李光濤，蘇 剛，程 理，吳 昊

(中國地震災(zāi)害防御中心，北京 100029)

0 引言

青藏高原東北部，在中新世晚期-上新世早期經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形過程，造成盆地收縮和弧形構(gòu)造帶的隆升[1-6]。上新世末至更新世，青藏高原物質(zhì)向東擠出和走滑作用造成弧形構(gòu)造帶內(nèi)部斷裂以左行走滑活動來調(diào)節(jié)塊體的擠出[4，7]，多數(shù)研究認(rèn)為這種構(gòu)造變形與青藏高原的隆升和向東擠出相關(guān)[8-15]。

而臨潭-宕昌斷裂帶就位于青藏高原東北部的甘東南地區(qū)，該區(qū)位于兩條區(qū)域性大斷裂—東昆侖斷裂和西秦嶺斷裂圍限中。受到青藏高原的東向擠出作用，東昆侖斷裂和西秦嶺斷裂以左行走滑活動來調(diào)節(jié)塊體的擠出，而臨潭-宕昌斷裂帶作為甘東南地區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換部位的重要斷裂，在塊體構(gòu)造調(diào)節(jié)運(yùn)動中扮演著十分重要的角色。

在地震活動性方面，甘東南地區(qū)歷史上曾發(fā)生過多次7級以上地震：如1654年禮縣8級地震、1879年武都南兩次8級地震，還有公元前186年甘肅武都7級地震、143年甘谷西7級地震和734年天水7級地震[16-18]，同時(shí)，該區(qū)近年來也曾發(fā)生多次破壞性地震[19-21]，小震活動也較為頻繁[22]，這些均說明甘東南地區(qū)構(gòu)造活動顯著。

臨潭-宕昌斷裂帶在歷史上，也曾發(fā)生過多次中強(qiáng)地震。其中1573年岷縣6級地震[23]、1837年岷縣北6級地震[23]、2003年岷縣5.2級地震和2004年日岷縣-卓尼5.0級地震均與其構(gòu)造活動有關(guān)。

本文選取臨潭-宕昌斷裂帶臨潭至宕昌之間，利用遙感影像對斷裂沿線的水系、山脊位錯(cuò)等現(xiàn)象進(jìn)行了解譯和判讀，得到了多個(gè)地點(diǎn)的沖溝及山脊位移距離數(shù)據(jù)。

1 晚第四紀(jì)活動的地質(zhì)地貌特征

本文中臨潭-宕昌斷裂帶是指始于臨潭縣北的申藏鄉(xiāng)，向南東沿長川鄉(xiāng)、經(jīng)新城鎮(zhèn)、店子鄉(xiāng)、三岔鄉(xiāng)、岷縣、龐家鄉(xiāng)、理川鎮(zhèn)，終止在宕昌縣將臺鄉(xiāng)的斷裂，全長約120km(圖1)。

圖1 臨潭-宕昌主斷裂展布圖Fig.1 Distribution map of main fault of Lintan-Dangchang

斷裂總體呈北西西-北西向展布，傾向北東，傾角50°～70°。在地貌上線構(gòu)造明顯，有較清楚的斷層溝槽、斷層崖、斷層陡坎及斷層三角面等地層地貌。

2 地貌位錯(cuò)及剖面特征

在岷縣至臨潭一線北部，洮河一級支流及二級支流的上游位置，斷裂活動造成了多個(gè)沖溝和山脊的左旋位錯(cuò)，形成了比較明顯的線性地貌，通過對這些線性地貌的詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)這些沖溝由臨潭至岷縣水平位錯(cuò)量逐漸變小，在到達(dá)岷縣北的洮河邊后，地貌位錯(cuò)現(xiàn)象消失。過洮河后的岷縣至宕昌段，基本無地貌位錯(cuò)現(xiàn)象。下面對臨潭至岷縣段的沖溝水平位錯(cuò)現(xiàn)象進(jìn)行一一介紹。

(1)上馬牌點(diǎn)

在上馬牌村北，該處為洮河一級支流上游，見到?jīng)_溝被斷層左旋斷錯(cuò)，水平位錯(cuò)距離約(120±5)m。地貌上，在沖溝東側(cè)形成了長約1km的斷層陡崖，陡崖高度約15m，而在沖溝西側(cè)，沿?cái)鄬臃较騽t形成了長約250m斷層槽谷地貌(圖2)。

(2)徐家莊點(diǎn)

在徐家莊村北，該處為洮河一級支流上游，受斷層作用影響，沿?cái)鄬有纬闪嗣黠@的線性構(gòu)造，可見到斷層明顯橫切山脊，在山坡處形成反向陡坎，構(gòu)造特征明顯，可認(rèn)為沖溝也受到了斷層作用的影響，被左旋位錯(cuò)，但由于受斷層作用形成的滑坡將河流階地覆蓋，并造成沖溝轉(zhuǎn)向，因此無法準(zhǔn)確判斷沖溝左旋位錯(cuò)距離，但沖溝西側(cè)的山脊也存在左旋位錯(cuò)現(xiàn)象，其位錯(cuò)距離約(115±5)m(圖3)。

圖2 上馬牌村沖溝位錯(cuò)遙感影像特征Fig.2 Remote sensing image features of gully dislocations in Shangmapai Village

(3)汪家莊點(diǎn)

在汪家莊附近，該處為洮河二級支流上游，可見到近東西走向的兩條平行的線性地貌，成南北走向的沖溝及山脊被兩條斷裂斷錯(cuò)，使得沖溝形成了較為明顯的左旋位錯(cuò)，同時(shí)沿?cái)鄬有纬闪硕嗵幓拢@些滑坡都受到斷層控制。其中在沖溝1中造成了沖溝左旋位錯(cuò)約為(45±1)m; 在沖溝2中形成了多處滑坡，形成了高約10～12m的陡坎，受滑坡影響，無法判斷該沖溝位錯(cuò)距離；在沖溝3中f2斷層使得原來的沖溝廢棄，左旋位錯(cuò)約為(53±2)m；在沖溝4中也形成了多處滑坡，使得斷錯(cuò)現(xiàn)象被掩埋，只能從滑坡面上新形成的沖溝來判斷左旋位錯(cuò)約為(45±1)m(圖4)。

(4)黑鷹窩點(diǎn)

在黑鷹窩及以西，洮河二級支流上游附近，四條沖溝被斷層左旋位錯(cuò)，線性地貌明顯(圖5)。其中溝1位于曼灣埂西,斷裂通過處的山坡上形成了長約500m，高約(13±2)m的斷層陡坎。在沖溝1內(nèi)，水系和沖溝形成的T2級階地在斷層通過處被左旋斷錯(cuò)，斷錯(cuò)距離約 (22±1)m。在沖溝2內(nèi)，斷裂通過處槽谷地貌明顯，水系被左旋位錯(cuò)(30±2)m，該沖溝發(fā)育有2級階地，T1級階地未見明顯斷錯(cuò)痕跡。沖溝3由于受到斷裂影響，在溝谷兩側(cè)都形成了滑坡，滑坡規(guī)模較大，覆蓋了斷層水平位錯(cuò)跡象，使得斷層位錯(cuò)量無法確定。在沖溝4內(nèi)，沖溝A中的水系被左旋位錯(cuò)(12±2)m，使得之前的沖溝廢棄，又新形成了一個(gè)沖溝，其左旋位錯(cuò)距離受滑坡的影響，實(shí)際位錯(cuò)距離應(yīng)大于該數(shù)值。

綜合以上的分析，可以統(tǒng)計(jì)得出沖溝的連續(xù)左旋位錯(cuò)的量級主要分布在一級沖溝約120m，二級沖溝約50m、30m、22m和12m共5個(gè)級別(表1)，且自西向東位錯(cuò)量級有逐漸減小的趨勢，由此可以看出，臨潭-宕昌斷裂帶自西向東的活動量也是逐漸降低的。而斷裂再進(jìn)一步向岷縣東南延伸的過程中，左旋位錯(cuò)現(xiàn)象消失，活動量減小，只能在局部見到正斷或逆斷性質(zhì)的斷層剖面。這也進(jìn)一步說明了臨潭-宕昌斷裂帶自西向東的活動性是逐漸降低的。

臨潭-宕昌主干斷裂自西向東的活動性有逐漸減弱的趨勢，這可能與該斷裂所處區(qū)域構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。因?yàn)樵搮^(qū)位于兩條區(qū)域性大斷裂—東昆侖斷裂和西秦嶺斷裂圍限中(圖1)，由多條規(guī)模較大的斷裂共同組成了該地區(qū)復(fù)雜的“V”字型構(gòu)造體系[20，23-25]。

圖4 汪家莊多條沖溝位錯(cuò)遙感影像特征Fig.4 Remote sensing image features of multiple gully dislocations in Wangjiazhuang

圖5 黑鷹窩西多條沖溝位錯(cuò)遙感影像特征Fig.5 Remote sensing image features of multiple gully dislocations in Heiyingwo

編號位錯(cuò)地點(diǎn)水平位錯(cuò)量(m)垂直位錯(cuò)量(m)錯(cuò)斷標(biāo)志1上馬牌120±515洮河一級沖溝錯(cuò)斷2徐家莊115±5山脊錯(cuò)斷3汪家莊50±1(平均)洮河二級沖溝錯(cuò)斷4黑鷹窩22±1(溝1)13±2洮河二級沖溝錯(cuò)斷30±2(溝2)12±2(溝4)4～5

3 典型剖面

研究區(qū)內(nèi)由于第四紀(jì)地層發(fā)育較少，又山高谷深，適合開挖探槽的地點(diǎn)較少。探槽位于將臺鄉(xiāng)毛里村山坡處，該剖面上覆厚約2～3m灰黃色孔土,在其頂部發(fā)育黃土，最底部則為基巖，斷層將黃土沿基巖斷錯(cuò)，垂直斷錯(cuò)最少約4m，破碎帶寬約30-40cm，斷面處平直，斷面處礫石有定向排列特征。同時(shí)在基巖上部覆蓋的白色風(fēng)化殼也被斷層斷錯(cuò)，并沿?cái)嗝姘橛型献КF(xiàn)象。但斷層并未斷錯(cuò)上部灰黃色孔土地層(圖6)，斷層產(chǎn)狀為345°/SW∠60°。

剖面揭示了斷層錯(cuò)斷了層②及更老的地層，為層①所覆蓋，根據(jù)層②上部和層①下部光釋光年代，可知斷層在晚更新世中晚期以來有過活動，其活動時(shí)代限定在(55.13～35.91)ka BP。

在汪家莊附近的線性地貌處見到斷層剖面(圖4c)，該剖面內(nèi)晚更新世殘坡積黃土夾碎石層被斷錯(cuò)，斷層下盤為三疊系砂質(zhì)片巖，斷面處平直，傾角較陡。作為基巖的粉砂質(zhì)片巖可能受到斷層作用破碎嚴(yán)重，斷層產(chǎn)狀為305°/SW∠65°(圖7b、7c)。地貌上，線性特征明顯，表現(xiàn)為槽谷、沖溝地貌，遠(yuǎn)處山脊可見埡口地貌(圖7a)。

①灰黃色紅土，內(nèi)含小角礫及結(jié)核；②黃土；③變質(zhì)安山巖；④斷層破碎帶；⑤白色粉末狀高嶺土；⑥棕紅色風(fēng)化殼，內(nèi)含小角礫；⑦構(gòu)造楔；⑧深黃色黃土。圖6 毛里村斷層剖面Fig.6 Fault profile of Maoli Village

① 晚更新世殘坡積黃土夾角礫石；②三疊系砂質(zhì)、粉砂質(zhì)片巖。圖7 斷層線性地貌及斷層剖面Fig.7 Fault linear topography and fault profile

4 結(jié)論

通過對臨潭-宕昌斷裂帶較為詳細(xì)的遙感解譯及野外的地質(zhì)考察，并對該斷裂的展布及斷裂活動特征進(jìn)行全面分析研究后，得到以下認(rèn)識：

(1)根據(jù)遙感解譯及野外考察，認(rèn)為臨潭-宕昌斷裂帶是一條規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂，斷裂整體展布呈現(xiàn)北西西向展布，全長約120km; 斷裂沿線線性影像較為清晰，斷裂通過處地貌上有明顯反應(yīng)，主要表現(xiàn)有斷層埡口、斷層溝槽、斷層崖、斷層陡坎等地貌特征。

(2)根據(jù)斷層剖面及測年結(jié)果，認(rèn)為臨潭-宕昌斷裂帶以左旋走滑為主的晚更新世活動斷裂。

(3)依據(jù)遙感解譯結(jié)果，斷裂西北段線性影像最為清晰，往東南線性特征逐漸變差，這可能與斷裂的差異活動有關(guān)。

(4)通過對四個(gè)線性地貌較好地點(diǎn)的遙感解譯及野外考察，得到了這四個(gè)地點(diǎn)的水平位錯(cuò)及垂直位錯(cuò)距離。并統(tǒng)計(jì)得出沖溝的連續(xù)左旋位錯(cuò)的量級主要分布在一級沖溝約120m；二級沖溝約50m、30m、22m和12m共5個(gè)級別。且自西向東位錯(cuò)量級有逐漸減小的趨勢，由此可以看出，臨潭-宕昌斷裂帶自西向東的活動量也是逐漸降低的。