大盈江断裂晚更新世以来活动的地质证据

常祖峰 陈 刚 余建强

(云南省地震局，昆明 650041)

大盈江断裂晚更新世以来活动的地质证据

常祖峰 陈 刚 余建强

(云南省地震局，昆明 650041)

大盈江断裂新构造活动特征明显，断层三角面、线性山脊、断层槽地等断层地貌发育，卫星影像上线性特征清晰，断裂对梁河、盈江盆地、桑岗、西帕河等第四纪盆地具有明显的控制作用。根据近年来境内外野外调查结果，大坪子、丙辉村、老新寨、热水塘、广云村等多处断层露头显示错断了晚更新世或全新世地层。丙辉村被错地层年龄为(56.56±4.81)ka BP，断面上发育松软的断层泥;老新寨被错地层年龄为(24.80±2.11)ka BP和(28.80±2.45)ka BP;缅甸境内西帕河 T2阶地上发育断层沟槽，长500m，宽12～16m，深5～8m，T2级阶地形成时代为(10.13±0.86)ka BP。断裂最新活动时代为晚更新世—全新世，以水平左旋滑动为主，NE段滑动速率1.5～2.5mm/a;SW段滑动速率1.2 ～1.6mm/a。

大盈江断裂 晚更新世 左旋走滑 活动

0 引言

大盈江断裂位于滇西与缅甸交界两侧，走向N40°～75°E，SW段延入缅甸境内。由于位于两国交界地带，沿断裂亦无大地震发生，前人对该断裂关注程度和研究工作较少，除少量区域地质资料(马杏垣主编，1989)和少数学者对此断裂局部段落做过一些研究外(虢顺民等，2002;Morley，2007;安晓文等，2009)，对该断裂新活动特征缺乏系统性研究。

根据断裂活动情况，大致以曼线街附近的横向断层为界，大盈江断裂可分为云南境内的NE段和缅甸境内的SW段。NE段为梁河盆地西北缘、盈江盆地东南缘的边界断裂，对梁河盆地、盈江盆地有明显控制作用。虢顺民等(2002)重点研究了云南境内断裂活动方式和活动程度，认为大盈江断裂(中国境内段)属于晚更新世—全新世活动断裂，以左旋走滑为主，兼有正断层分量。SW段NE端始于曼线街一带，往SW经芭蕉寨、卡隆卡、桑刚、西帕河，止于八莫盆地边缘。安晓文等(2009)重点研究了断裂SW段的活动情况，认为SW段为晚更新世活动段，以左旋走滑为主，但对于中国境内段活动如何基本未涉及。Morley(2007)根据卫星影像线性特征认为，该断裂属于左旋滑动的新生代活动断裂。上述学者更多地从卫星影像特征、阶地位错和断层地貌分析了断裂的活动特征和滑动速率，对于晚更新世以来有过明显活动的断裂来说，似乎缺乏更多实质性的地质证据和系统性研究，断裂活动的动力学机制也需要探讨。

由于地理位置的原因，断裂附近缺乏历史地震记录，但近年来沿大盈江断裂中强地震活动频繁。断裂SW段缅甸卡隆卡一带2000年10月6日发生了5.8级地震，11月6日又发生了4.7级地震，2008年3月21日发生了中缅交界处5.0级地震;NE段梁河一带历史上曾发生1757年和1899年2次5⅟²级地震。近期，特别是2011年以来，中国境内沿断裂小震活动频繁，先后发生了一系列3级以上地震，如2011年1月1日盈江4.6级地震、1月2日盈江4.8级地震、2月1日盈江4.8级地震、3月10日盈江5.8和4.7级地震等。其中5.8级地震(24.7°N，97.9°E)造成了25人死亡，134人重伤，116人轻伤，盈江县、陇川县、瑞丽市、芒市和梁河县受灾严重。因此，对大盈江断裂开展深入研究，对于该区强震危险性评估具有重要的理论意义和实用价值。

1 大盈江断裂的几何展布与地貌表现

大盈江断裂北端始于腾冲以西，沿梁河盆地、盈江盆地边缘延伸，经曼线街、芭蕉寨、西帕河，止于八莫盆地，全长约140km。断裂走向N40°～75°E，主体倾向NW，局部SE，倾角较陡，彼此呈左阶羽列展布(图1)。断裂切割中元古界片岩、大理岩、板岩、变粒岩组成的变质基底和由古生界碎屑岩、碳酸盐岩组成的盖层。沿断裂发育碎裂岩、角砾岩、断层泥等，断裂对沉积岩建造和岩浆岩活动有明显的控制作用。新构造运动时期特别是晚第四纪以来断裂新活动明显。大致以曼线街附近的横向断层为界可分为NE段和缅甸境内的SW段。NE段对梁河盆地、盈江盆地有明显控制作用，断裂走向N30°～50°E，长约90km，为晚更新世—全新世活动段。SW段NE端始于曼线街一带，向SW经芭蕉寨、西帕河，止于八莫盆地边缘，断裂走向N50°～80°E，长约50km，晚更新世以来活动迹象明显。

图1 大盈江断裂及邻区地震构造图Fig.1 Seismo-tectonic map of Dayingjiang Fault and its vicinity.

地貌特征是地质构造格局的基本反映，是新构造运动作用过程中必然的规律分布，是新构造断裂、块体运动和侵蚀风化作用的综合结果。沿断裂最为活跃的地貌特征主要表现为断层活动后留下的断层陡崖、断层线性特征、新鲜的断层三角面、阻塞脊等(Edward et al.，1996;杨景春等，2001;李祥根，2003)。

断裂在航、卫片上线性特征清晰，呈直线状延伸，在数字高程图像上也表现为平直的线性特征(图2)。在盈江盆地东南部边缘，沿断裂有一系列的晚更新世和全新世洪积扇裙、洪积锥发育，并有串珠状温泉出露，盈江盆地的NE端沿断裂有喜马拉雅期花岗岩侵入。断裂对大盈江有着明显的控制作用，盈江县旧城至梁河段，河谷呈V型沿断裂发育。在缅甸桑刚第四纪盆地NE方向，太平江(大盈江下游缅甸境内称太平江)呈直线型延伸，长度4～5km，经实地测量其弯曲系数(河流实际长度/河流两端点间直线长度)为1.05。断层活动程度与河流弯曲系数密切相关，弯曲系数越小，表明断层最新活动越强。河流呈直线型延伸，说明断层新活动后河流顺断层破碎带下蚀而成，河流还未进行侧蚀作用或河流侧蚀作用很弱，断层破碎带对河流的约束作用较强。

图2 大盈江断裂及其附近地区数字地形高程图像Fig.2 Digital elevation map of the Dayingjiang Fault and its vicinity.

盈江盆地东南缘沿断裂发育一系列的断层三角面、断层崖、线性山脊(沿断裂走向线性延伸的单薄山脊)和阻塞脊(shutter ridge)等断层地貌。断层三角面坡度30°～45°，坡度较陡。在南奔河和太平江交叉口附近，可见一系列的断层三角面定向排列 (图3)，在大的断层三角面中还有坡度较陡的小型三角面，其坡度35°～40°，大三角面坡度30°左右，反映出大型三角面是早期断层活动的产物，由于流水的切割侵蚀，坡度逐渐变缓，而大型三角面之中的小型三角面则是断层最新活动留下的痕迹。

图3 南奔河和太平江交叉口附近断层三角面示意图Fig.3 Sketch map of fault facets at the junction of the Nanben Fiver and the Taiping Fiver.

沿断裂水系位错多见，水系左旋同步扭动明显，扭距在100～600m之间。在弄璋附近，可见第四纪不同时期的多种断错地貌，基本上反映出第四纪不同时期左旋扭动的活动状况。在中缅交界勐俄—曼面一带，大盈江左岸多条支流发生同步肘状弯曲位错(图4)，断层错断户撒河、枯利河等河流，断距80～100m、350m、1 200m不等，表明断层具有左旋运动的性质。

图4 勐俄—曼面一带断层河流位错示意图Fig.4 Sketch map of stream offset at Meng'e-Manmian.

2 断裂晚更新世以来活动的地质证据

梁河、盈江新生代盆地明显受此断裂控制 (图1)，延伸方向与断裂走向一致。盈江盆地呈NE向展布，长50余km，宽10～15km，呈长条形延伸。盆地内第四系以中更新统—全新统为主，厚达数百m，缺失下更新统堆积;下部为新近纪砂、砾石层和黏土夹褐煤层;梁河盆地也呈NE走向，长30km，宽约6～8km，盆地内主要为大盈江冲积、洪积相第四纪砂层、砾石层松散堆积，厚300余m。断裂西南段对缅甸桑刚、西帕河等第四纪盆地有明显的控制作用。这些盆地呈NE向长条状延伸，盆地边缘平直，受构造控制明显。

大盈江断裂不仅对梁河、盈江新生代盆地有明显的控制作用，沿大盈江发育的河流阶地砂砾石层中尚发育多条晚第四纪断层，这些新活动的断层一般切错了阶地中的晚更新世地层，这是断裂新活动的直接证据。

2.1 大坪子第四纪断层剖面

新活动的断层位于梁河县囊宋马茂村南大坪子大盈江T2级阶地沉积层内(24°52'37″N，98°23'01″E)，沉积物主要为砾石、砂、黏土、淤泥等 (图5)。剖面上发育7条断层，F1断层产状0°/W∠80°;F2断层产状7°/NW∠78°，倾滑错距43cm;F3断层产状10°/NW∠75°，倾滑错距42cm;F4断层产状300°/NE∠60°，倾滑错距21cm;F5断层产状30°/SE∠44°，倾滑错距11cm;F6断层产状10°/SE∠45°，倾滑错距50cm;F7断层产状70°/NW∠70°。上述断层错断了T2阶地晚更新世地层，说明晚更新世以来断裂有明显活动。

图5 大坪子第四纪断层剖面Fig.5 Cross section of the fault at Dapingzi.

2.2 盈江丙辉村第四纪断层剖面

在盈江丙辉村冲沟阶地砾石层和砂层中 (图6，照1)(24°39'00″N，97°58'29″E)发育3条第四纪断层，2条NE向，1条NW向。F1断层产状为50°/NW∠60°，F2产状为55°/NW∠68°，F3断层产状300°/SE∠45°。被错断砂层热释光年龄为(56.56±4.81)ka BP，表明断层自晚更新世以来有过最新活动。沿断面局部可见清晰的断层泥(照2)，青灰色，新鲜，呈松软状态，厚度3～5mm。断层泥在第四纪断层中比较少见，且经考察不是地下水软化作用的结果。根据断层胶结状态判断，断层的活动时代可能为晚更新世—全新世。

图6 盈江丙辉村第四纪断层剖面Fig.6 Cross section of the fault at Binghui village.

照1 丙辉村第四纪断层Photo 1 The Quaternary fault at Binghui village.

照2 丙辉村第四纪断层面上的断层泥Photo 2 Gouge on the fault plane of the Quaternary fault at Binghui village.

2.3 梁河老新寨第四纪断层剖面

梁河老新寨大盈江河流T2阶地上发育3条 NE向断层(24°47'49″N，98°16'35″E)，断层产状分别为50°/NW∠45°、50°/NW∠55°和50°/NW∠55°，被错地层为晚更新世晚期沉积 (图7)。图8和照3为局部放大的断层剖面和照片，标志层褐黄色黏土被多次断错。被错断地层热释光测年结果分别为(24.80 ±2.11)ka BP和(28.80 ±2.2.45)ka BP，表明断层自晚更新世以来有过最新活动。从细部褐黄色黏土标志层对应关系来看，正断层性质不甚明显，也有些层位对应关系紊乱，分析认为是断层具有明显的走滑运动所致。局部的正断层关系也是断层走滑运动造成的。

图7 梁河老新寨第四纪断层剖面Fig.7 Cross section of the fault at Laoxinzhai village.

图8 梁河老新寨第四纪断层局部剖面Fig.8 Part of the cross section of the fault at Laoxinzhai village.

照3 老新寨第四纪断层局部剖面Photo 3 Part of the cross section of the fault at Laoxinzhai village.

2.4 梁河热水塘村第四纪断层剖面

梁河热水塘村断层发育于大盈江T3河流阶地砾石层中 (图9)(24°54'29″N，98°23'17″E)，断层错断了上更新统砾石层，沿断面有砾石层定向排列现象，并有3～8mm厚的松软断层泥发育。此处沿断层形成多个温泉，水温50～60℃，最高接近90℃。在距离此处2～3km的公路边也有多个温泉出露。

图9 热水塘村断层剖面图Fig.9 Cross section of the fault at Reshuitang village.

2.5 盈江广云村南1km第四纪断层剖面

广云村附近见断层发育于花岗岩中 (图10)(24°38'17.70″N，97°56'14.20″E)，断层产状分别为80°/SE∠75°、50°/SE∠60°，F1与 F2之间为松散的角砾岩，根据胶结程度判断可能属于全新世活动的产物。F2断层形成较晚，在断层面上有少许松软的灰白色断层泥发育，说明该断层活动时代较新。

缅甸大盈江断裂西南段，由于构造侵蚀作用和构造剥蚀作用较强，第四系发育较少等原因，比较典型的第四纪断层保留较少。但沿断裂追踪，断层地貌清晰，在西帕河盆地边缘发育一系列新鲜的断层三角面，西帕河T2阶地上发育断层沟槽和断层陡坎，断层沟槽长500m，宽12～16m，深5～8m。通过对断层沟槽边缘的T2级阶地砂层取样进行热释光年代测定，得出其形成时代为(10.13±0.86)ka BP，表明断层在晚更新世晚期甚至全新世曾有活动。

图10 广云南1km断层剖面图Fig.10 Cross section of the fault about 1km south of Guangyun village.

3 断裂运动性质与滑动速率

无论NE段或SW段，在大盈江断裂沿线可见多条冲沟和洪积扇同步左旋位错，表明断裂新构造活动以左旋走滑为主。

下濑东一带阻塞脊地貌非常清晰，由于断层的左旋运动，使得山脊和溪流同步左旋位错，错距约100m。龙果来附近可见断裂山脊同步位错20～30m不等，附近发育的冲沟同步左旋位错20～35m不等 (图11)，洪积扇位错约70m，洪积扇堆积物的热释光年龄为(2.56±8.05)ka BP，由此推断水平滑动速率为2.5mm/a。

旧城喊撒村附近老洪积扇上的小河形成3级阶地，其中T2、T3阶地位错量分别为15m和30m(图12)。T2阶地的热释光年龄为(10.93±0.93)ka BP，表明断层晚更新世末期仍有活动，据此推断其水平滑动速率为1.5mm/a。

综合分析认为，大盈江断裂NE段属晚更新世—全新世活动断裂，以左旋走滑为主，其水平滑动速率为1.5～2.5mm/a，与虢顺民等(2002)的研究成果2～3mm/a比较接近。

大盈江断裂SW段同样表现为左旋走滑运动。缅甸桑刚村太平江边见陡立断层带宽约20m，产状50°～70°/SE∠85°，断层附近几条小溪左旋位错30～40m，小溪堆积物热释光年龄为(24.80±2.11)ka BP，表明晚更新世晚期以来断层有过活动，由此计算其水平滑动速率为1.2 ～1.6mm/a。

图11 龙果来村东侧冲沟位错示意图Fig.11 Sketch map of displacement of gullies at the east of Longguolai village.

4 结论与讨论

(1)根据以上阐述，大盈江断裂新构造活动特征明显，断层三角面、线性山脊、断层槽地等断层地貌发育，冲沟同步左旋位错明显，卫星影像上线性特征清晰。洪积扇、温泉等沿断裂呈串珠状分布，断裂对梁河、盈江、桑岗、西帕河等第四纪盆地具有明显的控制作用。大坪子、丙辉村、老新寨、热水塘、广云村等多处露头剖面揭示出，断层错断了晚更新世或全新世地层，并在断面上发育松软的断层泥，表明断裂自晚更新世以来具有明显的活动特征。总体而言，断裂以水平左旋滑动为主，NE段水平滑动速率1.5～2.5mm/a;SW 段滑动速率1.2 ～1.6mm/a。

图12 喊撒村附近小河阶地位错示意图Fig.12 Sketch map of displacement of stream terraces near Hansa village.

(2)断裂以水平走滑运动为主。3月11日盈江5.8级地震的震源机制解为:P轴方位角24°，倾角2°;T 轴方位角 114°，倾角 13°;N 轴方位角321°，倾角87°;节面Ⅰ方位角70°，倾角82°;节面Ⅱ方位角158°，倾角79°。震源机制解表明这是一次典型的走滑型地震，结合构造背景分析认为，是在主压力轴为NNE-SSW的构造应力场作用下，沿NE向断层(节面Ⅰ)水平滑动产生的。此次地震烈度等震线长轴方位与断裂走向一致，也说明大盈江断裂为此次地震的发震断裂。这从侧面印证了断裂的走滑性质。

(3)从大的区域构造背景看，大盈江断裂处于滇缅弧形构造中，西侧缅甸境内有右旋走滑强烈的近SN向的实皆断裂，北部有喜马拉雅东构造结，南部则有一系列NE—NEE向断裂，如殿厂-平山断裂、瓦德隆断裂、龙陵-瑞丽断裂、畹町断裂和南汀河断裂等。值得注意的是，这些NE—NEE向断裂，在SW-NE向挤压构造应力场的作用下(崔效锋等，2006;钱晓东等，2011)，均以左旋水平滑动为主(Anne et al.，2005;Morley，2007)，显然是受制于统一的动力学环境。实皆断裂整体呈近SN向展布，但在瑞保以北则呈马尾状分为NNE向的多条分支断裂。分析认为，在实皆断裂强烈右旋走滑运动(18～20mm/a)(Nielsen et al.，2004)的背景下，缅甸块体在北部受到了喜马拉雅东构造结和前缘弧形挤压断裂的横向阻挡，实皆断裂以东的缅北块体和滇西块体产生了顺时针旋转，进而产生了SW-NE向挤压构造应力场，致使包括大盈江断裂在内的NE—NEE向断裂产生了水平向的左旋滑动。这种地块旋转效应可能与青藏高原向东挤出作用是同一形成机制。

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GEOLOGICAL EVIDENCE OF ACTIVITY ALONG THE DAYINGJIANG FAULT SINCE LATE PLEISTOCENE

CHANG Zu-feng CHEN Gang YU Jian-qiang
(Earquake Administration of Yunnan Province，Kunming 650041，China)

There are evident neotectonic characteristics along the Dayingjiang Fault，with fault landforms developed，such as fault facet，linear ridges，fault troughs etc.，and clear linear features in satellite images.The Quaternary Basins of Lianghe，Yingjiang，Sanggang and Xipahe are obviously controlled by the fault.Based on field investigation results at home and abroad in recent years，the fault has displaced the Late Pleistocene or Holocene strata，as revealed by the outcrops at Dapingzi，Binghui，Laoxinzhai and Guangyun.At Binghui village，the age of the displaced stratum is(56.56 ±4.81)ka BP，and on the fault plane，loosely consolidated gouge is developed.The ages of the displaced strata at Laoxinzhai village are(24.80 ±2.11)ka BP and(28.80 ±2.45)ka BP.At Xipahe of Myanmar，there is a fault trench developed on T2terrace，with 500m in length，12 ～ 16m in width and 5 ～8m in depth，and the terrace formation age is(10.13 ±0.86)ka BP.It means that the latest active time of Dayingjiang Fault is late-Pleistocene to Holocene，and the fault has been dominated by left-lateral slip，with an average left-slip rate of 1.5 ～ 2.5mm/a along the northeastern segment and 1.2 ～1.6mm/a along the southwestern segment.

Dayingjiang Fault，late-Pleistocene，left-lateral strike-slip，activity

P315.2

A

0253-4967(2011)04-0877-12

10.3969/j.issn.0253-4967.2011.04.012

2011-06-13收稿，2011-10-08改回。

常祖峰，男，1966年生，1987年毕业于北京大学地震地质专业，1999年在北京大学地质系获得硕士学位，高级工程师，主要从事地震地质工作，电话:0871-3373589，E-mail:zufch@163.com。