gè)次級(jí)的塊體.兩個(gè)次級(jí)塊體的邊界帶可能存在2 mm·a-1的擠壓變形，但可能仍然處于塊體改造破壞的早期階段，其動(dòng)力學(xué)機(jī)制和深部構(gòu)造值得進(jìn)一步探討.這一次級(jí)塊體邊界變形帶內(nèi)的甘德南斷裂中段和達(dá)日中段的活動(dòng)性比其東西兩側(cè)更強(qiáng).2021年瑪多地震地表破裂顯示，昆侖山口—江錯(cuò)斷裂向東已經(jīng)切割了前人所標(biāo)識(shí)的瑪多—甘德斷裂，巴顏喀拉塊體西部次級(jí)塊體內(nèi)發(fā)育近平行的西藏大溝—昌麻河斷裂、瑪多斷裂、甘德南斷裂、達(dá)日斷裂以及昆侖山口—江錯(cuò)斷裂，這些斷裂仍然需要進(jìn)一步的定量化運(yùn)動(dòng)學(xué)和古地震學(xué)研究來(lái)評(píng)估地震危險(xiǎn)性.

致謝2021年5月22日瑪多地震之后，中國(guó)地震局立即成立了由中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)所、中國(guó)地震局地質(zhì)研究所和青海省地震局等單位組成的地震科學(xué)考察隊(duì)赴震區(qū)工作，本文是地震科考部分成果.特別感謝地質(zhì)所為科考提供指導(dǎo)、支持、關(guān)心和幫助的單新建所長(zhǎng)、孫曉竟書(shū)記、萬(wàn)景林副所長(zhǎng)、何宏林副所長(zhǎng)、李傳友主任、蔣漢朝處長(zhǎng)、史翔副處長(zhǎng)等領(lǐng)導(dǎo)，也感謝預(yù)測(cè)所領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)調(diào)指揮和青海省地震局現(xiàn)場(chǎng)指揮部的關(guān)照.感謝現(xiàn)場(chǎng)科考的預(yù)測(cè)所徐岳仁、李文巧等、青海省地震局李智敏等、應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院任俊杰等、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所潘家偉等同志的相互支持與幫助.感謝兩位匿名審稿專(zhuān)家和編委老師提出的討論意見(jiàn)和建議，感謝編輯老師的支持與幫助.感謝袁仁茂研究員對(duì)英文摘要提出修改建議.