元谋断裂带晚第四纪活动性与地震地质灾害的关系

卢海峰

元谋断裂带晚第四纪活动性与地震地质灾害的关系

卢海峰1, 2, 3

(1.中国地质科学院 地质力学研究所 新构造运动与地质灾害实验室, 北京 100081; 2.中国地质科学院 地质力学研究所 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心, 北京 100081; 3.中国地震局 地壳应力研究所, 北京 100085)

活动构造与地震地质方面研究揭示, 中国南北地震带西南边缘的元谋断裂带晚第四纪活动特征总体表现为北强南弱, 活动性质由北段(江边以北)全新世伸展性左行走滑、向南逐步过渡为全新世早中期的剪切性左行走滑、至南段(罗川以南段)晚更新世挤压式整体抬升和全新世活动不明显特征。综合地震地质灾害发育特点的调查结果表明, 元谋断裂带北段震害特点表现为地表形变、新滑坡体产生和老滑坡体复活、崩塌及地裂缝发育、泥石流和砂土液化等。断裂带中段(江边‒罗川段)控制的盆地边缘主要发育了大面积洪积扇体, 在水流作用下易引起泥石流; 此外, 老滑坡体复活、局部崩塌、软土变形和砂脉等现象也较发育。南段(罗川以南段)灾害则以沿断层破碎带的塌方、老滑坡体复活、局部泥石流等为主。元谋断裂带的晚第四纪活动性质、地震灾害类型及分布特征表明, 该断裂带晚第四纪活动性分段特征明显影响着构造带上及其附近的地震地质灾害类型、分布特征及未来地震活动趋势, 断裂北段更易诱发中‒强震, 且该构造带晚更新世以来的伸展‒剪切变形作用和地震活动均具有向南扩展的趋势。认识元谋断裂带晚第四纪变形特征与地震地质灾害发育特点对于深入探索青藏高原东南缘新构造期以来的构造变动、机理与引起的震害响应关系, 以及进一步开展该区工程场地选址和地震地质灾害防治等工作意义重大。

元谋断裂带; 晚第四纪活动性; 地震地质灾害; 地震活动趋势; 场地选址和灾害防治

0 引 言

地震的发生与地质构造之间存在着密切的联系, 且伴随的断层位移往往可见于地表(H E古宾和松田时彦, 1983)。经过多年观察和论证, 地质学家肯定了多数地表地震断层都是地下震源断层的直接延长部分或是其分支断层达到地表的结果。换句话说, 断层活动性质直接影响着地震及其次生灾害的发生。

川滇菱形块体是由深大断裂所围限的侧向逃逸地块(康来迅, 1991; 吕弋培等, 2002), 其周缘及其次级块体边界和内部断裂带上地震频发(图1)。前人研究结果显示, 川滇地区多为区域稳定性程度欠佳的地区, 可划分成若干地震活动带及活动区(申旭辉, 1996)。地震引起的次生灾害在川滇地区分布广, 类型繁杂, 发生频度高且危害严重。强震诱发地质灾害的机制主要表现为: 断层活动引起地表形变、地震产生新滑动面或导致老滑坡体复活、地震动破坏土体结构而减少粘结力导致土体下滑和引起地下水位变化促使土体软化或液化等。元谋断裂带作为滇中块体内部次级地块的边界活动构造带, 其构造破碎带宽度变化较大, 且晚第四纪(晚更新世10～12万年以来, 包括晚更新世和全新世)的活动具有显著分段性(邓起东等, 1984), 这不仅影响着断裂带及其附近次生灾害的分布类型、特点和分布规模等, 对该断裂带沿线的地质灾害评估和地震活动趋势预测也具有重要意义, 同时为探索青藏高原东南缘新构造期以来的构造变动、机理与引起的震害响应关系, 以及进一步开展该区工程场地选址和地震地质灾害防治等工作具有重要的借鉴。

1 元谋断裂带晚第四纪活动特征

广义的元谋断裂带长约270 km, 位于中国南北地震带的南西边缘, 大致以S-N走向展布于米易以西、昔格达、江边、元谋、一平浪、罗川和易门三家厂一带(图1), 南端与楚雄断裂带交汇, 北端与磨盘山断裂带衔接, 并控制着沿线多个盆地的演化(钱方等, 1991; 卢海峰, 2014; 卢海峰等, 2015)。

(a)、(b)、(c)、(d)、(e)为研究区不同段遥感影像及断错地貌变形解译; (f)为研究区及邻区遥感影像及地质构造分布。

1.1 断裂主要活动方式

元谋断裂构造带及其附近发育着大量的断层面和破碎带, 其构造样式具有明显的分段性(图2), 从北至南活动特征如下: ①金沙江以北的章木河和江边以南一带断裂带晚第四纪主要为伸展性活动方式(图2a、b), 这种构造样式在金沙江以北断裂带上普遍发育, 如干海子东浅黄色粉砂层内发育的正断层垂向错距达80 cm; 干海子东南断裂带上浅黄色粉砂层内发育的构造面将厚约40 cm的泥质标志层垂向错开80～90 cm, 该标志层表现为同沉积形变过程, 断层走向近S-N, 断面倾向西, 为伸展性活动构造样式; 浅黄色粉砂层颜色及胶结程度、岩层变形强度表明, 该套地层的形成时间应在晚更新世, 由此推测断层的垂向滑动速率约0.04 mm/a。②构造面陡立, 断面擦痕近水平, 断层上盘下移(图2c、d、e), 反映了断裂带的伸展性走滑活动特征。③构造面上发育水平擦痕(图2f、g), 揭示了断裂带的剪切性走滑运动特点。④近直立构造面两侧岩石碎裂(图2h)。⑤构造面陡立, 上端表现为挤压式正花状构造样式(图2i), 反映了断裂带的逆冲性走滑运动特征。⑥构造面陡倾, 构造带岩石破碎严重, 厚度大(图2j、k、l), 反映了断裂带强烈挤压变形。

图2 元谋断裂带断错地层、地貌及形迹特征

1.2 断裂带最新活动时间

研究已表明, 断裂带具有明显的近期强活动时限分段。江边以北, 断层最新活动时间晚于12.83±1.09 ka (卢海峰和姬志杰, 2011), 并错断了金沙江支流的T1、T2阶地面(图3a), 为全新世活动断层; 江边南侧, 断层活动不仅引起了大量的砂脉构造发育, 揭示了最新强活动时间约7 ka(图3b)(卢海峰和唐永忠, 2018), 并错断了龙川江支流的T2阶地面, 但未明显引起T1阶地面的变形(图3c); 且不同期形成的冲沟微地貌变形均反映了断层的左旋走滑运动方式(图3d)。

一平浪南的瑶村附近, 河流T2阶地面(OSL: 37.32±3.17 ka; 中国地震局地壳应力研究所释光测年实验室)垂向错动2～3 m, 河流水平左向弯曲达百米, T1阶地面未遭受变形(图3e); 此处北侧, 断层显著左行错动平行排列且长1～1.2 km的冲沟(图3f), 水平错距累计达80～90 m; 构造带两侧地貌面(相当于T2阶面)的垂向落差达2～3 m(高精度差分GPS测量), 断层带上浅黄白色粉砂层发育了宽缓褶皱。此处侵蚀速率(1～2 cm/a)表明, 晚更新世以来, 断层水平滑动速率约为1 mm/a, 垂向滑动速率为0.05～0.07 mm/a。

下雷弄村附近龙川江T4阶地面发育的山体左旋变形和冲沟累计位移均不少于245 m(图3g、h), T4阶地的形成时间约500 ka(张叶春等, 1999), 高精度GPS测量的T4阶地面垂向落差约30 m(卢海峰, 2014), 由此推测, 中更新世中晚期以来断层左旋走滑速率超过0.49 mm/a, 垂向滑动速率约0.06 mm/a。

罗川盆地东, 断层沿线发育了大量的滑坡体和破碎带(图4), 老耳村南侧的星宿江T2阶地面沿河道一侧平行展布, T2阶地外侧的T1阶地同样顺河道平行发育。断层活动引起的垮塌体与河流T1阶地(Qh1al)和T2阶地(Qp3～Qp3al)之间的接触关系表明, 断层最新强活动之后, 构造带及其附近发育了大量滑坡, 阻挡了先前河流的流向, 引起了河道拐弯, 之后的河道两侧发育了T2和T1阶地。且在T2阶地面形成之后, 跨断层地貌未发生明显变形, 此处星宿江T3阶地面未显著发育。依据区域对比, 绿汁镇面板凳村附近星宿江T2阶地面形成时间为37.32±3.17 ka, 说明此处断层的最新强活动时间发生在T2、T3阶地面形成之间, 即晚更新世中晚期。此外, T3阶地面的未成熟发育进一步说明, 该区段地表垂向落差不大, 突出了整体抬升的地表过程。

综上调查研究结果可知, 元谋断裂整体活动上表现为北强南弱, 北段由伸展性左行走滑向南逐步过渡为压扭性左行走滑, 至南段(罗川以南段)断裂区总体抬升和全新世活动不明显等特征。这种构造活动特点预示着元谋断裂发育区的地震次生灾害类型既有明显的共性(构造带上岩石破碎、山石崩落、多滑坡和堰塞湖等), 也有因断层活动分段表现出的差异性(伸展性断层的下降盘易发生洪积扇体的迁移; 走滑活动段易形成断塞塘、堰塞湖等; 挤压构造带岩石变形强烈、破碎严重, 易形成大量滑坡体等)。

2 断裂带上地震地质灾害发育类型及特点

研究已经证实: 活断层是地震、崩塌、滑坡、地裂缝、地表断错、火山爆发等多种地质灾害发生的诱发因素, 地震又可诱发地体变形、新滑动面产生、老滑坡体复活、土体结构破坏、地下水位变化和土体软化液化等地质灾害, 并由此对工程设施和生命财产造成重大威胁。

元谋断裂带及邻区地形资料显示, 化同以北段东侧的主支沟几乎呈东西流向; 断裂西侧冲沟流向凌乱, 自金沙江江边向南至化同一带, 冲沟东西流向趋势逐渐清晰(图2m)。上述冲沟流向与断层的切错关系反映了断层两侧地貌落差沿构造带向南逐渐减少。这种地貌特征, 往往伴随着断层一侧发育大量洪积扇, 这些洪积扇沿盆缘连接成洪积裙(图5), 其中面积最大是相树村洪积扇。区域对比和综合前人资料(钱方等, 1991), 这些洪积扇形成均晚于上新世晚期以来本区层状地貌开始发育的时间, 为第四纪洪积扇体。麻栗树及南侧一带, 新、老洪积扇接触关系清晰可辨, 老洪积裙扇头有切沟发育, 新洪积扇向老洪积扇下部迁移(图6), 规模比老洪积扇体小, 主要顺冲沟两侧附近发育, 表明此处断层东盘上升活动, 同时暗示了断层两侧的垂向落差有所减弱, 揭示断裂活动强弱对地貌形态差异的控制作用; 横切构造带的地貌落差在强水动力作用下易引起大量洪积物流向下游, 产生泥石流。化同以南至罗川盆地北, 近东西向冲沟规模小, 顺断层走向发育一支或数支近南北流向河流, 揭示了该处断层段是以走滑运动为主的主支构造面或几条并行排列的次级构造组成, 这些相对较宽的断层破碎带在新生构造面驱动下, 易引起小型滑坡带和边坡物质崩落带。罗川盆地南, 断裂带及两侧冲沟因断层活动却未见明显的地表径流等规律性变形, 反映断层带整体性抬升特征。

(a) 湾子村附近金沙江支流阶地地貌的断错特征; (b) 江边中学南侧探槽揭示的砂脉构造; (c) 茂芷村东侧断错的T2阶地地貌及残余陡坎等; (d) 下雷弄村断层带上的微地貌变形; (e) 瑶村附近的断错河流地貌; (f) 瑶村附近的断错冲沟地貌; (g) 下雷弄村附近发育的断层地貌; (h) 下雷弄村一带的google earth地貌变形。

图4 罗川盆地东断层带及滑坡体地貌

图5 元谋断裂带上构造盆地三维地貌形态特征(白虚线代表断层平面展布)(SPOT5遥感影像, 2.5 m精度, 北京中景视图科技有限公司)

图6 麻栗树‒南溪一带新老洪积扇体发育影像图(Google Earth)

尽管断裂带沿线分布的元古宇和中生界总体上为坚硬岩石, 而断裂带本身的活动性质却揭示出断裂带演化的地质历史久远, 破碎带最宽处达数百米, 强烈挤压变形产生的碎裂岩石沿构造带大量发育(图7), 横穿断裂带的冲沟河流就会携带着这些碎裂物质流向下游, 引发泥石流。

在断裂带北段红格和中段那达一带, 常发育地裂缝, 这些裂隙南北走向并行排列数条(图8a)。同时陡坡崩塌、滑坡、软土变形常见。这些地表形变沿构造线集中分布, 具有形态多样化、多期复发和叠置现象等特点, 初步反映了新构造期断裂活动次生灾害的复杂性。

江边中学东发育龙街组灰绿色细砂、粉砂层(以NWW走向展布, 分布区长约113 m), 与北侧的滑坡体和侏罗纪灰绿色粉砂岩、砂岩相均以沉积接触(图8b)。此处的龙街组, 地层整体略向SW向倾斜, 底层倾向214°, 最大倾角可达约54°。其底层粉砂样品的测试结果为20.82±2.12 ka(OSL, 中国地震局地壳应力研究所释光测年实验室), 龙街组下段横向上连续完整, 无明显水平、垂向或斜向错动; 上段因重力作用局部发育垂向裂隙, 裂隙两侧地层产状明显不同, 分别为175°∠25°(裂隙东侧的地层)和300°∠3°(裂隙西侧的地层, 略西向倾斜)。另在上述的小滑坡体与基岩(J)砂质板岩接触处发育了大量斜向擦痕和阶步, 擦痕侧伏方向为335°、侧伏角为20°和侧伏方向为340°、侧伏角25°, 滑动面产状为NW300°∠40°, 滑面上擦痕产状为NE20 °∠85°。此外, 滑面处还有一层面被挤压成“薄皮”, 滑面上发育的擦痕、阶步指示了滑坡体沿主断层带西侧南西向下滑, 滑向与山体自然斜坡一致, 这种滑动可能与较早期断层活动引起的构造破碎物或山坡上坡积物的松动有关。茂芷村东断层带(断层谷地)西侧发育一滑坡体(图8c), 滑动面产状为NE85°∠40°, 该滑坡体下部岩层具有与滑面另一侧岩层序列相似, 这种特殊滑面两侧岩性可对比性是否能够反映断层活动时限尚需进一步探讨, 却能够反映出断层谷地多发育滑坡现象。雷布村东北侧东西向冲沟内发育一现代滑坡体(图8d), NW倾向的犁式滑面两侧岩性均为浅黄色粉砂层, 东侧岩层近水平, 西侧岩层发生顺时针旋转, 浅黄色粉砂层附近的露头为断层活动造成的破碎物, 易滑坡。20世纪70年代, 此处为一坝塘, 滑动面的形成可能与断层破碎带上物质的不稳定性和坝塘积水作用有关。波亨滑坡体是顺南北走向断层发育较宽的破碎带(图8e), 此处混杂堆积体、垮塌体分布较广, 地貌形态上具有左行扭动变形和叠置特征。上述滑坡现象反映了断层带上或附近多发育滑坡地貌类型, 可能与断裂带直接活动或活动后形成的堆积物稳定性差有关。

总之, 元谋断裂带明显分段活动除了引起地震频度的差异之外, 也因较早期强烈构造活动和岩石碎裂等地质特征, 构造沿线崩塌物、滑坡、地裂缝、盆缘软土变形、局部泥石流及局部塌陷等次生灾害相对发育。

(a) 化同盆地南侧水库处的断层基岩破碎带, 镜向N; (b) 羊街乡上村北褐黄色粉砂岩, 镜向S; (c) 禄丰县一平浪镇河坝基岩地层, 镜向SE; (d) 禄丰县彩云镇广运厂西紫褐色泥岩破碎带, 镜向N; (e) 老耳村东基岩出露, 镜向ES; (f) 多依村浅灰绿色泥岩产状, 镜向N; (g) 易门县绿汁江镇面板凳南断层东侧的灰岩地层, 镜向N; (h) 绿汁江镇西下各三郎灰色泥岩破碎带, 镜向NE。

(a) 那达村东侧断裂带上的张性裂缝; (b) 江边中学东滑坡体; (c) 茂芷村东断裂带西缘滑坡体; (d) 雷布村北侧的20世纪70年代滑坡体; (e) 波亨东北侧断层带上的多期复活滑坡体。

3 元谋断裂带上地震时空分布特征

地震历史记录显示, 元谋断裂带上发生的地震主要集中在全新世活动较显著的断裂北段, 并包括几次中‒强震, 如1955年9月1日、23日四川会理鱼蚱5级和6.7级地震(震中: 会理县和渡口市的交界处)、2008年8月30日的攀枝花6.1级地震和31日的攀枝花5.6级地震(震中位于攀枝花市区东南约50 km处)。

龙锋等(2010)依据川、滇两省宽频带数字地震波形资料和CAP方法反演了2008年攀枝花S6.1地震序列中L≥4.0地震的震源机制解(表1), 认为S6.1级主震和6次L≥4.0余震均是左行走滑为主的断层作用结果。进一步结合余震与烈度分布(图9a)以及震区的地质构造, 可判定S6.1 主震的发震断层走向N5°E, 倾向西, 倾角83°, 滑动角5°, 这与震中附近的川滇块体内部近S-N向红格断裂(即元谋断裂北段)的断层活动参数完全一致, 说明元谋断裂带的北段应是这次地震的发震构造。该发震构造面陡立, 以晚第四纪走滑性质为主, 构成了川滇地区重要的次级构造单元分界线。因此, 攀枝花S6.1地震序列成因的构造动力源是川滇块体的SE-SSE向水平运动结果。

Bai et al. (2010)研究认为, 云南和川西存在一个低速高导层的塑性中地壳, 地震多发生在具有脆性岩石特征的上地壳下部; 而多震层变形机理可通过震源机制解获取(Wang et al., 2015)。2008年8月31日发生的攀枝花5.6级地震, 震源深度达20 km, 而下地壳或下地幔内无震发生, 反映了该区强震多发生在深大断裂上(张瑞青和吴庆举, 2008)。2008年的两次中强震均发生在元谋断裂的同一位置, 震源机制解表明两次地震均以走滑为主(蒋长胜和郑勇, 2008)。因此, 这些强震主要是元谋断裂北段(江边以北段)走滑活动的表现。

2010年2月25日12时56分, 云南省禄丰县、元谋县交界处(GPS: 25.4°N, 101.9°E)发生了5.1级地震, 震中位于禄丰县高峰乡与元谋县羊街乡交界附近, 震源深度16 km, 极震区烈度为Ⅵ度。据云南省地震台网测定, 截止2010年2月28日21时, 禄丰‒元谋5.1级地震序列共发生1.0级以上地震52次, 其中1.0～1.9级地震34次, 2.0～2.9级地震13次, 3.0～3.9级地震4次, 5.1级地震1次。其震源机制解揭示震中最大水平主压应力方向为NW-SE向(图9b)和走滑型活动构造背景, 震源机制反映出的两正交平面走向均与此处元谋断裂的走向(南北向)存在较大夹角。此外, 中国地震局震灾应急救援司给出的地震烈度图表明, 宏观震中位于禄丰县高峰乡‒元谋县羊街镇一带(图9b); 同时, 极震区烈度为Ⅵ度, 个别点达Ⅶ度破坏, 等震线形状呈椭圆形, 长轴为NWW-SEE走向。综合该次地震震源机制解和地震烈度图, 可以初步判断出地震的发震构造可能为走向102°的节面所代表的发震断层面, 或可能是孤立地震, 与元谋断裂无关。因为元谋运动后, 元谋断裂中‒北段区域最大水平主压应力方向由NNE-SSW向转变为NNW-NW至SSE-SE向(卢海峰, 2014)。因此, 笔者推断该次地震可能为上地壳沿塑性滑脱面(低速高导层)运动、变形导致局部岩石破裂而产生的孤立地震。2012年10月75日7时07分, 云南省禄丰县一平浪镇附近(GPS: 25.1°N, 101.9°E)再次发生里氏4.4级地震, 震源深度10 km, 现场无地表破坏形迹特征, 可能也为元谋断裂带附近的孤立地震。

综上可知, 在最近的地震活动阶段, 元谋断裂北段中强地震活动显著, 而江边以南段地震活动较弱。根据每次地震及主余震关系可以判定, 断层北段上发生的地震均与该该断裂现今较强走滑活动有关, 而中‒南段附近的地震可能与地壳变形引起的岩石局部脆性破裂或附近的NW走向构造带活动有关, 多属于孤立地震。

4 元谋断裂带与地震活动的关系

绝大部分地震是由于地壳中的岩石突然破裂或已有的断裂再次突然错动而引起的地壳震动。浅源大地震可引起地壳破裂至地表, 而小地震一般无足够的能量将地震破裂延伸或延伸至地表。因此, 大震常常是活动断裂直接活动的表现(H E 古宾和松田时彦, 1983)。

表1 2008年8月30日攀枝花6.1级主震及6次ML≥4.0余震震源机制解参数(据龙锋等, 2010)

(a) 2008年攀枝花‒会理6.1级地震序列的震中、震源机制解及烈度分布图(龙锋等, 2010); (b) M5.1地震震源机制解(中国地震台网中心, 2010)及禄丰‒元谋5.1级地震烈度分布图(中国地震局震灾应急救援司, 2010), 震源机制解参量: NP1: Strike=12, Dip= 89, Slip=−26; NP2: Strike= 102, Dip= 63, Slip=−179。

上述断裂活动特征表明, 元谋断裂晚第四纪(晚更新世以来)活动特征具有明显的分段性, 江边以北段全新世活动性最为显著, 江边‒罗川段的最新活动为晚更新世末‒全新世早期; 而罗川以南段最新活动时代为晚更新世中晚期。上述历史地震时空分布、震源机制解及其烈度分布显示, 元谋断裂带北段历史上相对频繁的中强震与该构造全新世较显著的活动性有关, 而中‒南段的历史强震活动弱, 已有中等震地震烈度的椭圆长轴和震源机制解多显示为孤立地震特点, 而均与元谋断裂带无明显的直接相关性。这些现象说明元谋断裂中‒南段近代构造活动性明显弱于北段。

元谋断裂带上新世以来主要受早期(上新世‒早更新世)NNE-SSW向和晚期(元谋运动之后, 中更新世以来)NNW向(断裂北段)与NW-NWW向(断裂中‒南段)最大水平主压应力作用(卢海峰, 2014)。因此, 该断裂带北段的区域水平主压应力场与构造破裂方向夹角小, 有利于断裂带的S-N向左行平移运动, 且伸展特征在北部较为明显。而该断裂带的中‒南段因受到NW-NWW向区域构造应力场作用, 构造应力场与断裂破裂方向交角较大, 尤其是在断裂带下雷弄、化同‒秧田井和一平浪‒罗川一带, 其夹角较大(卢海峰, 2014), 断裂倾斜活动明显, 这对以左行走滑运动性质为主的元谋断裂活动具有明显的限制作用, 从而导致断裂带晚第四纪走滑活动性明显减弱。

可见, 元谋断裂带晚更新世以来的活动强度表现为北强南弱, 且随北侧NNW-SSE向构造挤压作用的进一步加强, 构造活动具有逐步南迁的趋势, 地震活动也可能伴随断裂带活动南迁趋势向南发展, 但发展趋势因受NW-NWW向构造应力场和NW向构造线的阻隔作用相对缓慢。

5 元谋断裂带上地震地质灾害危险性

在元谋断裂带昔格达南至姜驿一带, 因分布大量断层破碎带, 地震造成的滑坡体、崩塌随处可见(图10)。向南至龙街盆地‒元谋盆地一带, 元谋断裂中更新世以前活动所引起的中生界逆冲至元谋组或早更新世洪积物之上和中更新世以来的走滑作用, 产生了大量不同时代的滑坡体、地裂缝、滚石、地表碎石土、软土变形和砂脉构造等, 并沿断裂破碎带线性展布。在化同至羊街盆地一带, 作为断层构造活动性质的转换带, WNW-ESE向挤压作用异常突出, 岩石破碎, 泥石流多发, 并于2010年发生禄丰‒元谋S5.1地震。其中一平浪盆地(或舍资盆地)和罗川盆地均为元谋断裂带上的拉分盆地, 周围相对山体落差不大, 不易发生地震次生灾害。而在罗川盆地以南, 因山体高大, 岩石遭受多组方向构造带的挤压作用, 破碎严重且破碎带厚度大, 极易引起较大滑坡体和大规模的泥石流。

(a) 姜驿西冲沟内发育的断层新、老破碎带, 宽数百米; (b) 姜驿西冲沟内断层带上的滑塌体, 由半胶结的冲洪积物构成; (c) 2008年8月30日6.1级攀枝花地震引起的垮塌, 垮塌体折面与岩层层面近垂交。

总之, 由于元谋断裂带形成时代早且活动频繁(钱方等, 1991), 上新世‒晚更新世持续显著活动, 而且该断裂全段在晚更新世以来具有明显的分段活动性, 该构造发育区内的岩石多破碎, 垮塌体、滑坡体及洪积扇沿构造线较发育, 尤其是北段的中‒强地震易发。因此, 在分析评价该区的地震地质灾害风险时, 对于断裂北段因地震活动及其引起的次生地震地质灾害和中‒南段早期活动遗留的次生地质灾害均需引起足够的重视。

6 结论与认识

依据元谋断裂带晚第四纪活动性、断裂带及其附近地质露头所揭示的地质灾害类型、分布及特点等, 分析了构造带展布及其活动性与地质灾害类型、分布及其特征, 详细论述了构造带活动性分段与地质灾害之间的关系, 得到以下结论:

(1) 元谋断裂带及其附近地质灾害发育特点综合显示, 断裂北段主要表现为地表形变、新滑坡体产生和老滑坡体复活、崩塌及地裂缝发育、泥石流和砂土液化等。中段(江边‒罗川段)控制的盆地边缘主要发育了大面积洪积扇体, 在水流作用下易引起泥石流; 此外, 老滑坡体复活、局部崩塌、软土变形和砂脉等现象也较突出。南段(罗川以南段)则以沿断层破碎带的塌方、老滑坡体复活、局部泥石流等灾害为主。

(2) 元谋断裂带活动特征总体表现为北强南弱、北段由伸展性左行走滑向南逐步过渡为压扭性左行走滑、至南段(罗川以南段)断裂区的整体抬升和全新世活动不明显等, 这种构造性质包含了元谋断裂发育区的地震次生灾害类型既存在显著的共性(构造带上岩石破碎, 山石崩落, 多滑坡、堰塞湖等), 也因断层活动方式不同而表现出灾害类型的差异性(伸展性断层的下降盘易发生洪积扇体的迁移; 走滑活动段易形成断塞塘、堰塞湖等; 挤压构造带岩石强烈变形、破碎严重, 易形成大量滑坡体等)。

(3) 元谋断裂带晚第四纪活动性质、地震地质灾害特点及分布规律表明, 断裂带晚第四纪活动性分段明显影响着构造带上及其附近的地质灾害类型、分布特征及未来地震活动趋势, 断裂北段更易诱发中‒强震, 且该构造带晚更新世以来的伸展‒剪切变形作用和地震活动均具有向南扩展的趋势。

致谢:匿名审稿专家提出了宝贵的修改建议, 在此表示衷心的感谢。

H E 古宾, 松田时彦. 1983. 活断层研究. 北京: 地震出版社: 1–258.

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Relationship Between Activity of the Yuanmou Fault and Earthquake-induced Geological Disaster During the Late Quaternary

LU Haifeng1, 2, 3

(1. Key Laboratory of Neotectonic Movement and Geohazard, Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China; 2. Research Center of Neotectonism and Crustal Stability, China Geological Survey, Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China; 3. Institute of Crustal Dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, China)

The Yuanmou Fault is an important active fault, which is located at the southwest part of the south-north- trending earthquake belt. Field investigations and geomorphic analyses showed that the Yuanmou fault is characterized by the transtensional left-lateral strike-slipping in the north, the simple shearing at the central part and the overall uplift in the south due to the compressional deformation. The variable activities of different sections of the Yuanmou Fault revealed the southward decline of active intensity since the late Pleistocene. Thus, the earthquake-related geological disasters in these three sections also show different deformational types with the birth and recurrence of landslides, collapse and ground fracture in the north, debris flow, recurrence of paleolandslides, local collapse and liquefaction in the central part, and collapse along the fault damage zone and local debris flow in the south. The late Quaternary activities and earthquake-induced disasters of the Yuanmou Fault suggested that the segmentation may control significantly the hazard types, distribution pattern and seismic risk in the future. The northern segment is prone to trigger large- and moderate earthquakes, and gradually propagate southward. The findings concerning the late Quaternary seismic activities and geologic hazards of the Yuanmou Fault would throw light on the understanding of the tectonic movement, earthquake mechanism and geomorphic response of the active tectonics in the southeastern Tibetan Plateau, and contribute to the engineering site selection and disaster prevention.

the Yuanmou Fault; Late Quaternary activity; seismic geological disasters; seismic activity trend; engineering site selection and disaster prevention

2019-10-01;

2020-09-20

国家自然科学基金项目(41002074)、国家公益性重大专项(201108001)和中国地质调查局项目(DD20190018)联合资助。

卢海峰(1975–), 男, 副研究员, 从事构造地质、地震地质学研究工作。Email: luhf_0_0@sohu.com

P546; P694

A

1001-1552(2021)03-0478-014

10.16539/j.ddgzyckx.2021.03.002