粤东华林第四纪断层初析*
2011-01-24陈国能林小明庄文明
曾 强,陈国能,林小明,庄文明,陈 震
(1.中山大学地球科学系,广东 广州 510275;2.广东省电力设计院,广东 广州 510800;3.广东省地质调查院,广东 广州 510080)
切割第四系的断层通常被认为发生过突发性活动,而后者往往又与地震密切相关[1-2]。在粤东地区,虽然历史上曾发生过7级以上地震 (1918,南澳),区内第四纪盆地的发育也明显受断裂控制[3-4],但一直未发现断裂切割第四系的现象。本文报道的是在该区首次发现的第四纪断层。
1 第四纪断层的基本地质特征
华林第四纪断层见于练江盆地南东角的普宁田心镇华林村后山的人工剖面 (图1A)。剖面上方为褐黄色含沙砾粉质粘土层,可见厚度2~5 m不等,无层理,其内沙砾成分约占30% ~40%,粉土约占60%~70%;沙粒基本全为石英,颗粒粗大,粒径多在4 mm以上,磨圆极差,估计是来自近源的粗粒花岗岩风化物;砾石多为石英或花岗岩团块,形态呈棱角状和次棱角状,分布无序 (图1B)。粉质粘土颗粒极细,颜色为褐黄色,风化后呈褐红色。从物质成分和结构构造看,该含沙砾粉质粘土层与珠江三角洲西淋岗的Q3c(褐黄色粉质粘土含砾粗砂层,已知光释光年龄在20~17 ka间[5])极为相似。第四系之下为基岩风化物(M),全风化,色杂,以粘土为主,与第四系之间界线模糊。据周围出露的岩石判断,杂色粘土可能由花岗岩接触带附近的变质岩石风化而成。
从图1B可见,上述第四纪沉积层中发育有多个北西向破裂面,其中F1和F2裂面基本平行,总体走向300°,倾向北东,倾角75°~90°。在F2下盘,发育3个向下收敛的次级破裂面 (f1、f2、f3),其走向分别为296°(f1)、270(f2)°、260°(f3),倾向北北东-北北西,倾角45°~75°不等(向下变陡)(图1B1)。分枝断层f3的断面上,见有清晰的擦痕 (图1B12)。擦痕倾伏向42°,倾伏角68°,向下切入风化基岩的断层面上,发育有相同的擦痕,均指示断层上盘发生顺时针斜落。
在上述所有破裂面 (包括F1、F2和f1-f3)两侧0.5~1 cm范围内的第四纪沉积物,均有明显的褐铁矿化现象,颜色显著变红 (图1B12),表明破裂面的形成时间较长 (年代较老),不可能是近年边坡开挖而产生的滑动面。从图1B11尚可见到,裂面f3向上没有切穿第四纪沉积层,指示裂面的产生是自下而上而不是自上而下,由此进一步排除其起因于边坡崩塌滑动的可能性。
如图1A所示,沿第四纪断层 (断层出露于图1A中的①处)走向向南东约30 m的建筑基坑边缘(图1A中②),可见断裂切割基岩。断裂北东盘(右侧)为红色泥质岩石,南西盘 (左侧)为半风化粗粒黑云母花岗岩,两者之间断面清晰,其内尚可见到早期的构造透镜体 (图1C),进一步证实上述裂面是基底断裂活动在第四系中产生的断层面而不是土体崩塌产生的滑动面。
图1 华林第四纪断层出露点全貌Fig.1 Panorama of the quaternary fault cropout in the back-hill of Hualing
2 总结与建议
综括上述资料,粤东华林村发现的第四纪断层由两个基本平行的主破裂面和三个总体向下收敛的次级破裂面组成,后者的特征及断面擦痕均指示断层上盘斜落。第四纪断层的位置与延伸方向,与基岩中出露的北西向断裂吻合,初步判断其形成与基底断裂的活动有关,目前正在对断层切割的第四纪沉积物进行光释光测年。由于该第四纪断层位处区域性的普宁-田心北西向断裂附近,区内人口密集,高层建筑和大型工程建设越来越多,建议有关方面对此给予足够重视,对该第四纪断层及相关基底断裂展开进一步的调查与研究。
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