西藏里龙断裂活动性初步研究

张　祎，郭　瑾，吴德超

(成都理工大学，四川　成都　610059)

西藏里龙断裂活动性初步研究

张祎，郭瑾，吴德超

(成都理工大学，四川成都610059)

摘要：里龙乡位于西藏林芝地区米林县，雅鲁藏布江与里龙河谷交汇处。近年的研究发现，该地区可能发育有一条或数条活动断层①文中活动断层定义采用晚更新世(1×105a)为标准。。为了对今后的公路桥梁、隧道等工程建设提供较为准确的参考依据，2013年对该地区进行了详细的调查。研究中采用了野外实地调查，化探采样进行室内分析等方法，逐步了解清楚该地区断裂的构造、展布特征以及活动性的特点。此次调查发现，里龙断裂为一条全新世仍在活动的，具有以走滑性质为主的逆断层。

关键词：活断层；活动性；里龙断裂

0引言

西藏里龙乡就地理位置来说，位于雅鲁藏布江下游地区；从大地构造上来看，位于印度板块与欧亚板块的接合部，属于喜马拉雅构造带的“东构造带”，横跨雅鲁藏布江缝合带，断裂构造发育，活动性强，新构造运动强烈，地震活动频繁且震级高，内外动力地质作用强烈，区域构造稳定性差。该区域基础地质研究程度低，基础资料欠缺，第四系覆盖深厚，对其主要断裂的分布及活动性研究难度较大。

新近发现的通过该镇的里龙断裂为该区一条较为重要的断裂，前人资料[1-2]表明上述断裂(带)可能为规模较大的晚第四纪活动断裂，但其展布、规模，运动学、动力学及年代学特征不清楚。因此，有必要在已有资料的基础上进行深入研究，重点解决几何学及活动性问题。

笔者通过前人资料及成都理工大学承担的《雅鲁藏布江下游地质构造研究》项目，对里龙断裂的性质、活动性进行了初步的调查研究，并取得一定的成果。

1里龙断裂展布特征

1.1　里龙断裂地表露头特征

根据前人资料推测得出的里龙主断裂在本次调查中发现其在里龙乡一带出露不佳，但顺断裂走向(SE-NW)在里龙河两岸，仍能发现其踪迹(见第32页图1中F4)。

在里龙上游约2 km公路内侧陡壁，发育着因里龙断裂错断而形成宽约10 m的破碎带，其内发育有一系列小断层，通过对其产状、变形特征的研究，可了解里龙断裂的特征。该破碎带，基岩为石英闪长岩，岩石破碎，发育2条小断层(f1、f2)，剖面可分如下6个带(见第32页图2)。

(1) 劈理化带。宽约1 m，浅灰色近南北向破劈理发育，破裂间距数厘米。

(2) 断层f1。破碎带50～60 cm，发育脆性系列断层岩—构造角砾岩、碎斑岩。破碎带西侧发育数厘米断层泥，泥面光滑，较新鲜，其上可见磨光面、进步及擦痕线理，产状为25°S，阶步显示左行走滑。断层面产状265°∠40°(由于重力变形使其倾角变小，向下倾角明显增大)，断层泥石英形貌显示晚更新世-全新世活动特征，ESR年龄(3.85±0.23)×104a。

(3) 构造透镜体—破劈理带，宽3～4 m，劈理产状变化较大，西倾、东倾均有，倾角30～40°、60～70°，大体呈反扇形分布，东侧东倾，西侧西倾。构造透镜体最大扁平面也有类似情况，两侧定向较好，中部定向较差，透镜体大小不均。

(4) 破劈理带。宽约1 m，类似于(1)带，破裂间距数厘米，东倾，倾角中等。

(5) 断层f2。破碎带30～40 cm，发育脆性系列断层岩—构造角砾岩、碎斑岩。破碎带中未见断层泥，断层岩松散且具褪色现象(灰色退为褐色)。断层面产状260°∠38°(由于重力变形使其倾角变小，向下倾角明显增大)。

(6) 破劈理带。宽1～2 m。类似于(4)带，浅灰色破裂间距数厘米，东倾，倾角中等(可能由于重力变形使其倾角变小，向下倾角明显增大)。

图1　雅鲁藏布江部分断裂及地气剖面分布图Fig.1　Distribution of faults in area of Yalu Tsangpo River and profile of geogas

图2　里龙西断裂剖面Fig.2　Profile of west segment of Lilong Fault

在里龙南，里龙河右岸陡壁，里龙断裂影响带中伟晶岩脉发育，劈理近南北向陡倾展布，前者也已经劈理化。

在里龙河左岸设佃普一线，断层迹象不明显，说明断层可能沿河谷及右岸展布。

继续向南，在宜当南约1 km处，尚见里龙断层微弱迹象。见一宽约数十厘米破碎的基性岩脉，两侧为密集节理带，而后则为稀疏节理，闪长岩体变形微弱。

在恰里果帮嘎南沟(宜当南)继续向南约3 km，均未发现断层踪迹，基岩破碎迹象不明显，说明里龙断裂在宜当—恰里果帮嘎之间消失。

向北，里龙断裂从堆米村滑坡体后缘冲沟通过，主断层被滑坡堆积物掩覆。滑坡体形成的堰塞堆积物未受变形，仍保持水平状态。堆米东侧小山梁发育近南北向次级断层，破碎带中充填伟晶岩脉，脉体破碎，劈理发育，劈理化带由于差异风化而在小山脊上形成(凹槽)负地形。

继续向北，在堆米—来蒙牛场一带，未发现明显的断层迹象，且由来蒙牛场继续向北约2 km依然没有发现断层要素的存在。因此，推断断层向北于来蒙牛场一带消失。

1.2　里龙断裂隐伏段的确定

1.2.1地气测量隐伏断层技术方法

工作中，对里龙断裂隐伏段的测定主要是通过对地气的测量[3]来实现。多年的研究已经证实，地球内部普遍存在着一种垂直上升的气流，这些气流在向地表迁移的过程中，会携带走迁移路径上以纳米颗粒尺寸形式存在的固体颗粒，形成含有多种元素(可达30～40种)的地气流即地气。断层的存在，会为地气的迁移提供便利。因此，在断层的上方，地气量将大于其他地区，地气中很多元素的含量会明显高于背景值。

研究表明，在断层上方，稀土、Zn、Pb等元素会出现异常，利用高灵敏度的分析检测技术可以对这种异常进行识别和提取。为此，通过捕获测点上的地气物质，分析其中以10-9～10-12含量级的前述元素，提取多元素异常，就可以为断层定位提供依据。工作中，所用的快速地气测量，是用气泵和液态捕集剂在地表捕集地气物质，取回后用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)做多元素分析。采样设备轻便，采样周期短，样品分析快，获取的元素信息丰富。由于所捕集的地气物质均来自地下深部，其反映的是深部信息，则地气测量受地表覆盖物影响小。地气测量是一种找隐伏构造和隐伏矿的新方法，在上世纪80年代初由瑞典学者提出。该方法自上世纪80年代末引入我国后，先后被成都理工大学、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、中国地质大学、东华理工大学、中山大学等国内多家单位研究和应用，方法技术已趋成熟，达到了国际先进水平。

地气样品分析工作由成都理工大学的质谱分析实验室完成，使用Perkin-Elmer公司制造的 ELAN DRC-e型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。ICP-MS工作条件为：采用跳峰模式；进样时间10 s，测量时间60 s，清洗时间10 s；测量的目标元素39种，但主要为稀土、Zn、Pb、Cd、Cu、Sr、Y、Mn等。

通过地球化学原理综合计算，该区的地气元素背景值、异常下限值，异常衬(程)度平均值等，如表1所示[4]。

表1　米林—玉松坝址区部分地气元素背景值及异常下限值(ppb)

1.2.2里龙断裂地气剖面特征

从地形地貌及第四系错断特征等资料[5]分析，里龙断裂大致沿里龙河谷分布，但里龙河(里龙曲)谷下游宽达数百米至一千米以上，上游植被及崩坡积物覆盖深厚，露头十分有限。因此，本次工作在里龙乡北约200 m探槽处实测地气剖面(见图1 PM15)，以了解隐伏断层。剖面方向与探槽一致，跨探槽下方围栏小陡坎，斜距165 m，地气测点12个，取样12件，分析数据468组。测量结果表明，该剖面中存在2处明显异常(见第34页图3)：一是在30 m斜距(与探槽基本一致)存在异常，有16个元素在该点出现相对高值，占测量总元素的41%。其衬度值最小为1.444(Rb)，最大为12.98(Ni)。异常值中Cu的异常为平均异常值的2.366倍，Ni的异常为平均异常值的4.615倍；二是在135 m斜距存在异常，有11个元素在该点出现相对高值，占测量总元素的28%。其衬度值最小为1.759(Y)，最大为3.132(Th)。异常值为平均异常值的0.272倍(Sm)～1.751倍(Th)，为异常下限的0.610倍(Gd)～1.12倍(Th)。根据异常位置，该剖面的30 m与135 m异常点应当是里龙断裂通过之处。

2里龙断裂活动性研究

综合研究表明，里龙断裂可能具有全新世活动性特征，主要表现为第四系变形及地貌特征。

2.1　第四系变形特征

在里龙断裂带通过处，发育有晚第四纪至全新世变形现象。里龙河右岸近河口台地上部第四系覆盖层见强烈变形现象，上覆粉砂层、泥质层变形揉皱，下伏砾石层变形不明显。

在里龙乡西公路内侧沙坑陡壁30～40 m剖面中，出露里龙断裂第四系变形现象。构造变形强烈(见第34页图4)，Ⅱ级阶地河床相砾石层及河漫滩相沙—泥质层强烈扰动变形。产状混乱，保持原始水平产状者甚少，倾斜、直立、倒转均可见(见图4c)。砾石最大扁平面紊乱，多与泥质层、粉砂层同步或不协调变形。砾石层、沙—泥层岩性搅和，相互穿插，条带状、不规则团块状、揉皱状、楔状等(见图4b)，可能为地震成因的震积岩。西侧砾石层还是强烈褶(揉)皱，褶皱斜歪、紧闭，轴面近南北向，向西中—陡倾斜(见图4c)。剖面中断层也较发育(见图4d)，总体走向近南北，向东或西中—陡倾斜，主要表现为正—走滑或逆—走滑，小断层断距数十厘米，明显错断砾石层或沙层。

该处阶地砂质沉积物年龄为(3.2±0.3)×104a(ESR)，断层破碎带物质年龄为(1.8±0.2)×104a(ESR)。

该阶地平面上还发育追踪张(节理)，呈“之”字状展布(见图4a)，可以排除当地村民开挖沟渠的可能性，是否为地震成因，有待进一步考证、研究。

图3　里龙断裂地气剖面(PM15)Fig.3　Geogas profile of Lilong Fault (PM15)

图4　里龙西第四系变形特征Fig.4　Quaternary deformation of western Lilong

课题组于2013年在里龙北约200 m河滩上开挖3条探槽，其中2条探槽(见图5、第35页图6)揭露出晚第四纪强烈变形现象，沙层、泥质层及砾石层受到明显变形、扰动及错断，并显示多期活动特征，发育一系列断层，陡倾、缓倾均有，产状变化较大，东支断裂产状265°∠75°，时代较新，切割冲沟中的堆积物，直达地表。西支断裂较早，断裂没有断错表层1.5 m左右的风成沙土和砂层， 该沙层 (上覆未变形样品L2)14C年代为(2 100±30) a[1]，下伏变形砾石层(L1)样品为(9 620±40) a[2]，据此可以判断，至少在2 100年至9 620年之间曾发生过变形事件。

1 浅灰黄色砾石层夹粗砂，粒度为1~20 cm大小不等，分选差，磨圆好，没有胶结，采取碳样TC-1-I、2；2 灰黑色粉砂层，有层理，胶结硬；3 铁黄色砾石层与灰黑色砂层互层，分选磨圆较好，明显被多次错断；4 灰黑色粉砂层，采样；5 灰黄色粗砂与黄色砾石层互层；6 灰黄色粉细砂层，具水平层理，采样LLTC-1-9、10；7 砾石层，磨圆好，分选差，粒度1~20 cm不等；8 灰黑色粉砂夹砾石层，采样LLTC-1-5、6；9 灰黄色风成砂。图5　里龙北探槽一Fig.5　Trench 1 in north of Lilong

1 灰黄色风成砂；2 灰黑色中粗砂夹砾石层，分选、磨圆中等，成分主要为石英、花岗岩等，采样LLTC-3-7、8；3 灰黑色粉砂夹砾石层，磨圆好，砾石粒度5~10 cm；4 灰黑色粗砂夹砾石层，粒度2~3 cm，磨圆好，分选差；5 砾石层，分选差，磨圆好；6 灰黑色粉细砂层，采样LLTC-3-1、2；7 灰黑色粗砂夹砾石层，采样LLTC-3-5、6；8-9 灰黑色粉砂粘土与灰黄色细砂互层，采样LLTC-3-3、4；10~15 黄色砾石层与灰黑粗粒砂砾石互层，局部被错开；16 灰黄色砾石层夹粗砂，粒度为1~20 cm大小不等，分选差，磨圆好，没有胶结；17 灰黑色粉砂层，有层理，胶结硬。图6　里龙北探槽三Fig.6　Trench 3 in north of Lilong

在里龙南约1 km处，开挖一处探槽(见图7)，探槽揭露出下部黑色第四纪砂砾层中发育一系列走向北东的断裂，并有明显的砂土液化现象。上覆厚4～5 m浅黄色砂层，砂层底部发育火焰状构造，可能为砂土液化所致，下部断裂没有断错上覆砂层。

2.2　地貌特征

里龙断裂具有较为明显的负地貌特征。如，断裂带通过部位形成明显的坡中谷和山脊位移，在里龙乡江北岸，见到断裂通过处基岩破碎，山脊处有垭口，小山脊具右行错动形迹(见图5)；在里龙乡附近可见断裂带通过处形成明显的陡坎地貌且沿断裂带发育，陡坎高2～3 m，陡坎方向NNW，与里龙断裂走向一致。

3结论

经地表地质调查、化探探测及探槽的资料，目前认为里龙断裂北起来蒙牛场，经堆米村，里龙乡，南止宜当村。目前控制展布长度约39 km，大部分沿里龙河谷分布，走向NNW，向SW陡倾。通过对破碎带中擦痕、阶步及第四系变形特征的研究，发现里龙断裂为具有左行走滑性质的，全新世仍在活动的逆断层。

1 河湖相粉细砂与粗砂互层，有火焰状沉积构造或者沙土液化，采样；2 灰色砂砾石层，采样LLG-3、4；3 细粒砂砾石层，采样LLG-1、2；4 粗粒砂砾石层；5 灰黑色砂砾石层，粒度0.1~2 cm，磨圆好，成分主要为石英、花岗岩等；6 灰黑色粉砂层，具层理，采样LLG-5、6；7 灰黑色粗砂层；8 灰色砾石层，粒度1~4 cm，分选磨圆好；9 粗砂层，粒度1 cm之内；10 浅黄色粉细砂层；11 野外观测为浅黄色细砂夹大砾石，为沙土液化所致。图7　里龙南探槽Fig.7　Trench in south of Lilong

参考文献：

[1]中国地震局地质研究所.雅鲁藏布江下游水控制性水库工程场地地震安全性评价报告[R]，2013.

[2]中国地震局地质研究所.雅鲁藏布江下游里龙—直白河段断层活动性研究[R]，2013.

[3]方震，刘耀伟，杨选辉，等.地震断裂带中气体来源及运移机制研究进展[J]，2012，27(2)：484-495.

[4]成都理工大学.雅鲁藏布江下游地区区域地质与构造稳定性初步研究[R]，2009.

[5]中国地质大学.雅鲁藏布江中游河段遥感地质解译研究报告[R]，2007.

A Preliminary Study on the Activity of Lilong Fault in Tibet

ZHANG Yi, GUO Jin, WU De-chao

(Chendu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059, China)

Abstract:Lilong, located in Milin County, Linzhi District of Tibet, is in the junction of Yalu Tsangpo River and Lilong River valley. In recent years, the study found that there may be one or several active faults in the area. Detailed investigation of the area was made in 2013 to provide accurate geology for road, bridge and tunnel construction. Field investigation and geochemical sampling were carried out to find the features of structure, distribution and activity of the fault. The study found Lilong Fault is a Holocene-active reverse fault with strike slip.

Key words:Active fault; Activity; Lilong Fault

作者简介：第一张祎(1988—)，男，四川省阆中市人。成都理工大学在读硕士研究生。

收稿日期：2014-10-15

中图分类号：P316

文献标志码：A

文章编号：1000-6265(2015)01-0031-05