李崢,秦宇龍,申偉,李名則,熊昌利,周雄
?
鮮水河斷裂帶八美段新構(gòu)造活動及減震防災(zāi)建議*
李崢1,2,秦宇龍1,2,申偉3,李名則1,2,熊昌利1,2,周雄4
(1.稀有稀土戰(zhàn)略資源評價與利用四川重點實驗室, 成都 610081;2.四川省地質(zhì)調(diào)查院, 成都 610081;3.四川省地礦局113地質(zhì)隊, 瀘州 646000;4.中國地質(zhì)調(diào)查局成都礦產(chǎn)綜合利用研究所, 成都 610041)
四川甘孜州八美鎮(zhèn)大地構(gòu)造區(qū)屬松潘—甘孜造山帶中段,鮮水河斷裂帶穿切其中,新構(gòu)造活動持續(xù)。通過野外地質(zhì)調(diào)查并結(jié)合前人工作基礎(chǔ),從左行走滑斷層、構(gòu)造地貌、地震、溫泉活動等多個方面對鮮水河斷裂帶八美段新構(gòu)造活動表現(xiàn)形式進(jìn)行了研究,分析了所產(chǎn)生的影響,提出減震防災(zāi)的建議。
鮮水河斷裂;新構(gòu)造;地災(zāi)防治;八美
長期以來,鮮水河斷裂帶吸引著國內(nèi)外地質(zhì)、地震從業(yè)人員[1~5]的研究興趣;筆者通過野外地質(zhì)調(diào)查,具體分析鮮水河斷裂帶八美段新生代以來的持續(xù)活動特點,以及由此產(chǎn)生的地震及地質(zhì)災(zāi)害危險性,提出地質(zhì)災(zāi)害防治建議,有助于人們進(jìn)一步了解鮮水河斷裂帶活動特征、提高對鮮水河斷裂帶引起地質(zhì)災(zāi)害的警惕性。
川西高原鮮水河斷裂帶北西走向,總長約350km,為一大規(guī)模新生代持續(xù)活動的左行走滑斷裂帶,其空間展布(圖1)由一系列次級斷裂組成[1,2]。
圖1 鮮水河斷裂帶空間展布特征(據(jù)文獻(xiàn)[2]修編)
1.地質(zhì)界線 2.水系 3.斷裂 4.第四紀(jì)盆地 5.燕山期花崗巖 6.澄江—晉寧期斜長花崗巖 7.斷裂編號:①爐霍斷裂;②道孚斷裂;③乾寧斷裂;④雅拉河斷裂;⑤中谷斷裂;⑥色拉哈—康定斷裂;⑦折多塘斷裂;⑧磨西斷裂;8、7.0級及以上地震震中和時間
鮮水河斷裂全帶以惠遠(yuǎn)寺為界,分為北西段斷裂以及南東段斷裂。北西段斷裂為爐霍—道孚—乾寧三條斷裂組合,該次級斷裂組合為羽列式左行剪切斷裂;南東段斷裂為雅拉河—中谷—康定—折多塘—磨西斷裂組合,此斷裂組合同樣為左行走滑剪切斷裂。
鮮水河斷裂帶南東段斷裂帶組合的幾何形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)較北東段斷裂復(fù)雜,總體呈微向北凸出的弧形構(gòu)造帶。其中,北西段斷裂組合內(nèi)部:爐霍斷裂長度約90km、道孚斷裂長度約85km、乾寧斷裂長度約62km;南東段斷裂組合內(nèi)部:雅拉河長度斷裂約31km、中谷斷裂長度約21km、康定斷裂長度約80km、折多塘斷裂長度約30km、磨西斷裂長度約40km;這八條次級斷裂帶所組成的鮮水河斷裂帶總體傾向NE,局部地區(qū)傾向SW,傾角50°~85°。
道孚縣八美鎮(zhèn)(原老乾寧縣縣府)緊鄰惠遠(yuǎn)寺以南、中谷村以北,處于鮮水河斷裂帶北西段乾寧斷裂與南東段中谷斷裂交界略偏北地段(圖1)。該段人員密集,是川西地區(qū)交通要道。該區(qū)新生代構(gòu)造活動明顯,具體表現(xiàn)為斷裂帶周圍地質(zhì)體錯斷、河床抬升、沖溝錯位、拉分盆地、地震及溫泉活動等。現(xiàn)從不同方面闡述八美段新構(gòu)造運動表現(xiàn)形式及特征。
新近紀(jì)以來,涵蓋八美地段的乾寧斷裂—中谷斷裂帶強烈活動。該北西向左行走滑斷裂呈大致平行的帶狀分布[3],延伸斷續(xù)且斷裂帶中各小段寬窄不一,寬者數(shù)百上千米,窄者幾十米甚至更小。斷裂帶主要切穿三疊系西康群地層(圖2)如年各組(T3)以及新都橋組(T3),局部錯斷第四系沖洪積物及水系(圖3),并使前期中生代形成的斷裂遭遇疊加改造作用。
圖2 八美土石林砂板質(zhì)糜棱巖基座(鏡向N)
圖3 八美鎮(zhèn)志麥通村左行支溝
圖4 八美鎮(zhèn)色卡鄉(xiāng)傾豎褶皺及素描(鏡向NE)
2.2.1 構(gòu)造石林(八美土石林)
八美石林(圖5)發(fā)育于雅礱江支流慶大河?xùn)|側(cè)、八美鎮(zhèn)—中谷村地段的坡地,宏觀上呈北西向條帶狀分布。該段在鮮水河斷裂帶新生代左行走滑作用下產(chǎn)生擠壓破碎帶,破碎帶內(nèi)主要以如年各組(T2-3)等砂—板巖受強動力變質(zhì)作用形成炭化碎裂巖—糜棱巖組合,加之長時間風(fēng)化剝蝕、淋濾等作用,形成現(xiàn)今形態(tài)各異的深紫灰色石林地貌(表1)。
表1 八美土石林微地貌特征分類
野外觀察,八美土石林中絕大部分巖石原先面理已被破壞和改造,僅糜棱面理保存較好,其產(chǎn)狀與鮮水河斷裂帶幾乎一致:走向北西、傾角極陡(75°~88°)。它是鮮水河斷裂帶左行剪切作用的附屬品。另外,巖石中普遍見一組后期近水平、厚約1cm的斷續(xù)張節(jié)理并充填石英脈。
2.2.2 拉分盆地(惠遠(yuǎn)寺盆地)
緊鄰八美北部的惠遠(yuǎn)寺地區(qū)(圖6)為北西—南東走向的第四紀(jì)盆地,該盆地為分布在鮮水河斷裂帶上規(guī)模最大的拉分盆地,它處在左行羽列的乾寧斷裂以及雅拉河斷裂之間略偏乾寧斷裂位置。
圖5 糜棱巖構(gòu)造石林(八美土石林公園,鏡向S)
圖5 糜棱巖構(gòu)造石林(八美土石林公園,鏡向S)
地貌上,在惠遠(yuǎn)寺西部,鮮水河斷裂帶破裂跡線表現(xiàn)為分布斷續(xù)的壟崗陡坎、坡中槽等。其南部,鮮水河斷裂形成山地與盆地的邊界。其東部,遙感圖像[7]反映由張性斷層形成較明顯的陡坎和凹地;惠遠(yuǎn)寺北部有雅拉河斷裂穿過[8]。
據(jù)前人地質(zhì)調(diào)查結(jié)果分析[9],乾寧斷裂自更新世末期以來左旋運動顯著,而雅拉河斷裂左旋活動較乾寧斷裂弱。在北西向左行雁列斷層不對等反扭作用下,地殼淺表產(chǎn)生了水平拉應(yīng)力,導(dǎo)致該地區(qū)斷陷下沉并最終形成了現(xiàn)今的惠遠(yuǎn)寺拉分盆地,反證了拉分盆地是鮮水河斷裂帶左旋走滑系統(tǒng)中伴生的次級變形產(chǎn)物[9]。
(1)中藥材原材料價格增長。中藥材源自農(nóng)作物,易受天氣、環(huán)境、種植、運輸成本增長等因素影響,價格波動大。據(jù)某中藥網(wǎng)統(tǒng)計信息顯示,近年來部分中藥原材料價格迅猛上升呈常態(tài)。其中,以三七、吳茱萸、白術(shù)為代表的部分中藥材,2016年以來年均漲幅甚至高達(dá)100%~200%。而這些原材料是制劑生產(chǎn)的重要組成部分,中藥材價格增長迅猛,導(dǎo)致中醫(yī)制劑成本逐年上升。
圖6 惠遠(yuǎn)寺第四紀(jì)拉分盆地(據(jù)Google earth)
2.2.3 水系響應(yīng)
遙感圖像清晰顯示,鮮水河斷裂帶限制了中谷—八美—惠遠(yuǎn)寺段河流主干道的延伸方向,并且其新生代的活動必然造成水系對鮮水河斷裂帶的構(gòu)造響應(yīng)[10]:
1)水系錯斷:由于鮮水河斷裂帶左行走滑錯動,整個斷裂帶中較多水系呈彎曲或扭曲狀展布的地貌樣式[12];在八美鎮(zhèn)志麥通村—山卡寺段,見兩條平行北東東向支流呈“S”形左行錯斷(圖3),錯斷分量約15~30m;
2)水系抬升:在八美土石林中,可明顯觀察到河床邊傾角較陡的灰黑色糜棱巖基座與上方河道相淺灰白色粉砂—細(xì)砂水平紋層(物源為鮮水河斷裂帶砂質(zhì)糜棱巖)的角度不整合面,清晰反映該地區(qū)受鮮水河斷裂帶持續(xù)活動影響,下方基座仍在抬升(圖7),抬升拔河高度至少約2m;且現(xiàn)代河流正在侵蝕已抬升的砂板質(zhì)糜棱巖并形成新的淺灰色細(xì)砂—粉砂堆積。
圖7 八美土石林中新生代河床抬升(鏡向N)
2.2.4 其它構(gòu)造地貌:
1)線狀槽谷:中谷村—八美鎮(zhèn)—惠遠(yuǎn)寺省道沿線發(fā)育狹長直線狀斷裂谷地,與鮮水河斷裂帶走向同為北北西,第四紀(jì)堆積物(以洪積物為主)多發(fā)育于較寬闊谷地或凹地內(nèi)側(cè)形成中谷谷地、惠遠(yuǎn)寺盆地(二者均分布在斷裂谷地北東側(cè)),其中間地段為第四紀(jì)峽谷區(qū),并且沿鮮水河斷裂帶兩側(cè)第四系堆積物河拔高度幾乎一致。
2)坡中槽:在八美至塔公段的橡皮山附近,見清晰坡中槽地貌(圖8-A),這是鮮水河地震斷裂帶的直接依據(jù),其槽狀凹口連向北—北西,為鮮水河斷裂帶地震活動遺跡無疑。
3)錯斷沖溝及山體:在惠遠(yuǎn)寺志麥通村公路邊,見北西西側(cè)山體及沖溝左旋錯動現(xiàn)象(圖8-B、C),錯斷分量約5m,直接顯示該地段受鮮水河斷裂帶強烈活動影響下發(fā)育左旋變形運動。
4)線型槽:在惠遠(yuǎn)寺公路邊,見南西側(cè)山間地震破裂成因的線型槽及支溝(圖8-D),長度分別為800m、200m。
圖8 鮮水河斷裂帶八美段構(gòu)造地貌
A、橡皮山南側(cè)坡中槽(鏡向W):B、志麥通村左旋山體及沖溝,錯斷分量約5m(鏡向W):C、惠遠(yuǎn)寺南西側(cè)左旋山體,錯斷分量約20m(鏡向W);D、惠遠(yuǎn)寺線型槽及次級沖溝(鏡向S)
鮮水河斷裂帶的地震是其新構(gòu)造運動直接表現(xiàn)[1],此斷裂帶有歷史記載的7級以上強震發(fā)生過13次[8](如1973年2月6日的爐霍縣雅德7.6級地震,造成2 175人死亡、2 756人受傷、房屋倒塌1.57萬幢、牲畜40 427頭死亡等嚴(yán)重生命財產(chǎn)損失),新近紀(jì)以來地震形成的同地震地表破裂帶導(dǎo)致了地貌的構(gòu)造變形[9]。
八美段最早歷史記錄,造成較大傷亡的地震發(fā)生時間是1893年(清光緒十九年)乾寧地震,原定為6.75級,震中為老乾寧。據(jù)有關(guān)新編譯藏文地震史料記載情況如:“臣查此次地震,通計震倒惠遠(yuǎn)寺寺廟一座,小喇嘛寺七座,震倒?jié)h民房八百零四戶,壓斃惠遠(yuǎn)寺及各小寺喇嘛74名,壓斃漢夷兵男女共137丁口。其喇嘛及民兵之受重傷者共七十名”,“在惠遠(yuǎn)寺地區(qū)發(fā)生地震,該寺樓上、樓下共約1 400間房屋倒塌,65名喇嘛死亡,98名受傷。地震發(fā)生在從該寺至其東中谷,該寺至其西恰巴石共約300km的范圍。漢藏民族的房屋共倒塌約400幢,死亡288人,受傷133人”,可見該段地震帶近現(xiàn)代活動強度之大,破壞力之強。
因時間久遠(yuǎn),1893年乾寧地震地表破裂遺跡模糊難辨,僅局部見殘存地震破裂面,李天詔等[3]獲得相對可靠的A級精度同震位錯量數(shù)據(jù):1.6m和2m。
中國地震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)反映,該地區(qū)在1988年、2010年4月28日以及2014年11月22日、2014年11月25日、2015年10月16日各發(fā)生一次5級以上強震,形成了地表破裂、坡中槽等特殊地震地貌,尤其是2014年11月22日發(fā)生的塔公草原6.3級強震,直接導(dǎo)致5人死亡、80人受傷,八美鎮(zhèn)中谷村、塔公鎮(zhèn)江八村多幢房屋破裂、垮塌。并且,近年來爐霍縣、甘孜縣、雅江縣、康定市等鮮水河斷裂帶影響區(qū)域3級以上地震活動頻繁發(fā)生。
多位研究者已使用不同方法已對乾寧(包括八美地區(qū))斷裂地震危險性做過詳細(xì)評價:
李天詔等[3]利用地震及統(tǒng)計學(xué)方法,預(yù)測乾寧斷裂未來30年內(nèi)有90%概率發(fā)生一次7.0級左右強震;錢洪等(1998)采用地質(zhì)學(xué)方法預(yù)測乾寧斷裂在松林口-惠遠(yuǎn)寺-八美一帶具發(fā)生7.0級地震可能性;冉洪流等(2006)運用地震矩方法預(yù)測爐霍—乾寧帶發(fā)生大于6.7級地震的時間間隔約100~150年。
另據(jù)中國地震臺網(wǎng)最新數(shù)據(jù),2018年2月22日、24日、3月26日、30日,道孚縣-八美鎮(zhèn)一帶分別發(fā)生里氏4.2級、3.5級2.8級、2.6級地震。反映了鮮水河斷裂帶八美段近現(xiàn)代地震活動仍在持續(xù),且未來仍有強地震可能,需引起人們重視。
八美溫泉聞名遐邇,是遠(yuǎn)近游客常去之處。區(qū)域上八美溫泉屬在川西高原溫泉區(qū),為中低溫溫泉,該區(qū)斷裂活動、地震產(chǎn)生機(jī)械能、地?zé)嵩鰷丶盎◢弾r體巖漿熱都能形成溫泉。溫泉水化學(xué)指標(biāo)對現(xiàn)代地震反應(yīng)極為敏感,據(jù)八美地區(qū)最新溫泉水地球化學(xué)數(shù)據(jù)[12]顯示,該地區(qū)溫泉水樣品各項指標(biāo)近年來幾乎無較大變化,而在2010年4月17日,其Na+、HCO3-濃度和TDS(溶解性固體總量)明顯上升,幅度分別為53%、38%和38%,之后不久在2010年4月28日距溫泉水采樣點15km處發(fā)生5.4級地震,這顯然表示八美溫泉是鮮水河斷裂帶伴生產(chǎn)物無疑,也直接反映鮮水河斷裂帶的現(xiàn)代活動仍在持續(xù)。
表2 鮮水河斷裂帶八美溫泉實測水溫及熱儲溫度計算結(jié)果(引自文獻(xiàn)[14])
前述鮮水河斷裂帶八美段的左行走滑斷裂、構(gòu)造石林、第四紀(jì)拉分盆地、水系響應(yīng)、其它構(gòu)造地貌(例如與斷裂走向一致、兩盤地形無明顯差異的中谷村—八美鎮(zhèn)公路沿線的線型槽谷等)及近現(xiàn)代地震、溫泉活動等特征反映鮮水河斷裂帶從第四紀(jì)直到現(xiàn)代仍持續(xù)活動,具明顯繼承性[11]。
八美地段是川西高原連接317與318國道的交通要塞,常住藏族為主約5000人,一年大部分時間游客絡(luò)繹不絕,而鮮水河斷裂帶直接穿過本段區(qū)域,由于其近現(xiàn)代活動持續(xù),未來仍存在發(fā)生較大烈度地震隱患,且地震活動所引發(fā)的其余地質(zhì)災(zāi)害如泥石流、滑坡、塌方[15](圖9)等會對該地區(qū)人民生命財產(chǎn)造成不同程度的破壞,所以此類潛在危險因素應(yīng)引起人們足夠重視;針對該地段地質(zhì)災(zāi)害隱患,可參考如下建議進(jìn)一步做好安全保障措施:
圖9 塔公—八美段公路塌方
1)檢查、加強對八美公路易崩塌及滑坡地段各種加固工程,例如固化、減載、錨固和支擋等;
2)雖然八美大部分地區(qū)高差較小、坡度較緩,但局部仍存在泥石流災(zāi)害風(fēng)險,建議補充加強設(shè)置完善、規(guī)范排水系統(tǒng),應(yīng)避免地表水滲入,對已有塌陷坑尤其是古地震線型槽部位進(jìn)行填堵工作;
3)八美土石林區(qū)域在前期構(gòu)造破碎及后期至今的風(fēng)化作用合力之下,巖土力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步被削弱,泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害極易發(fā)育并進(jìn)一步形成地質(zhì)災(zāi)害鏈[15];由于八美土石林本身就是寶貴的旅游資源,更應(yīng)做好其邊坡穩(wěn)定、完善排水等工作;
4)有關(guān)部門應(yīng)勸阻當(dāng)?shù)鼐用駵p少使用抗震性較差的泥質(zhì)結(jié)構(gòu)房屋。
筆者以野外地質(zhì)調(diào)查為主、結(jié)合前人研究資料,闡述、分析鮮水河斷裂帶八美段的新生代活動表現(xiàn)形式(左行走滑斷裂、構(gòu)造地貌、地震、溫泉等)及特征,反映鮮水河斷裂帶八美地段至今仍持續(xù)左行走滑活動,且其現(xiàn)代活動帶來的滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害必將給該地區(qū)人們的生命財產(chǎn)帶來巨大損失,需引起人們重度關(guān)注,針對潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患需做好安全保障工程。
[1] 鄧天崗. 鮮水河活動斷裂帶[M]. 四川:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1989.
[2] Roger F,Calassou S, Lancelot, et al.Miocene emplacement and deformation of the Konga Shan granite (Xianshui He fault zone, west Sichuan, China):geodynamic implications[J].Earth Planet. Sci.Lett.,1995, 130(1/4): 201-216.
[3] 李天. 鮮水河斷裂帶及強震危險性評估[M]. 四川:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1997.
[4] 付小方,應(yīng)漢龍. 甘孜—理塘斷裂帶北段新生代構(gòu)造特征及金成礦作用[J]. 中國地質(zhì),2003,30(4),413-418.
[5] Martel S J.Mechanics of landslide initiation as a shear fracture phenomenon[J].Marine Geology, 2004,(23): 319-339.
[6] 高竹軍,李忠東, 等. 四川道孚八美糜棱巖石林形態(tài)特征及綜合評價[J]. 華東地質(zhì),2016,37(3),229-234.
[7] 活動斷裂帶中遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)—以鮮水河活動斷裂帶為例[J]. 地震地質(zhì),1996,18(1):1-16.
[8] 張景發(fā), 等,鮮水河活動斷裂帶航磁異常特征[J],.地震地質(zhì),1995,3(1):26-35.
[9] 張超,陳連旺,趙國光. 鮮水河斷裂帶部分地貌特征成因機(jī)制的邊界單元模擬[J]. 地震地質(zhì),1993,15(1):21-26.
[10] 聞學(xué)澤,白蘭香. 鮮水河活動斷裂帶形變組合與運動特征的研究[J].中國地震,1985,1(4):53-59.
[11] 張建東,胡世華,秦宇龍,等. 四川省地質(zhì)構(gòu)造與成礦[M].北京:地質(zhì)出版社,2015.
[12] 龍德雄,鄧天崗. 鮮水河斷裂帶斷層運動分段特征的初步研究[J].地震研究,1986,9(5):592-600.
[13] 曾云,賀金良,王秀京, 等. 四川省成礦區(qū)帶劃分及區(qū)域成礦規(guī)律[M].北京:地質(zhì)出版社,2015.
[14] 陳志. 汶川地震后川西地區(qū)溫泉水地球化學(xué)研究[D]. 合肥,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2014:71.
[15] 郭長寶, 等. 川西鮮水河斷裂帶地質(zhì)災(zāi)害與典型滑坡形成機(jī)理[J]. 地質(zhì)通報,2016,34(1):121-134.
Neotectonic Movement at Bamei Town in the Xianshuihe Fault Zone and Suggests on Earthquake Mitigation and Disaster Prevention
LI Zheng1,2QIN Yu-long1,2SHEN Wei3LI Ming-ze1,2XIONG Chang-li1,2ZHOU Xiong4
(1-Sichuan Key Laboratory of Evaluation and Utilization of RE and REE Strategic Resources, Chengdu 610081; 2- Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081; 3-No. 113 Geological Team, BGEEMRSP, Luzhou, Sichuan 646000; 4-Chengdu Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources, CGS, Chengdu 610041)
Bamei Town, Garzê, Sichuan lies in the middle section of the Songpan-Garzê orogenic belt and is dissected by the Xianshuihe fracture zone and characterized by strong neotectonism. The neotectonism occurs as strike-slip fault, earthquake, hot spring activity and so on. This paper has a discussion on influence of the neotectonism and makes some suggestions on earthquake mitigation and disaster prevention.
Xianshuihe fracture zone; neotectonism; earthquake mitigation and disaster prevention; Bamei Town
2018-12-31
四川康定-道孚-雅江稀有金屬整裝勘查區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查與找礦預(yù)測(121201004000150017-93)四川康定瓦多-龍古地區(qū)1:5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(DD20160074-02)、四川扎壩-龍古地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查(12120113049500)
李崢(1989—),男,碩士,礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè),主要從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查方面研究工作
P548
A
1006-0995(2019)01-0039-06
10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.009