王明明，馬 超，李大虎，湯才成，黃成程

(1.四川省地震局工程地震研究院，四川 成都 610041； 2.四川賽思特科技有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

耿達(dá)—隴東斷裂地質(zhì)地貌調(diào)查及活動(dòng)性探討

王明明1,2，馬 超1，李大虎1，湯才成2，黃成程2

(1.四川省地震局工程地震研究院，四川 成都 610041； 2.四川賽思特科技有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

2013年蘆山M7.0級(jí)地震發(fā)生后，龍門山斷裂帶南段的地震活動(dòng)性及發(fā)震能力受到了廣泛關(guān)注。通過野外調(diào)查和地球物理探測(cè)，對(duì)龍門山斷裂帶南段的后山斷裂即耿達(dá)—隴東斷裂的活動(dòng)特征進(jìn)行了調(diào)查，研究結(jié)果顯示，耿達(dá)—隴東斷裂線性特征較差，斷層形跡模糊，斷錯(cuò)地貌不甚發(fā)育，僅見到寬約60 m的斷層破碎帶，斷裂活動(dòng)性較弱，在耿達(dá)鄉(xiāng)斷層未斷錯(cuò)河流的T3級(jí)階地，因此推斷該斷裂為早—中更新世活動(dòng)斷裂。

龍門山斷裂帶；耿達(dá)—隴東斷裂；斷裂活動(dòng)性

龍門山推覆構(gòu)造帶作為巴顏喀拉地塊向東運(yùn)動(dòng)的邊界斷裂有著較強(qiáng)的活動(dòng)強(qiáng)度，但歷史地震記載較少。汶川地震發(fā)生之前，歷史記載及現(xiàn)代儀器記錄表明龍門山斷裂帶只發(fā)生過5次6級(jí)以上強(qiáng)震，分別是1970年2月24日大邑西6.3級(jí)、1958年2月8日北川6級(jí)、1941年寶興西6級(jí)、1657年4月21日汶川6級(jí)和1327年天全西≥6級(jí)地震，沒有記錄到7級(jí)以上地震的發(fā)生。這種水平較低的地震活動(dòng)，使得我們?cè)阢氪ǖ卣鹬皩?duì)龍門山斷裂帶的發(fā)震能力缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。

隨著2008年汶川Mw7.9地震的發(fā)生，龍門山斷裂帶地震活動(dòng)開始變得活躍。汶川地震形成240 km逆斷層型地震地表破裂帶，最大同震垂直位移達(dá)8.6±0.5 m，最大右旋走滑位移達(dá)4.9±0.4 m，同震地殼縮短量7 m左右，并伴有多次強(qiáng)余震，6級(jí)以上余震8次[1-2]。2013年4月20日蘆山7.0級(jí)地震，是繼2008年汶川8.0級(jí)特大地震近5年后龍門山斷裂帶上又一次破壞性地震，震中位于龍門山推覆構(gòu)造帶南段蘆山縣境內(nèi)，與發(fā)生在龍門山推覆構(gòu)造帶中段的汶川地震起始破裂點(diǎn)或震中相距約85 km[3-4]。

2013年蘆山地震與2008年汶川地震破裂一起反映出青藏高原中東部巴顏喀拉塊體向東偏南的塊體運(yùn)動(dòng)，在龍門山附近受到華南塊體強(qiáng)烈阻擋，出現(xiàn)地殼縮短和龍門山體隆升現(xiàn)象；巴顏喀拉塊體東向偏南運(yùn)動(dòng)引起了自1997年可可西里無人區(qū)瑪尼Mw7.6級(jí)地震以來中國大陸地區(qū)絕大部分Mw≥6.5級(jí)地震在巴顏喀拉塊體邊界斷裂帶上的群集[5-6]，其NW向邊界斷裂左旋走滑運(yùn)動(dòng)和東南邊界NE向斷裂擠壓縮短顯示出巴顏喀拉塊體確實(shí)存在向東偏南的整體運(yùn)動(dòng)，2008年汶川地震和2013年蘆山地震的震源破裂以逆斷層錯(cuò)動(dòng)為主，是巴顏喀拉塊體向東偏南運(yùn)動(dòng)在龍門山推覆構(gòu)造帶附近與穩(wěn)定的華南塊體碰撞、擠壓引起地殼縮短的產(chǎn)物[4,7-8]。

汶川地震的發(fā)生使得我們對(duì)龍門山斷裂的發(fā)震能力有了重新認(rèn)識(shí)，而2013年蘆山M7.0地震發(fā)生在龍門山斷裂帶南段前山斷裂即雙石—大川斷裂附近，使得龍門山斷裂帶南段的活動(dòng)性受到廣泛的關(guān)注。耿達(dá)—隴東斷裂是龍門山斷裂帶南段的后山斷裂，本文通過對(duì)耿達(dá)—隴東斷裂進(jìn)行野外調(diào)查，以及對(duì)斷層破碎帶的鑒定及斷錯(cuò)地貌的識(shí)別，對(duì)耿達(dá)—隴東斷裂的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行了探討。對(duì)龍門山斷裂帶南段后山斷裂即耿達(dá)—隴東斷裂的運(yùn)動(dòng)特征和活動(dòng)性的研究，不僅對(duì)龍門山斷裂帶南段的地震危險(xiǎn)性評(píng)估提供支撐材料，還有助于理解巴顏喀拉地塊的運(yùn)動(dòng)方式及大地震的孕育和發(fā)生。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

龍門山推覆構(gòu)造帶是巴顏喀拉地塊東側(cè)的邊界斷裂，長約500 km，寬30～50 km，其斷層滑動(dòng)以逆沖為主，兼具右旋走滑分量。在青藏高原持續(xù)隆升并整體向北—東擠出的構(gòu)造背景下，巴顏喀拉地塊沿著龍門山推覆構(gòu)造帶向東擠向規(guī)模巨大且相對(duì)穩(wěn)定的華南地塊，由西向東的順序，龍門山斷裂帶主要包含后山斷裂、中央斷裂、前山斷裂和山前隱伏斷裂，這些斷裂呈疊瓦狀展布。汶川地震的發(fā)生，使得我們對(duì)龍門山斷裂帶的分段有了新的劃分標(biāo)準(zhǔn)，主要是將汶川地震地表破裂段定義為中段、兩側(cè)分別為北東段和南段。龍門山斷裂帶南段也分為后山斷裂、中央斷裂和前山斷裂，分別為耿達(dá)—隴東斷裂、鹽井—五龍斷裂和大川—雙石斷裂，三支斷裂近平行展布(參見圖1)。本文討論的主要是龍門山斷裂帶南段的后山斷裂，也稱耿達(dá)—隴東斷裂，南起瀘定以東，向北經(jīng)隴東、紅路，至耿達(dá)，全長170 km左右，走向N45°E，傾向北西，斷裂的南段構(gòu)成了元古界閃長巖與泥盆系灰?guī)r地層的分界，中段發(fā)育于泥盆系地層中，北段構(gòu)成了奧陶系與泥盆系的分界，其中老地層逆沖于新地層之上，斷裂沿線存在糜棱巖、流劈理、片理等結(jié)構(gòu)。

圖1 區(qū)域地震構(gòu)造

2 耿達(dá)—隴東斷裂地質(zhì)地貌調(diào)查

龍門山斷裂帶南段的耿達(dá)—隴東斷裂沿線斷裂形跡較為模糊，前人對(duì)該斷裂的研究較少，從航片和高分辨率的衛(wèi)片上，均沒見到明顯的線性地貌。由于耿達(dá)—隴東斷裂沿線海拔較高，地貌屬中高山深切割區(qū)，第四紀(jì)盆地與地層不發(fā)育，斷裂主要展布在大山深處，植被茂密，沒有較好的斷層露頭，在這樣的條件下，主要通過對(duì)斷裂與大的河流、沖溝交匯位置的重點(diǎn)調(diào)查，對(duì)耿達(dá)—隴東斷裂的幾何展布、運(yùn)動(dòng)特征等進(jìn)行探討。

2.1 若碧村觀察點(diǎn)

耿達(dá)—隴東斷裂在交子坪溝溝口附近通過寶興西河，斷裂在該處沒有明顯斷層地貌發(fā)育，在山體出露的基巖露頭顯示有斷層通過的跡象(參見圖2-3)，斷層破碎帶寬約60 m。由于耿達(dá)—隴東斷裂活動(dòng)性較弱，斷層地貌不發(fā)育，為確定該斷裂的位置及活動(dòng)性，我們?cè)跀嗔淹ㄟ^附近的若碧村河流T1階地布設(shè)了淺層地震測(cè)線(參見圖4)。

圖2 若碧村附近斷層地貌(鏡向SW)

圖3 隴東鎮(zhèn)交子坪西河右岸斷層剖面

圖4 若碧村附近物探測(cè)線布置示意圖

該測(cè)線經(jīng)處理后獲得的疊加時(shí)間剖面信噪比較高(參見圖5)，主要發(fā)育的波同相軸為P1波組，出現(xiàn)在雙程反射時(shí)50 ms附近，推測(cè)為基巖頂層發(fā)射波。該反射波組整條測(cè)線上均有發(fā)育，能量較高，以西河左岸T1階地上覆砂卵石層等效速度1.5 km/s計(jì)，對(duì)應(yīng)的基巖埋深約37.5 m。其中發(fā)射波組在CDP73附近的同相軸出現(xiàn)了明顯錯(cuò)斷，不連續(xù)等異?，F(xiàn)象。根據(jù)這些波組異常判定此處為耿達(dá)—隴東斷裂的通過位置，斷裂傾向NW，傾角60°～70°。寶興西河T1、T2階地在該斷層通過處零星發(fā)育，但未見有斷層斷錯(cuò)河流T1、T2階地。

圖5 若碧溝淺層地震探測(cè)測(cè)線解譯結(jié)果

圖6 鍋巴巖溝口斷層地貌(鏡向SW)

2.2 鍋巴巖觀察點(diǎn)

耿達(dá)—隴東斷裂在鍋巴巖附近與寶興東河交匯，在鍋巴巖溝口公路南側(cè)，可見到清晰的斷層地貌，主要表現(xiàn)為斷層埡口和山脊的線性特征，公路南側(cè)沖溝發(fā)育有沖洪積扇，斷層通過該處沖洪積扇未見有斷錯(cuò)痕跡(參見圖6)。

在鍋巴巖溝內(nèi)路邊，可以見到斷裂發(fā)育在奧陶系砂巖地層中，該斷裂為耿達(dá)—隴東斷裂的一個(gè)分支，斷層寬約20 cm，發(fā)育有構(gòu)造碎裂巖，膠結(jié)程度較好，斷裂影響帶內(nèi)節(jié)理較為發(fā)育，伴有擠壓透鏡體(參見圖7)。

2.3 耿達(dá)鄉(xiāng)觀察點(diǎn)

在耿達(dá)鄉(xiāng)附近公路邊可見斷層出露在志留系灰?guī)r地層中，斷裂表現(xiàn)為寬約15 m的斷層破碎帶，斷層帶內(nèi)發(fā)育有透鏡體，擠壓揉皺強(qiáng)烈，局部基巖呈片理化(參見圖8)。斷層帶兩側(cè)發(fā)育有斷層碎裂巖， 呈褐黃色， 風(fēng)化強(qiáng)烈， 膠結(jié)較好。在耿達(dá)鄉(xiāng)河谷內(nèi)河階地較為發(fā)育，對(duì)斷層兩側(cè)河流階地的觀察表明，斷層通過處，T1、T2階地未有變形，斷層兩側(cè)T3階地拔河高度較為一致，未見有垂直高差(參見圖9)。因此推斷耿達(dá)—隴東斷裂為早—中更新世活動(dòng)斷裂。

①褐灰色砂巖，呈厚層狀；②斷層破碎帶，寬約20cm，發(fā)育有斷層碎裂巖，膠結(jié)較好；③ 劈里密集帶，基巖揉皺強(qiáng)烈圖7 鍋巴巖溝斷層剖面圖(鏡向S)

①灰白色灰?guī)r，呈厚層狀；②灰白色斷層破碎帶，擠壓揉皺強(qiáng)烈，發(fā)育有透鏡體，局部片理化強(qiáng)烈；③褐黃色斷層碎裂巖，寬約1～2.5 m，原巖結(jié)構(gòu)已不清晰，風(fēng)化強(qiáng)烈，較松軟，膠結(jié)較好圖8 耿達(dá)鄉(xiāng)菜園子南公路邊斷層剖面(鏡向SW)

圖9 耿達(dá)鄉(xiāng)菜園子附近斷層地貌(鏡向N)

3 討論與結(jié)論

耿達(dá)—隴東斷裂為龍門山斷裂帶南段后山斷裂的主干斷層，向南延伸則進(jìn)入金湯弧形斷裂帶，因此該斷裂雖然是龍門山斷裂帶的一支，但也屬于金湯弧形斷裂系的一部分。耿達(dá)—隴東斷裂線性特征較差，斷層形跡模糊，斷錯(cuò)地貌不甚發(fā)育，僅在斷裂與大的河流交匯處可以觀察到斷層破碎帶，所以對(duì)于龍門山斷裂帶后山斷裂的幾何展布研究較少，活動(dòng)性認(rèn)識(shí)也較為模糊。在一些工程地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告中，將耿達(dá)—隴東斷裂定義為晚更新世活動(dòng)斷裂，但沒有錯(cuò)斷晚更新世地層的證據(jù)，主要是參照后山斷裂在龍門山斷裂帶中段的活動(dòng)性做出的推測(cè)性結(jié)論。在野外調(diào)查中也未發(fā)現(xiàn)斷層斷錯(cuò)第四紀(jì)地層的明確證據(jù)，僅在耿達(dá)鄉(xiāng)附近，發(fā)現(xiàn)斷層通過處河流T1、T2、T3階地均未見有變形，通過區(qū)域階地對(duì)比，可知斷裂未斷錯(cuò)晚更新世地層，推測(cè)該斷裂應(yīng)為早—中更新世活動(dòng)斷裂。

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Geological and Geomorphic Investigation and Activity Discussion on the Gengda-Longdong Fault

WANG Mingming，MA Chao，LI Dahu，TANG Caicheng，HUANG Chengcheng

(1．Earthquake Administration of Sichuan Province, Sichuan Chengdu 610041, China;2．Sichuan Seistech Corporation, Ltd., Sichuan Chengdu 610041, China)

After the 2013M7.0 Lushan Earthquake, the seismogenic activity of the south section of the Longmenshan fault zone has been widely concerned. According to the geological and geomorphic investigation of the Gengda-Longdong fault, which is the post mountain fault of the Longmenshan fault zone, the Gengda-Longdong fault has a poor developed fault landform and a fault fracture zone about 60 m width. It is found that the Gengda-Longdong fault has poor linear characteristics and does not dislocated the T1, T2 and T3 terrace in Gengda area. This study shows that the Gengda-Longdong fault is a weak active fault in the Quaternary and is an early middle Pleistocene active fault.

The Longmenshan Fault; Gengda-Longdong fault; fault activity

2017-01-09；

2017-01-18

王明明(1984-)，男，安徽省阜陽市人，博士學(xué)位,主要從事工程地震方面的工作，E-mail：dannywang9088@163.com.

P315.22

B

1001-8115(2017)01-0001-05

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.01.001