构造活动与地震地质

区域上挽近期构造活动较强烈,历史上在上述断裂的不同地段曾发生过中强地震。三条主干断裂的地震活动水平大体相近,同一断裂不同段活动性存在明显差异,即表现出明显分段活动特征。2008年,前工程区及其邻近地区(40km范围)无强震发生记录,除茂汶断裂的草坡—汶川—茂县段外,构造活动性微弱,区内地震烈度主要受外围地区历史强震的影响,地震烈度最大不超过Ⅵ度。仅在1787年12月13日于工程区附近灌县发生过一次4.7级的中强地震,震中烈度为Ⅵ度,因此工程区的地震烈度主要受外围地区历史强震的影响。《紫坪铺水库初设地质报告》根据外围几次典型的强烈地震统计(表2-1),对工程区的影响烈度最高可达Ⅹ度(2008年汶川大地震)。区内弱震活动虽然频繁,但据统计,大部分微弱震都随机发育,分布在映秀断裂西北侧的杂岩体内,弱微震的分布也与断裂不相吻合,亦无明显的线性排列,库区及其附近的断裂并非控震构造,无强震活动的迹象。

表2-1 外围历史强震对工程的地震影响烈度表

(据中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,1994,参照5·12汶川大地震补充)

同时,根据川内地区72个震源机制解求出区域上主压应力方向以NWW为主(达70%),次为NW向,龙门山及附近外围地区的震源机制解(19例)得出的主压应力方向平均值为N86°～75°W。在这种区域应力环境条件下,龙门山构造带主要受到压应力的作用,而剪切分量却较少,加之鲜水河与安宁河两断裂带对来自西部地壳应力所起的屏障作用,使本区现今构造活动性减弱。

岷江上游地区的新构造运动主要表现为掀斜和差异抬升,但没有强烈的逆冲推覆和大规模褶皱作用。据区内断裂最新活动性测年和形变资料,龙门山构造带的主要活动断裂在晚更新世时期经历了一次较强烈的活动,一直延续至晚更新世末期。三条主要断裂的活动强度属弱至中等强度,自北向南活动性由强至弱。末次冰期海平面(侵蚀基准面)下降120～150m,地壳抬升和强烈溯源侵蚀的加深下切作用,致使岷江主河道下切更加强烈,其最大下切深度已达到现代岷江谷底(730m)。

此外,据深断裂规模等综合判定,枢纽区断层几乎不曾活动,特别是F³断层仅在150万年前曾轻微活动过。因此该区属地壳基本稳定区,活动年龄和形变资料见表2-2。

表2-2 工程区断裂新活动年龄及形变综合分析

(据中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,1994,参照2008年5·12汶川大地震略有修改)

构成工程区的三条骨干断裂的地震活动水平大致相近,同一条断层具有分段活动性,强震往往发生在断裂的最新活动段上,如安县—灌县断裂带南西段比较活动,地质历史上曾发生过M_s≥6.0级(天全,1327年8～9月)和6.2级大地震(大邑,1970年2月24日);北—川映秀断裂带北东段活动较强,北川1958年2月8日发生6.2级大地震,2008年5·12汶川8.0级大地震,紫坪铺大坝距映秀震中17km,距地震断裂8km,实际影响烈度Ⅸ～Ⅹ度;平武—茂汶断裂带草坡—汶川—茂县段活动较强,1657年4月21日就在汶川发生过6.5级地震。

2008年5·12汶川大地震时,紫坪铺大坝坝顶强震仪记录最大峰值加速度达1.5g(g=980cm/s²)。