李 蕾，聶冠軍，楊欽杰，李 海

（廣西壯族自治區(qū)地震局，南寧 530022）

0 引言

工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)是地震工程的重要內(nèi)容，目的是為建設(shè)工程提供抗震設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)或抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)[1]。區(qū)域性地震安全性評(píng)價(jià)是對(duì)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)（技術(shù)）開(kāi)發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)及其它有條件的區(qū)域，由政府統(tǒng)一組織開(kāi)展的區(qū)域性地震安全性評(píng)價(jià)工作。其工作成果不但可為目標(biāo)區(qū)內(nèi)的一般建設(shè)工程提供科學(xué)的抗震設(shè)防參數(shù)，也可為制訂防震減災(zāi)對(duì)策、土地規(guī)劃利用提供重要依據(jù)。

城市范圍內(nèi)直下型活動(dòng)斷裂突發(fā)錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的直下型大地震，直接威脅城市和人民生命財(cái)產(chǎn)安全[2]。因此在區(qū)域性地震安全性評(píng)價(jià)工作中，詳細(xì)研究目標(biāo)區(qū)范圍內(nèi)的地震地質(zhì)構(gòu)造特征，特別是查明目標(biāo)區(qū)直下型斷層活動(dòng)情況就顯得十分重要。中國(guó)地震局在2019年印發(fā)的《區(qū)域性地震安全性評(píng)價(jià)工作大綱（試行）》中明確規(guī)定，對(duì)目標(biāo)區(qū)應(yīng)開(kāi)展斷層控制性調(diào)查與探測(cè)，查明目標(biāo)區(qū)是否有斷層，并對(duì)目標(biāo)區(qū)地震構(gòu)造評(píng)價(jià)和斷裂活動(dòng)性分析工作方法、工作精度有詳細(xì)要求[3]。

三江口港產(chǎn)城新區(qū)是來(lái)賓市全方位開(kāi)放發(fā)展的窗口，旨在打造廣西內(nèi)陸承接?xùn)|部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的樞紐。該新區(qū)位于廣西來(lái)賓市興賓區(qū)紅水河、象州縣柳江、武宣縣黔江交匯的三江口區(qū)域，核心區(qū)包括高安、武宣、石龍3個(gè)片區(qū)共10個(gè)地塊。本文以三江口港產(chǎn)城新區(qū)區(qū)域性地震安全性評(píng)價(jià)項(xiàng)目為例，介紹了其核心區(qū)（評(píng)價(jià)目標(biāo)區(qū)）的構(gòu)造特征和斷裂活動(dòng)性研究工作，以期為今后其它類(lèi)似地區(qū)開(kāi)展同類(lèi)工作提供參考。

1 地震構(gòu)造背景

三江口港產(chǎn)城新區(qū)及其鄰區(qū)大地構(gòu)造位置位于華南褶皺系的贛湘桂粵加里東褶皺帶。在早古生代，該區(qū)為地槽發(fā)育時(shí)期，志留紀(jì)末的加里東運(yùn)動(dòng)結(jié)束了地槽發(fā)育的歷史，轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)地臺(tái)，形成近東西向構(gòu)造；晚古生代該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)較弱；印支期該區(qū)形成北東向構(gòu)造；燕山期，在整體抬升的背景下，該區(qū)東部發(fā)生斷陷和拗陷，形成陸相盆地，斷塊升降運(yùn)動(dòng)顯著[4]；新生代以來(lái)，該區(qū)基本繼承了燕山期構(gòu)造活動(dòng)的特征，以間歇性抬升運(yùn)動(dòng)為主[5]。柳江是目標(biāo)區(qū)及鄰區(qū)的主要河流，河谷開(kāi)闊，多為“U”型寬谷，兩岸發(fā)育有四級(jí)第四紀(jì)河流階地，根據(jù)階地性質(zhì)和階地級(jí)差分析認(rèn)為，該區(qū)域第四紀(jì)期間表現(xiàn)為間歇性的升降運(yùn)動(dòng)，特別是中更新世以來(lái)以間歇性抬升運(yùn)動(dòng)為主，不同斷塊抬升程度又存在差異性，具體表現(xiàn)為地形的西低東高，東側(cè)受大瑤山山系抬升影響，抬升幅度大于西部的丘陵、溶蝕平原區(qū)[6]。

在目標(biāo)區(qū)及周邊25 km 范圍內(nèi)的近場(chǎng)區(qū)，褶皺多為印支期短軸狀平緩開(kāi)闊褶皺。近場(chǎng)區(qū)中部褶皺較多，主要包括南沖背斜、高達(dá)背斜等，褶皺軸向10°～15°，長(zhǎng)10～50 km，寬5～15 km，局部有交叉；由于受到斷裂的破壞，有的已殘缺，如南沖背斜僅保留西翼，且被斷層切割而使地層呈單斜重復(fù)多次。近場(chǎng)區(qū)附近有兩條區(qū)域性斷裂的分支斷裂通過(guò)，桂林—南寧斷裂的分支斷裂呈近南北向—北東向分布在近場(chǎng)區(qū)北部，永?！湫麛嗔训姆种嗔殉式媳毕?、北西向分布在近場(chǎng)區(qū)的東南部。因此，在近場(chǎng)區(qū)形成的斷裂構(gòu)造系統(tǒng)大致呈近南北向分布，還分布少量北東向和北西向斷裂，已有研究認(rèn)為，這些斷裂均為早第四紀(jì)斷裂或前第四紀(jì)斷裂[6]。

2 目標(biāo)區(qū)地層

三江口港產(chǎn)城新區(qū)共10個(gè)地塊，目標(biāo)區(qū)囊括了這些地塊的長(zhǎng)約30 km，寬約27 km 的矩形范圍（圖1）。目標(biāo)區(qū)出露的地層主要有石炭系、二疊系和第四系。其中，石炭系在目標(biāo)區(qū)的北部和東部大范圍分布，主要巖性為灰?guī)r、白云巖和灰色薄—中層狀硅質(zhì)巖等。二疊系主要分布在目標(biāo)區(qū)的西南部，主要巖性為薄層砂巖、灰?guī)r和頁(yè)巖。第四系在目標(biāo)區(qū)中部大范圍分布，其面積占目標(biāo)區(qū)近30%，主要為更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。全新統(tǒng)（Qh）主要分布在目標(biāo)區(qū)北部黔江、柳江及其支流龍興—高龍一帶，沉積物類(lèi)型為洪積、沖積為主，其成分以亞砂土、粘土為主，夾礫石層?？偤穸?5～30 m，下部為礫石層，厚5 m 左右，上部為亞砂土、亞粘土，厚10～30 m。更新統(tǒng)（Qp）主要分布在目標(biāo)區(qū)中部，成因?yàn)楹榉e、沖積和殘坡積，總厚度4.5～40 m，下部為礫石層，厚1～40 m，上部為棕色粘土、亞粘土，厚度1～30 m。此外，在目標(biāo)區(qū)的東南部和西南部為未分層的第四系（Q），巖性以粘土、亞粘土為主，偶夾礫石、碎石，階地不明顯，成因類(lèi)型有沖積、洪積和殘坡積，厚0～20 m。

3 目標(biāo)區(qū)地質(zhì)地貌特征

為研究目標(biāo)區(qū)的構(gòu)造特征，對(duì)目標(biāo)區(qū)開(kāi)展了衛(wèi)星影像分析和地形地貌分析（圖1），編制了3 條跨目標(biāo)區(qū)控制性地質(zhì)地貌剖面圖（圖2、圖3）。以馬鞍山斷裂（F9）和高安斷裂（F20）為界，目標(biāo)區(qū)中部地勢(shì)明顯低于東西兩側(cè)，形成凹陷地形地貌，第四紀(jì)沉積全都發(fā)育在目標(biāo)區(qū)中部地勢(shì)較低的區(qū)域（圖3），綜合這些特征推測(cè)目標(biāo)區(qū)中部發(fā)育斷陷盆地，F(xiàn)9和F20斷裂可能是該斷陷盆地兩側(cè)的控制性邊界斷裂。為進(jìn)一步論證目標(biāo)區(qū)發(fā)育斷陷盆地的可能性，對(duì)F9和F20斷裂開(kāi)展了詳細(xì)的調(diào)查研究。從衛(wèi)星影像和DEM 數(shù)字高程來(lái)看，F(xiàn)9和F20均沿山腳線(xiàn)發(fā)育（圖1），其較高的一側(cè)發(fā)育200～300 m 的灰?guī)r山體，較低的一側(cè)為海拔100 余米的巖溶盆地，存在明顯的高差（圖3），暗示這兩條斷裂歷史上曾發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈的正斷活動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，沿F9和F20均發(fā)育線(xiàn)型盆山分界線(xiàn)（圖4a 和b），在一些地區(qū)山前發(fā)育十余米高的洪沖積臺(tái)地（圖4a）；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)F9正斷斷錯(cuò)山體的現(xiàn)象，斷裂兩側(cè)的山體存在明顯的高差（圖4c）；此外，沿F20發(fā)育斷層三角面（圖4d），雖然斷層三角面已經(jīng)被侵蝕破壞，但依然非常矚目。這些現(xiàn)象說(shuō)明F9和F20歷史上均發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈的正斷活動(dòng)，在兩者之間形成斷陷盆地。

圖4 沿F9和F20發(fā)育的盆山分界地質(zhì)地貌Fig.4 Geological geomorphology of basin-mountain boundary developed along F9 and F20

地質(zhì)地貌調(diào)查表明，F(xiàn)9和F20的下盤(pán)都發(fā)育十余米的洪沖積臺(tái)地，但是在這些臺(tái)地沉積中均未發(fā)現(xiàn)斷裂活動(dòng)痕跡（圖5）。兩條斷裂出露的露頭也顯示，斷裂活動(dòng)對(duì)第四紀(jì)洪沖積/坡積物并無(wú)影響（圖6）。此外，在F9斷裂與柳江相交匯的地段，河流兩側(cè)盆地的地貌面沒(méi)有垂直向的高差。這些現(xiàn)象都說(shuō)明兩條控盆斷裂晚第四紀(jì)以來(lái)沒(méi)有新的活動(dòng)。另一方面，場(chǎng)地中部發(fā)育的斷陷盆地中沉積物都為更新統(tǒng)（圖2），說(shuō)明該盆地的形成在更新世或之前。綜合分析認(rèn)為，目標(biāo)區(qū)及周邊區(qū)域新構(gòu)造期繼承了燕山期構(gòu)造活動(dòng)的特征，以整體性間歇性升降運(yùn)動(dòng)和斷塊差異性抬升為主，目標(biāo)區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷陷盆地及其控盆斷裂可能是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，推測(cè)其最新活動(dòng)時(shí)代為早第四紀(jì)。

圖5 F9和F20之上發(fā)育的山前洪沖積臺(tái)地中的沉積物照片F(xiàn)ig.5 Photos of sediments in Piedmont flood alluvial platform developed above F9 and F20

圖6 F20斷裂的露頭照片F(xiàn)ig.6 Outcrop photo of F20 fault

4 目標(biāo)區(qū)斷裂活動(dòng)性

鑒定斷裂活動(dòng)性的方法很多，目前主要有地質(zhì)調(diào)查、遙感、物探、地球化學(xué)和鉆探等[7]。為了研究目標(biāo)區(qū)斷裂的活動(dòng)性，此次工作主要采用高分辨率遙感影像解譯、地形地貌分析和地震地質(zhì)調(diào)查等方法。根據(jù)衛(wèi)星影像分析和地形地貌分析結(jié)果、1：20 萬(wàn)幅來(lái)賓地質(zhì)圖及地震地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，綜合確定共有3 條斷裂通過(guò)目標(biāo)區(qū)（圖1 和圖2），分別為黃蘭斷裂（F29）、龍團(tuán)斷裂（F30）和老虎山斷裂（F31）。

圖1 目標(biāo)區(qū)地質(zhì)地貌Fig.1 Geology and geomorphology of the target area

圖2 目標(biāo)區(qū)地震構(gòu)造圖Fig.2 Seismic structure map of the target area

4.1 斷裂活動(dòng)性調(diào)查

4.1.1 黃蘭斷裂（F29）

該斷裂走向近南北，傾向東或西，左旋走滑性質(zhì)，通過(guò)黃蘭、龍樓和大山等地，長(zhǎng)約10 km，切割二疊系和石炭系。在花塘東800 m，斷裂發(fā)育在礫巖中，產(chǎn)狀陡立，沿?cái)嗝姘l(fā)育左旋走滑性質(zhì)的擦線(xiàn)。露頭上部覆蓋兩層地層，下部為卵石層，厚1～8 m，上部為棕色粘土，厚度1～3 m，卵石層和粘土層組合與目標(biāo)區(qū)更新統(tǒng)地層一致。斷層均發(fā)育在底部的礫巖中，未切入上覆卵石和粘土層中（圖7a）。在黃蘭南200 m，斷裂破碎帶寬10 m左右，內(nèi)部發(fā)育斷層、角礫巖和構(gòu)造碎裂巖。斷層產(chǎn)狀不一，其中該露頭中部的斷層規(guī)模最大，斷面呈S形彎曲，兩側(cè)發(fā)育角礫巖和構(gòu)造碎裂巖，露頭頂部覆蓋0～10 m 厚的卵石層和1～3 m 厚的粘土層，斷層發(fā)育在底部的二疊系砂巖中，未見(jiàn)切入上覆卵石和粘土層（圖7b）。從衛(wèi)星影像來(lái)看，該斷裂對(duì)地形地貌有一定影響，且地勢(shì)越高斷裂跡象越明顯。在斷裂通過(guò)丘陵區(qū)時(shí)，沿?cái)嗔寻l(fā)育線(xiàn)性谷地；在丘陵區(qū)邊緣與平原的交接處沿?cái)嗔寻l(fā)育沖溝；在平原區(qū)斷裂跡象消失。根據(jù)沉積物質(zhì)遷移規(guī)律，丘陵區(qū)中心地帶地勢(shì)高，為剝蝕區(qū)，丘陵外圍平原區(qū)是接受沉積的區(qū)域。丘陵區(qū)斷裂線(xiàn)性地貌發(fā)育說(shuō)明斷裂在新構(gòu)造期有過(guò)活動(dòng)，在平原區(qū)斷裂跡象消失，一方面是因?yàn)楸怀练e物覆蓋，另一方面也說(shuō)明斷裂近期不活動(dòng)，未造成沉積覆蓋層的擾動(dòng)。此外，該斷裂對(duì)現(xiàn)代水系沒(méi)有控制作用，在黃蘭附近該斷裂與紅水河垂直相交，未見(jiàn)紅水河發(fā)生偏移現(xiàn)象。

圖7 黃蘭斷裂構(gòu)造剖面圖Fig.7 Structural profile of the Huanglan fault

4.1.2 龍團(tuán)斷裂（F30）

該斷裂走向北西，傾向南西，傾角75°左右，正斷性質(zhì)，長(zhǎng)約6 km。在龍團(tuán)南西2 km，斷裂發(fā)育在二疊系砂巖中，斷裂破碎帶寬約6 m，內(nèi)部發(fā)育斷層和角礫巖。斷層產(chǎn)狀較陡，可見(jiàn)其正斷錯(cuò)斷砂巖層理，視斷距約0.4 m。該露頭中部沿?cái)鄬影l(fā)育角礫巖帶，寬2 m 左右，硅質(zhì)膠結(jié)；露頭頂部覆蓋一層黑色粘土，厚0.5 m 左右，未見(jiàn)斷層切入其中（圖8a）。在龍團(tuán)南南東4 km，斷裂發(fā)育在二疊系砂巖中，斷裂破碎帶寬約3，內(nèi)部發(fā)育多條斷層，正斷錯(cuò)斷砂巖層理，露頭頂部覆蓋一層含礫石的坡積層，厚0.2 m 左右，未見(jiàn)斷層切入其中（圖8b）。遙感影像顯示沿?cái)嗔丫€(xiàn)性負(fù)地貌發(fā)育較好，但對(duì)現(xiàn)代水系沒(méi)有控制作用。

圖8 龍團(tuán)斷裂構(gòu)造剖面圖Fig.8 Structural profile of the Longtuan fault

4.1.3 老虎山斷裂（F31）

該斷裂走向北西，傾向北東，通過(guò)古辣、鐵帽山林場(chǎng)等地，長(zhǎng)約8 km。在鐵帽山林場(chǎng)南西200 m，斷裂發(fā)育在二疊系砂巖中，斷裂破碎帶寬約10 m，內(nèi)部發(fā)育多條斷層，傾向北東，產(chǎn)狀陡立，切割砂巖巖層，但對(duì)層理的擾動(dòng)不大，巖層整體較完整。該露頭頂部覆蓋兩層土層，底部為含礫石的坡積層，上部為粘土質(zhì)殘積層，未見(jiàn)斷層切入其中（圖9a）。在鐵帽山林場(chǎng)北西3 km，斷裂發(fā)育在二疊系砂巖中，斷裂破碎帶寬約6 m，內(nèi)部發(fā)育一條斷層和大量節(jié)理，斷層為逆斷性質(zhì)。該露頭頂部覆蓋一層含礫石的坡積層，厚約0.5 m，未見(jiàn)斷層切入其中（圖9b）。從遙感影像上觀察，該斷裂東南段對(duì)地貌有一定的控制作用，沿?cái)嗔寻l(fā)育線(xiàn)性谷地，但其西北段對(duì)地形地貌影響不大，兩條北東向的小河在垂直通過(guò)斷裂時(shí)未發(fā)生偏移。

圖9 老虎山斷裂構(gòu)造剖面圖Fig.9 Structural profile of the Laohushan fault

4.2 斷裂活動(dòng)性鑒定

從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化歷史來(lái)看，燕山運(yùn)動(dòng)后，研究區(qū)進(jìn)入大陸邊緣活動(dòng)帶發(fā)展階段，地殼整體處于伸展環(huán)境，發(fā)生多次大幅斷塊隆升和斷塊沉陷運(yùn)動(dòng)；新構(gòu)造期以來(lái)，地殼轉(zhuǎn)變?yōu)檎w抬升背景下的差異升降運(yùn)動(dòng)。從地震地質(zhì)調(diào)查結(jié)果來(lái)看，黃蘭斷裂（F29）、龍團(tuán)斷裂（F30）和老虎山斷裂（F31）均發(fā)育在石炭系和二疊系老地層中，斷裂破碎帶規(guī)模較小，膠結(jié)程度較高，均未切入露頭頂部覆蓋的晚第四紀(jì)坡積礫石層或殘積粘土層，說(shuō)明它們?cè)谕淼谒募o(jì)以來(lái)沒(méi)有活動(dòng)。鑒于這3 條斷裂對(duì)地貌均有一定的控制作用，表現(xiàn)為沿?cái)嗔丫植堪l(fā)育線(xiàn)性谷地；但是它們對(duì)現(xiàn)代水系沒(méi)有控制作用，多條溪流在垂直通過(guò)斷裂時(shí)未發(fā)生偏移。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化歷史，并綜合以上各現(xiàn)象，鑒定這3條斷裂的活動(dòng)時(shí)代為早第四紀(jì)，與目標(biāo)區(qū)發(fā)育的斷陷盆地形成時(shí)代一致，可能是斷陷盆地形成過(guò)程中發(fā)育的伴生斷裂。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)遙感解譯，地形地貌分析、地質(zhì)調(diào)查綜合推斷目標(biāo)區(qū)中部發(fā)育斷陷盆地，近場(chǎng)區(qū)F9和F20斷裂為盆地控盆斷裂，目標(biāo)區(qū)10個(gè)地塊皆位于盆地內(nèi)。根據(jù)盆地內(nèi)沉積物特征、F9和F20斷裂的活動(dòng)特征，以及目標(biāo)區(qū)構(gòu)造背景特征綜合推斷該斷陷盆地的形成時(shí)代為早第四紀(jì)。目標(biāo)區(qū)及其周邊的新構(gòu)造活動(dòng)以整體性間歇性升降運(yùn)動(dòng)和斷塊差異性抬升為主，目標(biāo)區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷陷盆地正是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。

（2）共有3 條斷裂通過(guò)目標(biāo)區(qū)，它們的活動(dòng)時(shí)代均為早第四紀(jì)。這三條斷裂的最新活動(dòng)時(shí)代與目標(biāo)區(qū)斷陷盆地形成時(shí)代一致，且都位于斷陷盆地內(nèi)部，可能為該斷陷盆地形成過(guò)程中發(fā)育的伴生斷裂。

（3）鑒于目標(biāo)區(qū)為基巖裸露區(qū)，斷層露頭清晰，依靠高分辨率遙感影響解譯、地形地貌分析和地震地質(zhì)調(diào)查等方法能夠?qū)嗔盐恢煤突顒?dòng)性鑒定提供足夠的證據(jù)，故未開(kāi)展槽探和斷層樣品測(cè)年工作。本次工作開(kāi)展的目標(biāo)區(qū)斷陷盆地和斷裂構(gòu)造最新活動(dòng)性和成生關(guān)系研究，可供今后其它類(lèi)似地區(qū)開(kāi)展同類(lèi)工作提供參考。