張 鵬 張媛媛 馬志江 白 玉 王曉東 孫明行

1）南京工業(yè)大學(xué)，交通運(yùn)輸工程學(xué)院，南京 210009

2）浙江省地震局，杭州 310013

3）上海申豐地震新技術(shù)應(yīng)用研究所有限公司，上海 200011

引言

蕭山-球川斷裂是浙江地區(qū)1條大規(guī)模的北東向斷裂，在浙江省內(nèi)全長約350km，沿線經(jīng)過平湖、海寧、杭州、富陽、桐廬、建德、常山等重要城市，向西南延至江西省內(nèi)。該斷裂在蕭山以北被第四系覆蓋，可能仍繼續(xù)北延經(jīng)平湖進(jìn)入上海。蕭山-球川斷裂由一系列平行的斷層組成寬約1—10km不等的斷裂帶，多為逆沖斷裂，總體走向45°—60°，斷面傾向北西為主，傾角約65°。沿?cái)嗔褞в谢院退嵝詭r脈侵入，該斷裂形成于晚元古代，對(duì)斷裂兩側(cè)的震旦紀(jì)及古生代沉積有控制作用，東南盤上述地層出露零星，厚度小，而西北盤同期地層分布廣、厚度大。

浙江地區(qū)總體地震活動(dòng)性較弱，但在蕭山-球川斷裂附近，歷史上曾發(fā)生3次破壞性地震，即929年杭州5級(jí)地震、1855年富陽4?級(jí)地震和1867年海寧鹽官4?級(jí)地震，這些地震的發(fā)生與蕭山-球川斷裂相關(guān)性較強(qiáng)?？梢娛捝?球川斷裂是浙江省內(nèi)具有發(fā)生中強(qiáng)地震可能、地震危險(xiǎn)性相對(duì)較強(qiáng)的斷裂。對(duì)穿越城市的重要斷層進(jìn)行探測并評(píng)價(jià)其活動(dòng)性是城市建設(shè)和防震減災(zāi)工作中極其重要的基礎(chǔ)性工作（鄧起東等，2007；任俊杰等，2008）。確定蕭山-球川斷裂的展布情況及性質(zhì)、最新活動(dòng)時(shí)代，合理評(píng)價(jià)其地震危險(xiǎn)性，對(duì)保障斷裂沿線人民生命財(cái)產(chǎn)安全和防震減災(zāi)工作具有一定意義。

1 蕭山-球川斷裂概況

蕭山-球川斷裂形成于晚元古代，對(duì)震旦紀(jì)及早古生代、晚古生代沉積都有直接的控制作用（浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989）。蕭山-球川斷裂在不同時(shí)期的活動(dòng)特征并不相同，在侏羅紀(jì)晚期，蕭山-球川斷裂以逆沖推覆運(yùn)動(dòng)為主，使唐家塢組、康山組置于上侏羅統(tǒng)黃尖組之上，表現(xiàn)為較強(qiáng)烈的擠壓特點(diǎn)；自早白堊紀(jì)以來，其開始轉(zhuǎn)入拉張期，形成了燕山期斷裂和斷陷盆地，并沉積了下白堊統(tǒng)朝川組（張微等，2008）。因此，蕭山-球川斷裂經(jīng)歷了早期左旋擠壓到后期右旋張扭的構(gòu)造演化史。

作為浙江地區(qū)發(fā)育時(shí)間早、活動(dòng)性強(qiáng)、規(guī)模大的區(qū)域性斷裂，對(duì)蕭山-球川斷裂富陽—鹽官段晚第四紀(jì)活動(dòng)性的初步研究1浙江省工程地震研究所，2004.蕭山-球川斷裂（富陽—鹽官段）活動(dòng)性研究報(bào)告.認(rèn)為，其在第四紀(jì)晚期可能有過活動(dòng)。但過去的研究對(duì)該斷裂的幾何結(jié)構(gòu)和第四紀(jì)活動(dòng)性研究程度很低，有關(guān)斷裂活動(dòng)性的證據(jù)也不充足。

在近年來開展的杭州市活動(dòng)斷層探測與危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作中2杭州市地震局，2009.杭州市活動(dòng)斷層探測與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)技術(shù)報(bào)告.，通過遙感影像解譯、野外地震地質(zhì)探查、探槽開挖、淺層地震探測以及鉆孔探測等研究，論證了蕭山-球川斷裂杭州段的位置和幾何展布。該研究結(jié)果表明，斷裂形成了較寬的斷層破碎帶，斷層泥ESR年齡顯示蕭山-球川斷裂杭州段在中更新世有強(qiáng)烈的活動(dòng)，但地球物理探測及探槽、鉆孔探測并未發(fā)現(xiàn)斷裂斷錯(cuò)基巖上覆的晚更新世地層。由此，認(rèn)為蕭山-球川斷裂杭州段最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世之前（姚琪等，2008）。

本文綜合前人資料、衛(wèi)星影像和野外調(diào)查結(jié)果，將蕭山-球川斷裂自北向南分為4段，錢塘江以北為北段（鹽官—平湖段），從海寧鹽官向北延伸至嘉興平湖，全段除海寧大橫山外均為隱伏區(qū)，該段主要靠物探證據(jù)推斷斷裂的存在；孝豐-三門灣斷裂以北至錢塘江為杭州段（蕭山—錢江段），從蕭山向北延伸至錢塘江，該段斷裂主體隱伏于第四系之下，有斷續(xù)分布的零星露頭；孝豐-三門灣斷裂以南至建德市區(qū)為富陽—建德段，該段的展布形態(tài)以控制富春江谷地的山前斷層為主，遙感影像線性特征清楚；建德市區(qū)以南為南段，該段由多條北東向、北北東向斷層組成寬約10km的斷裂帶。針對(duì)蕭山-球川斷裂富陽—建德段，開展了野外地質(zhì)調(diào)查、物探、探槽開挖等工作，以確定其空間展布和活動(dòng)性。本文在上述工作的基礎(chǔ)上，對(duì)蕭山-球川斷裂富陽—建德段的第四紀(jì)活動(dòng)特征進(jìn)行了探討。

2 蕭山-球川斷裂富陽—建德段地貌特征

蕭山-球川斷裂富陽—建德段由孝豐-三門灣斷裂以南向南延伸至建德市區(qū)（圖1），全長約110km，本段斷裂在山體和平原交界部位通過，在衛(wèi)星影像上線性特征清晰。該段蕭山-球川斷裂在富陽東靈橋鎮(zhèn)、里山鎮(zhèn)帶發(fā)育于富春江東側(cè)，由多支平行的斷層組成，其中發(fā)育于山體和平原交界部位的分支斷層有多個(gè)露頭，發(fā)育于山體內(nèi)的1支則形成北東走向線性非常清晰的溝谷（圖2（a））。在桐廬東一帶，蕭山-球川斷裂發(fā)育于山體西側(cè)，在地貌上山體與平原的界線非常平直（圖2（b）），表明該斷裂對(duì)地貌的控制極為明顯。山體西側(cè)發(fā)育洪積扇，形成向北西傾斜的洪積平原。在建德北一帶，蕭山-球川斷裂發(fā)育于山體之間的谷地部位，形成1條狹長的線狀谷地，對(duì)地貌的控制仍十分明顯，兩側(cè)山區(qū)發(fā)育的水系方向也截然不同。

為分析蕭山-球川斷裂富陽—建德段對(duì)地貌的控制作用，選擇過靈橋鎮(zhèn)高浦?jǐn)鄬悠拭胬L制了1條地質(zhì)地貌剖面（圖3（a）），長7.1km；選擇過桐廬峙山村探槽繪制了另1條地質(zhì)地貌剖面（圖3（b）），長5.6km。從2條地質(zhì)地貌剖面可以看出，蕭山-球川斷裂對(duì)山前的第四系發(fā)育有明顯影響，對(duì)地貌的控制作用較為明顯。一方面，由于蕭山-球川斷裂帶通過的地方易受風(fēng)化剝蝕，形成線性溝谷；另一方面，在桐廬一帶由于斷裂兩側(cè)巖性不同，北西側(cè)的奧陶系砂、泥巖更易遭受風(fēng)化侵蝕，由此形成了線性非常好的地貌分界線。

圖2 蕭山-球川斷裂富陽—建德段三維衛(wèi)星影像Fig.2 Three-dimensional satellite image of Fuyang-Jiande segment of Xiaoshan-Qiuchuan fault

圖3 過蕭山-球川斷裂地質(zhì)地貌剖面Fig.3 Geologic and geomorphologic profile across Xiaoshan-Qiuchuan fault

3 蕭山-球川斷裂富陽—建德段野外地質(zhì)調(diào)查

3.1 靈橋鎮(zhèn)高浦剖面

靈橋鎮(zhèn)高浦剖面（G64考察點(diǎn)）位于杭州市富陽區(qū)靈橋鎮(zhèn)高浦，同為蕭山-球川斷裂分支斷裂露頭剖面。該處斷層破碎帶發(fā)育于凝灰?guī)r體內(nèi)（圖4），斷層走向北東25°，帶寬約3m，帶內(nèi)巖石破碎，中部發(fā)育5—30cm厚松軟黏土類物質(zhì)，為灰白、灰黃色，粘性很大。斷層破碎帶西側(cè)呈紫紅色，碎裂巖發(fā)育；斷層破碎帶東側(cè)呈淡黃色，下部發(fā)育大塊堅(jiān)硬的透鏡體，上部則發(fā)育韌性變形帶。沿?cái)嗔褞鱾?cè)發(fā)育花崗巖巖脈。從斷層發(fā)育特點(diǎn)看，蕭山-球川斷裂在本處的活動(dòng)性質(zhì)以走滑兼具逆沖為主。在斷裂帶松軟黏土類物質(zhì)內(nèi)采集的2個(gè)ESR測年樣結(jié)果為（52.98±5.20）×104a B.P.和（17.27±1.70）×104a B.P.。本處松軟黏土類物質(zhì)為斷層破碎帶在流水淋濾作用下風(fēng)化形成，并非新鮮斷層泥，因此本處斷層測年結(jié)果具有一定的不確定性。

圖4 靈橋鎮(zhèn)高浦蕭山-球川斷裂地質(zhì)剖面Fig.4 Geological section of Xiaoshan-Qiuchuan fault exposed in Gaopu, Linqiao town

3.2 桐廬峙山村探槽

蕭山-球川斷裂在桐廬一帶衛(wèi)星影像線性特征明顯，斷裂發(fā)育在西側(cè)平原與東側(cè)山體的交界部位，在地貌上也有明顯的反映。探槽開挖點(diǎn)選在山坡向平原的過渡地帶（圖5）。在探槽開挖前，在該地區(qū)進(jìn)行了多條高密度電法探測工作，獲得的電法剖面（圖6）表明，本區(qū)域蕭山-球川斷裂發(fā)育于不同巖性的接觸部位，斷裂兩側(cè)電阻率差異非常明顯。斷裂東側(cè)基巖為高電阻率的侏羅紀(jì)火山巖，西側(cè)基巖為低電阻率的奧陶紀(jì)泥巖。野外調(diào)查表明該地區(qū)山體西側(cè)發(fā)育第四系沖洪積物，表明具備開挖探槽進(jìn)行第四紀(jì)活動(dòng)性研究的地質(zhì)條件。開挖的探槽TC1長21m，平均深度4m，經(jīng)度119.70°E，緯度29.75°N。

圖5 桐廬縣峙山村開挖探槽位置原始地貌Fig.5 The primitive landscape of the trench at Zhishan village

圖6 蕭山-球川斷裂高密度電法剖面Fig.6 The high density electrical sections of Xiaoshan-Qiuchuan fault

本探槽揭露的基巖面自東向西逐漸加深，并在斷裂附近形成1處基巖陡坎。斷層破碎帶寬約5m，由高度破碎的黃褐色火山巖和灰黑色斷層角礫、深褐色黏土組成（圖7）。分析表明，蕭山-球川斷裂的多次活動(dòng)形成了本處的斷層破碎帶和基巖陡坎，此后斷裂帶上方沉積了層⑤，隨后斷裂帶新的活動(dòng)又?jǐn)噱e(cuò)了層⑤。由層④逆沖于層③之上，判斷該次最新活動(dòng)為逆沖活動(dòng)；此后在上方沉積了層⑥、層⑦、層⑧、層⑨，在層⑥沉積后，斷裂帶未有明顯的活動(dòng)。層⑧紅棕色黏土為本區(qū)較典型的中、下更新統(tǒng)之江群（Q1＋2zh）地層，初步判斷層⑤、層⑥、層⑦為早更新世地層。在本剖面共獲得了7個(gè)ESR測年結(jié)果，其采樣位置如圖7所示。根據(jù)測年結(jié)果層⑥、層⑦為中更新世地層；層⑧測年結(jié)果表明該層為中更新統(tǒng)頂部地層；層④、層⑤測年結(jié)果也屬中更新世。本剖面表明蕭山-球川斷裂在本處第四紀(jì)以來有過活動(dòng)，但（27.98±2.5）×104a B.P.以來沒有新的活動(dòng)，最新活動(dòng)時(shí)代判斷為早、中更新世。

3.3 富春江大壩剖面

剖面（HZ-TL-003考察點(diǎn)）位于距富春江大壩東岸約100m的山邊，斷層為侏羅系與奧陶系地層的邊界（圖8），上盤為奧陶系紅褐色泥巖夾砂巖，擠壓揉皺強(qiáng)烈，巖石風(fēng)化嚴(yán)重；下盤為侏羅系黃褐色凝灰?guī)r，斷層影響帶寬5—6m，巖石破碎，裂隙發(fā)育。該斷層為逆斷層，產(chǎn)狀20°/NW∠75°，斷面呈豎向波狀。斷層破碎帶內(nèi)為碎裂巖、斷層角礫巖及斷層糜棱巖，斷層帶及影響帶寬度大于13m。斷層未斷錯(cuò)上覆第四紀(jì)中更新世地層，根據(jù)斷層特征判斷其最新活動(dòng)時(shí)代在早、中更新世1中國地震局地質(zhì)研究所，浙江省工程地震研究所，2007．浙西核電廠初步可行性研究階段地震地質(zhì)專題報(bào)告．。

圖7 桐廬縣峙山村探槽南壁鑲嵌照片（a）及解譯（b）Fig.7 The mosaic photos (a) and interpretation (b) of the south wall of the trench at Zhishan village

圖8 富春江大壩東岸蕭山-球川斷裂地質(zhì)剖面Fig.8 Geological section of Xiaoshan-Qiuchuan Fault exposed in the east coast of Fuchun river

3.4 楊春橋鎮(zhèn)剖面

剖面（HZ-JD-003考察點(diǎn)）位于建德市楊春橋鎮(zhèn)西南公路北側(cè)山坡上，斷裂發(fā)育在震旦紀(jì)青灰色薄層硅質(zhì)巖、粉砂質(zhì)泥巖中（圖9），走向45°—52°，傾向北西，傾角46°—80°，破碎帶寬13m。斷裂帶由2條次級(jí)斷裂f1、f2組成，兩者間夾約9m的節(jié)理發(fā)育青灰色薄層硅質(zhì)巖及粉砂質(zhì)泥巖的碎裂巖。其中f1斷層帶寬0.8—2.2m，由節(jié)理密集帶、碎裂巖、斷層角礫和半膠結(jié)的斷層泥（4—20cm）組成1中國地震局地質(zhì)研究所，浙江省工程地震研究所，2007．浙西核電廠初步可行性研究階段地震地質(zhì)專題報(bào)告．，斷層泥的ESR年齡為（145.4±15.0）×104a。

圖9 建德市楊春橋鎮(zhèn)蕭山-球川斷裂地質(zhì)剖面Fig.9 Geological section of Xiaoshan-Qiuchuan fault exposed in Yangchunqiao town

4 結(jié)論

蕭山-球川斷裂富陽—建德段由孝豐-三門灣斷裂以南向南延伸至建德市區(qū)，全長約110km。根據(jù)前人資料和野外調(diào)查結(jié)果分析，富陽—建德段的展布形態(tài)以控制富春江谷地的山前斷層為主，遙感影像線性特征清楚，對(duì)山前第四系發(fā)育有影響；各斷層剖面上斷層角礫較為松散，部分剖面發(fā)育較松軟泥質(zhì)膠結(jié)物，表明第四紀(jì)以來有過活動(dòng)。峙山村探槽開挖初步結(jié)果顯示斷裂進(jìn)入了第四系底部。根據(jù)各剖面斷裂特征和探槽開挖結(jié)果判斷，該段最新活動(dòng)時(shí)代為早、中更新世，活動(dòng)性質(zhì)以右旋走滑兼具逆沖為主。

浙江地區(qū)為弱地震活動(dòng)區(qū)，斷層活動(dòng)性弱，在這類地區(qū)開展斷層活動(dòng)性鑒定工作具有較大的挑戰(zhàn)性。通過遙感、物探、地質(zhì)調(diào)查多種手段相結(jié)合，尤其在探槽開挖工作中使用高密度電法剖面對(duì)斷層進(jìn)行定位，使斷層的定位最終達(dá)到了較好的效果，不足之處在于該地區(qū)斷裂露頭多發(fā)育于基巖出露區(qū)，斷層頂部無第四系覆蓋，確定其最新活動(dòng)時(shí)代較為困難。由于斷層泥易受淋濾作用等外部因素影響，ESR測年樣品結(jié)果往往有較大不確定性，測年結(jié)果難以達(dá)到較高定量化的精度。本次斷層活動(dòng)性鑒定結(jié)果顯示蕭山-球川斷裂富陽—建德段最新活動(dòng)時(shí)代為早、中更新世，與該地區(qū)所處的地震構(gòu)造背景吻合。

致謝：野外工作得到了浙江大學(xué)陳漢林教授、饒剛研究員，江西省地震局盧福水高級(jí)工程師，山東省地震局王志才研究員等專家的指導(dǎo)幫助，在此表示衷心的感謝。