王 洋 張 波 侯建軍 艾 晟

(北京大學地球與空間科學學院， 造山帶與地殼演化重點實驗室， 北京 100871)

曲江斷裂晚第四紀活動特征及滑動速率分析

王 洋 張 波*侯建軍 艾 晟

(北京大學地球與空間科學學院， 造山帶與地殼演化重點實驗室， 北京 100871)

曲江斷裂位于川滇菱形塊體的東南端， 沿該斷裂地震活動強烈， 是1970年MS7.7通海地震的發(fā)震斷裂?；谶b感影像解譯、 野外地質(zhì)和構(gòu)造地貌觀測結(jié)果、 斷裂幾何學及運動學解析， 總結(jié)認為曲江斷裂第四紀以來以右旋走滑為主且具有傾滑運動分量， 沿斷裂走向運動學存在差異。NW段以右旋走滑為主， 局部有明顯正斷分量； SE段為右旋走滑兼NE盤向SW盤逆沖。曲江斷裂在全新世活動強烈， 沿走向錯斷地貌廣泛發(fā)育， 累積水平位錯量3.7～830m。通過對錯斷地質(zhì)體、 地貌單元的斷距進行測量， 并對其進行14C或光釋光定年， 得到斷裂晚第四紀平均滑動速率為2.3～4.0mm/a。斷裂活動速率的變化與運動學分段有很好的響應(yīng)： NW段斷裂以右旋走滑為主， 滑動速率>3.0mm/a， 存在0.6～0.8mm/a的構(gòu)造抬升； 由于受到小江斷裂的影響， 斷裂SE段逆沖分量增加， 滑動速率相應(yīng)降低(<3.0mm/a)， 存在 1.1mm/a的構(gòu)造抬升， 表明斷裂NW段和SE段存在差異抬升。

曲江斷裂 晚第四紀 右旋走滑 錯斷地貌 滑動速率

0 引言

走滑斷裂是調(diào)節(jié)陸內(nèi)變形的重要構(gòu)造樣式， 也是眾多災(zāi)難性地震的發(fā)震構(gòu)造。1970年1月5日， 在云南通海、 峨山、 建水一帶發(fā)生了MS7.7地震， 震源深度13km， 這是云南近100a來震級最大的地震(劉祖蔭等， 1999)。第四紀以來， 曲江斷裂活動頻繁， 被認為是這次地震的發(fā)震斷裂(張俊昌， 1970； 朱成男， 1978， 1984； 劉祖蔭等， 1999)。前人對曲江斷裂開展了大量的地質(zhì)調(diào)查、 測繪及地球物理觀測， 對斷裂的運動學、 幾何學， 構(gòu)造地貌、 地震地表破裂帶以及孕震環(huán)境進行了如下總結(jié)： 1)曲江斷裂斷面多傾向NE， 第四紀以來以右旋走滑為主兼NE盤向SW逆沖； 2)斷裂帶內(nèi)發(fā)育各類構(gòu)造地貌， 如發(fā)生錯斷的沖溝、 斷層塘、 陡坎、 閘門脊等； 3)通海地震地表破裂帶長約50km， 斷面傾向NE， 傾角50°～70°， 表現(xiàn)為右旋走滑， 最大水平同震位移3.25m， 最大垂直位錯1.2m； 4)由于川滇菱形塊體向S滑移， 導(dǎo)致其東南端部產(chǎn)生應(yīng)力積累及釋放(國家地震局地震測量隊， 1975； 張四昌等， 1978； 張淑榮， 1980； 韓慕康等， 1983； 朱成男， 1984， 1985； 劉玉權(quán)等， 1984； 何宏林等， 1992； Wangetal.， 2014)； 但對于斷裂的活動速率缺乏詳細的研究。 本文利用遙感影像解譯結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查， 通過對錯斷地質(zhì)體、 地貌單元的斷距進行測量， 并對其進行14C或光釋光定年， 以推算斷裂晚第四紀活動速率參數(shù)， 對斷裂NW段和SE段晚第四紀以來的活動差異性作綜合分析對比， 并對導(dǎo)致其活動差異的動力學環(huán)境進行了探討。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

新生代以來， 印度板塊與歐亞板塊持續(xù)的相互碰撞效應(yīng)， 不但造就了雄偉的青藏高原， 而且在高原東南緣形成了規(guī)模巨大的東南亞陸內(nèi)形變區(qū)。川滇菱形塊體位于東南亞陸內(nèi)變形區(qū)的北端， 被哀牢山-紅河斷裂和鮮水河-小江斷裂帶所圍限(Tapponnieretal.， 1976， 1982； 聞學澤等， 1985； 鄧起東等， 1994； 徐錫偉等， 2003a； Zhangetal.， 2012)。哀牢山-紅河斷裂是川滇菱形塊體的南、 西邊界， 其構(gòu)造巖(糜棱巖)的形跡主要沿雪龍山—點蒼山—哀牢山—紅河一線展布， 走向NW—NWW， 長度超過1000km， 早期韌性走滑剪切運動發(fā)生于35～32Ma BP至22Ma BP(Tapponnieretal.， 1990； Leloupetal.， 1995； Harrisonetal.， 1996； Wangetal.， 1997； Burchfieletal.， 2003)， 然而， 上新世以來(約5Ma BP開始)該斷裂沿哀牢山東側(cè)紅河發(fā)生右旋走滑， 滑動速率為2～3mm/a(Allenetal.， 1984； Harrisonetal.， 1992； Weldonetal.， 1994； Wangetal.， 1997； 向宏發(fā)等， 2004)。鮮水河-小江斷裂帶構(gòu)成川滇菱形塊體的北、 東邊界， 由鮮水河、 安寧河、 則木河以及小江斷裂組成， 是一條NW—SN向的延伸超過500km的強震發(fā)生帶， 自公元814年后共發(fā)生14次7級以上地震(宋方敏等， 1998； 徐錫偉等， 2003b)。鮮水河-小江斷裂帶以左旋走滑為主兼有傾向滑動分量， 自晚更新世至今， 累積左旋位錯達60km， 整條斷裂帶左旋滑動速率約為 (15±2)mm/a(Wangetal.， 1998； 宋方敏等， 1998； Burchfieletal.， 2003； 張培震等， 2003； He， 2006)。

曲江斷裂和建水斷裂位于這2條大型走滑斷裂帶向S延伸的交會處， 即川滇菱形塊體的東南端部， 地震活動強烈。建水斷裂全長約120km， 總體走向NW， 該斷裂以右旋走滑為主兼有逆沖性質(zhì)， 歷史記錄顯示16世紀以來發(fā)生過5次6級以上的地震(韓新民等， 1982， 1993； 何宏林等， 1992)。曲江斷裂位于建水斷裂北部， 北起擺依寨， 向SE延伸至曲溪盆地北緣廟北山， 止于小江斷裂帶的西側(cè)， 長約80km(朱成男， 1978， 1985； Wangetal.， 2014)。該斷裂歷史上發(fā)生過多次破壞性地震， 5級以上地震24次， 其中震級≥7的地震3次。全新世以來強烈活動的曲江斷裂和建水斷裂被認為是川滇菱形塊體東南端部應(yīng)力釋放的重要構(gòu)造(聞學澤等， 2011； Wangetal.， 2014)。

2 研究方法

通過解譯分析遙感影像、 1︰5萬地形圖及數(shù)字高程地形模型數(shù)據(jù)， 結(jié)合野外斷層觀測， 對曲江斷裂的第四紀幾何學、 運動學進行了厘定。我們獲取了曲江斷裂沿線全色波段遙感數(shù)據(jù)和數(shù)字高程地形模型(DEM)數(shù)據(jù)， 空間分辨率分別為2.5m和30m。遙感解譯可以清晰地識別代表斷層活動的線狀要素以及斷層陡坎、 發(fā)生錯斷的河流、 閘門脊、 擠壓脊等構(gòu)造地貌， 為野外進一步核查提供了基本數(shù)據(jù)。通過對斷裂沿線錯斷地貌的分析以及對第四紀斷層露頭的精細構(gòu)造解析， 以確定斷裂的運動學特征。斷裂滑動速率的計算需要確定位錯量和位錯量的起始時間(楊景春等， 2011)， 通過對錯斷地貌的位錯量測量， 并對地貌體進行14C或光釋光定年， 便可計算該點的走滑速率。由于斷裂沿曲江河谷展布， 河谷兩側(cè)支流、 沖溝大多發(fā)育在基巖坡地和洪積物之中， 泥炭、 沼澤土或炭質(zhì)淤泥很難找到， 給定年工作帶來了困難。在無法直接獲得錯斷地貌絕對年齡的情況下， 我們利用水系沖溝的下切深度和侵蝕速率間接推算其生成年代(Allenetal.， 1982； Schoenbohmetal.， 2006)。

3 幾何學、 運動學特征

曲江斷裂總體沿曲江河谷展布， 在數(shù)字高程地形模型影像上呈現(xiàn)明顯的線性。它北起擺依寨， 向SE經(jīng)峨山、 梅子樹、 五街， 沿曲溪盆地北緣延伸， 止于小江斷裂的西側(cè)， 長76km(圖1b)。斷層部分段被第四紀沖洪積層覆蓋， 形跡不明顯。斷層幾何結(jié)構(gòu)較為簡單， 局部存在分叉、 平行展布或雁列排列的現(xiàn)象。例如在小海洽附近， 斷裂向NW形成2條分支斷裂， 進入峨山盆地后分別沿其東北和西南邊緣展布。斷裂總體走向 N60°W， 沿走向斷裂產(chǎn)狀發(fā)生一定的變化， 特別是在第四紀松散沉積物中， 但多數(shù)斷層面傾向NE， 傾角較高； 峨山以北， 部分段斷層傾向SW。在高大盆地北緣， 斷裂走向變?yōu)?N70°～80°W， 并形成擠壓型斷層彎曲。

圖1 川滇菱形塊體構(gòu)造綱要圖(a； 據(jù)徐錫偉等， 2003a修改)及研究區(qū)數(shù)字高程模型圖(b； 據(jù)Wang et al.， 2014修改)Fig. 1 Tectonic framework of the Sichuan-Yunnan block(modified from XU Xi￣wei et al.， 2003a)(a) and digital elevation model image of the study area(modified from Wang et al.， 2014)(b).

遙感解譯、 地質(zhì)和構(gòu)造地貌核查的結(jié)果顯示曲江斷裂第四紀以來以右旋走滑為主， 且具有明顯的傾滑分量。沿走向斷裂運動學性質(zhì)存在差異， 根據(jù)這種差異， 曲江斷裂可分為SW和SE兩段。NW段從擺依寨向SE延伸至五街， 構(gòu)造地貌及斷面結(jié)構(gòu)指示該段以右旋走滑為主， 在觀測的脆性斷面上可以觀察到擦痕， 暗示局部具有明顯的正斷分量， 該段發(fā)育了峨山和樂德舊2個具有拉分性質(zhì)的盆地(Wangetal.， 2014)， 表明該段處于走滑兼伸展的構(gòu)造背景。在寶山村東南約1km處(觀測點1)， 具有明顯正斷分量的斷層切穿了地表第四紀沉積層(圖2)。斷層F1傾向S40°W， 傾角55°， 向上發(fā)生分叉， 形跡變得不明顯。斷層下盤為前震旦紀灰?guī)r， 靠近斷面處發(fā)生強烈破碎。斷層F1控制著上盤棕黃色含礫石砂層的沉積， 泥質(zhì)膠結(jié)， 根據(jù)其膠結(jié)程度， 判斷為晚更新世沉積。由于該沉積層上部無全新世沉積物， 且無明顯的地貌表現(xiàn)， 無法得知斷層F1全新世以來是否活動。斷層F2傾向S50°W， 傾角64°， 控制著上盤全新世淡黃色砂礫石層的沉積； 斷層F2一直延伸至褐色砂土層底部， 該沉積層中保存的炭樣為現(xiàn)代炭， 表明斷層F2揭示的地震活動可能與1913年峨山地震有關(guān)。

圖2 右旋兼正斷層性質(zhì)的曲江斷裂野外露頭(寶山村)Fig. 2 Fault outcrop which indicates dextral strike-slip motion with normal components near Baoshan village.

斷層SE段自五街向SE延伸至廟北山， 斷裂沿線發(fā)生錯斷的沖溝錯距為3.7～230m， 均指示右旋走滑的運動學特征。通過對斷層剖面的構(gòu)造解析(圖3)， 在太平莊南東(觀測點2)可見1條具有明顯逆沖分量的斷層， 傾向N27°E， 傾角30°。斷層切穿了新近紀棕黃色砂巖層， 地貌上形成明顯高差， 斷層下盤被改造為農(nóng)田， 斷層兩側(cè)黑色的炭質(zhì)泥巖發(fā)生明顯錯斷， 錯距達1.5m(圖3)， 證明該段具有明顯的逆沖分量。該段東南端發(fā)育曲溪盆地， Wang(2014)的觀測解釋該盆地為撓曲盆地。這些觀測表明曲江斷裂在該段表現(xiàn)為走滑擠壓性質(zhì)。

圖3 右旋兼逆沖性質(zhì)的斷裂露頭(太平莊)Fig. 3 Fault outcrop which indicates dextral strike-slip motion with thrust components near Taiping village.

4 滑動速率分析

4.1 侵蝕速率計算

本次研究利用河流階地的海拔高度與年齡計算河流的下切速率。利用GPS測量可以得到階地面距現(xiàn)代河床的高度； 假設(shè)河流相沉積結(jié)束的時代代表了河流下切的時代， 便可利用每級階地面上沉積物的年齡作為河流下切的年代。

在峨山盆地北(觀測點3)可見晚更新世湖相沉積， 湖盆沉積物頂面發(fā)生傾斜， 表明受到構(gòu)造運動的影響。上覆沉積層近水平(圖4a， b)。湖相沉積層和上覆水平沉積層中采得的炭樣年齡分別為 (34.65±0.2)ka和 (32.39±0.17)ka(Wangetal.， 2014)， 2個采樣點間距1.6m， 計算得到該點的沉積速率為 0.65mm/a。該地層剖面位于曲江河谷北岸Ⅱ級階地處， 上部采樣點距離階地面8m， 由此推算出階地的絕對年齡約為20.08ka。階地面距曲江大河現(xiàn)代河床16m， 從而得到該處的侵蝕速率為 0.8mm/a。在梅子樹村南曲江河谷南岸Ⅱ級階地上采得的炭樣年齡分別為 (32.89±0.72)ka和 (30.95±0.67)ka*云南省地震局地震地質(zhì)隊， 1990， 曲江斷裂現(xiàn)代構(gòu)造運動與地震。， 采樣點間距1.2m， 得到該點的沉積速率為 0.6mm/a。上部采樣點距階地頂面7.5m， 按 0.6mm/a的沉積速率推算出階地面絕對年齡約為24.95ka； 從階地頂面到曲江河床為15m， 求得該處的侵蝕速率為 0.6mm/a。

圖4 峨山盆地北緣地層剖面(a， b)及曲溪盆地Ⅲ級階地(c， d)Fig. 4 Stratigraphic section on the north of the Eshan Basin(a， b) and the third terrace in the Quxi Basin(c， d).

曲溪盆地內(nèi)Ⅲ級階地靠近頂面的沉積層(觀測點4)光釋光定年結(jié)果為 (22.4±1.9)ka(圖4c， d)， 采樣點高出現(xiàn)今河床24m， 求得該點曲江大河的侵蝕速率為 1.1mm/a。在曲溪盆地東部松樹營南側(cè)1條支流的Ⅰ級階地上采得炭樣， 測定年齡分別為 (12.78±0.85)ka和 (3.18±0.14)ka①， 采樣間距1.8m， 上部采樣點距階地頂面0.8m， 階地頂面高出現(xiàn)代河床3.6m， 得到該點的沖溝侵蝕速率為 1.2mm/a。

斷裂NW段和SE段具有不同的侵蝕速率， NW段侵蝕速率為0.6～0.8mm/a， 而SE段的侵蝕速率為1.1～1.2mm/a。河流階地的形成代表了河流側(cè)蝕堆積與下切的過程， 對于遠離海洋的河段來說， 主要受到構(gòu)造抬升和氣候變化的影響(Shumm， 1993)。在沒有抬升的背景下， 即使河流隨氣候變化出現(xiàn)階段性的下切， 后期的堆積也會使階地面消失， 因此階地面的海拔記錄了相對構(gòu)造抬升的幅度， 利用階地計算的下切速率可以作為區(qū)域抬升速率(Laveetal.， 2001； 胡小飛， 2006)。Hancock等(2002)通過數(shù)值模擬實驗指出單個冰期-間冰期周期內(nèi)， 河流下切速率可以反映構(gòu)造抬升速率。而中國7萬年以來只出現(xiàn)過1次冰期與間冰期交替(王婧泰等， 1980； 賀明月， 2013)， 因此本次研究獲取的侵蝕速率可以較為準確地反映該區(qū)域構(gòu)造抬升速率。

4.2 走滑速率計算

曲江斷裂第四紀以來活動強烈， 沿斷層走向被錯斷的地質(zhì)體和地貌單元分布廣泛， 累積水平位移量為3.7～830m。根據(jù)被錯斷的震旦紀地層， 朱成男(1985)推測曲江斷裂第四紀以來右旋走滑速率約為 2.1mm/a， 但是他認為4.2km的錯距是在第四紀(約2Ma)內(nèi)形成的， 因此該推算結(jié)果存在較大誤差。徐錫偉(2003b)計算得到的滑動速率為 3.5mm/a。基于遙感影像解譯， 結(jié)合野外斷裂露頭的核查， 本文對研究區(qū)內(nèi)的錯斷地貌進行了總結(jié)， 在斷裂的NW段和SE段對3處錯斷的地貌單元進行測量和定年， 以獲得斷裂晚第四紀平均滑動速率。

圖5 斷裂帶沿線錯斷地貌Fig. 5 Offset landforms along the fault zone.a 龍馬槽扇體位錯， 右旋錯距約230m； b 扇根處近直立的斷層剖面(觀測點5)； c， d 梅子樹村西北沖溝位錯， 右旋錯距43.0m(觀測點6)； e， f 廟北山村西北沖溝位錯， 右旋錯距67m(觀測點7)

在曲江斷裂NW段龍馬槽村東(觀測點5)， 斷裂橫切2個扇體的上部， 所在兩盤發(fā)生了明顯的右旋位錯。東側(cè)洪積扇保存完好， 錯斷標志明顯， 錯距約230m， 西側(cè)扇體因遭受剝蝕而殘缺， 上覆新形成的扇體， 但在衛(wèi)星影像上還可見其基本輪廓(圖5a)。在洪積扇扇根與基巖的交界處， 可見近直立的斷層切穿了晚更新世紅褐色礫泥層和上覆全新世表層土， 對紅褐色礫泥層進行光釋光測年， 結(jié)果為 (51.2±6.2)ka(圖5b)。該年齡值應(yīng)晚于洪積扇的形成時代， 故取誤差范圍內(nèi)的最大年齡57.4ka， 得到此處斷裂水平滑動速率 <4.0mm/a。在梅子樹村西北(觀測點6)， 1條NE向沖溝在流經(jīng)斷裂時發(fā)生了43m的右旋位錯(圖5c， d)。對沖溝下游河道中1層有機質(zhì)土層進行了14C定年， 結(jié)果為 (13.79±0.05)ka。 若以此代表該沖溝的形成年齡， 則此處斷裂水平滑動速率為 3.1mm/a。在曲江斷裂南段曲溪盆地北緣廟北山村西北(觀測點7)， 山坡上發(fā)育1條NE向沖溝， 沖溝規(guī)模較大， 橫穿斷裂時發(fā)生了右旋位錯， 位錯量達67m(圖5e， f)。對沖溝下游河道中1層與黑色泥質(zhì)伴生的紅土進行14C定年， 結(jié)果為 (27.98±0.15)ka， 若以此為該沖溝的形成年齡， 則此處的斷裂水平滑動速率為 2.3mm/a。

雖然沿斷層走向錯斷地貌分布廣泛， 但由于斷裂沿曲江河谷展布， 河谷兩側(cè)支流、 沖溝大多發(fā)育在基巖坡地和洪積物之中， 泥炭、 沼澤土或炭質(zhì)淤泥很難找到， 給定年工作帶來了困難。在無法直接獲得錯斷地貌絕對年齡的情況下， 我們利用水系沖溝的下切深度和侵蝕速率來間接推算其生成年代。在表1 中對一些典型錯斷地貌及利用間接方法得到的滑動速率進行了總結(jié)(圖6a—f， 7a—e)。

表1 曲江斷裂沿線錯斷地貌及滑動速率計算

Table1 The offset landforms along the Qujiang Fault and the slip-rate calculation

地貌類型位置地名錯距/m下切深度/m推測年齡/ka侵蝕速率/mm·a-1滑動速率/mm·a-1地質(zhì)體錯斷觀測點8菊花村8301802250.83.7沖溝位錯觀測點9大魚塘11.03.74.630.82.4沖溝位錯觀測點10小寨村420沖溝位錯觀測點10小寨村16.02.74.50.63.5沖溝位錯觀測點11水塘村600沖溝位錯觀測點11水塘村22.04.06.670.63.3沖溝位錯觀測點12觀音山400沖溝位錯觀測點12觀音山70.0沖溝位錯觀測點13五街村230沖溝位錯觀測點13五街村3.70.81.330.62.8沖溝位錯觀測點14太平莊16.0

圖6 斷裂帶沿線錯斷地貌Fig. 6 Offset landforms along the fault zone.a 菊花村地質(zhì)體位錯， 右旋錯距約830m(觀測點8)； b 大魚塘村沖溝位錯， 右旋位錯11.0m(觀測點9)； c， d 小寨村附近沖溝位錯(觀測點10)； e， f 水塘村附近沖溝位錯(觀測點11)

圖7 斷裂帶沿線錯斷地貌Fig. 7 Offset landforms along the fault zone.a 五街—白林山一線沖溝位錯； b 五街村東沖溝位錯， 右旋錯距3.7m(觀測點13)； c 觀音山村附近沖溝位錯(觀測點12)； d， e 太平莊村東南沖溝位錯， 右旋錯距16.0m(觀測點14)

圖8 斷裂沿線累計位錯量及滑動速率分析Fig. 8 Analysis of the cumulative displacements and strike-slip rates along the fault.a 斷裂沿線累計水平位錯量統(tǒng)計； b 測量點位置； c 斷裂沿線滑動速率統(tǒng)計

5 討論

川滇菱形塊體向S滑移， 導(dǎo)致其東南端第四紀以來一直處于走滑擠壓的構(gòu)造背景中， 曲江斷裂由于其特殊的位置成為應(yīng)力釋放的重要構(gòu)造(Wangetal.， 2014)。曲江斷裂NW段和SE段存在運動學差異， NE段以右旋走滑為主， 局部具有明顯的正斷分量； 當斷裂靠近小江斷裂時， 逆沖分量顯著， 表現(xiàn)為右旋走滑為主兼NE盤向SW盤逆沖， 這是小江斷裂的左旋走滑分量分解到曲江斷裂SE段形成逆沖分量所致(Wangetal.， 2014)。曲江斷裂第四紀以來的走滑速率為2.3～4mm/a(圖8c)。通過下切深度和侵蝕速率推算沖溝年齡得到的走滑速率與直接對錯斷地貌定年得到的滑動速率基本一致(圖8c)。斷裂NW段(擺依寨—五街)， 走滑速率多>3.0mm/a， 而進入高大、 曲溪盆地以后， 斷裂走滑速率降低， <3.0mm/a。此外， 斷裂NW段河流侵蝕速率約0.6～0.8mm/a， SE段河流的侵蝕速率為1.1～1.2mm/a， 表明斷裂NW段和SE段存在差異抬升。由此可見斷裂活動速率變化與運動學性質(zhì)的差異有很好的響應(yīng)。斷裂沿線水平位錯量最大為830m， 最小僅為3.7m， 整體分布凌亂， 但累積位移量達200m以上的位錯點均分布在擺依寨至白林山之間， 斷裂進入曲溪盆地之后， 再無超過100m的位錯量。主要原因可能是在曲溪盆地以西， 斷裂的現(xiàn)代運動基本沿老斷裂發(fā)生， 而在曲江盆地北緣， 斷裂的現(xiàn)代活動可能由北部基巖斷裂向盆地內(nèi)部遷移。此外， 由于山前松散沉積物堆積， 水系位錯很難保存下來， 這也導(dǎo)致了曲溪盆地北緣沒有發(fā)育累積位移量很大的錯斷地貌。

圖9 川滇菱形塊體及周邊GPS速度矢量(改自Shen et al.， 2005)Fig. 9 GPS velocity vector in Sichun-Yunnan block and adjacent region(adapted from Shen et al.， 2005).

青藏高原東南緣的GPS形變資料揭示了東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)東北地殼物質(zhì)的順時針旋轉(zhuǎn)(Shenetal.， 2005； 王閻昭等， 2008)。鮮水河-小江斷裂帶作為青藏高原現(xiàn)今的東邊界， 具有明顯的區(qū)域形變分界意義。川滇菱形塊體內(nèi)部GPS速度矢量方向為NNW或SN向， 且大小沒有明顯變化， 尤其是在次級塊體內(nèi)部(圖9； 徐錫偉等， 2003b)。但向SW經(jīng)過楚雄斷裂、 曲江斷裂和哀牢山-紅河斷裂后， GPS速度矢量的方向由近SN向變?yōu)镹E向， 大小也發(fā)生了一定的變化(圖9)。因此， 楚雄斷裂、 曲江斷裂和哀牢山-紅河斷裂所圍限的變形區(qū)也是具有區(qū)域形變應(yīng)力場分界意義的構(gòu)造帶， 但區(qū)域分界明顯弱于鮮水河-小江斷裂帶。川滇菱形地體的向S滑移使得該變形區(qū)處于走滑擠壓的構(gòu)造背景中， 尤其是在塊體的端部(何宏林等， 1992； 聞學澤等， 2011； Wangetal.， 2014)。在遞進走滑擠壓變形過程中， 應(yīng)變會發(fā)生分解， 逆沖分量被相對廣闊的低應(yīng)變區(qū)吸收， 走滑分量則集中在狹長的斷層帶上(Jonesetal.， 2004)。這與該區(qū)域的變形樣式一致， GPS觀察資料顯示紅河斷裂及其以北的曲江-石屏斷裂區(qū)域存在 2.5mm/a的地殼縮短率(聞學澤等， 2011)， 而該區(qū)的剪切形變則被楚雄、 曲江以及建水斷裂吸收。楚雄斷裂右旋走滑速率為1.42mm/a(呂弋培等， 2002)， 曲江斷裂和建水斷裂滑動速率分別為2.3～4mm/a和 2mm/a(韓新民等， 1982)。紅河斷裂中段滑動速率為2～3mm/a， 到南段逐漸減小為1～2mm/a(Allenetal.， 1984； Weldonetal.， 1994； Duongetal.， 1999)。因此， 楚雄斷裂、 曲江斷裂與南部哀牢山-紅河斷裂帶共同組成了川滇菱形塊體的西南邊界， 曲江斷裂及建水斷裂是哀牢山-紅河斷裂中南段重要的分支斷裂， 且現(xiàn)今活動性更為強烈。

6 結(jié)論

(1)曲江斷裂第四紀以來以右旋走滑為主且具有傾滑分量， 由于受到小江斷裂的影響， 斷裂在運動學上具有明顯的分段性， NW段(擺依寨—五街)以右旋走滑為主， 局部有正斷分量； SE段(五街—廟北山)表現(xiàn)為右旋走滑兼NE盤向SW盤逆沖。

(2)曲江斷裂晚第四紀平均滑動速率為2.3～4.0mm/a， 且斷裂活動速率的變化與運動學分段有很好的響應(yīng)： NW段走滑速率多>3.0mm/a， 而進入高大、 曲溪盆地后走滑速率降低， <3.0mm/a； 斷裂NW段侵蝕速率為0.6～0.8mm/a， SE段侵蝕速率約為 1.1mm/a， 表明斷裂NW段和SE段存在差異抬升。

(3)楚雄斷裂、 曲江斷裂和哀牢山-紅河斷裂所圍限的變形區(qū)是具有區(qū)域形變應(yīng)力場分界意義的構(gòu)造帶， 它們共同組成了川滇塊體的西南邊界。

致謝 感謝中國地震局地質(zhì)研究所徐錫偉研究員、 何宏林研究員和北京大學李有利教授對本文提出的寶貴意見， 以及云南省地震局常祖峰高級工程師的野外指導(dǎo)。

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LATE QUATERNARY ACTIVITY OF THE QUJIANG FAULT AND ANALYSIS OF THE SLIP RATE

WANG Yang ZHANG Bo HOU Jian-jun Ai Sheng

(TheKeyLaboratoryofOrogenicBeltsandCrustalEvolution，SchoolofEarthandSpaceSciences，PekingUniversity，Beijing100871，China)

The Qujiang Fault is one of the most seismically active faults in western Yunnan， China and is considered to be the seismogenic fault of the 1970MS7.7 Tonghai earthquake. The Qujiang Fault is located at the southeastern tip of the Sichuan-Yunnan block. In this study， we examine the geometry， kinematics， and geomorphology of this fault through field observations and satellite images. The fault is characterized by dextral strike-slip movements with dip-slip components and can be divided into northwest and southeast segments according to different kinematics. The northwest segment shows right-lateral strike-slip with normal components， whereas it is characterized by dextral movements with the northeast wall thrusting over the opposite in the southeast segment. The offset landforms are well developed along the strike of the fault with displacements ranging from 3.7m to 830m. The Late Quaternary right-lateral slip rate was determined to be 2.3～4.0mm/a through dating and measuring on the offset features. The variation of the slip and uplift rates along the fault strike corresponds well to the fault kinematics segmentation: the slip rate on the northwest segment is above 3mm/a with an uplift rate of 0.6～0.8mm/a; however， influenced by the Xiaojiang Fault， the southeast segment shows apparent thrust components. The slip rate decreases to below 3.0mm/a with an uplift rate of 1.1mm/a， indicating different uplift between the northwest and southeast segments.

Qujiang Fault， late Quaternary， dextral strike-slip， offset landforms， slip rate

10.3969/j.issn.0253- 4967.2015.04.019

2014-11-17收稿， 2015-03-16改回。

中國地震局災(zāi)害防御司項目 “中國地震活動斷層探察： 南北地震帶南段”(201108001)與國家自然科學基金(41272217)共同資助。 *通訊作者： 張波， 副教授， E-mail： geozhangbo@pku.edu.cn， wawmh521@163.com。

P315.2

A

0253-4967(2015)04-1177-16

王洋， 男， 1989年生， 北京大學地球與空間科學學院構(gòu)造地質(zhì)學專業(yè)在讀博士研究生， 研究方向為活動構(gòu)造， 電話：15652939963， E-mail： wawmh521@163.com。