摘要: 嘉山—廬江斷裂是郯廬斷裂帶安徽段的東支主干斷裂,目前對(duì)其合肥盆地段第四紀(jì)活動(dòng)特征的研究不足。通過(guò)在斷裂沿線關(guān)鍵隱伏地段開(kāi)展淺層地球物理勘探(高密度電法與地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)),以及在基巖出露區(qū)開(kāi)展遙感解譯與露頭剖面調(diào)查工作,對(duì)該斷裂合肥盆地段的幾何展布特征與第四紀(jì)活動(dòng)性進(jìn)行初步探討。結(jié)果表明:(1)嘉山—廬江斷裂平面上主要從浮槎山以東的古河盆地內(nèi)部經(jīng)張八嶺隆起內(nèi)部向北延伸,與浮槎山東麓、張八嶺隆起西麓展布的藕塘—清水澗斷裂在名稱(chēng)上不宜混用;(2)嘉山—廬江斷裂合肥盆地段局部存在較好的線性影像特征,斷裂控制線性溝谷、山脊及部分河流的展布,表明其具有新活動(dòng)性;(3)嘉山—廬江斷裂合肥盆地段最新活動(dòng)為逆沖性質(zhì),最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中晚期。
關(guān)鍵詞: 郯廬斷裂帶; 嘉山—廬江斷裂; 高密度電法; 地質(zhì)雷達(dá); 第四紀(jì)活動(dòng)性
中圖分類(lèi)號(hào): P65""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A"" 文章編號(hào): 1000-0844(2025)02-0426-11
DOI:10.20000/j.1000-0844.20230821001
Preliminary study on the Quaternary activity characteristics
of the Hefei Basin section of Jiashan—Lujiang fault
YANG Yuanyuan1, 2, LI Fei1, LI Pengfei1, PENG Liuya1, SHU Peng1,
PAN Haobo1, CAO Junfeng1, ZHAN Meihuang1, LI Yong1
(1. Anhui Earthquake Agency, Hefei 230031, Anhui, China;
2. Anhui Mengcheng National Geophysical Observatory, Bozhou 233527, Anhui, China)
Abstract:
The Jiashan—Lujiang fault is a major fault of the eastern branch of the Anhui section of the Tan—Lu fault zone, yet the Quaternary activity characteristics of the Hefei Basin section remain understudied. This paper presents an initial investigation into the geometric distribution characteristics and Quaternary activity of the Hefei Basin section. The study used shallow seismic exploration (high-density electrical exploration and ground-penetrating radar detection) in key concealed areas along the fault, as well as remote sensing interpretation and outcrop profiling in the bedrock outcrop areas. The results indicate that: (1) The Jiashan—Lujiang fault mainly extends northward from the interior of Guhe Basin, located east of Fucha Mountain, through the Zhangbaling Uplift. It should not be confused with the Outang—Qingshuijian fault, which is situated at the eastern foot of Fucha Mountain and the western foot of Zhangbaling Uplift; (2) The Hefei Basin section of the Jiashan—Lujiang fault exhibits distinct linear features, influencing the distribution of linear valleys, ridges, and some rivers, indicating recent activity; (3) The latest activity of the Hefei Basin section of the Jiashan—Lujiang fault is characterized by thrusting, with the most recent movement occurring during the middle-late period of Mid-Pleistocene.
Keywords:
Tan—Lu fault zone; Jiashan—Lujiang fault; high-density electrical exploration; ground penetrating radar; Quaternary activity
0 引言
郯廬斷裂帶是中國(guó)東部NNE向延伸的巨型斷裂帶,自南向北切穿了不同的大地構(gòu)造單元,其演化過(guò)程與結(jié)構(gòu)特征十分復(fù)雜,對(duì)區(qū)域構(gòu)造格局具有重要控制作用,也是備受關(guān)注的強(qiáng)震活動(dòng)帶[1-3]。郯廬斷裂帶南段主體位于安徽境內(nèi),寬20~40 km,由4條主干斷裂構(gòu)成,自西向東依次為五河—合肥斷裂、石門(mén)山斷裂、池河—太湖斷裂、嘉山—廬江斷裂[4]。郯廬斷裂帶南段中池河—太湖斷裂研究較為深入,其淮河—女山湖段、合肥盆地段與大別山東麓段均有相關(guān)研究成果[5-10];五河—合肥斷裂、石門(mén)山斷裂研究程度次之,合肥市活斷層探測(cè)工作對(duì)其在合肥盆地內(nèi)的構(gòu)造特征與活動(dòng)時(shí)代進(jìn)行了研究[11-12]。作為郯廬斷裂帶東支主干斷裂的嘉山—廬江斷裂研究最為薄弱,僅廬江段有活動(dòng)性研究報(bào)道[13]。筆者在開(kāi)展安徽省第一次全國(guó)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查——安徽省1∶25萬(wàn)地震構(gòu)造編圖工作時(shí),對(duì)該斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征進(jìn)行了系統(tǒng)梳理,發(fā)現(xiàn)主要存在兩個(gè)方面的問(wèn)題:一是斷裂幾何展布模棱兩可,存在從浮槎山東麓經(jīng)張八嶺隆起西麓延伸,以及從浮槎山東麓古河盆地內(nèi)部經(jīng)張八嶺隆起內(nèi)部延伸兩種表示方案;二是該斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征研究不足,特別是其合肥盆地段的構(gòu)造特征與活動(dòng)時(shí)代缺乏深入工作。因此,本文在郯廬斷裂帶浮槎山東麓與古河盆地內(nèi)部關(guān)鍵部位開(kāi)展淺層物探工作,確定嘉山—廬江斷裂在隱伏地段的發(fā)育特征,并結(jié)合野外露頭剖面調(diào)查資料,初步分析該斷裂合肥盆地段的幾何展布與第四紀(jì)活動(dòng)性,以期為認(rèn)識(shí)郯廬斷裂帶安徽段整體特征與區(qū)域地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)資料。
1 區(qū)域地質(zhì)背景
郯廬斷裂帶安徽段位于華北地塊、大別造山帶與揚(yáng)子地塊交界地帶,在安徽省中北部構(gòu)成華北地塊和大別造山帶張八嶺構(gòu)造帶的邊界斷裂[14]。在合肥盆地東側(cè),郯廬斷裂帶石門(mén)山斷裂與五河—合肥斷裂發(fā)育于盆地內(nèi)部,池河—太湖斷裂與嘉山—廬江斷裂主要發(fā)育于盆地邊緣(圖1)。合肥盆地是大別造山帶和郯廬斷裂帶共同作用產(chǎn)生的中新生代殘留盆地,盆地基底主要形成于印支期,經(jīng)歷了多期演化;晚白堊紀(jì)—古近紀(jì)斷陷作用強(qiáng)烈,沉積中心向郯廬斷裂帶遷移;晚第三紀(jì)以來(lái)盆地全面抬升,大部分地區(qū)沉積了不足100 m的河流相沉積物[15]。張八嶺隆起為郯廬斷裂帶東側(cè)NNE向楔形展布的淺變質(zhì)巖出露區(qū),北段出露綠片巖相的張八嶺群,而南段出露高級(jí)變質(zhì)的肥東雜巖[16]。受郯廬斷裂帶活動(dòng)影響,張八嶺隆起邊緣發(fā)育有順斷裂展布的早白堊世巖體,隆起內(nèi)部則發(fā)育白堊紀(jì)小型山間盆地——章廣盆地。新構(gòu)造期以來(lái),合肥盆地相對(duì)下降,地貌上表現(xiàn)為波狀平原,第四系厚度在30~40 m之間;張八嶺隆起相對(duì)上升,地貌上表現(xiàn)為低山丘陵和山間平原,第四系厚度不超過(guò)20 m[4]。郯廬斷裂帶合肥盆地段中強(qiáng)地震活動(dòng)稀疏,歷史上僅發(fā)生了2次5級(jí)以上地震,即1868年定遠(yuǎn)南51/2級(jí)與1673年合肥5級(jí)地震,該段嘉山—廬江斷裂上未記錄到破壞性地震,現(xiàn)代地震活動(dòng)不強(qiáng)。
2 淺層地球物理勘探
目前,嘉山—廬江斷裂在合肥盆地東側(cè)的幾何展布存在兩種表示方案(圖1):一是西線方案,即斷裂(F1-2)從巢湖北岸白馬山東麓起,往北經(jīng)浮槎山東麓清水澗、張八嶺西麓古城鎮(zhèn)、藕塘鎮(zhèn)、池河鎮(zhèn)一線延伸至明光市,該種方案展布的斷裂也被稱(chēng)為藕塘—清水澗斷裂;二是東線方案(F1-1),即斷裂從巢湖北岸炯煬鎮(zhèn)起,往北經(jīng)古河盆地內(nèi)部欄桿集鎮(zhèn)東、張八嶺隆起內(nèi)部西王鎮(zhèn)、章廣鎮(zhèn)、藕塘鎮(zhèn)東、池河鎮(zhèn)一線延伸至明光市。目前西線方案使用較為廣泛,多見(jiàn)于公開(kāi)發(fā)表的論著中[11-12,17],東線方案使用較少,多見(jiàn)于專(zhuān)業(yè)地質(zhì)資料中 蚌埠幅1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.合肥:安徽省地質(zhì)調(diào)查院,2011. 安徽省華北地臺(tái)區(qū)賦煤構(gòu)造研究及基巖地質(zhì)圖編制.合肥:安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院,2013.。兩種方案對(duì)于斷裂在基巖區(qū)的展布均有部分露頭剖面證據(jù)支持,但在隱伏區(qū)則缺乏探測(cè)工作。兩種展布方案在隱伏地段的相應(yīng)斷裂是否存在關(guān)系到對(duì)嘉山—廬江斷裂幾何展布的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí),為此,本文選取浮槎山東麓盆山交界處與古河盆地內(nèi)部?jī)商庪[伏地段開(kāi)展淺層地球物理探測(cè)工作,為考察斷裂幾何展布特征提供依據(jù)。
2.1 高密度電法勘探
2.1.1 方法原理與測(cè)線布設(shè)
高密度電阻率法是以地下介質(zhì)體的電阻率差異為前提,通過(guò)分析人工場(chǎng)源的分布及變化規(guī)律來(lái)尋找目標(biāo)異常體的一種直流電阻率法。它通過(guò)A、B電極向地下供電流I,然后在M、N極間測(cè)量電位差ΔU,從而求得該記錄點(diǎn)的視電阻率值ρ=KΔU/I(其中K為裝置系數(shù))。本次采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DZD-8多功能直流電法儀,120道接收,5 m極距,搭配分布式電纜,使用α-排列(溫納)裝置。在古河盆地內(nèi)柳集東側(cè)布設(shè)電法測(cè)線D01,長(zhǎng)度1.2 km[圖2(a)]。該測(cè)線橫跨盆地內(nèi)NE向線狀河流,河流沿線即為推測(cè)的隱伏斷裂位置,探測(cè)目的是驗(yàn)證該處斷裂是否存在。在浮槎山東麓盆山交界處布設(shè)電法測(cè)線D02,長(zhǎng)度1.0 km。該測(cè)線橫跨基巖崗地與第四系,多種地質(zhì)資料在基巖與第四系交界處均未標(biāo)示斷層,探測(cè)目的是揭示基巖崗地與第四系之間是否為斷層接觸關(guān)系[圖2(b)]。
2.1.2 探測(cè)結(jié)果及解釋
圖3為D01測(cè)線探測(cè)結(jié)果。剖面上,電性變化自上而下總體呈低阻-中阻-高阻的層狀分布,各電性界面略微向西傾斜,頂部中-低阻帶表現(xiàn)為西側(cè)厚、東側(cè)薄。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,測(cè)線所在古河盆地處第四系厚度為5~10 m,下伏地層為晚白堊統(tǒng)紅色砂巖,厚度大于165 m。因此,初步判斷剖面頂部的低阻帶(藍(lán)色及綠色等值線梯度帶范圍)對(duì)應(yīng)了第四系覆蓋層及全風(fēng)化砂巖,中上部的中阻帶(黃色等值線梯度帶范圍)對(duì)應(yīng)半風(fēng)化砂巖,中下部的高阻帶(紅色等值線梯度帶范圍)對(duì)應(yīng)未風(fēng)化砂巖。值得注意的是,測(cè)線水平360~480 m之間高阻帶內(nèi)部存在近直立的相對(duì)低阻帶,可能是構(gòu)造破碎帶的反映。
圖4為D02測(cè)線探測(cè)結(jié)果。剖面上,視電阻率在橫向上發(fā)生顯著突變,總體表現(xiàn)為西側(cè)為高阻區(qū),東側(cè)為低阻區(qū)。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,測(cè)線中段為崗地,地表出露元古代片麻巖,東段由山麓逐漸過(guò)渡至平原,地表為第四系松散層。因此,剖面水平640 m以西的高阻區(qū)代表閃長(zhǎng)片麻巖的電性特征,以東的低阻區(qū)代表古河盆地淺部沉積(白堊系與第四系)的電性特征。高、低阻區(qū)之間存在明顯的電性分界帶,帶內(nèi)存在電性扭曲、梯度異常等現(xiàn)象,該分界帶向南東陡傾,應(yīng)為大型隱伏斷裂的反映。
2.2 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)
2.2.1 方法原理與測(cè)線布設(shè)
探地雷達(dá)是利用天線向地下發(fā)射寬頻帶高頻電磁波,電磁波信號(hào)在介質(zhì)內(nèi)部傳播時(shí)遇到介電差異較大的界面會(huì)發(fā)生反射、透射和折射。兩種介質(zhì)的介電常數(shù)差異越大,反射的電磁波能量也越大;反射回的電磁波由接收天線接收,并被雷達(dá)主機(jī)精確記錄,再通過(guò)信號(hào)技術(shù)處理,形成全斷面的掃描圖。電磁脈沖波旅行時(shí)間公式為:t=4z2+x2v≈2zv(式中:z為探測(cè)目標(biāo)埋深,x為天線間距,因z遠(yuǎn)大于x,故式中x可忽略;v為電磁波傳播速度)。本次使用瑞典MALA公司生產(chǎn)的ProEx型探地雷達(dá)第三代主機(jī),50 MHz RTA天線,探測(cè)深度可達(dá)20~40 m,分辨率0.25~1.0 m。儀器主要的探測(cè)參數(shù):采集方式為點(diǎn)測(cè),天線偶極子間距4.2 m,時(shí)窗范圍811 ns,采樣間隔0.5 m。測(cè)線采集完畢后,使用與儀器相配套的地質(zhì)雷達(dá)商用軟件Reflexw進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。根據(jù)電法勘探結(jié)果,在電法D01測(cè)線上布設(shè)雷達(dá)測(cè)線LD01,長(zhǎng)度750 m,在電法D02測(cè)線上布設(shè)雷達(dá)測(cè)線LD02,長(zhǎng)度600 m,保證兩測(cè)線跨越電法探測(cè)揭示的構(gòu)造異常帶。
2.2.2 探測(cè)結(jié)果及解釋
圖5為L(zhǎng)D01測(cè)線探測(cè)結(jié)果。剖面上,地表6 m以淺的范圍反射波清晰可見(jiàn),波形連續(xù),延伸方向幾乎與地面平行,局部出現(xiàn)弱反射帶。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,6 m以淺的地層應(yīng)為第四系松散層,即6 m深度上的反射界面代表了第四系底界面,6 m以深的地層均為白堊系紅色砂巖。以測(cè)線水平400 m處為界,其東、西兩側(cè)存在明顯的反射強(qiáng)弱差異:東側(cè)反射較強(qiáng),反射波組特征明顯,特別是探測(cè)深度20~30 m范圍存在一套強(qiáng)反射層,總體向西緩傾,界面起伏不定,顯示有明顯的錯(cuò)動(dòng)特征:西側(cè)反射較弱,仍可識(shí)別出兩套反射層,向東傾斜,橫向不連續(xù)。
根據(jù)剖面水平400 m處東、西兩側(cè)反射強(qiáng)弱特征及兩側(cè)地層產(chǎn)狀相頂判斷,該處應(yīng)存在較大的斷層破裂帶(F1),但由于該處地表為斷層控制的線性河流,造成地下反射較弱、低頻干擾大,斷層形態(tài)不清楚。F1東側(cè)中部反射層位錯(cuò)斷應(yīng)為次級(jí)斷層f2、f3活動(dòng)所致,西側(cè)中部(水平180 m下方)地層產(chǎn)狀變化及低頻擾動(dòng)帶應(yīng)為次級(jí)斷裂f1活動(dòng)的反映。由于主斷裂帶(F1)上方發(fā)育河流,存在顯著低頻震蕩干擾,無(wú)法判斷第四系地層的錯(cuò)斷情況。
圖6為L(zhǎng)D02測(cè)線探測(cè)結(jié)果。剖面上4~6 m以淺的范圍存在與地形起伏一致的強(qiáng)反射界面。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料可知,剖面水平430 m以西山體主要由元古代片麻巖組成,該段4~6 m深強(qiáng)反射界面可能為片麻巖風(fēng)化殼的底界;剖面水平430 m以東為第四系覆蓋區(qū),該段4~6 m深強(qiáng)反射界面應(yīng)為第四系底界。剖面水平430 m處東、西兩側(cè)反射差異明顯,西側(cè)山體片麻巖內(nèi)反射較強(qiáng),存在多個(gè)高低錯(cuò)落的反射波組,產(chǎn)狀水平或略微西傾;東側(cè)盆地內(nèi)反射較弱,隱約可識(shí)別出2個(gè)反射波組,產(chǎn)狀向東緩傾。
剖面水平440 m處兩側(cè)反射波組產(chǎn)狀在深部相頂,表明應(yīng)為斷層接觸關(guān)系,而非第四系與基巖之間的披蓋接觸關(guān)系。根據(jù)片麻巖內(nèi)部反射波組的錯(cuò)斷可識(shí)別出次級(jí)斷層f1與f1。上述情況表明,浮槎山東麓NNE向線性基巖崗丘邊緣確實(shí)存在大型隱伏斷裂(F1),斷面東傾,傾角gt;75°。雷達(dá)剖面顯示,該斷裂向上錯(cuò)動(dòng)了第四系底界地層。
2.3 小結(jié)
在古河盆地內(nèi)布設(shè)的電法D01測(cè)線顯示該處基巖內(nèi)部存在陡立的相對(duì)低阻帶,可能是構(gòu)造破碎帶的反映,跨該低阻帶上方布設(shè)的地質(zhì)雷達(dá)LD01測(cè)線證實(shí)該處確實(shí)存在大型斷裂帶,造成兩側(cè)地層產(chǎn)狀相頂。在浮槎山東麓盆山交界處布設(shè)的電法D02測(cè)線與地質(zhì)雷達(dá)LD02測(cè)線一致指示了該處存在大型斷裂帶,剖面上斷裂異常均比較顯著;雷達(dá)結(jié)果還指示斷裂在第四紀(jì)有活動(dòng)。本次淺層物探結(jié)果表明,嘉山—廬江斷裂的前述兩種展布方案在相應(yīng)隱伏區(qū)段均有斷層存在的證據(jù)。
3 第四紀(jì)活動(dòng)性
在浮槎山東麓、張八嶺隆起一帶對(duì)嘉山—廬江斷裂開(kāi)展了遙感影像解譯與露頭剖面調(diào)查工作,結(jié)合前期研究資料,分析其第四紀(jì)活動(dòng)特征。遙感影像上,斷裂在不同地段均存在一定線性地貌特征。在張八嶺隆起內(nèi)郎峰水庫(kù)東側(cè)表現(xiàn)為NNE向的筆直線性溝谷[圖7(a)];在張八嶺隆起內(nèi)章廣盆地一帶斷層走向NNW,西側(cè)為中生代巖漿巖構(gòu)成的線性山脊,東側(cè)為山間小平原,兩側(cè)色調(diào)分異明顯[圖7(b)];在古河盆地內(nèi),斷裂沿線發(fā)育多條NE向線狀水系[圖7(c)];在浮槎山東麓清澗村一帶,斷裂沿NE向線性崗地邊緣展布[圖7(d)]。
在斷裂沿線發(fā)現(xiàn)多個(gè)露頭剖面。合肥活斷層探測(cè)工作曾在藕塘鎮(zhèn)北側(cè)虎頭嶺一帶見(jiàn)次級(jí)斷裂出露合肥活斷層探測(cè)項(xiàng)目專(zhuān)題報(bào)告-工作區(qū)1∶250 000地震構(gòu)造圖編圖報(bào)告.合肥:安徽省地震工程研究院,2016.[圖8(a)]。斷裂發(fā)育于燕山期花崗巖之中,由多條小斷層近平行排列,形成了3 m寬的斷層破碎帶,各斷面總體西傾,傾角較陡。根據(jù)次級(jí)剪裂面與主斷面的交切關(guān)系,判定斷層最新活動(dòng)為逆沖性質(zhì)。不同斷面均發(fā)育薄層的斷層泥,厚2~5 cm,其電子自旋共振(Electron Spin Resonance,ESR)年齡為(305±43) ka,表明斷層在中更新世中期有活動(dòng)。
在張八嶺隆起內(nèi)部的皇甫鄉(xiāng)西側(cè)太平村一帶,斷裂發(fā)育于元古代灰白色石英片巖中,并形成青灰色斷層帶,寬度1.0~1.5 m。斷層帶內(nèi)物質(zhì)破碎較為嚴(yán)重,具揉皺和片理化現(xiàn)象,顯示其經(jīng)歷過(guò)強(qiáng)烈擠壓作用[圖8(b)]。斷面較為陡立,總體西傾,傾角85°左右。斷層頂部被晚第四紀(jì)坡積礫石層所覆蓋,礫石呈棱角狀,礫徑1~3 cm。該剖面揭示斷層最新活動(dòng)應(yīng)為擠壓性質(zhì),晚第四紀(jì)以來(lái)不活動(dòng)。
據(jù)蚌埠市幅1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)資料,在西王鎮(zhèn)一帶,斷裂構(gòu)成章廣—西王白堊紀(jì)斷陷小紅盆的西邊界。在西王剖面上,主斷層發(fā)育于元古代石英片巖與白堊紀(jì)紅色砂巖之間,傾向E,傾角較陡[圖8(c)]。砂巖內(nèi)部發(fā)育多個(gè)次級(jí)斷面,砂巖地層發(fā)生牽引,顯示早期發(fā)生過(guò)同沉積正斷活動(dòng),且牽引幅度從下往上變小。斷裂帶內(nèi)發(fā)育斷層角礫巖及擠壓透鏡體、擠壓葉理、牽引褶皺、斷面擦痕等,充填物包括細(xì)碎泥與角礫,角礫成分主要為砂巖、粉砂巖、礫巖。根據(jù)斷層帶充填有細(xì)碎泥等松散物質(zhì),初步判定斷裂第四紀(jì)以來(lái)有活動(dòng)。
在浮槎山東麓清澗村北,斷裂發(fā)育于元古代青灰色石英片巖和元古代灰黃色石英閃長(zhǎng)片麻巖之間,斷層傾向SE,傾角34°,斷層帶寬10~15 cm,充填灰黑色斷層泥,半固結(jié),具擠壓片理化現(xiàn)象[圖8(d)]。斷層頂部地表處形成西傾的小陡坎,指示斷層具有自東向西的逆沖運(yùn)動(dòng)特征。
嘉山—廬江斷裂總體具有一定線性地貌特征,控制線性溝谷、山脊與河流展布,具有新活動(dòng)性。該斷裂合肥盆地段由于植被覆蓋與侵蝕改造,露頭剖面出露不佳。因郯廬斷裂帶中生代以來(lái)經(jīng)歷了多次的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)變[18],在西王鎮(zhèn)剖面上保留了郯廬早期的正斷活動(dòng)特征,其他剖面多顯示出逆沖運(yùn)動(dòng)性質(zhì),代表了新構(gòu)造期以來(lái)的活動(dòng)特征。根據(jù)虎頭嶺剖面[圖8(a)]斷層帶內(nèi)充填斷層泥等松散物質(zhì),其ESR測(cè)年結(jié)果[(305±43) ka]表明,斷層在中更新世中期有活動(dòng)。需要注意的是,嘉山—廬江斷裂在巢湖以南的廬江一帶出露較好,方良好等[13]發(fā)現(xiàn)的3個(gè)露頭剖面斷層泥ESR測(cè)年結(jié)果分別為(305±43) ka、(185±18) ka及(157±25) ka,表明斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中晚期。考慮兩處研究地段地震構(gòu)造環(huán)境類(lèi)似,其間并無(wú)更新活動(dòng)的橫向斷裂分隔,因而作為同一條斷裂考慮,其最新活動(dòng)時(shí)代應(yīng)是一致的。另外,基于探槽開(kāi)挖或跨斷層鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面探測(cè)方法,前人對(duì)郯廬斷裂帶合肥盆地段的池河—太湖斷裂、石門(mén)山斷裂、五河—合肥斷裂第四紀(jì)活動(dòng)性進(jìn)行了研究,揭示各斷裂最新活動(dòng)時(shí)代均為中更新世中晚期,未發(fā)現(xiàn)晚第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)的證據(jù)[9,12]。因此,基于構(gòu)造類(lèi)比,綜合判定嘉山—廬江斷裂合肥盆地段最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中晚期。
4 討論與結(jié)論
通過(guò)在郯廬斷裂帶浮槎山東麓及古河盆地內(nèi)關(guān)鍵隱伏地段開(kāi)展高密度電法及地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)工作,證實(shí)兩地段均存在隱伏斷裂;結(jié)合基巖區(qū)露頭剖面調(diào)查結(jié)果,表明嘉山—廬江斷裂前述兩種展布方案均有一定依據(jù)。目前多采用西線方案表示嘉山—廬江斷裂,而對(duì)東線方案關(guān)注不多。那么,哪一種展布方案更適合表述嘉山—廬江斷裂是需要討論的問(wèn)題。
根據(jù)橫跨合肥盆地、浮槎山與古河盆地的基巖地質(zhì)剖面定遠(yuǎn)幅、合肥幅地質(zhì)構(gòu)造圖(1∶200 000).合肥:安徽省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì),1979.,藕塘—清水澗斷裂主要構(gòu)成元古代不同地層(震旦系與下元古界)的分界,其東側(cè)的嘉山—廬江斷裂則總體控制了元古代與中生代地層(侏羅系、白堊系)的分界,構(gòu)造規(guī)??赡芨?。合肥市活斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)項(xiàng)目從長(zhǎng)豐縣下塘鎮(zhèn)到含山縣仙蹤鎮(zhèn),跨郯廬斷裂帶布設(shè)了走向NW、長(zhǎng)87.1 km的深地震反射剖面,所揭示的嘉山—廬江斷裂(藕塘—清水澗斷裂)地表投影位于古河盆地內(nèi)部欄桿集東側(cè)一帶,斷裂上部較陡,中段略緩,下段近直立,可延伸至上地幔頂部,為走滑性質(zhì)的逆沖深斷裂[12]。但該深反射剖面并未在浮槎山東麓揭示前述基巖地質(zhì)剖面中顯示的藕塘—清水澗斷裂。上述情況表明,古河盆地內(nèi)部確實(shí)發(fā)育有郯廬主干斷裂,浮槎山東麓發(fā)育的藕塘—清水澗斷裂應(yīng)為一條淺部次級(jí)斷層,深部規(guī)模不大。因此,考慮嘉山—廬江斷裂所代表的郯廬東支主干斷裂的構(gòu)造屬性,本文初步提出前述西線方案所示斷裂單獨(dú)采用“藕塘—清水澗斷裂”的名稱(chēng)比較合適,不宜混用“嘉山—廬江斷裂”的稱(chēng)謂,嘉山—廬江斷裂應(yīng)采用東線方案表示。需要注意的是,王明[19]在明光市完成的淺層地震勘探測(cè)線(QZ1)揭示了嘉山—廬江斷裂在合肥盆地北緣的淺部特征,認(rèn)為該斷裂在剖面上位于F1處[圖9(b)],東側(cè)存在次級(jí)斷裂DF2、DF3??紤]三者距離較近,本次推測(cè)它們總體應(yīng)為一條斷裂,即藕塘—清水澗斷裂與嘉山—廬江斷裂往北至明光一帶可能已合并,可以統(tǒng)一表示為F1嘉山—廬江斷裂(圖1),即在區(qū)域上兩者可能共同構(gòu)成嘉山—廬江斷裂帶。
根據(jù)以上研究和分析,本文對(duì)嘉山—廬江斷裂合肥盆地段幾何展布與活動(dòng)特征進(jìn)行了初步探討,得出如下主要結(jié)論:
(1) 嘉山—廬江斷裂為郯廬斷裂帶的東支主干斷裂,幾何展布上主要從浮槎山以東的古河盆地內(nèi)部經(jīng)張八嶺隆起內(nèi)部向北延伸,與浮槎山東麓、張八嶺隆起西麓展布的藕塘—清水澗斷裂在名稱(chēng)上不宜混用。
(2) 嘉山—廬江斷裂合肥盆地段局部存在較好的線性影像特征,斷裂控制線性溝谷、山脊及部分河流的展布,表明其具有新活動(dòng)性。
(3) 嘉山—廬江斷裂合肥盆地段斷裂最新活動(dòng)為逆沖性質(zhì),最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中晚期。
參考文獻(xiàn)(References)
[1] 國(guó)家地震局地質(zhì)研究所.郯廬斷裂[M].北京:地震出版社,1987.
Institute of Geology,State Seismological Bureau.The Tanlu fault zone[M].Beijing:Seismological Press,1987.
[2] 朱光,王道軒,劉國(guó)生,等.郯廬斷裂帶的伸展活動(dòng)及其動(dòng)力學(xué)背景[J].地質(zhì)科學(xué),2001,36(3):269-278.
ZHU Guang,WANG Daoxuan,LIU Guosheng,et al.Extensional activities along the Tanlu fault zone and its geodynamic setting[J].Scientia Geologica Sinica,2001,36(3):269-278.
[3] 張?jiān)罉?,董?shù)文.郯廬斷裂帶中生代構(gòu)造演化史:進(jìn)展與新認(rèn)識(shí)[J].地質(zhì)通報(bào),2008,27(9):1371-1390.
ZHANG Yueqiao,DONG Shuwen.Mesozoic tectonic evolution history of the Tanlu fault zone,China:advances and new understanding[J].Geological Bulletin of China,2008,27(9):1371-1390.
[4] 安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局.安徽省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1987.
Bureau of Geology and Mineral Resources of Anhui Province.Regional geology of Anhui Province[M].Beijing:Geological Publishing House,1987.
[5] 姚大全,劉加燦,翟洪濤,等.郯廬斷裂帶白山—卅鋪段第四紀(jì)以來(lái)的活動(dòng)習(xí)性[J].地震地質(zhì),2004,26(4):622-629.
YAO Daquan,LIU Jiacan,ZHAI Hongtao,et al.Quaternary activity of the Baishan—Sapu segment of the Tancheng—Lujiang fault zone[J].Seismology and Geology,2004,26(4):622-629.
[6] 趙朋,姚大全,楊源源,等.郯廬斷裂帶安徽浮山段晚第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)新發(fā)現(xiàn)[J].地震地質(zhì),2017,39(5):889-903.
ZHAO Peng,YAO Daquan,YANG Yuanyuan,et al.A new discovery of activity of Fushan section of the Tanlu fault zone in the Late Quaternary[J].Seismology and Geology,2017,39(5):889-903.
[7] 楊源源,趙朋,鄭海剛,等.郯廬斷裂帶安徽紫陽(yáng)山段發(fā)現(xiàn)全新世活動(dòng)證據(jù)[J].地震地質(zhì),2017,39(4):644-655.
YANG Yuanyuan,ZHAO Peng,ZHENG Haigang,et al.Evidence of Holocene activity discovered in Anhui Ziyangshan segment of Tanlu fault zone[J].Seismology and Geology,2017,39(4):644-655.
[8] 楊源源,趙朋,汪小厲,等.大別山東麓河流變形研究與郯廬斷裂帶活動(dòng)性分析[J].華北地震科學(xué),2018,36(4):16-24.
YANG Yuanyuan,ZHAO Peng,WANG Xiaoli,et al.River deformation in the east foot of the Dabie Mountains and activity analysis of Tanlu fault zone[J].North China Earthquake Sciences,2018,36(4):16-24.
[9] 楊源源,姚大全,鄭海剛,等.郯廬斷裂帶明光—定遠(yuǎn)池河鎮(zhèn)段的新活動(dòng)性[J].震災(zāi)防御技術(shù),2019,14(1):152-163.
YANG Yuanyuan,YAO Daquan,ZHENG Haigang,et al.New activity of the Mingguang—Chihe segmented of the Tanlu fault zone in Anhui Province[J].Technology for Earthquake Disaster Prevention,2019,14(1):152-163.
[10] 楊源源,李鵬飛,路碩,等.郯廬斷裂帶中段F5斷裂淮河—女山湖段的古地震與垂直滑動(dòng)速率[J].地震地質(zhì),2022,44(6):1365-1383.
YANG Yuanyuan,LI Pengfei,LU Shuo,et al.Paleoearthquakes and vertical slip rates on the Huai River—Nüshan Lake segment of fault F5 in the middle section of the Tanlu fault zone[J].Seismology and Geology,2022,44(6):1365-1383.
[11] 秦晶晶,石金虎,張毅,等.郯廬斷裂帶合肥段五河—合肥斷裂構(gòu)造特征[J].地球物理學(xué)報(bào),2018,61(11):4475-4485.
QIN Jingjing,SHI Jinhu,ZHANG Yi,et al.Structural characteristics of the Wuhe—Hefei fault on the Hefei segment of the Tanlu fault zone[J].Chinese Journal of Geophysics,2018,61(11):4475-4485.
[12] 鄭穎平,方良好,疏鵬,等.合肥市活斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[M].北京:科學(xué)出版社,2020.ZHENG Yingping,F(xiàn)ANG Lianghao,SHU Peng,et al.Active fault detection and seismic risk assessment in Hefei City[M].Beijing:Science Press,2020.
[13] 方良好,疏鵬,路碩,等.郯廬斷裂帶廬江段嘉山—廬江斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào),2020,22(2):33-38.
FANG Lianghao,SHU Peng,LU Shuo,et al.Quaternary active features of Jiashan—Lujiang fault on the Lujiang segment of Tanlu fault zone[J].Journal of Institute of Disaster Prevention,2020,22(2):33-38.
[14] 侯明金,王永敏.郯廬斷裂帶(安徽部分)的研究進(jìn)展:“九五” 區(qū)調(diào)新方法、新成果、新進(jìn)展專(zhuān)題總結(jié)[J].安徽地質(zhì),2003,13(4):248-256.
HOU Mingjin,WANG Yongmin.Some advances of studying on the Tanlu fault zone (Anhui segment)[J].Geology of Anhui,2003,13(4):248-256.
[15] 陳海云,舒良樹(shù),張?jiān)沏y,等.合肥盆地中新生代構(gòu)造演化[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2004,10(2):250-256.
CHEN Haiyun,SHU Liangshu,ZHANG Yunyin,et al.Mesozoic-Cenozoic tectonic evolution of the Hefei basin[J].Geological Journal of China Universities,2004,10(2):250-256.
[16] 趙田,朱光,林少澤,等.郯廬斷裂帶南段張八嶺群變質(zhì)巖的原巖時(shí)代及其構(gòu)造意義[J].地質(zhì)論評(píng),2014,60(6):1265-1283.
ZHAO Tian,ZHU Guang,LIN Shaoze,et al.Protolith ages of metamorphic rocks of the Zhangbaling group along the southern segment of the Tanlu fault zone and their tectonic implications[J].Geological Review,2014,60(6):1265-1283.
[17] 方良好,疏鵬,路碩,等.郯廬斷裂帶浮槎山段池河—太湖斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征[J].華北地震科學(xué),2021,39(3):1-6,16.
FANG Lianghao,SHU Peng,LU Shuo,et al.Quaternary active features of the Chihe—Taihu fault on the Fuchashan segment of the Tanlu fault zone[J].North China Earthquake Sciences,2021,39(3):1-6,16.
[18] 朱光,劉程,顧承串,等.郯廬斷裂帶晚中生代演化對(duì)西太平洋俯沖歷史的指示[J].中國(guó)科學(xué)(地球科學(xué)),2018,48(4):415-435.
ZHU Guang,LIU Cheng,GU Chengchuan,et al.Oceanic plate subduction history in the Western Pacific Ocean:constraint from Late Mesozoic evolution of the Tanlu fault zone[J].Scientia Sinica (Terrae),2018,48(4):415-435.
[19] 王明.淺層地震勘探在隱伏斷裂探測(cè)中的應(yīng)用:以明光市郯廬斷裂帶探測(cè)為例[J].西部探礦工程,2022,34(4):116-118.
WANG Ming.Application of shallow seismic exploration in the detection of buried faults:a case study of Tanlu fault zone in Mingguang City[J].West-China Exploration Engineering,2022,34(4):116-118.
(本文編輯:張向紅)