洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段活动性研究

韩竹军 向宏发 姬计法

1)中国地震局地质研究所，北京 100029

2)中国地震局地球物理勘探中心，郑州 450002

洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段活动性研究

韩竹军1)向宏发1)姬计法2)

1)中国地震局地质研究所，北京 100029

2)中国地震局地球物理勘探中心，郑州 450002

通过对洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段较为详细的浅层物探、钻探、年代学测试以及地表地质地貌调查和综合分析等方面的工作，获得了一些新的认识:常德-益阳-长沙断裂中段(隐伏断裂)表现为一条倾向NNE的正断裂，断错了古近纪基岩顶界面，并向上切错下更新统的华田组(Q1pht)、汩罗组(Q1pm)和中更新统下段新开铺组(Q2px)底界面，而中更新统中段的白砂井组(Q2pb)则平整地覆盖在断裂之上，无任何变形和位错形迹。断裂的最新活动时代在中更新世早期，中更新世中晚期以来已无活动迹象。断裂两盘基岩顶界面(或下更新统底界面)垂直落差(即第四纪以来总断距)为16.10m;越往上断距越小。同一层位，断层上盘的华田组(Q1pht)和汩罗组(Q1pm)的沉积厚度远大于断层下盘的沉积厚度，表明该断裂的活动具有较多的边沉边断的同生性质。以与洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段对应的安乡-汉寿凹陷为例，通过对第四纪以来断裂控制的差异性沉降幅度与凹陷内沉积厚度的对比分析，初步认为安乡-汉寿凹陷主要是通过拗陷作用形成的，而不是断陷作用。洞庭盆地与周边隆起山地之间不但断裂发育，同时也是中强地震集中发生的地带。一条断裂是否存在断错早、中更新世地层的构造现象，是判断中强地震发震构造的一个重要标志。

洞庭盆地 常德-益阳-长沙断裂中段 盆地构造属性 中强地震构造

0 引言

洞庭盆地因洞庭湖而得名，由于其独特的地理位置和演化过程，洞庭湖区是中国泥沙淤积和洪涝灾害的高风险区(张人权，2003)。来红州等(2004)认为:作为一个浅水型湖泊，洞庭湖之所以能存在至今，得益于它自第四纪以来总体上保持了构造沉降的趋势。因此，洞庭盆地第四纪以来的地质构造特征、演化过程与成因机制长期以来备受研究者关注(蔡述明等，1984;张石钧，1992;张晓阳等，1994;薛宏交等，1996;皮建高等，2001;张人权等，2001;梁杏等，2001;来红州等，2005)。由于洞庭盆地是一个继承性活动的第四纪盆地，一些学者从更长的时间尺度探讨了该盆地的构造演化特征(徐杰等，1991;姚运生等，2000;戴传瑞等，2006)。近年来，柏道远等(2009，2010)对洞庭盆地构造活动与沉积作用的横向差异性进行了研究。在这些工作中，通过应用第四纪地质和地貌学方法，根据第四系岩相和厚度变化、水体变迁等，对洞庭湖第

常德-益阳-长沙断裂主要表现为一条被第四系覆盖的隐伏断裂 ，受近SN向隐伏断裂切割，大致可以分为3段:东南段、中段和西北段 (图1)，大致对应着洞庭盆地中河洑-临澧、安乡-汉寿和沅江-白马寺等3个次级沉积凹陷的南部边界(张石钧，1992;柏道远等，2010)。根据湖南省地矿局水文地质工程地质二队(1990)的工作成果①湖南省地矿局水文地质工程地质二队(技术负责:张国梁)，1990，湖南省洞庭盆地第四纪地质研究报告及第四纪地质图(1:20，000)。，与常德-益阳-长沙断裂东南段相比，中段沿线第四系层序完整，厚度差异明显，进行精细定量研究的基础较好。借鉴国内外对隐伏断层及其活动性的探测研究经验(Miller et al.，1994;Ronald et al.，2000;徐锡伟等，2002;韩竹军等，2006)，我们主要开展了3方面的工作:1)地球物理勘探，充分收集已有基础资料，利用浅层人工地震反射法探测隐伏断裂是否存在及其位置、规模和上断点埋深，为此布置了2条浅层地震测线，即聂家桥测线(测线Ⅰ)和龙潭桥测线(测线Ⅱ)(图2)，走向NNE-SWW，长度分别为3，034m和5 785m;2)钻探验证，根据浅层物探解译的结果，在聂家桥断点两侧20～25m的范围内各布置了2个钻孔，通过钻探现场编录，编制钻孔柱状图以及地层对比分析，验证浅层物探结果;3)年代测试与综合分析，根据标志层位的埋深差异以及新年代样品的测试结果，进行断裂活动性的定量研究。结合地表地质地貌调查，综合判定断裂最晚活动时代。四纪以来的演变过程提出了不少有意义的认识。如在第四纪洞庭盆地构造属性方面，景存义(1982)认为现今洞庭湖盆为断陷作用所致;杨达源(1986)认为洞庭湖盆地第四纪为拗陷盆地;梁杏等(2001)、皮建高等(2001)认为早、中更新世为盆地的断陷阶段，晚更新世以来进入拗陷阶段;柏道远等(2010)以澧县凹陷为例，认为早更新世-中更新世中期具断陷盆地性质，中更新世晚期以来具拗陷盆地性质。洞庭盆地第四纪以来断裂活动明显，但针对断裂活动性开展的精细研究还比较薄弱，缺乏有关断裂作用在盆地第四纪演化过程中的定量评估，这也是导致洞庭盆地构造属性认识分歧较大的主要原因之一。

洞庭盆地北部以华容(次级)隆起与江汉盆地相隔，盆地西侧发育NNE向太阳山断裂带(图1)，南侧为NW向常德-益阳-长沙断裂，东侧是NNE向岳阳-湘阴断裂。除了北部边界外，洞庭盆地与周边隆起山地之间不但断裂发育，同时也是中强地震集中发生的地带。有历史记载以来，在湖南省境内共发生过M≥4.7地震18次，其中有11次发生在洞庭盆地周缘边界带及其附近，其中包括2次震级最大的历史地震，即1631年常德6¾级和5¾级地震。为此，我们以洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段为例，开展断裂活动性的精细定量研究，这不但有助于进一步认识洞庭盆地第四纪以来的地质构造特征，为洞庭盆地演化趋势的评估提供基础资料，同时有助于认识中强地震发生的构造标志。

1 浅层物探

1.1 聂家桥测线(测线Ⅰ)

测线Ⅰ位于聂家桥乡西部的栗树湾和武王庙之间(图2)。测线方向为NE-SW，主要目的在于查清是否存在断裂及其准确位置。在实际工作中，测线起点(NNE端)位于皇成港村村东南的大堤拐弯处，终点(SSW端)位于花园村村南，全长3，034m。由于在该测线上没有钻孔资料可以借鉴，所以在对该测线的浅层地震反射剖面进行波组分层和层位标定时，参照了测线邻近地区的钻孔资料①同840页①。。

图1 洞庭盆地及周缘断裂与破坏性地震(M≥4.7)震中分布图Fig.1 Distribution of Dongting Basin，its surrounding Quaternery-active faults and disastrous earthquake(M≥4.7)epicenters.

根据该测线的反射时间剖面的特征(图3)，由浅到深可识别出8组反射能量较强的地层界面反射波，在图中分别用T01、T02、TQ和T1～T5标出。根据测线附近的地质钻孔资料，我们把TQ反射波解释为第四系覆盖层的底界面反射，把反射波T01和T02解释为第四系覆盖层内部的地层界面反射，而把反射波T1～T5解释为古近纪地层内部的地层界面反射。聂家桥测线剖面所反映的地层界面起伏变化形态非常清楚(图3)。从整条剖面反射波同相轴的形态来看，在剖面100ms以上，反射波同相轴T01和T02总体上具有测线两端埋深较深，而中间埋藏较浅的形态，局部地段上出现一定的起伏。第四系底界面反射波TQ在剖面上西南端埋藏较浅，而东北端埋藏较深。剖面双程到时约70～80ms以下，在剖面上可看到多个自NE向SW方向倾斜的反射波同相轴T1～T5，且它们均由深向浅终止到TQ反射面上，表明TQ反射面应为一个不整合面，其下伏的古近系呈SW倾的单斜形态，并存在明显的局部起伏变化或地层尖灭现象。

图2 常德-益阳-长沙断裂带中段平面分布与实际工作布置示意图①Fig.2 Distribution of central segment of Changde-Yiyang-Changshan Fault and arrangement of survey sites.

聂家桥测线剖面所揭示的断层特征非常清楚。在测线桩号412m附近，TQ反射波出现明显错断，且在TQ反射波之下，反射波T1～T5的产状在该位置两侧也有较大的变化。测线桩号412m以南，TQ之下的反射面呈自北向南倾伏的单斜形态;测线桩号412m以北，地层反射面产状近乎水平。根据剖面所揭示的这些特征分析，我们认为在测线桩号412m附近应有断层通过，性质为倾向NE的正断层，它错断了剖面上TQ之下的所有地层界面，但没有错断T02以浅的反射震相 (图3)。

图3 聂家桥测线浅层地震反射叠加时间剖面(上)和深度解释剖面(下)图Fig.3 The stacked time section(the above)and depth interpretation section(the below)along Niejiaqiao shallow geophysical survey line.

1.2 龙潭桥测线(测线Ⅱ)

为了进一步查验该断裂是否存在及其准确位置，又布置了测线Ⅱ。该测线位于龙潭桥乡的西北部。因受地表障碍物的限制，把测线分3个测段分别进行了探测。这3个测段分别被称为龙潭桥Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3测段 (图2)。龙潭桥Ⅱ-1测段位于张家冲和邓家湾之间，测线起点(NE端)位于余家桥村和百家咀村之间，终点(SW端)位于董家冲和余家桥村之间的小河边，长度为1，554m。龙潭桥Ⅱ-2测段位于余家桥村和猴子树村之间，测线起点(NE端)位于余家桥村南桥边，终点(SW端)位于铁家桥村北的小河边，长度为2，031m。龙潭桥Ⅱ-3测段位于猴子树村和油榨湾村之间，测线起点(NE端)位于铁家桥村北的小河边，终点(SW端)位于文武桥村南石子路，全长2 200m。在龙潭桥Ⅱ-1测段和Ⅱ-2测段的重叠部位均发现了断裂存在的证据，龙潭桥Ⅱ-3测段未见断裂存在的迹象。下面以龙潭桥Ⅱ-2测段为例，介绍浅层地震勘测结果。

图4 龙潭桥Ⅱ-2测段地震反射时间和深度剖面图Fig.4 The stacked time section(the above)and depth interpretation section(the below)along LongtanqiaoⅡ -2 shallow geophysical survey line.

图4给出了龙潭桥Ⅱ-2测段获得的反射叠加时间剖面和相应的深度解释剖面。地质资料表明，该测段第四系覆盖层以下的基岩为白

约0.5～0.6km处有1个地质钻孔(ZK215)，该钻孔揭露的顶部两套地层分别为中更新统中垩系(K)。另外，在该测段起点(NE端)西北方向段白沙井组(Q2pb)，厚57.3m，以及中更新统下段新开铺组(Q2px)，厚27.7m。下面为下更新统汨罗组(Q1pm)和华田组(Q1pht)，第四系底界埋深为186m。在对该测线剖面进行层位标定和界面分层时，参考了ZK215钻孔资料，但由于该测线位于两个丘陵之间的低洼地带，地下地层岩性变化大，且测线距钻孔又有一定的距离，因此，层位的标定可能会有一定的误差。

该测段在NE段(桩号0～600m)的剖面形态与龙潭桥Ⅰ测段桩号1 380m以南的剖面特征相似。其共同特征均表现为，在断层的下降盘一侧，地层界面反射丰富，且这些反射均一律向NE方向倾斜，而在断层上升盘一侧，第四系之下的基岩内部无明显反射。该测段揭示的基岩面反射波TQ具有较大的起伏变化，其深度由南向北逐渐加深，在剖面的SW端，基岩埋深为28～30m;而在剖面的NE端，其深度约为160m。在桩号加，在剖～1 760m之间，基岩面出现明显下凹。在该测段剖面上解释的断点FP3位于桩号396m左右。剖面上FP3倾向NE，为正断层，该断层错断了TQ反射面，但没有错断第四系内部的T03反射层。

2 钻探调查

根据浅层地震探测研究结果，在汉寿县聂家桥浅层地震勘探(测线Ⅰ)确定的断裂部位上开展了钻探地质剖面探测，以进一步确认常德-益阳-长沙断裂中段的断错层位、最新活动时代与位错量。

在长45m的剖面上共布置4个钻孔，其平面分布见图6左上角。钻孔ZK-01位于断裂下盘，距物探推测断裂上断点地表投影25m，终孔深75.5m，在-72.5m深度钻到第四系下伏基岩。钻孔ZK-02位于断层上盘，距物探推测上断点地表投影20m，终孔深92.5m。在-88.05 m深度钻到第四系下伏基岩，即古近纪紫色粉砂质泥岩。钻孔ZK-03位于断裂下盘，距物探推测断裂上断点地表投影10m，终孔深76.0m，在-72.3m，钻到古近纪基岩(紫红色粉砂岩)。钻孔ZK-04位于断裂上盘，距物探推测断裂上断点地表投影10m，终孔深92.8m。在-88.4m钻到古近纪紫红色粉砂质泥岩。针对每个钻孔均编制了如图5所示的岩心柱状图。

综合分析上述4个钻孔岩心资料，可以看出，这些钻孔岩心自上而下可分为不同颜色、不同岩性的13个相对独立的层位:

层1 为最上部的褐灰色黏土、粉砂质黏土，厚3～4m，为全新统。

层2 为浅黄/灰黄色亚砂土、亚黏土和粉砂质，底部常有薄层土黄色中细砂层，厚度多在5～6m，应属上更新统白水江组河湖相地层(Q3pbs)。

层3至层5 是一套棕红/棕黄色为主的亚黏土、砂黏土、中细砂及砂砾层，从其颜色和岩性看，应为中更新世地层。这一大套地层按其沉积韵律，颜色差异可细分为上、中、下3个层位。层3的上段为浅黄-棕黄色-浅灰白色砂黏土层，向下颜色变浅逐渐过渡为浅灰白色，在钻孔ZK-01和TL-02中，于该套地层内各采集了1个热释光年代样品(TL-03和TL-02)，测年结果相当，分别为(145.35±12.59)ka和(143.51±12.54)ka，属中更新世。层 4 为一层厚约 2m的灰黑色黏泥层，粉砂质亚黏土层。层5为灰白色砂砾层，厚约10m，上细下粗，砾石成分以浅灰色灰岩为主，石英岩次之，粒径多在3～5cm，最大粒径10①同840页①。cm，磨圆和分选都好，中细砂充填。从层位对比看，层3至层5相当于中更新统白沙井组(Q2pb)。

图5 聂家桥剖面上钻孔(ZK-02)岩心柱状图Fig.5 The drilling(ZK-02)column in the Niejiaqiao section.

层6:以棕红色夹棕黄、灰黄色黏土层为主，中下部以紫红-红色黏土、粉砂质黏土为主，厚13～15m，从层位和颜色看，属中更新统新开铺组(x)。在钻孔ZK-02的-45m处采集该套地层的ESR测年样品(E-B2)，测试结果为(637±64)ka。

层7至层9以浅灰绿色砂黏层为主，属下更新统汩罗组湖积层(m)。其中，层7以灰绿色-浅黄绿色为主，间夹浅灰白色的亚黏土、亚砂土或与粉细砂互层，厚6～12.5m;层8为黄绿色中粗砂、中细砂层，厚约1m;层9为浅灰绿色为主的粉砂与亚黏土互层。在钻孔ZK-02的-63m处采集该套地层的ESR测年样品(E-B1)，测试结果为(869±91)ka。

在聂家桥钻探剖面及其邻近地区缺少中更新统上段马王堆组(Qmw)①同840页①。。

3 钻探地质剖面揭示的断裂活动性

3.1 标志层的选定及确定性分析

在完成ZK-01、ZK-02钻探取岩心以后，发现两孔间的古近纪基底顶界面有15m多的相对落差。为此，我们向物探推测断裂位置方向分别布置了钻孔ZK-03和ZK-04，得到如图6的钻探地质剖面。ZK-04与ZK-02之间距为10m，ZK-01与ZK-03之距离为15m。分别位于断裂两盘的ZK-03与ZK-04间距为20m，这是考虑到物探推定的断裂上断点埋藏较深(-75～-85m)，加之正断层在上下盘地层中可能存在的斜向扩展的影响。然而，10～15m的钻孔间距对于短距离沉积相对较为稳定的湖相地层来说，一般不至于因沉积相变而掩盖断裂差异活动的基本面貌。剖面上(图6)，灰黑色黏泥层(层4底界)和厚达10m的砂砾层(层5)在断裂上下盘45m的距离内无论在颜色、岩性成分与厚度上几乎完全相似，足以证明湖相地层及其顶界面在一定距离内具有相对的稳定性。这也是我们有可能用湖积层或河湖层的顶界面作为标志层来量度断裂上下盘同一层位断差的一个依据。

按照沉积相对稳定和岩性及颜色易于辨认两个原则，我们自上而下选定了具有可对比性的6个标志层(图6中的a～f)，作为分析厘定断裂活动性的主要地层或界面。这6个标志层自上而下依次是:a层，即层4(Q2pb)中部的灰黑色黏泥层;b层面，为灰白色粗砂砾层即层5的底界面;c层面，即层6与层7的分界亦即棕红色亚黏土(Q2px)底与灰绿色砂黏(Q1pm)顶面的分界面;d层，即层8(Q1pm)中部的黄绿色中粗砂层;e层，即层10为华田组(Q1pht)中的紫褐色黏土/亚黏土层;f层面，即层13古近纪紫色粉砂岩的顶界面。应该说明的是，上述6个标志层中，a、b、c和f等4个层、界面作为对比的确定性较好，而以岩性和颜色具一定特征的d、e等2个层位的确定性稍差一些。但这两个层位均为断裂所切错，因而它们对于认识断裂的活动性状意义较大。

3.2 断裂活动性分析确定

3.2.1 断裂活动时代的分析

钻探地质剖面表明，该断裂明显切错古近纪基岩顶界面，并向上切错下更新统的华田组(ht)、汩罗组m)和中更新统下段新开铺组(x)底界面，而中更新统中段的白砂井组()则平整地覆盖在断裂之上，无任何变形和位错形迹。白砂井组上部层位的TL年龄分别为(145.35±12.59)ka和(143.51±12.54)ka，由此可见该断裂段的最新活动时代在中更新世早期，中更新世中晚期以来已无活动迹象。这与中更新世中晚期以来河湖相地层广阔分布和区内的平坦地形地貌相吻合(图2)。

3.2.2 断裂位错量的分析

钻探剖面资料表明，断裂两盘基岩顶界面(或下更新统底界面，层f)垂直落差为16.10m;下更新统华田组中上部的紫褐色亚黏土层(e层)顶界面垂直落差11.90m;下更新统汩罗组底部黄绿色中粗砂层(d层)顶界面垂直落差10.5m;中更新统新开铺组底界(c层)垂直落差为5.0m(图6)。即断点越深其断距越大，而越往上断距越小。资料表明，该断裂的最新活动和向上破裂是逐渐消减在下中更新统新开铺组的亚黏土层中。此外，同一层位，断层上盘的华田组(ht)和汩罗组(m)的沉积厚度远大于断层下盘的沉积厚度，表明该断裂的活动具有较明显的边沉边断的同生性质。

4 地表地质地貌特征

与聂家桥测线一带由全新统组成的冲积平原不同，在龙潭桥测线附近，广泛分布中更新统中段白沙井组()组成的T3层状地貌面(图2)，受近SN向河流切割，大多呈条带状，顶面地势平坦，断裂两侧出露的网纹红土岩性相同，不存在地形地貌差异，海拔高程均为65～70m，整体上略向北倾斜。沿着龙潭桥Ⅱ-2测线段，在断裂可能延伸的位置上，于中更新统中段白沙井组()网纹红土中未见任何构造扰动的迹象 (图7)，采集热释光年代样品T-K6，测试结果为(309.38 ±26.30)ka。

图7 朱家湾一带跨断裂综合地质地貌剖面图Fig.7 Composite section of geology and geomorphology across the Changde-Yiyang-Changshan Fault at Zhujiawan.

在洞庭盆地北缘边界带，除了广泛分布全新统的高漫滩地带及现代水体外(T0)(图2)，可以分出4个层状地貌面。T1层状地貌面海拔高程30～33m，分布比较局限，由上更新统白水江组(Q3pbs)组成;T2层状地貌面海拔高程一般为35～38m，在湖区高程有所降低，由中更新统上段马王堆组(Q2pmw)组成;T3层状地貌面海拔高程一般为65～70m，由中更新统中段白沙井组(Q2pb)组成，该地貌面平稳地分布在隐伏断裂之上，断裂两侧未见地形地貌差异。T4层状地貌面海拔高程一般为110～120m，靠基岩山区一侧分布，即仅在断裂下盘(抬升盘)有出露，由中更新统下段新开铺组(Q2px)组成。由上述地貌面分布特征也可以看出:常德-益阳-长沙断裂中段至少在中更新世中期以来已经停止活动，可以归类为早-中更新世断裂。

5 讨论与结论

5.1 讨论

5.1.1 第四纪洞庭盆地的构造属性

第四纪洞庭盆地是在白垩—古近纪红色盆地的基础上发展起来的，但二者在沉积范围等方面的差别明显。受太阳山凸起和赤山水下隆起的分隔，第四纪洞庭盆地可以分为河洑-临澧、安乡-汉寿和沅江-白马寺等3个次级沉积凹陷(张石钧，1992)。柏道远等(2010)划分出澧县、临澧、安乡和沅江等4个凹陷单元，其中澧县凹陷和临澧凹陷基本上与河洑-临澧-合口凹陷相对应。

常德-益阳-长沙断裂中段构成了安乡-汉寿沉积凹陷的南部边界，根据张石钧(1992)的研究，早更新世安乡-汉寿凹陷中发育2个沉降中心，瓜瓢湖中心最大沉积厚度为184.1m，中心区的等值线成近NS向;位于凹陷中间地带的西洞庭中心沉积厚度＞150m，等值线成NWW向。NWW向常德-益阳-长沙断裂中段的上、下盘，下更新统厚度平均值分别为42.0m和30.3m，这些数据显示，在早更新世时期，安乡-汉寿凹陷中的 NWW向沉降中心不仅离NWW向边界正断裂较远，而且受断裂控制的差异性沉降幅度只有11.7m。由此可见，该时期盆地沉降主要是通过拗陷作用形成的，而不是断陷作用。

中更新世安乡-汉寿凹陷继续下沉，沉积凹陷的分布格局基本与早更新世相同，瓜瓢湖中心最大沉积厚度为133.3m，等厚线表现出明显地由NW向SE延伸的舌状。NWW向常德-益阳-长沙断裂中段的上、下盘中更新统厚度分别34.5m和29.5m，中更新统新开铺组底界(c层)垂直落差为5.0m，受断裂控制的差异性沉降幅度只有5.0m。中更新统中段白砂井组(Q2pb)及之后的上更新统、全新统已平稳地覆盖在断裂之上。

以洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段对应的安乡-汉寿凹陷为例，通过断裂活动性的精细定量研究，初步认为:第四纪时期，安乡-汉寿凹陷主要是通过拗陷作用形成的，而不是断陷作用。

5.1.2 对中强地震构造标志的启示

如前所述，除了北部边界外，洞庭盆地与周边隆起山地之间不但断裂发育，同时也是中强地震集中发生的地带。有历史记载以来，在湖南省境内共发生过M≥4.7地震18次，其中有11次发生在洞庭盆地周缘边界带及其附近，如1631年常德6¾级和5¾级地震、1556年岳阳5级地震、1631年宁乡5⅟²级地震、1906年常德5级地震和1717年石门5⅟⁴级地震等。尽管迄今为止一些地段还没有发生过破坏性地震，但根据构造类比原则，洞庭盆地与周缘隆起山地之间的主要边界断裂均可判定为中强地震的发震构造。

与常德-益阳-长沙断裂中段的构造表现相类似，沿着洞庭盆地东缘分布的岳阳-湘阴断

裂，在铜官镇西北白羊坡也同样存在断错中更新世地层的构造现象①北京中震创业工程科技研究院等，2008，湖南大唐华银核电项目可研阶段地震安全性评价报告。;沿着洞庭盆地西缘②中国地震局地质研究所，2004，湖南核电项目初可研阶段地震安全性评价报告。内侧分布的太阳山断裂带，地形地貌线状特征清晰，多处见断错早、中更新世地层的地质剖面 。结合洞庭盆地周缘频繁的中强地震活动，该地区断裂活动性调查结果同样表明了中强地震的发生并不一定与在地表产生明显位错的、晚更新世以来的活动断裂相联系(韩竹军等，2002)，它们可以是早-中更新世有过活动的断裂在活动性减弱过程中的能量释放。换言之，早-中更新世有过活动的断裂并不意味着它们完全停止活动，只是这些断裂活动性较弱，不至于产生断错地表的强震活动，但可以发生中强地震。因此，一条断裂是否存在断错早、中更新世地层的构造现象，是判断中强地震发震构造的一个重要标志。

5.2 结论

通过对常德-益阳-长沙断裂中段较为详细的浅层物探、钻探、年代学测试以及地表地质地貌调查和综合分析等方面的工作，获得了有关该断裂段几何学、运动学、活动时代以及盆地构造属性等方面的一些认识。

(1)几何学特征:浅层物探测线剖面清晰地揭示了3个断点，它们为常德-益阳-长沙断裂中段(隐伏断裂)在空间上的分布状态提供了直接证据;在剖面上表现为一条倾向NNE的正断裂。

(2)活动时代:明显断错了古近纪基岩顶界面，并向上切错下更新统的华田组)、汩罗组)和中更新统下段新开铺组)底界面，而中更新统中段的白砂井组)则平整地覆盖在断裂之上，无任何变形和位错形迹。由此可见该断裂段的最新活动时代在中更新世早期，中更新世中晚期以来已无活动迹象。

(3)运动学参数:断裂两盘基岩顶界面(或下更新统底界面)垂直落差，即第四纪以来总断距为16.10m;越往上断距越小。同一层位，断层上盘的华田组(Q1pht)和汩罗组(Q1pm)的沉积厚度远大于断层下盘的沉积厚度，表明该断裂的活动具有较多的边沉边断的同生性质。

(4)盆地构造属性:以洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段对应的安乡-汉寿凹陷为例，通过对第四纪以来断裂控制的差异性沉降幅度与凹陷内沉积厚度的对比分析，初步认为安乡-汉寿凹陷主要是通过拗陷作用而不是断陷作用形成的。

(5)洞庭盆地与周边隆起山地之间不但断裂发育，同时也是中强地震集中发生的地带。一条断裂是否存在断错早、中更新世地层的构造现象，是判断中强地震发震构造的一个重要标志。

致谢 在野外工作中，得到张裕明研究员、陈国星研究员、周本刚研究员、刘保金研究员、王旭宏教授级高工的指导帮助，在此一并致谢。

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ACTIVITY OF CENTRAL SEGMENT，CHANGDE-YIYANGCHANGSHAN FAULT AT THE SOUTHERN MARGIN OF DONGTING BASIN，HUNAN，CHINA

HAN Zhu-jun1)XIANG Hong-fa1)JI Ji-fa2)
1)Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China
2)Geophysical Exploration Center，China Earthquake Administration，Zhengzhou 450002，China

According to the detailed shallow geophysical survey，drilling，dating，geological geomorphic investigation along the central segment of the Changde-Yiyang-Changshan Fault at the southern margin of Dongting Basin，features about its geometry，dynamics，active epochs and basin structural type are revealed.The central segment of the Changde-Yiyang-Changshan Fault(buried fault)，a normal fault，dips to NNE.It not only offset the Eogene top boundary，but also displaced the Huatian group(ht)，Miluo group(m)of Lower-Pleistocene and Xinkaipu group(x)of lower section of Middle-Pleistocene.The Baishajing group(b)in the middle section of Middle-Pleistocene overlays the fault without any deformation and disruption.The latest active age is the early Pleistocene，but no active evidences after the mid-late Pleistocene are found.Vertical displacement of the top of basal rock(or bottom of Lower Pleistocene)，that is，the total offset at the Quaternary，is 16.10m，but it becomes smaller towards the surface.The fault was coetaneous with the sedimentation of Huatian group(pht)and Miluo(1m).Based on the comparison of fault-controlled subsidence and sediment thickness，it can be concluded that the Anxiang-Hanshou depression was formed mainly by deformation，not by faulting.Both faults and moderate earthquakes are concentrated along the zones between Dongting Basin and surrounding uplifting mountains.It can be looked as an important evidence for determining the seismotectonics of moderate earthquake，whether a fault offsets the lower or middle Pleistocene.

韩竹军，男，1964年出生，1984年毕业于北京大学地质系地震地质专业，1997年于中国地震局地质研究所获博士学位，研究员，现主要研究方向为活动构造与地震危险性分析，电话:010-62009037，E-mail:zjhan0904@163.com。

Dongting Basin，central segment of Changde-Yiyang-Changshan Fault，basin structure type，seismotectonics of moderate earthquake

P315.2

A

0253-4967(2011)04-0839-16

10.3969/j.issn.0253-4967.2011.04.009

2010-09-26收稿，2011-08-18改回。

地震行业科研专项“核电厂地震安全问题研究”(200708003)资助。