劉 亮,梁 斌,燕中林,李江濤,應(yīng)立朝,楊鵬濤,楊宇東

(1.四川省地礦局川西北地質(zhì)隊(duì),四川 綿陽(yáng) 621010;2.西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,四川 綿陽(yáng) 621010;3.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,四川 成都 610000;4.樂(lè)山市自然資源局,四川 樂(lè)山 614000)

引言

龍泉山地區(qū)人口比較稠密,是重要的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育基地,成渝鐵路和一些重要公路干線橫跨該帶,當(dāng)?shù)剡€有黑龍灘、三岔湖水庫(kù)和龍泉山引水隧洞等重要水利工程。隨著成都市的東進(jìn),新機(jī)場(chǎng)和航空新城的建設(shè),我們必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題就是龍泉山斷裂帶。沿龍泉山構(gòu)造帶的歷史地震資料表明,地震震中沿構(gòu)造帶呈帶狀分布,且具分段特征。20世紀(jì)80年代以來(lái),不斷有專家學(xué)者從構(gòu)造變形、演化歷史、動(dòng)力學(xué)、地球物理特征等方面對(duì)龍泉山構(gòu)造帶進(jìn)行了研究;從年代學(xué)、構(gòu)造地貌、第四紀(jì)地質(zhì)、沿構(gòu)造帶的地震活動(dòng)、形變測(cè)量等方面對(duì)其在第四紀(jì)期間的活動(dòng)性及潛在活動(dòng)性進(jìn)行了探討[1-6]。

龍泉山斷裂帶包括東坡和西坡一系列活動(dòng)斷層(圖1),受殘坡積物及第四系沉積物的影響,斷層出露不連續(xù),多呈隱伏狀態(tài),了解和確定隱伏斷層的位置及活動(dòng)性,顯得尤為迫切。當(dāng)前,利用測(cè)量斷層氡氣釋放強(qiáng)度、范圍等的變化來(lái)尋找覆蓋區(qū)斷裂(帶)的空間分布位置及其相對(duì)活動(dòng)性的分析評(píng)價(jià),已逐漸在國(guó)內(nèi)外得到較廣泛的應(yīng)用[7-11]。美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)及中國(guó)等先后開(kāi)展了斷裂帶土壤氣中氡的監(jiān)測(cè)和研究,試圖用斷層逸出氡的濃度異常預(yù)報(bào)地震活動(dòng)[7-11]。美、日等國(guó)學(xué)者先后將此方法應(yīng)用在圣安德列斯斷層、中央大斷層等進(jìn)行斷層活動(dòng)性研究。我國(guó)也先后將此方法應(yīng)用于地震監(jiān)測(cè)、地震區(qū)劃、地震烈度評(píng)估、探礦、資源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域,并取得了較好的效果[12-16]。本論文利用測(cè)量斷層氡氣釋放強(qiáng)度、形態(tài)及范圍等的變化來(lái)尋找覆蓋區(qū)斷裂(帶)的空間分布位置,并分析評(píng)價(jià)其相對(duì)活動(dòng)性,以期為活動(dòng)斷裂研究和一般工程項(xiàng)目提供科學(xué)依據(jù)。

圖1 龍泉山斷裂帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖及氡氣測(cè)線分布圖Fig.1 Simplified geological map showing the distribution of the faults and radon measuring lines in the Longquanshan fault zone

1 龍泉山構(gòu)造帶特征

龍泉山構(gòu)造帶處于揚(yáng)子陸塊西緣的被動(dòng)大陸邊緣地帶與松潘-甘孜地塊過(guò)渡帶上,西臨龍門山構(gòu)造帶。研究區(qū)出露地層主要為中生代侏羅系和白堊系,古近紀(jì)和新近紀(jì)地層不發(fā)育,第四紀(jì)沉積物分布在極其有限的堆積階地,局部見(jiàn)有殘坡積物。龍泉山構(gòu)造帶南起仁壽,北達(dá)中江,全長(zhǎng)130km,寬15~20km,構(gòu)造形跡規(guī)模宏大(圖1),以龍泉山箱狀大背斜為骨干,由一系列走向北東20°~30°的褶皺、逆沖斷層等壓性、壓扭性結(jié)構(gòu)面組成,構(gòu)造軸線呈現(xiàn)不同程度的彎曲,具有扭動(dòng)作用[3,17]。其形成和發(fā)展與龍門山構(gòu)造帶關(guān)系密切。

龍泉山背斜軸部寬闊平緩,兩翼陡然下降,為典型的箱狀背斜。龍泉山斷裂為第四系一般性活動(dòng)斷裂,由龍泉山西坡和東坡兩斷裂帶相向?qū)A組成,總體走向北東20°~30°(圖1)。尤其是西坡斷裂帶嚴(yán)格控制了成都平原第四系沉積的東界,其形成歷史可追溯到晚侏羅紀(jì)—早白堊紀(jì)[18],與龍泉山背斜的形成過(guò)程具有密切的成因聯(lián)系[19-20]。

2 研究方法

2.1 氡氣測(cè)量原理

巖石中的放射性元素Ra(鐳)、ThX(釷)和AcX(錒)衰變時(shí)產(chǎn)生Rn(氡)、Tn(釷射氣)和An(錒射氣)。這些射氣中有一部分逸散到巖石的孔隙中和裂隙中或進(jìn)入土壤的空氣中變成自由氣體,這種現(xiàn)象叫射氣作用。逸散出來(lái)的那部分氣體,受擴(kuò)散和對(duì)流作用的影響而發(fā)生運(yùn)移。保留在巖石中的射氣是受束縛的,不能參與擴(kuò)散與對(duì)流。因此,土壤空氣中的射氣濃度變化只與巖石中釋放出來(lái)的那部分射氣有關(guān)?？偟膩?lái)講,氡氣在一定的壓力差、溫度差、梯度差下,從下向上遷移。當(dāng)?shù)貧ぶ写嬖诨顢鄬?特別是新的活動(dòng)斷裂時(shí),一方面由于其破碎帶膠結(jié)程度差,有效孔隙度和滲透率高,為放射性氣體富集和運(yùn)移提供了有利條件;另一方面,由于斷層的新活動(dòng)性,比如地震、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,使束縛在斷裂帶兩盤巖石孔隙中的放射性氣體釋放出來(lái)成為自由氡[11,21]。

由于上述原因,在活動(dòng)斷裂帶的出露位置,土壤中的氡氣濃度會(huì)局部增高,形成氡異常。通常異常的出露部位、異常的大小、形態(tài)特征與斷層的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模、活動(dòng)性有關(guān),所以可根據(jù)氡異常曲線的位置和形態(tài),判斷活動(dòng)斷裂的位置和產(chǎn)狀,根據(jù)異常帶的寬度和異常峰值,判斷活動(dòng)斷裂的規(guī)模及相對(duì)活動(dòng)性[22-23]。

2.2 氡氣異常形態(tài)

氡異常的形成與活斷層規(guī)模的大小、活動(dòng)程度、斷層的傾向及傾角、破碎帶寬度、充填物的透氣性、覆蓋層厚度等因素有關(guān),同時(shí)受氣候條件、地貌、植被影響,所以形成的異常曲線形態(tài)各異[13],一般具有如下3種常見(jiàn)形態(tài)。

(1)對(duì)稱單峰異常:異?；緦?duì)稱的單峰,這類異常多為近乎直立的規(guī)模較小斷層所致,埋深較淺;另一種可能是斷層規(guī)模雖然較小,埋深較大,但覆蓋層的孔隙度較大,有利于斷層氣體的擴(kuò)散對(duì)流,也形成較明顯的單峰。

(2)不對(duì)稱單峰異常:這類異常一種為規(guī)模較大的斷裂(層)引起,其埋深較大,產(chǎn)狀較陡;另一種情況可能埋深不大,但覆蓋層物質(zhì)的孔隙度較小,不利斷層氣體的對(duì)流擴(kuò)散,形成峰值較小的寬單峰異常。在斷層傾向的方向一側(cè)比另一側(cè)升降緩慢。

(3)多峰異常:這類異常多為斜傾的大斷裂帶所致,在主斷層的上盤發(fā)育次級(jí)裂隙或淺表的次級(jí)小裂隙發(fā)育。主峰為主斷層對(duì)應(yīng)的位置,次級(jí)峰的方向?yàn)閿鄬拥膬A斜方向。以上3種類型之間還會(huì)有許多過(guò)渡類型。

2.3 本次工作情況

本次研究采用美國(guó)產(chǎn)DURRIDGE RAD-7型氡氣分析測(cè)試儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,DURRIDGE RAD-7使用固態(tài)α探測(cè)器,能將α輻射直接轉(zhuǎn)換為信號(hào)。實(shí)際測(cè)量過(guò)程中首先在地形地質(zhì)圖上確定好測(cè)線的位置和方位,野外運(yùn)用GPS和羅盤保持總體方位一致。測(cè)點(diǎn)間距布置在30~50m,出現(xiàn)異常的地段加密至10m左右,在氡氣濃度低的地段適當(dāng)增大間距。測(cè)量并記錄每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位、點(diǎn)距,開(kāi)始測(cè)量之前必須將儀器抽取空氣凈化4分鐘,然后將探桿插入土層60~70cm,盡量壓實(shí)表面土層,每個(gè)點(diǎn)測(cè)量設(shè)定3次循環(huán)過(guò)程,每個(gè)循環(huán)4分鐘,記錄下3個(gè)數(shù)據(jù)。根據(jù)儀器使用規(guī)范,第三次數(shù)據(jù)為該點(diǎn)土壤氡氣濃度數(shù)據(jù),單位為Bq/m3。

背景值的確定直接影響氡氣特征曲線的形態(tài)和規(guī)模,進(jìn)而影響對(duì)斷層規(guī)模和活動(dòng)性的判斷[15],明顯的高值、低值和不可靠值不參加統(tǒng)計(jì)計(jì)算[16]。由于4條剖面的地質(zhì)背景基本相同,侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)地層均為一套陸相砂巖、泥巖地層,其地層本身對(duì)氡氣濃度影響不大。為了消除測(cè)線本身長(zhǎng)短對(duì)異常值的影響,也為了便于比較,將4條測(cè)線的背景值取全部數(shù)據(jù)的平均值加其2倍均方差,反復(fù)剔除異常值和零值后的平均值作為4條測(cè)線的背景值[24]。異常下限值根據(jù)中國(guó)地震局標(biāo)準(zhǔn),取該測(cè)線均值的2~4倍均方差之和。本文為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的真實(shí)性,第一次所有數(shù)據(jù)參與計(jì)算,得到一個(gè)異常下限值,然后去掉高于異常下限值和異常低值后再一次計(jì)算,取經(jīng)過(guò)反復(fù)剔除后的均值與其2倍均方差之和作為異常下限值,4條剖面求得的背景值為870 Bq/m3,異常下限值為2854 Bq/m3,異常平均值為8380Bq/m3。

3 龍泉山斷層氡氣特征

3.1 測(cè)線的布置及依據(jù)

沿龍泉山構(gòu)造帶的歷史地震資料表明,地震震中沿構(gòu)造帶呈帶狀分布,且具分段特征(圖1)。歷史有震感的地震大多集中在該帶北段的中江至金堂一帶、該帶南段的井研一帶和雙流與仁壽交界處的龍泉山斷裂帶斷層分段處[1-2]。因而本次研究選擇在地震活動(dòng)性較強(qiáng)的金堂、永興一帶進(jìn)行氡氣測(cè)量,驗(yàn)證龍泉山斷裂帶的活動(dòng)性、空間展布,比較東坡與西坡斷裂的活動(dòng)性強(qiáng)弱。北段東坡斷裂在5·12地震過(guò)后地震頻率有顯著增強(qiáng)的趨勢(shì),我們分別在斷裂帶北段的金堂縣趙家鎮(zhèn)和合興場(chǎng)垂直于紅花塘斷層(C-C′)和合興場(chǎng)斷層(B-B′)各布置了一條測(cè)線;西坡龍泉驛斷層發(fā)生多次中小地震。同時(shí)為了驗(yàn)證龍泉山構(gòu)造帶的西邊界,即平原與丘陵截然帶,我們分別在雙流永興垂直龍泉驛斷層(DD′)、金堂官倉(cāng)垂直松林場(chǎng)斷層(A-A′)各布置了一條測(cè)線(圖1)。

3.2 龍泉山西坡龍泉驛斷層D-D′永興測(cè)線氡氣異常特征

根據(jù)異常下限值以及土壤氡氣濃度分布特征,龍泉驛斷裂的土壤氡氣異常明顯分為3個(gè)異常帶,從NW到SE,分別編為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ帶(圖2)。

異常Ⅰ帶:由2個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為8310Bq/m3,峰值平均值為5940Bq/m3。異常形態(tài)為不對(duì)稱單峰形,異常峰向SE方向變緩,異常帶寬度約為100m。

異常Ⅱ帶:由5個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為9250Bq/m3,峰值平均值為7160Bq/m3。異常形態(tài)為多峰形,異常帶寬度約為250m,異常規(guī)模大。

圖2 龍泉驛斷層氡氣測(cè)量結(jié)果圖Fig.2 Measurements of radon in the Longquanyi fault

異常Ⅲ帶:由1個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為17500Bq/m3。異常形態(tài)為對(duì)稱單峰形,異常帶寬度約為50m,這與地形較陡、覆蓋層較薄、氡氣異常不易保存有關(guān),導(dǎo)致異常規(guī)模雖然較小,但仍顯示出較強(qiáng)活動(dòng)性。

在永興處測(cè)得的龍泉驛斷層的3個(gè)氡氣異常分帶中,異常Ⅰ帶平均值、最高值分別是背景值的6.8、9.6倍;異常Ⅱ帶平均值、最高值分別是背景值的8.2、10.6倍;異常Ⅲ帶平均值、最高值均為背景值的20.1倍。

圖3 松林場(chǎng)斷層氡氣測(cè)量結(jié)果圖Fig.3 Measurements of radon in the Songlinchang fault

根據(jù)上述特征(表1),龍泉驛斷層永興段土壤氡氣異常帶特征與所指示的斷層(帶)的相對(duì)活動(dòng)性表現(xiàn)為:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ。

3.3 龍泉山西坡隱伏斷層A-A′官倉(cāng)測(cè)線氡氣異常特征

根據(jù)異常下限值及土壤氡氣濃度分布特征,龍泉山西坡隱伏斷層即松林場(chǎng)斷層的土壤氡氣異常明顯分為2個(gè)異常帶,從E到W,分別編為Ⅰ、Ⅱ帶(圖3)。

異常Ⅰ帶:由5個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為7270Bq/m3。異常形態(tài)為多峰形,峰值平均值為4458Bq/m3。異常形態(tài)為多峰形,異常峰向NW方向變緩,異常帶寬度約為400m,異常規(guī)模大,推測(cè)該異常帶有兩條或多條斷層。

異常Ⅱ帶:由2個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為3300Bq/m3,平均峰值濃度為3077Bq/m3。異常形態(tài)為對(duì)稱單峰形,寬度約為70m,規(guī)模較小。

在官倉(cāng)測(cè)得的松林場(chǎng)斷層的2個(gè)氡氣異常分帶中,異常Ⅰ帶平均值、最高值分別是背景值的5.1倍、8.4倍;異常Ⅱ帶平均值、最高值分別是背景值的3.5倍和3.8倍。

根據(jù)上述特征,官倉(cāng)土壤氡氣異常帶特征與所指示的斷層(帶)的相對(duì)活動(dòng)性表現(xiàn)為:Ⅰ>Ⅱ(表1)。

3.4 龍泉山東坡斷層C-C′趙家鎮(zhèn)測(cè)線氡氣異常特征

根據(jù)異常下限值以及土壤氡氣濃度分布特征,紅花塘斷裂的土壤氡氣異常明顯分為3個(gè)異常帶,從E到W,分別編為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ帶(圖4)。

異常Ⅰ帶:由15個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為10800Bq/m3。異常形態(tài)為多峰形,峰值平均值為7073Bq/m3。異常峰向W變緩,異常帶寬度約為250m,規(guī)模大。

異常Ⅱ帶:由3個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為10300Bq/m3,峰值平均值為6867Bq/m3。異常形態(tài)為單峰形,異常峰向兩邊對(duì)稱,異常帶寬度約為50m,規(guī)模較小。

異常Ⅲ帶:由8個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為8880Bq/m3。峰值平均值為7445 Bq/m3。異常形態(tài)為單峰形,異常峰向兩邊基本對(duì)稱,異常帶寬度約為150m,規(guī)模較小。

在趙家鎮(zhèn)測(cè)得趙家鎮(zhèn)斷層的3個(gè)氡氣異常分帶中,異常Ⅰ帶平均值、最高值分別是背景值的8.1、12.4倍;異常Ⅱ帶平均值、最高值分別是背景值的7.9、11.8倍;異常Ⅲ帶平均值、最高值分別是背景值的8.6、10.2倍。

根據(jù)上述特征(表1),趙家鎮(zhèn)土壤氡氣異常帶特征與所指示的斷層(帶)的相對(duì)活動(dòng)性表現(xiàn)為:Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。

3.5 龍泉山東坡斷層B-B′合興鄉(xiāng)測(cè)線氡氣異常特征

根據(jù)異常下限值以及土壤氡氣濃度分布特征,合興場(chǎng)斷裂的土壤氡氣異常明顯分為2個(gè)異常帶,從SE到NW,分別編為Ⅰ、Ⅱ帶(圖5)。

圖4 紅花塘斷層氡氣測(cè)量結(jié)果圖Fig.4 Measurements of radon in the Honghuatang fault

圖5 龍泉山東坡合興場(chǎng)斷層氡氣測(cè)量結(jié)果圖Fig.5 Measurements of radon in the Hexingchang fault

異常Ⅰ帶:由15個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為30500Bq/m3,平均峰值濃度為13070Bq/m3,異常形態(tài)為單峰形,異常帶寬度約為350m,此異常寬度寬,推測(cè)該斷層規(guī)模較大,活動(dòng)性較強(qiáng),這與5·12以后最新地震頻發(fā)現(xiàn)象一致。

異常Ⅱ帶:由3個(gè)氡氣濃度異常值組成,最高峰峰值濃度為12700Bq/m3,平均峰值濃度為6147Bq/m3。異常形態(tài)為單峰形,異常峰向兩邊對(duì)稱。異常帶寬度約為50m,規(guī)模較小。

在合興鄉(xiāng)測(cè)得的合興場(chǎng)斷層的2個(gè)氡氣異常分帶中,異常Ⅰ帶平均值、最高值分別為背景值的15.0倍和35.1倍;異常Ⅱ帶平均值、最高值均為背景值的7.1倍和14.6倍。

根據(jù)上述特征(表1),趙家鎮(zhèn)土壤氡氣異常帶特征與所指示的斷層(帶)的相對(duì)活動(dòng)性表現(xiàn)為:Ⅰ>Ⅱ。

4 龍泉山斷層氡氣活動(dòng)性分析

目前,在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)到用氡氣測(cè)試方法來(lái)研究斷裂活動(dòng)性分級(jí)(活動(dòng)強(qiáng)度級(jí)別)的一種統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn),僅有極個(gè)別研究者,根據(jù)其經(jīng)驗(yàn),提出了少數(shù)僅適應(yīng)于局部地區(qū)性應(yīng)用的相對(duì)判別依據(jù)[23,25]。本文嘗試采用比擬法,通過(guò)比較M(平均峰值濃度/背景值)和M′(最高峰值濃度/背景值)與59個(gè)異常平均值與背景值的比值,大致歸納出適合龍泉山地區(qū)隱伏斷層活動(dòng)性的相對(duì)判別標(biāo)準(zhǔn)。

本文在分析了研究區(qū)的其它測(cè)試成果資料后,結(jié)合本次系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù),初步確定了紅花塘斷層和龍泉驛斷層的活動(dòng)性。紅花塘斷層附近弱震、微震頻度大,最新活動(dòng)年代為晚更新世早期,活動(dòng)方式為粘滑;龍泉驛斷層地震頻度相對(duì)較小,但震級(jí)較大,多次發(fā)生小震—中震,如1967年大林場(chǎng)地震,最新活動(dòng)年代為中更新世晚期—晚更新世早期,活動(dòng)方式為粘滑為主兼具蠕滑。地震和最新活動(dòng)年、活動(dòng)方式表明兩條斷層為一般活動(dòng)性斷層(另文待刊)。

本次測(cè)得59個(gè)異常平均值為背景值的9.6倍,據(jù)此將各異常帶峰值濃度/背景值進(jìn)行比較劃分,當(dāng)M與M′有一個(gè)達(dá)到此值(表1),即可認(rèn)為斷層為一般活動(dòng)斷層,具備發(fā)震的潛力。此劃分標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)今地震和測(cè)年資料反映的結(jié)果基本一致,紅花塘斷層和龍泉驛斷層異常帶均有一個(gè)值>9.6,兩條斷層附近均有中小地震分布。合興場(chǎng)斷層的M與M′均>9.6,顯示其活動(dòng)性較強(qiáng),為中等活動(dòng)斷層,測(cè)年資料顯示其最新活動(dòng)年代為中更新世中期,斷層附近有明顯的小震分布。而松林場(chǎng)斷層均小于此值,顯示活動(dòng)性弱,斷層附近也無(wú)地震分布。進(jìn)而采用比擬法,大致歸納出適合龍泉山地區(qū)的相對(duì)判別標(biāo)準(zhǔn):M與M′值均<9.6,為活動(dòng)性極弱-弱斷層;M或M′值其中有一個(gè)>9.6,即為一般活動(dòng)性斷層;M與M′均>9.6,即為中等活動(dòng)斷層;一般M與M′越大,活動(dòng)性越強(qiáng)。整體來(lái)看,研究區(qū)斷層活動(dòng)性還未達(dá)到強(qiáng)活動(dòng)斷層的程度。

從4條測(cè)線來(lái)看,上述斷層均有一定的活動(dòng)性。3條主要斷層,西坡龍泉驛斷層與東坡合興鄉(xiāng)斷層、趙家鎮(zhèn)斷層氡氣值及峰背比值均明顯高于邊緣次級(jí)斷層松林場(chǎng)斷層,表明氡氣異常值的高低與斷層活動(dòng)性呈正相關(guān),可以據(jù)此判斷斷層的相對(duì)活動(dòng)性。通過(guò)野外實(shí)測(cè)氡氣發(fā)現(xiàn),地貌標(biāo)志能反應(yīng)斷層的存在,但是往往根據(jù)地貌推測(cè)的斷層跟實(shí)際都有一定出入,通過(guò)氡氣測(cè)量能很好地解決這個(gè)問(wèn)題,能夠把斷層的位置控制在數(shù)十米范圍內(nèi),能夠?yàn)橐话愕墓こ袒顒?dòng)提供科學(xué)依據(jù)。

從東坡合興場(chǎng)斷層和紅花塘斷層活動(dòng)性比較來(lái)看,最新活動(dòng)性越強(qiáng)、活動(dòng)時(shí)間越近(最近地震越頻繁),氡氣濃度值越高,這與地震分布規(guī)律一致(圖1)。

從龍泉山西坡斷裂帶的氡氣異常特征來(lái)看,在龍泉山構(gòu)造帶與平原截然的地方確實(shí)存在隱伏斷層,并且有一定活動(dòng)性,這些隱伏斷層較好地控制了構(gòu)造帶與平原的界線。同時(shí)主斷層龍泉驛斷層的活動(dòng)性明顯強(qiáng)于邊緣隱伏斷層松林場(chǎng)斷層,這與主斷裂破碎帶寬、連通性好有關(guān)。

各斷層氡氣異常特征還顯示,同一條測(cè)線,其氡氣異常帶有兩個(gè)或多個(gè),這表明,龍泉山斷層,不管是東坡還是西坡斷層,都是由一系列近于平行的斷裂組合而成,其在地表的破碎帶都不止一個(gè)。這些地表破碎帶在地下一定深度便收斂于同一條斷層,準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該是同一斷層在地表的多條破碎帶,這些破碎帶的連通性有差別,因而造成氡氣異常特征不同(表1)。4條斷層破碎帶均較寬,由多個(gè)氡異常帶組成,表明斷層具較大規(guī)模和較強(qiáng)活動(dòng)性。

幾條測(cè)線的地質(zhì)背景是基本相同的,異常值的高低與斷層本身的性質(zhì)密切相關(guān)。北段東坡與西坡斷裂帶氡氣特征比較發(fā)現(xiàn),東坡斷裂異常帶的活動(dòng)性較強(qiáng),西坡斷裂的活動(dòng)性相對(duì)較弱。這與現(xiàn)今地震,尤其是5·12地震后,地震主要集中在北段東坡斷裂一致。綜合各條斷層的氡氣異常特征來(lái)看,4條斷層的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱依次為合興場(chǎng)斷層>紅花塘斷層>龍泉驛斷層>松林場(chǎng)斷層。

表1 龍泉山斷裂帶氡氣異常形態(tài)及對(duì)斷層的指示Table 1 Relationship between the radon anomaly and fault activity in the Longquanshan fault zone

5 結(jié)論

(1)氡氣測(cè)量結(jié)果顯示,龍泉山斷裂帶是由一系列斜列或近于平行的斷裂組合而成。斷裂帶北段東坡活動(dòng)性強(qiáng)于西坡,歷史地震和現(xiàn)今地震也主要集中在東坡斷裂。主斷層氡氣值及峰背比值明顯強(qiáng)于邊緣次級(jí)斷層,氡氣異常值與斷層活動(dòng)性呈正相關(guān)。4條斷層的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱依次為合興場(chǎng)斷層>紅花塘斷層>龍泉驛斷層>松林場(chǎng)斷層。

(2)對(duì)單條斷層的測(cè)量結(jié)果顯示,同一條斷層,其地表破碎帶較寬,且由多個(gè)破碎帶組成,破碎帶的氡氣異常特征與斷層活動(dòng)性和破碎帶自身?xiàng)l件(如連通性、規(guī)模、覆蓋物厚度等)成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即斷層活動(dòng)性越強(qiáng),破碎帶連通性越好,氡氣異常特征越顯著。

(3)采用比擬法,大致歸納出適合龍泉山地區(qū)隱伏斷層的相對(duì)判別標(biāo)準(zhǔn):M與M′值均<9.6,為活動(dòng)性極弱-弱斷層;M與M′值其中有一個(gè)>9.6,即為一般活動(dòng)性斷層,M與M′均>9.6即為中等活動(dòng)斷層。一般來(lái)說(shuō),M與M′越大,活動(dòng)性越強(qiáng)。整體來(lái)看,研究區(qū)斷層活動(dòng)性還未達(dá)到強(qiáng)活動(dòng)斷層的程度,作為龍門山褶皺逆沖斷裂帶的最前緣,其活動(dòng)性已大為降低。

致謝:感謝沉積與特提斯地質(zhì)審稿專家和編輯老師給予的寶貴意見(jiàn),從文章邏輯性、內(nèi)容到參考文獻(xiàn)都進(jìn)行了及時(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男薷?讓我受益匪淺。