韓 磊，范 敏，黃 潔，劉 智

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

西南三江地區(qū)活動斷裂構造的遙感特征研究

韓 磊，范 敏，黃 潔，劉 智

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

西南三江地區(qū)是我國地質(zhì)構造活動比較強烈的地區(qū)，其中又以斷裂活動為主體，控制地區(qū)地質(zhì)環(huán)境變化，致使生態(tài)環(huán)境或人類生存環(huán)境受到重大損失和破壞。以遙感圖像提供的地質(zhì)構造信息為依據(jù)，在解譯區(qū)域斷裂構造基礎上，確立了活動斷裂遙感解譯標志，總結了區(qū)內(nèi)活動斷裂的基本特征，并結合斷裂構造對該區(qū)地震、地質(zhì)災害以及第四紀地區(qū)的影響作用作出分析評述。

遙感特征；活動性斷裂；網(wǎng)絡斷裂；西南三江

DO I：10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.030

西南三江地區(qū)位于我國西南邊陲，流域面積約87萬km2，涉及青海南部，西藏東部，四川西部及云南中、西部行政區(qū)域。西南三江地區(qū)位于歐亞板塊和印度板塊的交接地帶，屬于中國地勢一、二級階梯過渡區(qū)，地貌以山地、高原為主。由于受印度板塊向北、北東向的推擠的影響，第四紀以來區(qū)內(nèi)新構造活動強烈，深大斷裂體系發(fā)育，活動斷裂眾多，地震活動頻繁、地質(zhì)災害發(fā)育，人居環(huán)境差。近年來，區(qū)內(nèi)及鄰區(qū)發(fā)生的汶川、玉樹、會理、巧家等特大、大地震和舟曲、映秀等特大泥石流災害均與活動斷裂構造關系密切。通過遙感圖像提供的地質(zhì)構造信息為重要依據(jù)，對西南三江地區(qū)斷裂活動進行遙感解譯和分析，判識活動性斷裂，研究活動斷裂的基本特征，并為調(diào)查和監(jiān)控斷裂的流動提供更多新的證據(jù)。活動斷裂[1]在遙感影像上具有清晰的線性特征，往往引起地貌景觀、水系格局等變化，這些特征在遙感影像上通過顏色及空間紋理以直接或間接的表現(xiàn)出來。

1 主要斷裂構造的遙感解譯標志

西南三江地區(qū)主要活動斷裂的衛(wèi)星遙感圖像特征較明顯，一般具線形淺色帶（線），斷層崖、對頭溝等微地貌，斷陷（拉分）盆地、溫泉及地震中心點、地質(zhì)災害等沿斷裂分布等圖像及指示性地物特征[1]。解譯標志見表1、圖1~4。

表1 西南三江地區(qū)活動斷裂影像遙感解譯標志特征表

2 活動斷裂基本特征

西南三江地區(qū)是由多個板塊、斷塊（體）組成的復雜地質(zhì)結構，是第四紀以來為活動較強烈的地區(qū)。區(qū)內(nèi)斷裂主要沿NW向、NE向及SN向、EW向四個主要方向展布。該區(qū)活動斷裂具有新生性、普遍性、活動強度不均衡性及網(wǎng)絡狀等特征。

2.1 活動斷裂具有活動的普遍性和活動強度不均衡性

西南三江地區(qū)內(nèi)新構造活動一直在強烈持續(xù)的進行，不論是活動地區(qū)還是相對穩(wěn)定地區(qū)，不同時期形成的新、老斷裂在同一區(qū)域動力作用下都有活動，具有普遍性。第四紀以來區(qū)內(nèi)斷裂無活動、不活動之分，只有活動程度和活動方式之分。由于區(qū)域地質(zhì)構造環(huán)境和斷裂性質(zhì)、規(guī)模的差異，各斷裂帶活動強度及單條斷裂在不同地區(qū)存在差異。

如區(qū)內(nèi)安寧河斷裂帶有東支斷裂和西支斷裂組成，西支斷裂呈隱伏狀沿河谷西緣發(fā)育，并控制西側河谷地貌及水系的發(fā)育和發(fā)展，但新構造活動性相對較弱，現(xiàn)今錯動速率為0.5mm/a[2]。東支斷裂沿河谷東緣及山麓地帶發(fā)育，新構造活動性相對較強；由于本支斷裂在冕寧、石龍等處北NE及NW向次級斷裂錯段，不同地段活動程度不同，在東支斷裂石棉段現(xiàn)今錯動速率為1.4mm/a，松州-禮州段現(xiàn)今錯動速率為5.3mm/a[3]。

2.2 斷裂活動具有繼承性和新生性特點

第四紀以來，西南三江地區(qū)已處于統(tǒng)一的脆性陸殼狀態(tài)，受新構造運動得影響及統(tǒng)一地應力作用下，構造活動主要是陸殼的“斷塊”活動，主要表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)板塊及板塊、板塊與陸塊之間前第四紀老斷裂不同程度的復活。

區(qū)內(nèi)主要的金沙江、瀾滄江、怒江、安寧河等老斷裂帶形成于喜山期以前，在喜山期，特別是喜山期Ⅲ、Ⅳ幕以來受印度板塊、西太平洋板塊的強烈擠壓、推覆作用下，原有斷裂構造沿襲先存斷裂軌跡復活，表現(xiàn)出十分明顯的繼承性活動特點，如玉樹-甘孜斷裂帶形成于華力西期，發(fā)育于華力西期末與印支期，第四紀以來，受新構造運動的影響，斷裂帶的差異活動（斷裂帶左旋走滑運動）較強烈，該斷裂帶繼承性活動特征明顯。在地貌上主要表現(xiàn)為沿斷裂帶形成一系列第四紀或第三紀玉樹、甘孜、鄧柯拉分盆地和馬尼干戈、竹慶斷陷盆地，且地震活動較為強烈，如2010年4月14日玉樹7.1級強震。

第四紀新生的活動斷裂構造，尤其是次級斷裂主要為第四紀以來本區(qū)地表已處于統(tǒng)一的剛（脆）性陸殼在擠壓作用力下產(chǎn)生的破裂、裂隙（圖5）。

2.3 活動斷裂的網(wǎng)絡狀特征

圖1 木里-麗江深大斷裂：粗而斷續(xù)的線性影像及兩側影像特征的差異顯著

圖2 鮮水河斷裂線形構造特征明顯

圖3 昭覺—布拖不同方向的斷裂組成線性影像及兩側影像特征的差異顯著

圖 4 甘孜盆地內(nèi)隱伏斷裂的網(wǎng)絡狀斷裂

圖5 西昌南影像與遙感解譯斷裂對比圖

網(wǎng)絡斷裂是本區(qū)活動性斷裂組合的重要形式。第四紀以來西南三江地區(qū)已形成統(tǒng)一的剛性、脆性的陸殼，在同一區(qū)域動力作用下地表或覆蓋層巖石以脆性形變?yōu)橹?，形成的活動斷裂主要表現(xiàn)為“網(wǎng)絡狀”展布[4]。區(qū)域網(wǎng)絡狀斷裂主要沿 NW向、NE向、NNW向、SN向、NWW向、EW向6個主要方向展布（圖6），在主要深大斷裂間的廣大區(qū)域也能見到許多次級或局部地區(qū)的網(wǎng)絡狀斷裂。

網(wǎng)絡斷裂具有：①在平面上縱橫交錯的布局，各主要斷裂帶間具有一定的等距性，其交匯點也較規(guī)則，且控制網(wǎng)絡中菱形體的交點；②成生或活動時間晚，信息保留較好，衛(wèi)星遙感圖像線形特征清楚。網(wǎng)絡斷裂反映區(qū)域應力場和形變的基本特征，它既是斷裂活動的前兆，也是易于引起次生地質(zhì)災害和同震地質(zhì)災害的地區(qū)。

2.4 活動斷裂附近具有強震活動集中特點

西南三江地區(qū)特定的地質(zhì)構造背景及地殼統(tǒng)一的應力-形變場下，強震活動受具體的地震構造條件的控制，活動斷裂是其主要的誘發(fā)因素。強震活動主要發(fā)生在以下兩類特殊的構造部位。

1）強震活動集中沿現(xiàn)今活動強烈的深大斷裂帶或區(qū)域性斷裂帶發(fā)生。

在研究區(qū)的甘孜—道孚一帶為強震密集區(qū)，區(qū)內(nèi)歷史上曾發(fā)生5級以上地震30次，6級以上地震10次，7級以上地震4次，如1973年2月6日的爐霍7.9級地震，通過震中區(qū)沿鮮水河谷產(chǎn)生了長達90km的地震裂縫帶。裂縫以張扭性的為主, 伴有少量壓性和扭性結構面；最大水平錯距達3.6m，垂直落差都在0~30cm之間，造成大量的人員傷亡及巨額的財產(chǎn)損失。該區(qū)強震活動沿具有左行走滑型發(fā)震構造帶—鮮水河活動斷裂帶密集分布，強震與斷裂活動有較好的一致性。該地區(qū)地震活動頻度高、強度大與鮮水河活動斷裂帶活動密切相關。

2）強震活動集中發(fā)生在多組現(xiàn)今活動較強的深大斷裂或區(qū)域性相互交錯或交切部位。

西南三江地區(qū)斷裂構造具有“網(wǎng)絡”狀展布特征，在“網(wǎng)絡”狀斷裂相互交匯、復合部位發(fā)育眾多局部

圖6 西南三江流域主要構造斷裂及交匯點分布圖

圖7 大理附近斷裂構造與地震活動程度圖

構造結點區(qū)。通過遙感調(diào)查和對網(wǎng)絡狀構造體系分析，在區(qū)內(nèi)初步圈定活動斷裂交匯區(qū)18處（圖5）。結合區(qū)內(nèi)已有相關地震資料分析發(fā)現(xiàn)，斷裂交匯區(qū)往往是構造應力的集散區(qū)，也是地震易發(fā)、多發(fā)區(qū)，且強震活動密集分布（表2），如云南大理附近出現(xiàn)強震密集區(qū)，周邊歷史上曾發(fā)生5級以上地震35次，6級以上地震11次，7級以上地震1次，1925年3月16日大理地區(qū)發(fā)生7.0級地震，造成嚴重破壞和損失。大理附近發(fā)育NW向金沙江-紅河斷裂、NE向昭覺-永勝-騰沖斷裂、NE向大理-龍陵斷裂、SN向稻城-麗江-大理斷裂三組、四條主要斷裂（圖 7），NE向和SN向兩組斷裂強烈切入及相交于強烈活動的NW向金沙江-紅河深大斷裂帶的構造部位，各組斷裂相互斜交形成構造盆地及斷陷湖，這里缺乏殼內(nèi)低速層，是應力易于積累的地方,也是地震易發(fā)區(qū)。

表2 西南三江流域內(nèi)活動斷裂交匯區(qū)主要地質(zhì)特征表

2.5 活動斷裂發(fā)育地區(qū)地質(zhì)災害相對集中

一般地質(zhì)災害所指的滑坡、泥石流、崩塌等類型都著重于重力等外因條件（人為、氣候因素等）的分析、研究。實際上這些條件與地質(zhì)構造環(huán)境密不可分，如構造地貌、斷裂的前期破裂面以及網(wǎng)絡狀斷裂的存在就已為地質(zhì)災害的產(chǎn)生打下了基礎。一旦誘發(fā)的外力或內(nèi)力作用條件達到，便產(chǎn)生地質(zhì)災害。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害分布也受控于地質(zhì)構造條件，在地質(zhì)災害集中區(qū)不僅老的地質(zhì)構造復雜，而且新構造運動相對強烈，強烈的構造運動產(chǎn)生了特殊的坡岸巖體結構，如巖體的碎裂結構、散體結構等，致使坡體完整性差，加之地貌、氣候等條件，在活動斷裂帶，特別是在其分支、分叉、拐點或端點等部位為地質(zhì)災害相對集中發(fā)育的地帶。如區(qū)內(nèi)東川地區(qū)出露的地層豐富多樣，巖性復雜，其中以絹云千枚狀板巖、粉砂質(zhì)千枚狀板巖、千枚巖為主；發(fā)育近SN向小江活動斷裂帶，以壓性斷裂為主，該斷裂規(guī)模大，延伸長，破碎帶寬，具有明顯的新活動特征，它控制了區(qū)內(nèi)崩塌、泥石流災害的發(fā)育、展布及基本特征（圖8）。

地質(zhì)災害多發(fā)生在地質(zhì)構造復雜，新構造運動強烈地區(qū)，尤其是在活動斷裂帶上，更是地質(zhì)災害發(fā)育的有力部位。因此，對地質(zhì)災害產(chǎn)生的地質(zhì)構造條件應作統(tǒng)一認識，利用遙技術有助于對可能發(fā)生地震、地質(zhì)災害的防治、避讓工作起到重要作用。

圖8 東川地區(qū)活動斷裂與地質(zhì)災害分布圖

2.6 活動斷裂控制區(qū)域第四系的形成與展布，與人類生存發(fā)展密切相關。

新構造活動造成的地質(zhì)構造背景為第四紀堆積物提供場所、控制沉積類型的分布。一般斷裂活動控制著與水系相關的第四紀沖積、洪積沉積，升降活動控制與高原、盆地相關的第四紀剝蝕區(qū)的殘坡積沉積物和湖積沉積。鑒于西南三江地區(qū)特殊的地質(zhì)構造背景，區(qū)內(nèi)第四系，尤其是沖洪積類主要分布在受活動斷裂控制的盆地和平壩內(nèi)，其內(nèi)活動斷裂、隱伏斷裂發(fā)育，可能存在的地震及同震地質(zhì)災害是潛在危害，地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性較差。由于第四系分布區(qū)是區(qū)內(nèi)人類、城鎮(zhèn)、經(jīng)濟集中分布區(qū)，如區(qū)內(nèi)近三分之一的城市位于斷裂活動較強烈、地震活動較頻繁地區(qū)，其區(qū)域環(huán)境穩(wěn)定性關系到城鎮(zhèn)的發(fā)展和人類的生存，必須引起重視，如2010年4月14日發(fā)生的玉樹地震。

3 結論

1）受新構造運動的影響，區(qū)內(nèi)斷裂活動具有活動的普遍性、活動強度不均衡性、繼承性和新生性特點。而遙感解譯的活動斷裂，尤其是次級活動斷裂主要為第四紀以來本區(qū)地表已處于統(tǒng)一的剛（脆）性陸殼在擠壓作用力下產(chǎn)生的破裂、裂隙。

2）以遙感影像為依據(jù)，地質(zhì)理論為指導，通過遙感解譯，厘定了區(qū)域斷裂構造框架，加深了地殼上部斷裂構造具有脆性形變及網(wǎng)絡狀展布特征的認識。

3）斷裂活動及特征是地質(zhì)環(huán)境的基本條件，是影響本區(qū)人居環(huán)境的重要地質(zhì)因素。

地質(zhì)環(huán)境主要控制因素為活動構造、地震和地質(zhì)災害等因素。通過活動斷裂及地震、地質(zhì)災害之間的相關關系分析，認為區(qū)內(nèi)地震分布、活動頻繁程度及地質(zhì)災害發(fā)育程度均受斷裂構造控制。同時區(qū)內(nèi)人類、城鎮(zhèn)、經(jīng)濟集中分布在活動斷裂帶構成的菱格狀—三角形的構造盆地及平壩內(nèi),受新構造運動的影響，第四系分布區(qū)活動斷裂、隱伏斷裂發(fā)育，可能存在潛在地震及同震地質(zhì)災害危害，影響人類的生存及發(fā)展，甚至帶來生命和財產(chǎn)的損失。

4）加深活動斷裂構造特征的研究意義重大

斷裂活動是西南三江地區(qū)地質(zhì)環(huán)境中的重要問題。第四紀以來區(qū)內(nèi)新構造活動強烈，活動斷裂多、地震活動頻繁，兩者彼此相關，而區(qū)內(nèi)人類、城鎮(zhèn)、經(jīng)濟發(fā)展區(qū)多位于斷裂帶和地震帶附近，地質(zhì)構造環(huán)境比較脆弱，影響人類生存與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，應用遙感提供的信息，加強、加深活動斷裂構造特征的認識、研究，對其可能發(fā)生或造成地質(zhì)、地震災害的區(qū)塊進行監(jiān)控，提倡以預防、避讓為主的辦法規(guī)劃出不同程度的地質(zhì)、地震災害預警區(qū)，在改善人居環(huán)境、保障經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。

[1] 唐榮昌，韓渭賓，等．四川活動斷裂與地震[M]．地震出版社，1993．

[2] 葉定衡，王新政，趙玉敏．中國新構造運動基本特征[J]．地質(zhì)力學研究所所刊，1995．

[3] 黃潤秋，王士天，張倬元，等．中國西南地殼淺表層動力學過程及工程環(huán)境效應研究[M]．四川大學出版社，2001：108~109．

[4] 莊培仁，常志忠．斷裂構造研究[M]．地震出版社，1996．

Study of Active Faulted Structures in the Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers Region based on Remote Sensing Characteristics

HAN Lei FAN M in HUANG Jie LIU Zhi
(Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081)

The Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers region in southwest China is characterized by strong tectonic activity predominated by faulting which brings geological environmental change under control. This paper has a discussion on essential characteristics of active faults in this region and their influence on earthquake and geological disasters based on geological structure information from remote sensing images

remote sensing information; active fault; Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers region

TP75

A

1006-0995（2014）01-0125-05

2012-11-29

中國地質(zhì)調(diào)查局國土資源大調(diào)查項目“西南三江區(qū)域遙感地質(zhì)綜合調(diào)查”（1212010911093）

韓磊(1983-)，男，四川成都人，工程師，主要從事遙感地質(zhì)工作