楊光

（成都理工大學 四川 成都 610059）

1 地質背景

研究區(qū)域為四川省廣元市劍閣縣劍門關景區(qū)，劍門山脈為龍門山支脈，劍閣山脈地處龍門山斷裂帶前山斷裂北段-江油斷裂。江油斷裂是龍門山前山斷裂的一個分支，與映秀-北川斷裂成左階排列，斷裂分布于安縣永安鎮(zhèn)一帶至廣元三堆鎮(zhèn)一帶，它主要發(fā)育于中生代地層中，線性地貌特征明顯，呈一寬谷。斷裂規(guī)模小，由數(shù)條延伸長度＜20km的次級斷裂組成，破碎帶寬僅幾米，構造巖膠結程度好。斷層兩側地層差異明顯，北西側為淺變質的志留紀龍馬溪群、沙帽群和泥盆紀養(yǎng)馬壩組、茂壩組，局部有石炭紀地層出露。南東側主要為侏羅紀沙溪壩組、蓮花口組和白堊紀劍門關組、劍閣組。

劍門關地區(qū)地層為白堊紀劍門關組，其地層下部以塊狀礫巖為主夾砂、泥巖凸鏡體，礫巖成分以石英巖為主，灰?guī)r、砂巖次之，中上部以紫紅色長石石英砂巖與同色粉砂巖、泥巖不等厚互層，夾石英質礫巖，與下伏蓮花口組整合或平行不整合接觸，與上覆漢陽鋪組整合接觸的地層。

2 河流的侵蝕作用

劍門關景區(qū)河流是大小劍溪，屬于山區(qū)河流，劍門山匯集的雨水，都是順著西北高、東南低的地勢，注入為清水江水系，清水江在曲回鄉(xiāng)張家注入白龍江后匯入嘉陵江。該河流受龍門山前山斷裂北段（江油斷裂）活動的影響。河流的侵蝕作用以溯源侵蝕為主，側方侵蝕為輔。

2.1 河流的溯源侵蝕

清水河溯源侵蝕較發(fā)育，產生溯源侵蝕作用的原因主要有：①河流的流量、流速增大；②河流侵蝕基準面下降。清水河在下切過程中所形成的坡折、河流的源頭，受到流水的侵蝕不斷向上游或河間地地帶推進。它實際上是水流或河流為達到河床縱剖面的均衡，調整水動力強度，河流在河床各點加深，總體上從侵蝕基準面向上游推移，使河流源頭或溝頭后退的一種侵蝕作用。

2.2 河流的側方侵蝕

清水河側方侵蝕現(xiàn)象發(fā)育，產生的主要原因是由于河谷的彎曲而產生的橫向環(huán)流作用，使得凹岸受蝕，凸岸堆積。結果河床發(fā)生側向遷移，河谷拓寬，并導致河曲的發(fā)育。清水河在河床溝谷較寬、坡度較緩條件下橫向侵蝕，多發(fā)生于地面組成物質較松軟地段。側方侵蝕主要是通過單向環(huán)流和底部輻聚型的雙向環(huán)流來完成的。

3 河流階地與斷裂的關系

3.1 龍門山北段階地的認識

龍門山斷裂帶北段所在地區(qū)的河流一般發(fā)育5級階地，T1階地拔河高度3～5m，地表為砂質黏土，下部為礫石層，也是主要耕地分布區(qū)，為全新世堆積。T2階地拔河高度10m左右，T3階地拔河高度一般為30～35m，沿漢江、嘉陵江、白龍江等零星分布。下部為礫石層，呈褐灰色，為砂-鈣質膠結。礫石成分復雜，以砂巖為主，其次為火成巖、變質巖等，直徑一般＜10cm，少數(shù)在10～20cm之間，磨圓度好，為晚更新世堆積物。T1、T2階地為主要的居民和耕地分布區(qū)。T4階地拔河高度60～70m，T5階地拔河高度為90m左右。堆積物的上部地層為褐紅-棕紅色砂質黏土，密實，堅硬。下部為卵石層，其中的花崗巖卵石和砂巖卵石普遍被風化，只保留卵石的形態(tài)，石英巖卵石堅硬，沒有被風化。

3.2 劍門關地區(qū)斷裂分布及其活動性

劍門關位于江油斷裂的北段，根據(jù)不同斷坎的位置依次在劍門關地區(qū)劃分出江油斷裂兩條次級小斷裂（圖1），大致與地貌地形相吻合。其斷裂在地貌上表現(xiàn)為NE向的溝谷、埡口和斷層槽地等。斷裂沿清水河谷發(fā)育，斷裂帶寬300～500m，最新斷裂活動的遺跡分布在清水河北岸，地貌上形成一系列斷層槽地。

圖1

（1）階地分布

劍門關附近的清水河發(fā)育4級階地，其中T1階地沿清水河兩岸連續(xù)分布，拔河高度3m左右，為堆積階地，發(fā)育有第四紀堆積物，主要堆積物為黃棕色砂礫石黏土層。T2階地沿清水河條帶狀分布，拔河高度為10m左右，主要堆積物為灰紅色砂土和砂礫石層，為晚更新世堆積階地。T3階地在清水河的南北兩岸均有分布，下部基座為前古生代千枚巖，上部堆積為黃棕色、灰褐色砂土和礫石層，礫石沒有明顯的風化，可見厚度10m左右，為晚更新世堆積，階地面拔河高度為30～35m。T4階地分布在上寺，拔河高度為60～70m，基座為前古生代千枚巖，上部為紫紅色砂質黏土和礫石層，其中砂巖礫石被強風化，只保留礫石的形態(tài)，石英巖礫石保存完好。

（2）階地上的構造地貌

根據(jù)區(qū)域地質調查結果，結合野外工作，發(fā)現(xiàn)清水河沙溪壩T1階地發(fā)育有第四紀堆積物，未有斷裂穿越。在大小溪河流T3階地白堊紀礫巖發(fā)現(xiàn)負載構造，負載構造是在地震剪切力作用和重力驅動下，上覆細砂巖（比重大）下陷落入下伏粉砂巖（比重?。┬纬傻囊环N構造。判斷該地區(qū)可能至少發(fā)生了兩次古地震事件。

在石門壩，出露多條三疊紀破碎帶。呈NE向條帶狀分布。局部發(fā)育NEE向斷層槽地，沿清水河，在雁門壩一帶，斷裂線性地貌特征清晰，表現(xiàn)為線性分布的斷層崖、斷層谷和埡口。擠壓破碎帶寬約50m，使石炭系灰?guī)r與泥盆紀白云巖、砂巖呈斷層接觸，斷層產狀40°NE，近直立，斷裂通過處的沖溝T1階地未見構造變形跡象。

3.3 階地形成時代

龍門山北段無河流階地形成時間資料，借助相鄰的中斷河流階地的形成時間資料，討論龍門山構造的總體活動趨勢。李勇等(2006)在北川、映秀、汶川、大邑等地對龍門山中段地區(qū)的河流階地進行了初步劃分，用熱釋光方法測定階地堆積物的形成時代。拔河高度30～40m的T3階地堆積物年代為距今2.3～3.6萬年，拔河高度60～80m的T4階地堆積物年代為距今4.2～7.6萬年，岷江拔河164～170m的T5階地堆積物熱釋光年代為距今7.7萬年。

4 探討與結論

4.1 劍門關地層地質時期為中生代白堊紀，劍門關位于四川盆地與龍門山交界處。沉積物普遍為紅色，大部分為中粗碎屑物質，接受了西部山區(qū)的大量剝蝕產物，表明西部山區(qū)抬升迅速，大面積抬升的導致了龍門山東部邊緣的斷陷盆地形成，即四川盆地。盆地西界與龍門山之間可能存在一個逆斷層性質的斷裂邊界。

4.2 龍門山斷裂帶后山斷裂北段和中央斷裂北段高階地上斷錯地貌明顯，都未見有第四紀斷錯地貌，江油斷裂北段基巖中發(fā)育一系列近于平行的順層逆沖的擠壓破碎帶，控制中生代地層與新生代地層呈逆斷層接觸，這些斷裂通過處的T1階地均未見構造變形跡象，可推測第四紀構造活動不明顯。

4.3 龍門山北段三條主干斷裂及前緣的潛伏斷裂的規(guī)模及其活動性是西側大東側小，由西向東遞減。龍門山后山斷裂兩側存在很大的介質差異性。西側主要為前震旦系碧口群及巖體組成的剛性塊體，東側主要為茂縣群砂頁巖為主的柔性地層，從斷裂總體滑動態(tài)勢看利于蠕滑而不利于粘滑。

綜上所述，我們認為龍門山北段雖然為中更新世晚期活動斷裂，但其強度比中南段要小，整體為韌性變形或蠕滑型斷裂，孕育5級以上地震的可能性較小。但某些特殊地段，如西南端受摩天嶺地塊的構造屏蔽作用較小東北端受秦嶺構造和漢中第四紀斷陷盆地的影響等，可能孕育5級左右的地震。

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