耿达—陇东断裂地质地貌调查及活动性探讨

王明明，马 超，李大虎，汤才成，黄成程

(1.四川省地震局工程地震研究院，四川 成都 610041； 2.四川赛思特科技有限责任公司，四川 成都 610041)

耿达—陇东断裂地质地貌调查及活动性探讨

王明明1,2，马 超1，李大虎1，汤才成2，黄成程2

(1.四川省地震局工程地震研究院，四川 成都 610041； 2.四川赛思特科技有限责任公司，四川 成都 610041)

2013年芦山M7.0级地震发生后，龙门山断裂带南段的地震活动性及发震能力受到了广泛关注。通过野外调查和地球物理探测，对龙门山断裂带南段的后山断裂即耿达—陇东断裂的活动特征进行了调查，研究结果显示，耿达—陇东断裂线性特征较差，断层形迹模糊，断错地貌不甚发育，仅见到宽约60 m的断层破碎带，断裂活动性较弱，在耿达乡断层未断错河流的T3级阶地，因此推断该断裂为早—中更新世活动断裂。

龙门山断裂带；耿达—陇东断裂；断裂活动性

龙门山推覆构造带作为巴颜喀拉地块向东运动的边界断裂有着较强的活动强度，但历史地震记载较少。汶川地震发生之前，历史记载及现代仪器记录表明龙门山断裂带只发生过5次6级以上强震，分别是1970年2月24日大邑西6.3级、1958年2月8日北川6级、1941年宝兴西6级、1657年4月21日汶川6级和1327年天全西≥6级地震，没有记录到7级以上地震的发生。这种水平较低的地震活动，使得我们在汶川地震之前对龙门山断裂带的发震能力缺乏足够的认识。

随着2008年汶川Mw7.9地震的发生，龙门山断裂带地震活动开始变得活跃。汶川地震形成240 km逆断层型地震地表破裂带，最大同震垂直位移达8.6±0.5 m，最大右旋走滑位移达4.9±0.4 m，同震地壳缩短量7 m左右，并伴有多次强余震，6级以上余震8次[1-2]。2013年4月20日芦山7.0级地震，是继2008年汶川8.0级特大地震近5年后龙门山断裂带上又一次破坏性地震，震中位于龙门山推覆构造带南段芦山县境内，与发生在龙门山推覆构造带中段的汶川地震起始破裂点或震中相距约85 km[3-4]。

2013年芦山地震与2008年汶川地震破裂一起反映出青藏高原中东部巴颜喀拉块体向东偏南的块体运动，在龙门山附近受到华南块体强烈阻挡，出现地壳缩短和龙门山体隆升现象；巴颜喀拉块体东向偏南运动引起了自1997年可可西里无人区玛尼Mw7.6级地震以来中国大陆地区绝大部分Mw≥6.5级地震在巴颜喀拉块体边界断裂带上的群集[5-6]，其NW向边界断裂左旋走滑运动和东南边界NE向断裂挤压缩短显示出巴颜喀拉块体确实存在向东偏南的整体运动，2008年汶川地震和2013年芦山地震的震源破裂以逆断层错动为主，是巴颜喀拉块体向东偏南运动在龙门山推覆构造带附近与稳定的华南块体碰撞、挤压引起地壳缩短的产物[4,7-8]。

汶川地震的发生使得我们对龙门山断裂的发震能力有了重新认识，而2013年芦山M7.0地震发生在龙门山断裂带南段前山断裂即双石—大川断裂附近，使得龙门山断裂带南段的活动性受到广泛的关注。耿达—陇东断裂是龙门山断裂带南段的后山断裂，本文通过对耿达—陇东断裂进行野外调查，以及对断层破碎带的鉴定及断错地貌的识别，对耿达—陇东断裂的运动特征进行了探讨。对龙门山断裂带南段后山断裂即耿达—陇东断裂的运动特征和活动性的研究，不仅对龙门山断裂带南段的地震危险性评估提供支撑材料，还有助于理解巴颜喀拉地块的运动方式及大地震的孕育和发生。

1 区域构造背景

龙门山推覆构造带是巴颜喀拉地块东侧的边界断裂，长约500 km，宽30～50 km，其断层滑动以逆冲为主，兼具右旋走滑分量。在青藏高原持续隆升并整体向北—东挤出的构造背景下，巴颜喀拉地块沿着龙门山推覆构造带向东挤向规模巨大且相对稳定的华南地块，由西向东的顺序，龙门山断裂带主要包含后山断裂、中央断裂、前山断裂和山前隐伏断裂，这些断裂呈叠瓦状展布。汶川地震的发生，使得我们对龙门山断裂带的分段有了新的划分标准，主要是将汶川地震地表破裂段定义为中段、两侧分别为北东段和南段。龙门山断裂带南段也分为后山断裂、中央断裂和前山断裂，分别为耿达—陇东断裂、盐井—五龙断裂和大川—双石断裂，三支断裂近平行展布(参见图1)。本文讨论的主要是龙门山断裂带南段的后山断裂，也称耿达—陇东断裂，南起泸定以东，向北经陇东、红路，至耿达，全长170 km左右，走向N45°E，倾向北西，断裂的南段构成了元古界闪长岩与泥盆系灰岩地层的分界，中段发育于泥盆系地层中，北段构成了奥陶系与泥盆系的分界，其中老地层逆冲于新地层之上，断裂沿线存在糜棱岩、流劈理、片理等结构。

图1 区域地震构造

2 耿达—陇东断裂地质地貌调查

龙门山断裂带南段的耿达—陇东断裂沿线断裂形迹较为模糊，前人对该断裂的研究较少，从航片和高分辨率的卫片上，均没见到明显的线性地貌。由于耿达—陇东断裂沿线海拔较高，地貌属中高山深切割区，第四纪盆地与地层不发育，断裂主要展布在大山深处，植被茂密，没有较好的断层露头，在这样的条件下，主要通过对断裂与大的河流、冲沟交汇位置的重点调查，对耿达—陇东断裂的几何展布、运动特征等进行探讨。

2.1 若碧村观察点

耿达—陇东断裂在交子坪沟沟口附近通过宝兴西河，断裂在该处没有明显断层地貌发育，在山体出露的基岩露头显示有断层通过的迹象(参见图2-3)，断层破碎带宽约60 m。由于耿达—陇东断裂活动性较弱，断层地貌不发育，为确定该断裂的位置及活动性，我们在断裂通过附近的若碧村河流T1阶地布设了浅层地震测线(参见图4)。

图2 若碧村附近断层地貌(镜向SW)

图3 陇东镇交子坪西河右岸断层剖面

图4 若碧村附近物探测线布置示意图

该测线经处理后获得的叠加时间剖面信噪比较高(参见图5)，主要发育的波同相轴为P1波组，出现在双程反射时50 ms附近，推测为基岩顶层发射波。该反射波组整条测线上均有发育，能量较高，以西河左岸T1阶地上覆砂卵石层等效速度1.5 km/s计，对应的基岩埋深约37.5 m。其中发射波组在CDP73附近的同相轴出现了明显错断，不连续等异常现象。根据这些波组异常判定此处为耿达—陇东断裂的通过位置，断裂倾向NW，倾角60°～70°。宝兴西河T1、T2阶地在该断层通过处零星发育，但未见有断层断错河流T1、T2阶地。

图5 若碧沟浅层地震探测测线解译结果

图6 锅巴岩沟口断层地貌(镜向SW)

2.2 锅巴岩观察点

耿达—陇东断裂在锅巴岩附近与宝兴东河交汇，在锅巴岩沟口公路南侧，可见到清晰的断层地貌，主要表现为断层垭口和山脊的线性特征，公路南侧冲沟发育有冲洪积扇，断层通过该处冲洪积扇未见有断错痕迹(参见图6)。

在锅巴岩沟内路边，可以见到断裂发育在奥陶系砂岩地层中，该断裂为耿达—陇东断裂的一个分支，断层宽约20 cm，发育有构造碎裂岩，胶结程度较好，断裂影响带内节理较为发育，伴有挤压透镜体(参见图7)。

2.3 耿达乡观察点

在耿达乡附近公路边可见断层出露在志留系灰岩地层中，断裂表现为宽约15 m的断层破碎带，断层带内发育有透镜体，挤压揉皱强烈，局部基岩呈片理化(参见图8)。断层带两侧发育有断层碎裂岩， 呈褐黄色， 风化强烈， 胶结较好。在耿达乡河谷内河阶地较为发育，对断层两侧河流阶地的观察表明，断层通过处，T1、T2阶地未有变形，断层两侧T3阶地拔河高度较为一致，未见有垂直高差(参见图9)。因此推断耿达—陇东断裂为早—中更新世活动断裂。

①褐灰色砂岩，呈厚层状；②断层破碎带，宽约20cm，发育有断层碎裂岩，胶结较好；③ 劈里密集带，基岩揉皱强烈图7 锅巴岩沟断层剖面图(镜向S)

①灰白色灰岩，呈厚层状；②灰白色断层破碎带，挤压揉皱强烈，发育有透镜体，局部片理化强烈；③褐黄色断层碎裂岩，宽约1～2.5 m，原岩结构已不清晰，风化强烈，较松软，胶结较好图8 耿达乡菜园子南公路边断层剖面(镜向SW)

图9 耿达乡菜园子附近断层地貌(镜向N)

3 讨论与结论

耿达—陇东断裂为龙门山断裂带南段后山断裂的主干断层，向南延伸则进入金汤弧形断裂带，因此该断裂虽然是龙门山断裂带的一支，但也属于金汤弧形断裂系的一部分。耿达—陇东断裂线性特征较差，断层形迹模糊，断错地貌不甚发育，仅在断裂与大的河流交汇处可以观察到断层破碎带，所以对于龙门山断裂带后山断裂的几何展布研究较少，活动性认识也较为模糊。在一些工程地震安全性评价报告中，将耿达—陇东断裂定义为晚更新世活动断裂，但没有错断晚更新世地层的证据，主要是参照后山断裂在龙门山断裂带中段的活动性做出的推测性结论。在野外调查中也未发现断层断错第四纪地层的明确证据，仅在耿达乡附近，发现断层通过处河流T1、T2、T3阶地均未见有变形，通过区域阶地对比，可知断裂未断错晚更新世地层，推测该断裂应为早—中更新世活动断裂。

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Geological and Geomorphic Investigation and Activity Discussion on the Gengda-Longdong Fault

WANG Mingming，MA Chao，LI Dahu，TANG Caicheng，HUANG Chengcheng

(1．Earthquake Administration of Sichuan Province, Sichuan Chengdu 610041, China;2．Sichuan Seistech Corporation, Ltd., Sichuan Chengdu 610041, China)

After the 2013M7.0 Lushan Earthquake, the seismogenic activity of the south section of the Longmenshan fault zone has been widely concerned. According to the geological and geomorphic investigation of the Gengda-Longdong fault, which is the post mountain fault of the Longmenshan fault zone, the Gengda-Longdong fault has a poor developed fault landform and a fault fracture zone about 60 m width. It is found that the Gengda-Longdong fault has poor linear characteristics and does not dislocated the T1, T2 and T3 terrace in Gengda area. This study shows that the Gengda-Longdong fault is a weak active fault in the Quaternary and is an early middle Pleistocene active fault.

The Longmenshan Fault; Gengda-Longdong fault; fault activity

2017-01-09；

2017-01-18

王明明(1984-)，男，安徽省阜阳市人，博士学位,主要从事工程地震方面的工作，E-mail：dannywang9088@163.com.

P315.22

B

1001-8115(2017)01-0001-05

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.01.001