周春景，吳中海，馬曉雪，李家存，王繼龍

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所新構(gòu)造與活動(dòng)構(gòu)造研究室, 北京 100081；2.國土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；3.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048；4.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

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滇中城市群重要活動(dòng)斷裂與區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

周春景1,2，吳中海1,2，馬曉雪3，李家存3，王繼龍4

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所新構(gòu)造與活動(dòng)構(gòu)造研究室, 北京 100081；2.國土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；3.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048；4.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

結(jié)合前人資料的系統(tǒng)梳理、遙感解譯及地表調(diào)查結(jié)果，對(duì)滇中城市群地區(qū)的活動(dòng)斷裂進(jìn)行活動(dòng)程度分級(jí)，得到該區(qū)“5縱2橫”13條主要活動(dòng)斷裂的構(gòu)造體系分布格局。按斷裂活動(dòng)強(qiáng)弱程度對(duì)城鎮(zhèn)及重要工程的影響不同，對(duì)滇中城市群地區(qū)城鎮(zhèn)和“十三五”及中長期規(guī)劃的重大工程開展活動(dòng)斷裂影響調(diào)查研究，表明活動(dòng)斷裂是影響和制約該區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃及重大工程建設(shè)的主要地質(zhì)因素。綜合考慮活動(dòng)斷裂活動(dòng)程度、巖性特征和地形變化3因素進(jìn)行的區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)初步結(jié)果表明，該區(qū)的“極不穩(wěn)定區(qū)”、“不穩(wěn)定區(qū)”和“次不穩(wěn)定區(qū)”約占全區(qū)面積三分之一。

滇中城市群；活動(dòng)斷裂；斷裂活動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)；活動(dòng)構(gòu)造體系；地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)

0 引言

滇中城市群是中國未來重點(diǎn)發(fā)展的19個(gè)國家級(jí)重要城市群之一，包含了昆明、曲靖、玉溪、楚雄等4個(gè)地級(jí)市，面積約93139 km2。同時(shí)，滇中城市群也是云南省“十三五”規(guī)劃中的發(fā)展核心和重點(diǎn)，是云南省構(gòu)建“一核一圈兩廊三帶六群”全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展空間格局中的“一核一圈”，其中的“一核”即是以昆明中心城區(qū)與滇中新區(qū)為核心區(qū)，“一圈”為充分發(fā)揮滇中城市經(jīng)濟(jì)圈的支撐作用。

滇中城市群地區(qū)位于云貴高原西部，為海拔1000～2000 m的高原及高原山嶺的地形地貌，同時(shí)，該區(qū)也是中國第四紀(jì)活動(dòng)斷裂發(fā)育及地震活動(dòng)強(qiáng)烈的南北地震帶的南段，特定的構(gòu)造地質(zhì)背景及特殊的地形地貌，使得區(qū)內(nèi)地震及泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重制約了該區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展。因此，調(diào)查研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造地質(zhì)條件及地形地貌，開展國家重要城市群地質(zhì)環(huán)境綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)，是配合國家及地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要。第四紀(jì)活動(dòng)斷裂是影響中國西部地區(qū)包括滇中城市群地殼穩(wěn)定性的重要地質(zhì)因素，系統(tǒng)開展滇中城市群地區(qū)的活動(dòng)斷裂調(diào)查研究和地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)是支持該區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)及重大工程建設(shè)的地質(zhì)科技保障。本文以活動(dòng)斷裂為主線，系統(tǒng)調(diào)查研究區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂的活動(dòng)程度及其構(gòu)造體系特征，分析評(píng)價(jià)活動(dòng)斷裂對(duì)滇中城市群地區(qū)重要城鎮(zhèn)及規(guī)劃的重大工程的影響程度，并綜合活動(dòng)斷裂、巖性特征、地形條件等開展區(qū)域地殼穩(wěn)定性初步評(píng)價(jià)，提出規(guī)避不利地質(zhì)條件的建設(shè)性意見。

1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景

滇中城市群地區(qū)在大地構(gòu)造分區(qū)上以紅河斷裂帶、彌勒—富源斷裂帶為分界線，分別屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、華南褶皺系及唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系等一級(jí)大地構(gòu)造單元(見圖1)。其中紅河斷裂帶與彌勒—富源斷裂帶之間占滇中城市群絕大部分地區(qū)的揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，具有典型的基底和蓋層雙層結(jié)構(gòu)，并以普渡河斷裂為界，分為川滇臺(tái)背斜和滇東臺(tái)褶帶2個(gè)二級(jí)大地構(gòu)造。川滇臺(tái)背斜以元謀—綠汁江斷裂為界進(jìn)一步分為滇中中臺(tái)陷和武定—石屏隆斷束；滇東臺(tái)褶帶包括了4個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，小江斷裂東支以西為昆明臺(tái)褶束，以北東向會(huì)澤斷裂、尋甸—宣威斷裂為界，自北向南分別為滇東北臺(tái)褶束、會(huì)澤臺(tái)褶束和曲靖臺(tái)褶束。滇中城市群地區(qū)的東南屬于華南褶皺系，即滇東南褶皺帶，處于華南褶皺系與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的過渡地帶，包括羅平—師宗斷褶束和丘北—廣南斷褶束2個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。研究區(qū)的西南，即紅河斷裂帶以西，大地構(gòu)造單元屬于唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系(區(qū)內(nèi)簡稱為蘭坪—思茅褶皺系)。上述三個(gè)大地構(gòu)造單元，從板塊構(gòu)造觀點(diǎn)劃分，自西向東，分別屬于印支板塊、揚(yáng)子板塊和南華亞板塊[1～2]。

圖1 滇中城市群地區(qū)大地構(gòu)造綱要示意圖(據(jù)文獻(xiàn)[1～2])Fig.1 Geotectonic outline of the city group in central Yunnan

滇中城市群地區(qū)在新構(gòu)造單元?jiǎng)澐稚戏謩e以紅河斷裂帶、小江斷裂帶—尋甸—宣威斷裂為界，可以劃分出3個(gè)不同的一級(jí)構(gòu)造單元[1～2]。

①小江斷裂帶—尋甸—宣威斷裂帶以西地區(qū)為滇東—滇東南穩(wěn)定抬升區(qū)，該區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以大面積穩(wěn)定抬升為主要特征，斷塊間差異運(yùn)動(dòng)幅度較?。粎^(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂主要為第四紀(jì)活動(dòng)斷裂，少數(shù)為晚更新世活動(dòng)斷裂，斷裂活動(dòng)強(qiáng)度較弱。

②紅河斷裂帶與小江斷裂帶—尋甸—宣威斷裂帶夾持的構(gòu)造區(qū)為滇中斷塊式抬升區(qū)，包括：以尋甸—宣威斷裂和小江斷裂帶北段為東、西邊界的滇東北地區(qū)，該區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈抬升，活動(dòng)斷裂以北東向和北北西向?yàn)橹?，上新世以來，年平均抬升率?.12 mm/a；小江斷裂帶與普渡河斷裂帶之間的滇東新生代湖盆區(qū)，活動(dòng)斷裂以近南北向和北西向?yàn)橹?，多為晚更新世—全新世活?dòng)斷裂，沿活動(dòng)斷裂帶差異性抬升強(qiáng)烈，形成一系列滇東斷陷盆地，區(qū)內(nèi)新生代湖盆發(fā)育，其中包括滇池、撫仙湖、星云湖、杞麓湖、陽宗海、異龍湖等多個(gè)現(xiàn)代湖泊；普渡河斷裂以西的滇中斷塊抬升區(qū)，該區(qū)自上新世以來，年平均抬升速率為0.09～0.14 mm/a，區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂以近南北向和北西向?yàn)橹鳎酁橥砀率阑顒?dòng)斷裂，沿?cái)嗔寻l(fā)育第四紀(jì)斷陷盆地。

③紅河斷裂以西狹長區(qū)屬于滇西北—滇西南掀斜式抬升區(qū)，該區(qū)活動(dòng)斷裂為北西向?yàn)橹?，多為第四紀(jì)活動(dòng)斷裂與晚更新世活動(dòng)斷裂。

滇中城市群地區(qū)的地層從新元古界至新生界均有分布，其中新生代及中生代白堊紀(jì)地層主要為河流-湖泊相沉積；新元古代至古生代地層為海相沉積；中生代的三疊、侏羅紀(jì)地層既有海相沉積，也有陸相沉積；侏羅紀(jì)地層，在蘭坪—思茅褶皺區(qū)為淺濱海-湖相沉積，東部其他地區(qū)為湖相沉積；三疊紀(jì)地層中，思茅地區(qū)為海相沉積，楚雄地區(qū)為河湖-海陸交互，昆明地區(qū)為湖泊-河湖沉積，曲靖地區(qū)為臺(tái)地-碳酸巖-遠(yuǎn)濱沉積[1～2]。

晚第四紀(jì)以來，受新生代以來印度板塊對(duì)歐亞板塊的持續(xù)擠壓碰撞，青藏高原內(nèi)部物質(zhì)向東—東南擠出的影響[3～21]，滇中城市群地區(qū)發(fā)育了多條近南北向、近北西向及少量北東向活動(dòng)斷裂，這些活動(dòng)斷裂控制了區(qū)內(nèi)中強(qiáng)—大震的發(fā)生。有歷史記載以來，滇中城市群地區(qū)至少發(fā)生過27個(gè)M≥6級(jí)的地震，其中M≥8級(jí)地震1個(gè)、7≤M<8級(jí)地震5個(gè)，6≤M<7級(jí)地震21個(gè)(見表1，圖2)。地震烈度分布圖(見圖2)表明，滇中城市群地區(qū)的最大地震烈度高達(dá)Ⅹ度，其中Ⅷ度及以上區(qū)域的面積接近全區(qū)的四分之一。因此，研究區(qū)總體上表現(xiàn)為斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈、中強(qiáng)—大震較活躍的現(xiàn)今大陸地殼構(gòu)造活動(dòng)區(qū)，因而也是一個(gè)震害嚴(yán)重、防震任務(wù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的地區(qū)。

2 主要研究方法

2.1 活動(dòng)斷裂范疇及活動(dòng)斷裂分級(jí)

活動(dòng)斷裂：根據(jù)應(yīng)用目的不同，加之不同地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)性的差異，活動(dòng)斷裂在實(shí)際應(yīng)用中有多種不同的定義[22～25]。吳中海等[26]對(duì)活動(dòng)構(gòu)造及活動(dòng)斷裂的不同定義做了較詳細(xì)的綜述，最具代表性的有4種：①距今約10 ka以來活動(dòng)過的斷裂；②距今50 ka或35 ka以來活動(dòng)過的斷裂；③過去0.15 Ma或0.10 Ma以來活動(dòng)過的斷裂；④過去0.50 Ma以來活動(dòng)過的斷裂。其中定義①和③應(yīng)用最廣泛，前者一直被美國地質(zhì)調(diào)查局地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)部門和加州地質(zhì)調(diào)查局應(yīng)用，后者則被新西蘭和中國相關(guān)部門廣泛采納。

表1 滇中城市群M≥6級(jí)地震一覽表

地震數(shù)據(jù)來源：中國地震信息網(wǎng)

圖2 滇中城市群地區(qū)M≥6.0級(jí)地震及地震烈度分布Fig.2 Distribution of the earthquakes with M≥6.0 and the seismic intensity in the city group area of central Yunnan

本文的活動(dòng)斷裂采用中國地震局慣用的定義，將晚更新世(距今約120 ka)以來活動(dòng)過的，將來可能活動(dòng)的，且在地質(zhì)地貌上有表現(xiàn)的、或有中強(qiáng)地震活動(dòng)的、或?qū)Φ谒募o(jì)盆地發(fā)育有控制作用的斷裂定義為活動(dòng)斷裂。

活動(dòng)斷裂活動(dòng)強(qiáng)弱程度分級(jí)：主要根據(jù)活動(dòng)速率大小，并考慮斷裂所處的構(gòu)造部位、現(xiàn)今地震活動(dòng)性特征等，對(duì)斷裂活動(dòng)性進(jìn)行強(qiáng)弱分級(jí)，從而突出斷裂的活動(dòng)性差異與構(gòu)造體系。根據(jù)速率大小將活動(dòng)斷裂分成如下4級(jí)：強(qiáng)烈活動(dòng)斷裂，活動(dòng)速率≥5.0 mm/a；中強(qiáng)活動(dòng)斷裂，活動(dòng)速率 2.0～5.0 mm/a；中等活動(dòng)斷裂，活動(dòng)速率 0.5～2.0 mm/a；弱活動(dòng)斷裂，活動(dòng)速率<0.5 mm/a。

2.2 區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂研究方法

活動(dòng)斷裂地質(zhì)調(diào)查研究的內(nèi)容主要包括活動(dòng)斷裂識(shí)別及其活動(dòng)程度的鑒定[27]?；顒?dòng)斷裂的研究方法及手段目前主要有：①通過遙感解譯或航拍，判讀線性影像特征、錯(cuò)動(dòng)的地質(zhì)地貌體或人文標(biāo)志物特征識(shí)別；②通過DEM及由此提取的地形坡度的線性特征識(shí)別；③通過地表地質(zhì)調(diào)查測(cè)量錯(cuò)動(dòng)晚第四紀(jì)地質(zhì)地貌體或相關(guān)的構(gòu)造地貌標(biāo)志特征及錯(cuò)動(dòng)量，取樣測(cè)量錯(cuò)動(dòng)的地質(zhì)體年齡，計(jì)算活動(dòng)斷裂速率；④地震依據(jù)：發(fā)生過產(chǎn)生地表破裂的地震，或多次發(fā)生過中強(qiáng)地震(≥5級(jí))；⑤斷裂控制的火山、溫泉或第四紀(jì)盆地發(fā)育等特征；⑥對(duì)第四紀(jì)覆蓋區(qū)，活動(dòng)斷裂的調(diào)查往往還需通過深部的地球物理探測(cè)及第四紀(jì)地質(zhì)鉆探等手段方法。

滇中城市群地區(qū)處于南北構(gòu)造帶南段，其所屬的中國西南地區(qū)活動(dòng)斷裂的研究程度相對(duì)較高，前人已在該區(qū)活動(dòng)斷裂調(diào)查研究方面做了大量工作，并取得了一系列重要成果[1～2,28～45]。但對(duì)于該區(qū)活動(dòng)斷裂的系統(tǒng)梳理及其對(duì)城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)和重大工程影響的研究還需要做進(jìn)一步工作。因此本文將基于活動(dòng)構(gòu)造體系的思想，在收集前人資料基礎(chǔ)上，結(jié)合高精度遙感解譯、DEM數(shù)據(jù)及基于DEM數(shù)據(jù)提取的地形坡度線性特征，以及地表地質(zhì)調(diào)查，系統(tǒng)梳理該區(qū)活動(dòng)斷裂，根據(jù)活動(dòng)斷裂速率，結(jié)合錯(cuò)動(dòng)的地形地貌、地震活動(dòng)性及活動(dòng)斷裂對(duì)第四紀(jì)盆地的控制等標(biāo)志特征進(jìn)行斷裂活動(dòng)性的綜合識(shí)別，并主要依據(jù)其活動(dòng)速率進(jìn)行活動(dòng)強(qiáng)弱程度的分級(jí)，初步形成該區(qū)活動(dòng)斷裂構(gòu)造體系框架。

2.3 區(qū)域地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)方法

地殼穩(wěn)定性在工程地質(zhì)學(xué)中一般分為區(qū)域地殼穩(wěn)定性、場(chǎng)地穩(wěn)定性和巖土體穩(wěn)定性，其中區(qū)域地殼穩(wěn)定性是與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)背景有關(guān)的，可以稱為狹義的區(qū)域地殼穩(wěn)定性；場(chǎng)地穩(wěn)定性和巖土體穩(wěn)定性可以稱為工程地殼穩(wěn)定性。前人對(duì)與地殼穩(wěn)定性分析相關(guān)的區(qū)域穩(wěn)定性分析、地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程穩(wěn)定性區(qū)劃方面進(jìn)行了大量研究和長期探索，為國家重大工程建設(shè)提供過重要依據(jù)，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效應(yīng)和較大的學(xué)術(shù)影響。早期的研究有20世紀(jì)60年代谷德振[46～47]強(qiáng)調(diào)從新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震活動(dòng)和地質(zhì)構(gòu)造角度綜合分析評(píng)價(jià)區(qū)域穩(wěn)定性；李四光[48～49]倡導(dǎo)在活動(dòng)構(gòu)造帶選擇相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)作為工程建設(shè)基地或場(chǎng)址，提出“安全島”學(xué)術(shù)思想。后來的研究多將李四光的地質(zhì)力學(xué)方法[50]和(或)“安全島”學(xué)術(shù)思想[49]引入?yún)^(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中[50～59]。陳慶宣等[53～54]將現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析和構(gòu)造活動(dòng)性測(cè)量技術(shù)方法引入地殼穩(wěn)定性研究領(lǐng)域，逐步形成以現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、現(xiàn)今地形變測(cè)量、現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)性分析為主要特色的地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究方向。孫廣忠[60]將地應(yīng)力研究和構(gòu)造控制論引入巖體地質(zhì)力學(xué)，創(chuàng)建了巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)理論。王思敬等[61～62]通過攀枝花場(chǎng)地穩(wěn)定性分析、秦嶺區(qū)域穩(wěn)定性分析和地下工程穩(wěn)定性分析，創(chuàng)新發(fā)展了工程地質(zhì)力學(xué)理論。還有學(xué)者從區(qū)域地殼穩(wěn)定性、工程場(chǎng)地穩(wěn)定或工程穩(wěn)定性區(qū)劃的影響因素、評(píng)價(jià)系統(tǒng)或評(píng)價(jià)算法上進(jìn)行不同的嘗試[57,63～71]。盡管前人做了很多研究、探索和嘗試，但迄今為止，地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和區(qū)域穩(wěn)定性分析在理論、研究方法和評(píng)價(jià)技術(shù)方面還存在很多問題，在實(shí)際操作中缺乏適用于工程設(shè)計(jì)的指標(biāo)體系和工作規(guī)范，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不明確。

區(qū)域地殼穩(wěn)定性實(shí)際評(píng)價(jià)工作主要涉及到影響區(qū)域地殼穩(wěn)定性因素的選取問題以及多種因素之間關(guān)系的權(quán)重選擇問題。在前人的研究中，往往考慮的影響因素較多，其中既有影響地殼穩(wěn)定性程度的因素(因)，也有地殼穩(wěn)定性程度的表現(xiàn)(果)。然而，實(shí)際考慮的影響因素并不是越多越好，如果處理不好這些因素哪些是因，哪些是果，或者影響因素之間具有重復(fù)性，則權(quán)重關(guān)系也不好處理。

本文的區(qū)域地殼穩(wěn)定性包含了與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)背景有關(guān)的狹義區(qū)域地殼穩(wěn)定性和巖土體穩(wěn)定性問題?？紤]到滇中城市群地區(qū)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為第四紀(jì)斷裂的活動(dòng)，因此與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)背景有關(guān)的因素只考慮第四紀(jì)活動(dòng)斷裂。該區(qū)的地震基本上是構(gòu)造性地震，故此地震是活動(dòng)斷裂活動(dòng)的結(jié)果；同時(shí)，構(gòu)造地震往往是斷層的分段錯(cuò)動(dòng)引起，表現(xiàn)為準(zhǔn)周期性，中國西部地區(qū)一般為千年左右[72～76]，一個(gè)地震在某段斷裂發(fā)生后，實(shí)際上相對(duì)于沒有發(fā)震的斷裂段，可能更為安全，因此用歷史地震來衡量某段斷裂所在區(qū)域?qū)淼貧さ姆€(wěn)定性特征是不妥的。同樣，直接用地震加速峰值來評(píng)價(jià)將來區(qū)域地殼穩(wěn)定性也存在類似的問題。

城鎮(zhèn)規(guī)劃和重大工程建設(shè)中，滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害也是需要考慮的地殼穩(wěn)定性問題，這種與巖土體性質(zhì)和地形地貌相關(guān)的地殼穩(wěn)定性問題實(shí)際上是屬于巖土體本身的穩(wěn)定性問題，其中巖土體的巖性、傾向、傾角和地形的坡度與坡向等因素為主要的影響因素。地形的坡度與巖土體性質(zhì)具有一定相關(guān)性，不同性質(zhì)的巖土體，其傾向、傾角與地形坡向、坡度的關(guān)系直接影響形成滑坡、泥石流、崩塌的難易程度。但在大面積、小比例尺區(qū)域性地殼穩(wěn)定性初步評(píng)價(jià)中，只考慮巖土體巖性和地形坡度大小2個(gè)因素。巖土體的性質(zhì)屬于地下物質(zhì)物性問題，是地殼物質(zhì)對(duì)內(nèi)、外動(dòng)力的響應(yīng)特性，直接影響在特定內(nèi)外動(dòng)力作用下地殼穩(wěn)定性特征。

綜上，本文的區(qū)域地殼穩(wěn)定性初步綜合評(píng)價(jià)考慮了地殼穩(wěn)定性問題的內(nèi)動(dòng)力、外動(dòng)力和自身巖性3類因素，共3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)?；顒?dòng)斷裂是相對(duì)獨(dú)立的與內(nèi)動(dòng)力相關(guān)的因素，根據(jù)活動(dòng)斷裂的活動(dòng)強(qiáng)弱程度、與斷裂的距離分別賦予不同的分值。不同巖土體對(duì)地震波響應(yīng)特征不同，對(duì)地面人類工程的破壞程度也不同，而地形坡度大小是影響滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害形成難易程度的主要因素，分別對(duì)不同的巖土性質(zhì)和地形坡度賦予分值。據(jù)此，區(qū)域地殼穩(wěn)定程度可以表達(dá)成：

式中：x1(i)為活動(dòng)斷裂影響因子原始分值，x2(i)為地形坡度影響因子原始分值，x3(i)為巖土體影響因子原始分值；k1、k2、k3分別為活動(dòng)斷裂、地形坡度和巖土體性質(zhì)的權(quán)重值；α(i)為區(qū)域地殼穩(wěn)定程度。

3個(gè)主要影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)的分值和權(quán)重值賦予原則：

①活動(dòng)斷裂影響因子：根據(jù)梳理出的活動(dòng)斷裂的分級(jí)特征，受活動(dòng)斷裂影響的區(qū)域按距離斷裂遠(yuǎn)近分別賦予不同的分值，權(quán)重取值0.6。強(qiáng)烈活動(dòng)斷裂考慮斷層兩側(cè)各50 km以內(nèi)的區(qū)域，分為3個(gè)區(qū)，分別是距離斷裂小于10 km區(qū)域，10～20 km區(qū)域，20～50 km區(qū)域；各區(qū)的原始分值依次為1.35，1.20，1.00。中強(qiáng)活動(dòng)斷裂考慮斷層兩側(cè)各30 km以內(nèi)的區(qū)域，亦分為3個(gè)區(qū)，即距離斷裂小于5 km區(qū)域，5～10 km區(qū)域，10～30 km區(qū)域；原始分值依次為1.2，1.0，0.8。中等活動(dòng)斷裂考慮斷層兩側(cè)各15 km以內(nèi)的區(qū)域，同樣分為3個(gè)區(qū)，即距離斷裂小于2.5 km區(qū)域，2.5～5 km區(qū)域，5～15 km區(qū)域；原始分值依次為0.8，0.6，0.5。弱活動(dòng)斷裂考慮斷層兩側(cè)各5 km以內(nèi)的區(qū)域，同樣分為3個(gè)區(qū)，距離斷裂小于1 km區(qū)域，1～2 km區(qū)域，2～5 km區(qū)域；各區(qū)的分值依次為0.6，0.5，0.2。各項(xiàng)取值及對(duì)應(yīng)的權(quán)重分值詳見表2。

表2 不同強(qiáng)度活動(dòng)斷裂影響區(qū)域的分值取值標(biāo)準(zhǔn)一覽表

②地形坡度影響因子：地形坡度分為5檔，權(quán)重為0.3。坡度大于等于45°的，原始分值為0.5；坡度值25°—45°之間的，原始分值為0.6；10°—25°之間的，原始分值0.2；5°—10°之間的，原始分值0.1；小于5°的原始分值取0(見表3)。

表3 不同坡度范圍的分值取值標(biāo)準(zhǔn)一覽表

③巖土體影響因子：巖土體分類主要根據(jù)大致強(qiáng)度進(jìn)行粗略劃分，分為新近世以來成巖程度不高的沉積物(N+Q)、老地層以及巖體(包括侵入巖和元古代以前的老變質(zhì)巖)等3類，原始分值分別為0.1、0和-0.2。巖土體影響因子的權(quán)重為0.1(見表4)。

表4 不同巖土體性質(zhì)分值取值標(biāo)準(zhǔn)一覽表

3 活動(dòng)斷裂調(diào)查研究和區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 區(qū)內(nèi)主要活動(dòng)斷裂帶及基本特征

滇中城市群地區(qū)活動(dòng)斷裂發(fā)育，主要有近南北向、近北西向斷裂(帶)及少量北東向斷裂。其中近南北向斷裂帶包括曲靖—陸良斷裂、小江斷裂帶、普渡河斷裂帶、會(huì)理—易門斷裂帶和元謀—綠汁江斷裂帶等5條左旋走滑斷裂(帶)；近北西向斷裂主要有紅河斷裂帶、南華—楚雄斷裂、石屏—建水?dāng)嗔?、牟定斷裂和峨山斷裂?條右旋走滑斷裂(帶)；北東向斷裂主要有會(huì)澤斷裂、尋甸—宣威斷裂和彌勒—富源斷裂等3條右旋走滑斷裂(見圖3，表5)?？傮w上，活動(dòng)斷裂在遙感影像、DEM地形及由DEM數(shù)據(jù)提取的地形坡度圖像(見圖4)上線性特征明顯，斷裂往往形成錯(cuò)動(dòng)水系、溝谷、斷層陡坎、陡崖等斷錯(cuò)地貌現(xiàn)象。

圖3 滇中城市群地區(qū)活動(dòng)斷裂分布圖(鑲嵌圖為滇中城市群地區(qū)所處的青藏高原東南緣弧形構(gòu)造體[77]中的位置)Fig.3 A map showing the distribution of the active faults in the city group area in central Yunnan

圖4 滇中城市群地區(qū)基于90 m分辨率的DEM提取的坡度線性特征Fig.4 A map showing the linear characters of slopes derived from DEM with 90 m resolution in city group areas in central Yunnan

3.1.1 曲靖—陸良斷裂(F1)

該斷裂北起沾益縣東北黎山附近，向南經(jīng)曲靖盆地東緣、陸良盆地東緣，與彌勒—富源斷裂交于陸良盆地的南東，全長約160 km。斷裂總體呈南北向，傾角較陡，達(dá)65°左右[1～2]。該斷裂控制了曲靖、陸良第四紀(jì)斷陷盆地的發(fā)育，現(xiàn)今3～4級(jí)地震沿?cái)嗔褞罘植?，沒有M≥6地震的記載。沿?cái)嗔寻l(fā)育左旋錯(cuò)動(dòng)的水系，為第四紀(jì)左旋兼正斷活動(dòng)斷裂，沿主要盆地邊緣的邊界活動(dòng)斷裂的坡度線性特征較為明顯(見圖4)。該斷裂分為南北兩段，其中控制陸良盆地東緣邊界線的斷裂段稱為三岔河斷裂(F1-1)，北段包括控制曲靖盆地發(fā)展的邊界斷裂，統(tǒng)稱為曲靖斷裂(F1-2)。總體上，該斷裂的第四紀(jì)活動(dòng)程度為中等。

3.1.2 小江斷裂帶(F2)

小江斷裂帶近南北向，貫穿了滇中城市群地區(qū)南北，在蒙姑以南分為東、西兩支。西支經(jīng)烏龍、甸沙，南達(dá)通海盆地，在通海西南與峨山斷裂相交；東支經(jīng)東川、尋甸、宜良盆地，到達(dá)通海縣東南。區(qū)內(nèi)長度約為270 km。小江斷裂帶晚第四紀(jì)表現(xiàn)為強(qiáng)烈左旋走滑錯(cuò)動(dòng)及兩側(cè)地塊的垂直差異活動(dòng)，錯(cuò)動(dòng)的水系、山脊、地質(zhì)體等左旋位錯(cuò)明顯，沿?cái)嗔褞鄬拥孛睬宄?，斷裂的北段及東西分支的坡度線性特征非常明顯(見圖4)。該活動(dòng)斷裂對(duì)晚第四紀(jì)盆地的發(fā)育具有明顯控制作用，為西南乃至中國一條強(qiáng)震發(fā)生帶，歷史上曾發(fā)生6級(jí)以上地震至少12個(gè)，為區(qū)內(nèi)活動(dòng)強(qiáng)烈的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂。其中小江斷裂北段(F2-1)最大活動(dòng)速率約為8.6 mm/a[2]；小江斷裂西支包括嵩明斷裂(F2-2)、澄江斷裂(F2-3)、江川斷裂(F2-4)、路居斷裂(F2-5)等主干斷裂段，最大活動(dòng)速率約為9.5 mm/a[2]；東支包括東川斷裂(F2-6)、通甸斷裂(F2-7)、宜良斷裂(F2-8)、華寧斷裂西支(F2-9)、盤溪斷裂(F2-10)，最大活動(dòng)速率約為8.0 mm/a[2]。

3.1.3 普渡河斷裂帶(F3)

普渡河斷裂區(qū)內(nèi)沿普渡河谷經(jīng)三江口，至沙坪后偏離普渡河繼續(xù)南延，經(jīng)玉溪盆地西緣，止于峨山斷裂。區(qū)內(nèi)長度約230 km。主要包括普渡河斷裂(F3-1)和玉溪斷裂(F3-2)，斷裂總體以左旋扭動(dòng)為主。沿?cái)嗔褞В匦纹露染€性特征較明顯(見圖4)，地形地貌上形成一系列小型斷陷盆地、串珠狀溫泉及錯(cuò)斷水系地貌；歷史記載的最大地震震級(jí)為6.3級(jí)。斷裂總體上為中等活動(dòng)強(qiáng)度。

3.1.4 會(huì)理—易門斷裂帶(F4)

該斷裂北起四川會(huì)理，向南穿過金沙江，止于易門盆地以南，由主干斷裂和其旁側(cè)的次級(jí)斷裂組成。區(qū)內(nèi)長度約為165 km，斷裂總體走向近南北向，傾角約70°，為左旋走滑斷裂。晚第四紀(jì)以來，斷裂活動(dòng)較強(qiáng)烈，形成一系列斷陷盆地，沿活動(dòng)斷裂的地形坡度線性特征明顯(見圖4)。斷裂帶歷史上至少發(fā)生過2次6.5級(jí)地震，為中等活動(dòng)程度的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂。區(qū)內(nèi)主要包括插甸斷裂(F4-1)、武定斷裂(F4-2)和易門斷裂(F4-3)。

3.1.5 元謀—綠汁江斷裂帶(F5)

北起于元謀盆地北緣以北，向南延伸，分別與牟定斷裂、南華—楚雄斷裂相交，向南偏向南西，穿過綠汁江，止于紅河斷裂帶附近，區(qū)內(nèi)長約220 km。該斷裂總體近南北走向，南段轉(zhuǎn)為北北東方向，總體為左旋走滑，在元謀盆地西緣為控制該盆地發(fā)育的正斷層。晚第四紀(jì)以來，北段為中強(qiáng)活動(dòng)斷裂，中段—南段為中等—弱活動(dòng)斷裂，總體上沿活動(dòng)斷裂的坡度線性特征明顯(見圖4)。該斷裂帶主要包括元謀斷裂(F5-1)、平浪斷裂(F5-2)和綠汁江斷裂(F5-3)

3.1.6 紅河斷裂帶(F6)

斷裂帶沿沅江、紅河河谷西岸近北西向分布，區(qū)內(nèi)長度約230 km。第四紀(jì)以來表現(xiàn)為拉張-右旋走滑錯(cuò)動(dòng)特征，沿?cái)嗔寻l(fā)育斷層崖、錯(cuò)斷水系等斷層地貌，沿活動(dòng)斷裂坡度線性特征很明顯(見圖4)。早期的研究者認(rèn)為紅河斷裂帶晚更新世以來活動(dòng)速率為1.5～5.0 mm/a[2,42]，但新的研究結(jié)果表明晚第四紀(jì)以來紅河斷裂的活動(dòng)明顯減弱，活動(dòng)速率小于2 mm/a[28]，總體上表現(xiàn)為中等活動(dòng)斷裂。

3.1.7 南華—楚雄斷裂(F7)

該斷裂總體為北西—南東走向，北西起于南華北西，經(jīng)楚雄，向東南延至綠汁江，區(qū)內(nèi)長約140 km。斷裂傾角約80°，向東南傾。沿?cái)嗔寻l(fā)育斷層陡崖、斷層三角面、右旋錯(cuò)動(dòng)水系等斷層地貌。斷裂對(duì)南華盆地和楚雄盆地具有明顯控制作用，沿?cái)嗔训钠露染€性特征沒有南北向的斷裂明顯(見圖4)。歷史上至少發(fā)生過2個(gè)6≤M<7地震，其中最大震級(jí)為6.75級(jí)，為中等活動(dòng)程度的第四紀(jì)活動(dòng)斷裂。

3.1.8 石屏斷裂(F8)

該斷裂西北起于綠汁江，經(jīng)塔甸，至石屏，總體走向北西—南東，傾角約60°，區(qū)內(nèi)長度約60 km。沿?cái)嗔寻l(fā)育斷層崖、斷層陡坎、右旋錯(cuò)動(dòng)水系等斷層地貌，為第四紀(jì)右旋走滑斷裂。其中南段為中強(qiáng)活動(dòng)程度，北段活動(dòng)的程度較弱；同樣，沿?cái)嗔训钠露染€性特征南段較北段明顯(見圖4)。晚更新世以來平均活動(dòng)速率約為3.5 mm/a[2]。

3.1.9 牟定斷裂(F9)

該斷裂西北起于大姚縣西南，經(jīng)過牟定縣，向東南延伸，止于元謀斷裂附近?？傮w走向北西—南東向，沿?cái)嗔褞Оl(fā)育斷層崖、右旋錯(cuò)動(dòng)水系等斷層地貌，沿?cái)嗔训牡匦纹露染€性特征不明顯(見圖4)。歷史上沒有大于6級(jí)地震的記載。斷裂總體活動(dòng)程度為弱。

3.1.10 峨山斷裂(F10)

該斷裂北西起于峨山縣城以西，向南東經(jīng)峨山縣、曲江，止于小江斷裂，總體走向40°—50°，傾角50°—80°，第四紀(jì)活動(dòng)性較強(qiáng)烈。沿?cái)嗔驯憩F(xiàn)為直線型溝槽狀斷裂谷，發(fā)育多個(gè)斷陷盆地，沿?cái)嗔哑露染€性特征明顯(見圖4)；晚更新世以來平均活動(dòng)速率約為3.2 mm/a。歷史上發(fā)生多次破壞性地震，最大地震為1977年通海7.9級(jí)地震，總體上為中強(qiáng)活動(dòng)斷裂。

3.1.11 會(huì)澤斷裂(F11)

該斷裂西起小江斷裂，向北西，經(jīng)會(huì)澤、若海，至云貴邊界延至貴州，在滇中城市群地區(qū)的長度約為90 km?？傮w走向北30°東，傾角60°—80°。沿?cái)嗔寻l(fā)育昭通、魯?shù)榕璧?，右旋錯(cuò)動(dòng)水系等，但沿?cái)嗔哑露染€性特征不甚明顯(見圖4)。歷史上沒有大于6級(jí)地震的記載，總體上斷裂活動(dòng)性較弱。

3.1.12 尋甸—宣威斷裂(F12)

該斷裂南西端在尋甸附近交于小江斷裂東支，向北東，至宣威以北，區(qū)內(nèi)長約160 km?？傮w走向北偏東30°，北段為北偏東50°，傾角60°—80°。沿?cái)嗔寻l(fā)育斷層槽谷、右旋錯(cuò)斷水系等斷層地貌，沿?cái)嗔训匦纹露染€性特征較為明顯(見圖4)；為第四紀(jì)右旋走滑活動(dòng)斷裂。歷史上未發(fā)生過大于6級(jí)地震，總體上活動(dòng)程度較弱。該斷裂的西南段也稱德澤斷裂。

3.1.13 彌勒—富源斷裂(F13)

斷裂西南端始于彌勒縣，向北東延至富源縣附近，區(qū)內(nèi)長度約150 km，總體走向北偏東30°，傾角65°—85°。沿?cái)嗔褦鄬友?、斷層溝槽等斷層地貌發(fā)育，有零星分布的斷陷盆地，地形坡度線性特征較明顯(見圖4)，為第四紀(jì)右旋走滑斷裂。歷史上沒有6級(jí)及以上地震的記載，斷裂總體活動(dòng)程度較弱。該斷裂的西南段也稱為彌勒斷裂。

從滇中城市群地區(qū)活動(dòng)斷裂分布圖(見圖3)可以看出，根據(jù)活動(dòng)斷裂分級(jí)情況，區(qū)內(nèi)13條主要活動(dòng)斷裂帶構(gòu)成了“5縱2橫”的格局?！?縱”即活動(dòng)強(qiáng)度從強(qiáng)烈活動(dòng)、中強(qiáng)活動(dòng)到中等活動(dòng)的近南北向左旋走滑斷裂帶，包括曲靖—陸良斷裂帶、小江斷裂帶、普渡河斷裂帶、會(huì)理—易門斷裂帶和元謀—綠汁江斷裂帶；“2橫”為總體上北西走向的中強(qiáng)—中等右旋走滑活動(dòng)斷裂，包括紅河斷裂帶、南華-楚雄斷裂—石屏斷裂—峨山斷裂。這“5縱2橫”構(gòu)成了青藏高原東南緣雙弧形旋扭構(gòu)造體系[26,77]外弧邊界斷裂的南翼和弧形塊體內(nèi)部斷裂，是青藏高原受印度板塊新生代以來北東持續(xù)擠壓，高原內(nèi)部向東擠出[7,9,13,18～19]，在高原東南緣受揚(yáng)子板塊阻擋及西側(cè)喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)的阻擋，高原內(nèi)部物質(zhì)在高原東南緣向南—東南擠出的重要調(diào)節(jié)斷裂帶。

3.2 活動(dòng)斷裂對(duì)滇中城市群的主要影響

3.2.1 主要活動(dòng)斷裂對(duì)滇中城市群主要城鎮(zhèn)的影響

滇中城市群地區(qū)晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂分布密集，主要城鎮(zhèn)區(qū)基本分布于斷陷盆地或斷谷盆地，城鎮(zhèn)的規(guī)劃建設(shè)難以回避活動(dòng)斷裂(見圖5)。

圖5 滇中城市群地區(qū)主要城鎮(zhèn)、交通、電網(wǎng)及石油天然氣管道規(guī)劃布局(據(jù)云南“十三五”規(guī)劃)與活動(dòng)斷裂分布Fig.5 A map showing the main cities, the planning layout of the traffic, power grid, and oil and natural gas pipeline and the distribution of active faults in city group area in central Yunan

區(qū)內(nèi)13條主要活動(dòng)斷裂帶的主干及其分支或次級(jí)斷裂，直接影響了滇中城市群地區(qū)的曲靖市、沾益縣、陸良縣、尋甸縣、宜良縣、華寧縣、嵩明縣、澄江縣、川江縣、昆明市、普寧縣、玉溪市、易門縣、元謀縣、南華縣、楚雄市、姚安縣、牟定縣、會(huì)澤縣、尋甸、宣威、富源縣等22個(gè)縣、市級(jí)城市(見表5，圖5、圖6)。

圖6 滇中城市群地區(qū)主要城鎮(zhèn)、引水工程、重大水利工程、水運(yùn)規(guī)劃及骨干光纜規(guī)劃布局(據(jù)云南“十三五”規(guī)劃)與活動(dòng)斷裂分布Fig.6 A map showing the main cities, the planning layout of the diversion project, water conservancy engineering, water transport, main optical cable and the distribution of active faults in city group area in central Yunan

上述受影響的縣市中，昆明—玉溪—宜良—嵩明圈是云南人口密度較大、具有重要經(jīng)濟(jì)和政治地位的城市圈，這些地區(qū)分別位于第四紀(jì)斷裂活動(dòng)為中強(qiáng)—強(qiáng)的普渡河斷裂和小江斷裂帶南段上，是滇中城市群地區(qū)乃至云南的強(qiáng)震區(qū)帶，中強(qiáng)震及大震較活躍，其誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害是該區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)中需要重點(diǎn)考慮的地質(zhì)問題。位于曲靖—陸良斷裂帶上的曲靖市城鎮(zhèn)圈，城鎮(zhèn)規(guī)劃面臨的主要工程穩(wěn)定性問題同樣需要考慮第四紀(jì)斷裂活動(dòng)產(chǎn)生的災(zāi)害及誘發(fā)的滑坡、泥石流等問題。楚雄城鎮(zhèn)圈位于北西向南華—楚雄斷裂，該斷裂中等活動(dòng)程度，歷史上曾發(fā)生過6.75級(jí)地震，城鎮(zhèn)規(guī)劃需要考慮活動(dòng)斷裂、中強(qiáng)地震以及誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害。

總體上說，滇中城市群的主要城鎮(zhèn)基本上處于沿南北向斷裂帶、北西向活動(dòng)形成的斷陷盆地或斷谷盆地內(nèi)，這些斷裂活動(dòng)形成的平坦地形提供了適合人類生活和生產(chǎn)的環(huán)境，同時(shí)斷裂的現(xiàn)今活動(dòng)又制約了這些地區(qū)的規(guī)劃建設(shè)，在進(jìn)行城鎮(zhèn)規(guī)劃及重大工程建設(shè)中，活動(dòng)斷裂及地震活動(dòng)，以及引發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害是滇中城市群發(fā)展中需要考慮的關(guān)鍵地質(zhì)問題。

3.2.2 活動(dòng)斷裂對(duì)滇中城市群重大工程的影響

根據(jù)地方調(diào)研及云南省“十三五”規(guī)劃綱要，滇中城市群地區(qū)已建、在建和擬建的重大工程主要有鐵路、滇中引水工程、骨干光纜、石油天然氣管道、重大水利工程、機(jī)場(chǎng)、大型水電火電站等電網(wǎng)工程、水運(yùn)規(guī)劃工程等民生工程(圖5、圖6)。其中：在建國家級(jí)鐵路線和云南“十三五”及中長期規(guī)劃鐵路有8條，分別是中緬鐵路通道、中老泰鐵路通道、云桂鐵路、中越鐵路通道、南昆鐵路、渝昆鐵路、滬昆高鐵、成昆鐵路；滇中引水工程的楚雄段、昆明段和玉溪紅河段，區(qū)內(nèi)長341 km；國干光纜1116 km以及省干光纜774 km；主要石油天然氣管道工程2218 km；在建中型水庫及規(guī)劃大型水庫等重大水利工程16個(gè)；中長期民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)工程5個(gè)；水電站和火電站等電網(wǎng)工程11個(gè)；在建、規(guī)劃港口等中長期水運(yùn)規(guī)劃工程1個(gè)。

由于區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂分布密度大，多條近南北向活動(dòng)斷裂貫穿了城市群南北，北西向、北東向斷裂的交錯(cuò)穿插，形成區(qū)內(nèi)近似網(wǎng)狀的活動(dòng)斷裂分布格局，使得城市群地區(qū)線狀分布的重大工程難以回避活動(dòng)斷裂帶，因此活動(dòng)斷裂的活動(dòng)以及斷裂控制的中強(qiáng)—大震是該區(qū)重大工程建設(shè)面臨的主要工程穩(wěn)定性問題；同時(shí)，由于區(qū)內(nèi)特殊的高原-深谷地形地貌特征，斷裂活動(dòng)及地震誘發(fā)的次生災(zāi)害也是工程穩(wěn)定性需要考慮的重要問題。

本文根據(jù)對(duì)斷裂活動(dòng)強(qiáng)弱程度的分級(jí)，將不同級(jí)別斷裂對(duì)工程線路的影響范圍和影響程度進(jìn)行了劃分，其中：強(qiáng)烈—中強(qiáng)斷裂兩側(cè)各10 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響為嚴(yán)重；中等活動(dòng)斷裂兩側(cè)各5 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響程度為中等；弱活動(dòng)斷裂兩側(cè)各2 km的影響程度為弱；并據(jù)此對(duì)區(qū)內(nèi)各類主要工程受活動(dòng)斷裂的影響及程度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。

3.2.2.1 活動(dòng)斷裂對(duì)主要在建及規(guī)劃鐵路的影響

穿過滇中城市群地區(qū)的在建國家級(jí)鐵路線和云南“十三五”及中長期規(guī)劃鐵路線主要通過昆明，橫貫東西或南北，總體上橫穿了區(qū)內(nèi)所有的南北向活動(dòng)斷裂以及穿過大部分北西向的活動(dòng)斷裂。

區(qū)內(nèi)在建及規(guī)劃鐵路線累計(jì)長度約1282 km，8條鐵路線總共受16條強(qiáng)烈—中強(qiáng)活動(dòng)斷裂影響，嚴(yán)重影響程度的區(qū)域?qū)挾燃s為262 km，占總鐵路線長度的20.4%；受15條中等活動(dòng)程度的活動(dòng)斷裂影響，中等影響程度的區(qū)域?qū)挾燃s為197 km，占比15.4%；受71條(段)弱活動(dòng)斷裂影響，輕度影響程度的區(qū)域?qū)挾燃s為294 km，占比18.3%；三種影響程度合計(jì)占比54.1%(見表6)。

表6 滇中城市群地區(qū)在建及規(guī)劃主要鐵路及其受活動(dòng)斷裂影響統(tǒng)計(jì)表

注：中等影響累計(jì)長度，不計(jì)在嚴(yán)重影響區(qū)內(nèi)的長度；輕度影響累計(jì)長度，不計(jì)在在嚴(yán)重影響區(qū)內(nèi)和中等影響區(qū)中的長度； 中越鐵路通道在滇中城市群地區(qū)內(nèi)與云桂鐵路為同一段，不再重復(fù)計(jì)算

3.2.2.2 活動(dòng)斷裂對(duì)滇中引水工程的影響

滇中引水工程從麗江向東至昆明，向南拐至石屏縣，最終止于蒙自縣的個(gè)舊，總干渠長約661 km。區(qū)內(nèi)斜穿過北西向華南—楚雄斷裂北西端、牟定斷裂東南段，橫穿元謀—綠汁江斷裂、會(huì)理—易門斷裂、普渡河斷裂等3條近南北向斷裂，之后鄰近小江斷裂南段近似平行南行，穿過峨山斷裂繼續(xù)南行，共穿越區(qū)內(nèi)6條斷裂，并靠近1條斷裂帶與之并行(見圖6)。滇中引水工程穿越的地形地貌亦是高山峽谷區(qū)，因此滑坡、崩塌同樣是工程穩(wěn)定性面臨的重要地質(zhì)災(zāi)害問題。滇中引水工程在區(qū)內(nèi)主要包括楚雄段(萬家—羅茨)，昆明段(羅茨—新莊)和玉溪紅河段(新莊新坡背)，長度約為341 km，受40條(段)活動(dòng)斷裂的影響，受活動(dòng)斷裂影響的長度占比46.1%，其中受強(qiáng)烈—中強(qiáng)、中等和弱活動(dòng)斷裂影響的長度占比分別為13.5%，15.0%和17.6%(見表7)。

表7 滇中引水工程受活動(dòng)斷裂影響統(tǒng)計(jì)表

注：表中相應(yīng)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)的含義與表6相同

3.2.2.3 活動(dòng)斷裂對(duì)骨干光纜工程的影響

滇中城市群的骨干光纜主要包括國干光纜和省干光纜，其中國干光纜區(qū)內(nèi)長1116 km，主要以昆明為中心，向東西部及北東西南方向輻射；省干光纜以昆明為中心，放射狀分布，輻射至周邊城鎮(zhèn)地區(qū)，區(qū)內(nèi)總長約為774 km(見圖6)。有146條活動(dòng)斷裂的活動(dòng)對(duì)這些骨干光纜的正常使用可能造成影響，影響區(qū)域累計(jì)長度約為1202 m。其中強(qiáng)烈—中強(qiáng)活動(dòng)斷裂對(duì)其影響程度較嚴(yán)重，受影響的光纜工程累計(jì)長度311 km；受中等活動(dòng)斷裂影響的光纜長度累計(jì)390 km；受弱活動(dòng)斷裂影響的光纜長度501 km；骨干光纜累計(jì)受不同活動(dòng)程度斷裂影響的長度占比63.6%(見表8)。

表8 骨干光纜工程受活動(dòng)斷裂影響程度統(tǒng)計(jì)表

注：表中相應(yīng)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)的含義與表6相同

3.2.2.4 活動(dòng)斷裂對(duì)石油天然氣管道工程的影響

根據(jù)云南“十三五”重大能源建設(shè)布局，滇中城市群地區(qū)已建、在建或規(guī)劃建設(shè)的石油天然氣管道工程主要包括原油管道、成品油管道、天然氣支干線，可分為過昆明市橫貫滇中城市地區(qū)的近東西向管線，以及昆明—玉溪—蒙自近南北向管線工程。各類石油天然氣管道工程總長2218 km(見圖5)。主要受區(qū)內(nèi)“5縱”斷裂帶的影響，管線工程累計(jì)受活動(dòng)斷裂影響的長度占比約為55.0%，其中影響程度嚴(yán)重的占11.6%，影響程度中等的20.0%，影響程度較弱的23.4%(見表9)。

表 9 主要石油天然氣管道工程受活動(dòng)斷裂影響程度統(tǒng)計(jì)表

注：表中相應(yīng)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)的含義與表6相同

3.2.2.5 活動(dòng)斷裂對(duì)重大水利工程的影響

根據(jù)云南省“十三五”及中長期水運(yùn)規(guī)劃，區(qū)內(nèi)重大水利工程包括在建中型水庫和規(guī)劃大型水庫分別為12和4個(gè)(見圖6)。其中3個(gè)中型水庫受強(qiáng)烈—中強(qiáng)活動(dòng)斷裂的影響，2個(gè)中型水庫受中等活動(dòng)斷裂的影響，弱活動(dòng)斷裂影響中型水庫1個(gè)及規(guī)劃大型水庫1個(gè)；受活動(dòng)斷裂影響的在建中型水庫個(gè)數(shù)占比50%，規(guī)劃大型水庫受活動(dòng)斷裂影響個(gè)數(shù)占比25%。

3.2.2.6 活動(dòng)斷裂對(duì)中長期民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)工程的影響

滇中城市群地區(qū)中長期民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)5個(gè)，包括1個(gè)已建，1個(gè)新建，3個(gè)規(guī)劃建設(shè)(見圖5)，其中受中等活動(dòng)斷裂和弱活動(dòng)斷裂影響的機(jī)場(chǎng)各2個(gè)，受斷裂影響的個(gè)數(shù)占比80%。

3.2.2.7 活動(dòng)斷裂對(duì)電網(wǎng)工程的影響

滇中城市群地區(qū)的電站11個(gè)，其中水電站7個(gè)，火電站4個(gè)，主要分布在該區(qū)的北西、北部、西部及西南邊緣地區(qū)，距離主要的活動(dòng)斷裂都比較遠(yuǎn)，只有1個(gè)火電站處在北西向的彌勒—富源斷裂北東端附近(見圖5)，受到該斷裂的影響。

3.2.2.8 活動(dòng)斷裂對(duì)中長期水運(yùn)規(guī)劃工程的影響

根據(jù)云南省“十三五”及中長期水運(yùn)規(guī)劃，滇中城市群地區(qū)的在建、規(guī)劃港口只有1個(gè)，并且距離活動(dòng)斷裂較遠(yuǎn)(見圖6)，直接受斷裂活動(dòng)影響的程度小。

3.3 滇中城市群地區(qū)地殼穩(wěn)定綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)與不同活動(dòng)程度斷裂的距離、地形坡度特征及該區(qū)的巖性特征，分別賦予3個(gè)區(qū)域地殼穩(wěn)定性影響因子原始分值及相應(yīng)的權(quán)重，計(jì)算并綜合評(píng)價(jià)出滇中城市群地區(qū)區(qū)域地殼穩(wěn)定性程度，結(jié)果見圖7。根據(jù)區(qū)域地殼穩(wěn)定性程度α(i)的分值，按0.2的間隔值將其分為5個(gè)檔次，得到5種不同的區(qū)域地殼穩(wěn)定程度區(qū)域：①0.8<α(i)≤0.1為極不穩(wěn)定區(qū)；②0.6<α(i)≤0.8為不穩(wěn)定區(qū)；③0.4<α(i)≤0.6為次不穩(wěn)定區(qū)；④0.2<α(i)≤0.4為次穩(wěn)定區(qū)；⑤α(i)≤0.2為穩(wěn)定區(qū)。按照這個(gè)劃分標(biāo)準(zhǔn)，滇中城市群地區(qū)屬于極不穩(wěn)定區(qū)的是沿小江斷裂帶分布的尋甸—宜良—澄江南北向的狹長區(qū)；不穩(wěn)定區(qū)有3個(gè)，位于極不穩(wěn)定區(qū)外圍，分別為昆明—玉溪地區(qū)、會(huì)澤—馬龍—石林區(qū)以及峨山—通海區(qū)；次不穩(wěn)定區(qū)主要沿?cái)嗔鸦顒?dòng)程度為中等的地區(qū)分布，包括沿會(huì)理—易門斷裂帶區(qū)域、元謀—綠汁江斷裂帶區(qū)域、南華—楚雄斷裂區(qū)域、紅河斷裂帶區(qū)域和新平弧形區(qū)域；次穩(wěn)定地區(qū)沿各弱活動(dòng)斷裂分布；遠(yuǎn)離斷裂的地區(qū)為穩(wěn)定區(qū)。極不穩(wěn)定區(qū)、不穩(wěn)定區(qū)和次不穩(wěn)定區(qū)占全區(qū)面積的三分之一強(qiáng)。

0.8<α(i)≤0.1為極不穩(wěn)定區(qū)；0.6<α(i)≤0.8為不穩(wěn)定區(qū)；0.4<α(i)≤0.6為次不穩(wěn)定區(qū)；0.2<α(i)≤0.4為次穩(wěn)定區(qū)”；α(i)≤0.2為穩(wěn)定區(qū)圖7 滇中城市群地區(qū)地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)初步結(jié)果Fig.7 A map showing preliminary result of regional crustal stability assessment in city group of central Yunnan

可以看出，該地區(qū)的地殼穩(wěn)定性與活動(dòng)斷裂的活動(dòng)程度及與斷裂的距離遠(yuǎn)近關(guān)系最為密切，地形坡度和巖性的影響主要在局部地區(qū)范圍內(nèi)。由于滇中城市群地區(qū)的活動(dòng)斷裂分布密集，各活動(dòng)斷裂的活動(dòng)程度也不盡相同，加之地形坡度及巖性的影響，在不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)往往存在局部的次不穩(wěn)定區(qū)或穩(wěn)定區(qū)，或者局部存在極不穩(wěn)定區(qū)；同時(shí)，在次不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，局部存在不穩(wěn)定區(qū)。

4 討論

4.1 關(guān)于活動(dòng)斷裂活動(dòng)強(qiáng)弱程度分級(jí)及其對(duì)城鎮(zhèn)及重大工程的影響

斷裂活動(dòng)的強(qiáng)弱程度不同，其對(duì)鄰近的城鎮(zhèn)及工程的影響程度也不同，因此活動(dòng)斷裂及其活動(dòng)程度的識(shí)別對(duì)評(píng)價(jià)其對(duì)城鎮(zhèn)及重大工程的影響極為重要。斷裂的活動(dòng)速率是判別其活動(dòng)程度強(qiáng)弱的關(guān)鍵因素，活動(dòng)速率分為地質(zhì)時(shí)期活動(dòng)速率，以及根據(jù)幾年或十幾年連續(xù)觀測(cè)的地殼GPS運(yùn)動(dòng)速度差求得的現(xiàn)今活動(dòng)速率。在評(píng)價(jià)活動(dòng)斷裂對(duì)城鎮(zhèn)規(guī)劃及重大工程影響程度時(shí)，一般是考慮上百年的時(shí)間，因此，活動(dòng)斷裂地質(zhì)時(shí)期的活動(dòng)速率更有實(shí)際意義，現(xiàn)今的GPS觀測(cè)推算的活動(dòng)速率可以作為參考?；顒?dòng)斷裂地質(zhì)時(shí)期的活動(dòng)速率受斷裂錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志物的識(shí)別、不同測(cè)年方法及誤差等影響，不同研究者對(duì)同一斷裂活動(dòng)程度的認(rèn)識(shí)有不同程度的差別。因此在活動(dòng)斷裂分級(jí)時(shí)，除了活動(dòng)速率，還充分考慮了活動(dòng)斷裂對(duì)現(xiàn)今地形地貌的改造程度、對(duì)第四紀(jì)盆地的控制作用，以及中強(qiáng)地震及大震的活動(dòng)性等?；顒?dòng)斷裂的影響范圍是評(píng)價(jià)其對(duì)城鎮(zhèn)及重大工程影響的另一個(gè)重要指標(biāo)，參考區(qū)內(nèi)中強(qiáng)地震烈度分布的短軸寬度、活動(dòng)斷裂錯(cuò)動(dòng)可能引起的地殼變形影響寬度，將區(qū)內(nèi)強(qiáng)烈—中強(qiáng)斷裂兩側(cè)各10 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響定性為嚴(yán)重，中等活動(dòng)斷裂兩側(cè)各5 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響程度為中等，弱活動(dòng)斷裂兩側(cè)各2 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響程度為輕度。

活動(dòng)斷裂的厘定及其活動(dòng)強(qiáng)弱程度的分級(jí)有助于梳理出主干斷裂及不同的分支斷裂，深入認(rèn)識(shí)該區(qū)活動(dòng)斷裂的構(gòu)造體系，同時(shí)對(duì)活動(dòng)斷裂影響城鎮(zhèn)及重大工程的評(píng)價(jià)有一個(gè)比較明確的定量參考指標(biāo)。但同時(shí)也認(rèn)識(shí)到，這些定量化的努力受到當(dāng)前調(diào)查程度及科學(xué)認(rèn)識(shí)水平的限制，還存在很多問題，尚無法完全定量化。因此對(duì)一些采用定量方法獲得的評(píng)價(jià)結(jié)果，應(yīng)該定性地或半定量化地去判別和看待。

4.2 關(guān)于地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)問題

地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的問題。地殼穩(wěn)定性本是一個(gè)不明確或不確切的概念，在不同的使用場(chǎng)合，其含義不同，并且穩(wěn)定與不穩(wěn)定也是相對(duì)的。因此，只有明確其使用范圍并規(guī)定其穩(wěn)定與不穩(wěn)定的含義，才可能具有比較明確的意義。

本文的區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)屬于區(qū)域上小比例尺的地殼穩(wěn)定性問題，與工程場(chǎng)地的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)不一樣，只考慮了本地區(qū)與區(qū)域地殼穩(wěn)定性普遍相關(guān)的3個(gè)主要因素，即活動(dòng)斷裂的活動(dòng)程度、巖性特征及地形的坡度。這只是一個(gè)區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)粗略的初步結(jié)果，各影響因子的取值及權(quán)重有待做更多的相關(guān)研究工作；另外，當(dāng)具體到工程場(chǎng)地的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果可以作為工程場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的參考，在區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，考慮更多的與場(chǎng)地穩(wěn)定性相關(guān)的影響因素作進(jìn)一步的評(píng)價(jià)工作。

5 結(jié)論

活動(dòng)斷裂的系統(tǒng)梳理結(jié)果表明，滇中城市群地區(qū)的活動(dòng)斷裂帶主要有13條，構(gòu)成了“5縱2橫”的構(gòu)造格局，即5條近南北向的從強(qiáng)烈活動(dòng)、中強(qiáng)活動(dòng)到中等活動(dòng)的左旋走滑斷裂帶(曲靖-陸良斷裂帶、小江斷裂帶、普渡河斷裂帶、會(huì)理—易門斷裂帶、元謀—綠汁江斷裂帶)，以及2條北西走向的中強(qiáng)—中等右旋走滑活動(dòng)斷裂帶(紅河斷裂帶、南華-楚雄斷裂—石屏斷裂—峨山斷裂帶)。

滇中城市群地區(qū)13條主要活動(dòng)斷裂帶直接影響區(qū)內(nèi)22個(gè)縣級(jí)以上城市；按強(qiáng)烈—中強(qiáng)斷裂兩側(cè)各10 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響為嚴(yán)重，中等活動(dòng)斷裂兩側(cè)各5 km區(qū)域內(nèi)對(duì)工程線路的影響程度為中等，弱活動(dòng)斷裂兩側(cè)各2 km的影響程度為輕度統(tǒng)計(jì)，滇中城市群地區(qū)“十三五”規(guī)劃或中長期規(guī)劃的重要已建、在建和擬建的鐵路、滇中引水工程、骨干光纜、石油天然氣管道、重大水利工程、機(jī)場(chǎng)、大型水電火電站等電網(wǎng)工程、水運(yùn)規(guī)劃工程等重大民生工程建設(shè)受活動(dòng)斷裂影響的占比如下：在建國家級(jí)鐵路線和云南“十三五”及中長期規(guī)劃鐵路有8條，總長1282 km，受活動(dòng)斷裂影響的長度占比54.1%；滇中引水工程區(qū)內(nèi)長341 km，受活動(dòng)斷裂影響的長度占比46.1%；國干光纜及省干光纜1890 km，受活動(dòng)斷裂影響的長度占比63.6%；主要石油天然氣管道工程2218 km，受活動(dòng)斷裂影響的長度占比55.0%；在建中型水庫及規(guī)劃大型水庫等重大水利工程16個(gè)，受活動(dòng)斷裂影響的7個(gè)；中長期民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)工程5個(gè)，受活動(dòng)斷裂影響的4個(gè)；水電站和火電站等電網(wǎng)工程11個(gè)，受活動(dòng)斷裂影響的1個(gè)；在建、規(guī)劃港口等中長期水運(yùn)規(guī)劃工程1個(gè)，受活動(dòng)斷裂影響的0個(gè)。

滇中城市群地區(qū)區(qū)域地殼穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)的初步結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)極不穩(wěn)定區(qū)為沿小江斷裂帶分布的尋甸—宜良—澄江南北向的狹長區(qū)；不穩(wěn)定區(qū)有3個(gè)，含昆明—玉溪地區(qū)，會(huì)澤—馬龍—石林區(qū)，以及峨山—通海區(qū)；次不穩(wěn)定區(qū)主要沿活動(dòng)斷裂為中等程度的地區(qū)分布，包括沿會(huì)理—易門斷裂帶的區(qū)域、元謀—綠汁江斷裂帶區(qū)域、南華—楚雄斷裂區(qū)域、紅河斷裂帶區(qū)域和新平弧形區(qū)域。

由于活動(dòng)斷裂是制約該區(qū)發(fā)展的主要地質(zhì)因素，在今后的地質(zhì)調(diào)查中，應(yīng)該加強(qiáng)活動(dòng)斷裂大比例尺調(diào)查工作，詳細(xì)查明活動(dòng)斷裂的演化及現(xiàn)今活動(dòng)特征，系統(tǒng)開展區(qū)內(nèi)活動(dòng)構(gòu)造體系研究。

面臨的主要問題：滇中城市群地區(qū)活動(dòng)斷裂分布密度大，區(qū)內(nèi)具有多條控震斷裂，地震活動(dòng)性強(qiáng)，同時(shí)區(qū)內(nèi)的高山深谷地形地貌容易引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，重要城鎮(zhèn)基本位于斷裂形成的斷陷盆地或斷谷盆地內(nèi)，因此，不論是城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)，還是重要工程建設(shè)，活動(dòng)斷裂、中強(qiáng)—大震活動(dòng)以及誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害是工程穩(wěn)定性需考慮的首要問題。

建議：重點(diǎn)發(fā)展綠色生態(tài)旅游及特色農(nóng)業(yè)；重大工程建設(shè)必須加強(qiáng)活動(dòng)斷裂的調(diào)查工作。

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THE MAJOR ACTIVE FAULTS AND REGIONAL CRUSTAL STABILITY ASSESSMENT IN THE AREA OF CITY GROUP IN CENTRAL YUNNAN

ZHOU Chun-jing1,2, WU Zhong-hai1,2, MA Xiao-xue3, LI Jia-cun3, WANG Ji-long4

(1.Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China;2.KeyLaboratoryofNeotectonicandGeohazard,MinistryofLandandResources,Beijing100081,China;3.CollegeofResourceEnvironmentandTourism,CapitalNormalUniversity,Beijing100048,China;4.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Combining previous data, active fault remote sensing interpretation and geological field survey, we classify the active faults into four classes according the fault activity in city group of central Yunan. They are faults with very high activity rate, faults with high activity rate, faults with moderate activity rate and faults with low activity rate. It shows that there are thirteen main active faults zone in the study area, with an image of “5 longitudinal and 2 lateral” fault zones. The study of the active fault affection on the main project reveals that the active faults are the key geological factor that restricts the layout of the cities and the main projects. The regional crustal stability assessment is calculated by the three factors of faults, rocks and slopes. The result suggests that most areas of the city group of central Yunnan is“unstable”，one-third of the city group area is “extremely unstable region”, “unstable region” or “sub unstable region”.

city group in central Yunnan; active fault; classification of fault activity intensity; active structural system; regional crustal stability assessment

1006-6616(2016)03-0454-24

2016-06-02

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(DD20160268；12120114002101；1212011120163)

周春景(1974-)，女，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)博士，主要從事活動(dòng)構(gòu)造和地震地質(zhì)等研究工作。E-mail：zhouchunjing@cags.ac.cn

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