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怒江斷裂帶邦達斷裂中段全新世活動證據(jù)及其古地震記錄

2022-12-03 13:40鐘寧楊鎮(zhèn)張獻兵丁瑩瑩吳瑞安王煬郭長寶李海兵
地質(zhì)論評 2022年6期
關(guān)鍵詞:怒江塊體斷裂帶

鐘寧,楊鎮(zhèn),張獻兵,丁瑩瑩,吳瑞安,王煬,郭長寶,李海兵

1)自然資源部活動構(gòu)造與地質(zhì)安全重點實驗室,中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所,北京, 100081;2)中國地質(zhì)調(diào)查局新構(gòu)造與地殼穩(wěn)定性研究中心,北京,100081;3)中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京,100083;4)自然資源部深地動力學(xué)重點實驗室,中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所,北京,100037

內(nèi)容提要: 活動斷裂帶常是大地震的發(fā)震構(gòu)造,并誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,產(chǎn)生黏滑位錯和蠕滑變形,并形成斷裂破碎帶,進而對城市和工程安全直接造成威脅。因此,厘定活動斷裂的空間幾何展布、活動性對工程地質(zhì)研究和防災(zāi)減災(zāi)具有重要的指導(dǎo)意義。通過遙感解譯、錯斷地貌、槽探和14C測年,對怒江斷裂帶邦達斷裂中段的發(fā)育分布特征與活動性進行了調(diào)查研究。結(jié)果表明:邦達斷裂中段在1457±51 a BP/1598±47 a BP 發(fā)生過古地震事件,為引發(fā)中強地震的全新世活動斷裂。斷裂活動主要受控于川滇菱形塊體的南向逃逸擠出和印度板塊NEE向直接擠壓作用,表現(xiàn)為走滑兼有逆沖分量的高角度活動斷裂。該研究為了解怒江斷裂帶邦達斷裂中段活動性和工程抗震設(shè)防提供了基礎(chǔ)資料。

活動構(gòu)造是指晚更新世(100~120 ka)以來一直在活動,現(xiàn)在還在活動,未來一定時期內(nèi)仍可能發(fā)生活動的各類構(gòu)造,包括活動斷裂、活動盆地、活動褶皺及被它們所圍限的地殼和巖石圈塊體(鄧起東,1996)。活動斷裂是一種現(xiàn)代正在活動的構(gòu)造,它與地震和地質(zhì)災(zāi)害緊密相關(guān),對城市和工程安全直接造成威脅;特別是活動斷裂在全新世的活動歷史、滑動速率和運動機制又直接與地震危險性評估相關(guān),為地震地質(zhì)研究的重要課題?;顒訑嗔褜こ痰挠绊懶问街饕ㄒ韵?個方面:① 引發(fā)地震。據(jù)統(tǒng)計,我國歷史上超過7級的地震,80%位于活動斷裂帶上,超過8級的地震100%位于活動斷裂帶上(鄧起東等,2003)。② 黏滑位錯和蠕滑變形。當(dāng)活動斷裂引發(fā)地震時,往往產(chǎn)生明顯的急速位錯,地表破裂對鐵路工程的破壞形式表現(xiàn)為:路基開裂,橋梁縱向、橫向移位,橋梁墩臺破壞,隧道洞體受斷裂控制橫向剪斷,縱向錯動或剪切裂縫等(潘家偉等,2021),例如2008年汶川Ms8.0級地震后鐵路軌道出現(xiàn)明顯的橫向移位現(xiàn)象(王棟等,2015)?;顒訑嗔讶浠婢邚埨⒓羟泻团拥男再|(zhì),其不斷活動使得淺表地質(zhì)體發(fā)生變形、位移和破裂(Scheingross et al., 2013;張永雙等,2016),從而導(dǎo)致地面建筑物的破壞、路基變形、橋梁損壞。此外,地震(M≥5.0)常導(dǎo)致飽含水、未固結(jié)的沉積物(土壤、沙土等)液化或流化(Jiang Hanchao et al., 2016;鐘寧等,2017,2021a),引起噴砂冒水造成地面沉陷和地基失穩(wěn),以及側(cè)向滑移,導(dǎo)致河岸、堤壩、橋梁和碼頭設(shè)施破壞等(Robinson et al., 2014;Liu Zeng et al., 2016)。③斷裂破碎帶。斷裂破碎帶內(nèi)的巖體受多期構(gòu)造運動影響,被強烈擠壓、切割,巖體十分破碎,地下水發(fā)育,工程地質(zhì)條件極差,尤其對深路塹、隧道工程不利;而且容水性和導(dǎo)水性極強,是隧道涌水突泥和坍塌災(zāi)害發(fā)生的集中帶,以及有害氣體的通道(王愛國等,2008;李生杰等,2013)。④斷裂活動常誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害(Xu Chong et al., 2014;Guo Changbao et al., 2016),并具有明顯的控災(zāi)效應(yīng),能夠?qū)Φ匦蔚孛病r體結(jié)構(gòu)、斜坡應(yīng)力場和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,同時也是地質(zhì)災(zāi)害鏈的源頭,能夠為地質(zhì)災(zāi)害提供物源(張永雙等,2019;郭長寶等 2021)。因此,厘定活動斷裂空間幾何展布、活動性和古地震歷史對活動構(gòu)造區(qū)工程地質(zhì)研究和防災(zāi)減災(zāi)具有重要的指導(dǎo)意義。

怒江斷裂帶西起班公湖,向東經(jīng)改則、尼瑪、東巧、索縣、丁青、嘉玉橋折向南至八宿縣上林卡,再向南沿怒江進入滇西,在西藏境內(nèi)長2800 km,寬5~50 km,向西延入克什米爾,向南東延入緬甸,總體走向為NWW—NW向,具有走滑兼逆沖性質(zhì),晚第四紀(jì)活動強烈。GPS觀測資料表明,怒江斷裂帶在東構(gòu)造結(jié)以西活動性較弱,中更新世以來主要為擠壓運動,運動速率1.2~2.0 mm/a;東構(gòu)造結(jié)以東的南段則表現(xiàn)為右旋走滑,走滑速率為3.20~6.43 mm/a、拉張速率3.90~5.65 mm/a(宋鍵,2011;王閻昭等,2015)。怒江斷裂帶部分段落為全新世活動斷裂,有中強地震發(fā)生,如1930年騰沖東北Ms6.0 地震,1950年八宿益慶鄉(xiāng)附近的Ms5.5地震。筆者等通過遙感解譯、槽探、地球物理勘探和年輕地質(zhì)體測年,對怒江斷裂帶邦達斷裂中段空間幾何展布、活動性進行厘定和分析。相關(guān)成果有助于了解怒江斷裂帶邦達斷裂中段晚第四紀(jì)活動性和古地震歷史,對該區(qū)域未來地震危險性評價和防震減災(zāi)具有重要的參考價值。

1 地質(zhì)背景

1.1 地形地貌

怒江斷裂帶邦達段斷裂位于羌塘地塊向東快速擠出構(gòu)造區(qū)域(圖1a),東西兩側(cè)分別為瀾滄江斷裂和嘉黎—察隅斷裂帶,斷裂帶北段和中段正處于喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)弧頂?shù)膮^(qū)域,受羌塘地塊側(cè)向擠出和印度板塊與歐亞板塊碰撞擠壓的遠程效應(yīng)影響。怒江斷裂帶邦達斷裂中南段主要沿怒江一級支流玉曲河谷展布。研究區(qū)平均海拔在4000 m以上,而地勢相對平坦,相對高差?。缓恿鞫酁檗p狀河或者曲流河,I級和Ⅱ階地較為發(fā)育。Ⅰ級階地和河漫灘分布沖積物和洪積物,河谷兩側(cè)的邊坡上發(fā)育大量的坡積物,支溝溝口多發(fā)育泥石流堆積物。山峰海拔多在5200~5400 m,發(fā)育現(xiàn)代冰川,冰川地貌保存完整。

1.2 地層巖性

怒江斷裂帶邦達斷裂中段沿線及其鄰區(qū)地層主要為前寒武系,石炭系、三疊系、侏羅系地層;第四系主要是沿河谷、緩坡上分布的沖洪積沉積和松散堆積物。前寒武系地層中主要有卡窮巖群(Pt1-2K)和酉西巖群(Pt3Y):前者主體由黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、變粒巖及大理巖等組成,片理、片麻理發(fā)育,成層性較差,巖石破碎,巖性復(fù)雜,巖性差異大;后者主體為一套綠片巖相變質(zhì)巖,原巖為一套碎屑巖—火山巖建造,巖石以片理為主,偶見片麻理,褶皺發(fā)育,常見緊閉褶皺、無根褶皺等,糜棱巖化普遍。石炭系錯戎溝組(C1c)和邦達組(C1b)巖性為灰綠、灰黑色千枚巖夾變質(zhì)砂巖及少許變質(zhì)砂質(zhì)灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r,可能有玄武巖夾層或者巖塊,有輝綠巖侵入,巖組主體均為一套構(gòu)造混雜巖,褶皺變形強烈,斷裂發(fā)育,巖石破碎。三疊系的阿堵拉組(T3a)和波里拉組(T3b),巖性主要有長石石英砂巖、巖屑石英砂巖、頁巖等,與下伏波里拉組灰?guī)r可截然區(qū)分,巖性穩(wěn)定,變化較小,褶皺變形發(fā)育(王冬兵等,2019)。

1.3 區(qū)域地震活動性

研究區(qū)位于青藏高原羌塘塊體向東轉(zhuǎn)折的部位,外圍區(qū)域包括拉薩地塊、羌塘地塊和巴顏喀拉地塊(圖1),并跨越班公錯—怒江結(jié)合帶、瀾滄江結(jié)合帶。研究區(qū)緊鄰喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié),區(qū)域地震活動背景較高,沿著邦達斷裂中段曾發(fā)生1950年11月3日Ms5.5、1997年5月16日Ms5.3和1997年8月9日Ms5.2地震,區(qū)域最大的地震為昌都南1951年3月17日Ms6.0地震,顯示較強的地震活動性。大型第四紀(jì)斷陷盆地與斷裂的斷陷、走滑活動有關(guān),往往是強震活動區(qū),如研究區(qū)南西側(cè)的嘉黎—察隅斷裂帶。不同類型邊界斷裂的交匯位置以及主干斷裂與其次級分支斷裂的分岔、轉(zhuǎn)折、歸并部位,多是 6 級以上強震發(fā)生地區(qū)(李萌,2019)。基于錯斷地貌、古地震和年代學(xué)測試,Ren Junjie 等(2022)認為羊達—亞許斷裂具有產(chǎn)生Ms7.2~7.3地震潛力,并產(chǎn)生1.8~2.0 m的左旋位錯量。考慮到研究區(qū)的羊達—亞許斷裂、邦達斷裂和色木雄斷裂,均為晚更新世—全新世活動斷裂,據(jù)地震構(gòu)造標(biāo)志對比,它們具備發(fā)生M7~7.5 級左右地震的構(gòu)造條件(李萌,2019)。

2 邦達斷裂中段發(fā)育特征與活動性證據(jù)

邦達斷裂整體走向NNW—NW,陡傾NEE—NE,傾角60°~70°,平面上略彎曲,其中北段在郭慶鄉(xiāng)一帶被羊達—亞許斷裂左行錯移,南段在吉中鄉(xiāng)附近被色木雄斷裂左行錯移(圖1,圖2)。羊達—亞許斷裂南東段在察雅縣吉塘鎮(zhèn)亞許村附近,向NW沿學(xué)曲、果曲,經(jīng)羊達,穿過剛曲、直曲和衛(wèi)曲至俄不克一帶,總體走向NWW—SEE,延伸超過140 km,為左旋走滑兼有逆沖分量的全新世活動斷裂(圖1),晚全新世以來(3610~3457 a BP)左旋滑動速率約為2.1~2.5 mm/a(Ren Junjie et al., 2022)?;谘蜻_村東斷層剖面地層位錯和光釋光測年,Ren Junjie等(2022)限定了7.89±1.69 ka一次古地震事件,表明該斷裂在全新世以來有過強烈的活動。色木雄斷裂北西始于吉中鄉(xiāng)附件,斷裂呈NWW—SEE 展布,向南西傾,向南東經(jīng)通不來—色木雄—嘎益,穿過瀾滄江延伸至芒康縣嘎沙一帶,長度約60 km。李萌(2019)通過對斷裂沿線構(gòu)造地貌、斷層陡坎和石英形貌特征分析,初步認為色木雄斷裂為全新世活動斷裂。通過對邦達斷裂沿線構(gòu)造地貌、河流階地沉積物變形、石英形貌特征以及年代學(xué)測試,李萌(2019)初步認為邦達斷裂北段和南段是一條晚更新世活動斷裂;其中邦達斷裂中段僅見次級斷裂顯示錯動第四系河流階地的跡象,而主斷裂邦達斷裂中段未見第四紀(jì)斷裂活動在地表的響應(yīng)。

圖1 怒江斷裂帶邦達斷裂中段大地構(gòu)造位置及活動斷裂幾何展布: (a) 青藏高原活動斷裂分布與GPS速度場分布圖(據(jù)李海兵等,2021修改);(b) 怒江斷裂帶邦達段活動斷裂分布圖Fig. 1 Geotectonic location and geometric distribution of active faults in the central section of Bangda fault in Nujiang fault zone: (a) active faults and GPS velocity field distribution in the Xizang (Tibetan) Plateau (modified from Li Haibing et al., 2021&);(b) distribution of active faults of Bangda fault in Nujiang fault zone

圖2 怒江斷裂帶邦達段斷裂區(qū)域地質(zhì)簡圖(據(jù)王冬兵等,2019)Fig. 2 Geological map of Bangda fault in Nujiang fault zone(from Wang Dongbing et al., 2019&)

表1 益慶鄉(xiāng)多慶村和甲沖村14C測試結(jié)果Table 1 Radiocarbon dating results for the Duoqingcun and Jiachongcun at Yiqing

圖3 邦達斷裂中段空間幾何展布(a)及邦達機場附近斷層三角面(b); 益慶鄉(xiāng)甲沖村水系位錯(c); 吉中鄉(xiāng)查龍村線性地貌(d)Fig. 3 Spatial geometric distribution of the central section of Bangda fault (a); fault triangle at Bangda Airport (b); dislocation at Jiachongcun, Yiqing (c); linear geomorphology at Chalongcun, Jizhong(d)

圖4 邦達斷裂中段空間幾何展布(a)及郭慶鄉(xiāng)拉龍村水系位錯(b); 吉中鄉(xiāng)洛龍村河流階地位錯(c); 益慶鄉(xiāng)甲沖村斷層陡坎(d); 吉中鄉(xiāng)查龍村多級斷層陡坎(e); 吉中鄉(xiāng)查龍村斷層活動導(dǎo)致第四紀(jì)地層掀斜作用(f); 益慶鄉(xiāng)邦達機場旁石炭系地層逆沖到三疊系地層之上(g)Fig. 4 Spatial geometric distribution of central section of Bangda fault (a); drainage dislocation at Lalongcun, Guoqing (b); fluvial terrace dislocation at Luolongcun, Jizhong (c); multistage fault scarp at Jiachongcun, Yiqing (d); multistage fault scarp at Chalongcun, Jizhong (e); Quaternary strata tilting caused by fault activity at Chalongcun, Jizhong (f); Carboniferous strata thrust onto Triassic strata, near the Bangda Airport (g)

邦達斷裂中段展布于郭慶鄉(xiāng)至吉中鄉(xiāng)一帶,斷裂走向340°~350°,傾向W,傾角65°~70°。斷裂線性影像特征清晰,地貌上表現(xiàn)為斷層三角面、線性地貌、斷層陡坎、水系位錯等(圖3,圖4),在陡坎前緣幾米至約20 m處,多處見斷裂錯斷全新世地層,礫石定向明顯,斷裂帶寬3~5 m(圖5),為逆沖兼有左旋走滑性質(zhì)。在益慶鄉(xiāng)甲沖村(圖3b)和郭慶鄉(xiāng)拉龍村(圖4b),可見約10 m的水系左旋位錯,以及線性錯斷地貌(圖3a,c)。在吉中鄉(xiāng)洛龍村,可見玉曲河支流被斷裂左旋位錯約為7.7 m,此外還可見約1.3 m的垂直位錯量(圖4c)。在益慶鄉(xiāng)甲沖村和吉中鄉(xiāng)查龍村可見多級斷層陡坎地貌(圖4d,e)。值得注意的是,在查龍村可見多達6級的斷層陡坎,從底到頂坎高分別為2.20 m、1.25 m、2.00 m、2.15 m、2.25 m和0.95 m,可能代表斷層多期活動的結(jié)果(圖4e)。假設(shè)查龍村0.95~2.25 m為一次地震產(chǎn)生的同震位錯量,按照鄧起東等(1992)建立青藏高原區(qū)走滑斷裂地震斷層位錯量與震級的關(guān)系M=a+b×LgD(其中a, b為常數(shù),分別為7.13和0.68;D為地震斷層位錯量)計算,得到的震級約Ms7.1~7.3。此外,在吉中鄉(xiāng)查龍村,可見斷層作用導(dǎo)致晚第四紀(jì)地層掀斜作用,靠近斷層地層傾角較小,遠離斷層傾角較大,可能是斷層逆沖分量所致(圖4f)。在邦達機場旁,可以清晰的看到由于斷層逆沖作用,導(dǎo)致石炭系地層逆沖到三疊系地層之上(圖4g)。在益慶鄉(xiāng)甲沖村和多慶村見錯斷全新世地層的斷裂剖面(圖5),礫石具有明顯定向性,斷距10~20 cm,均錯斷上覆第四紀(jì)地層,顯示逆沖或正斷性質(zhì)。

在益慶鄉(xiāng)多慶村沖洪積扇中部出露一斷層剖面,剖面高約2.0 m,寬約3.0 m,剖面顯示斷層錯斷至表土層底部,剖面整體走向230°左右,根據(jù)沉積物顏色、巖性等基本特征,其地層從下至上可以劃分為U5~U1 5層,各層描述如下:

U5:雜色礫石層,礫石分選磨圓好,雜基支撐,礫石大者可達30 cm,膠結(jié)差,厚約65 cm,未見底;

U4:淺黃色細砂層夾礫石,礫石分選中等,磨圓較差,呈棱角狀,厚約45 cm;

U3:淺黃色細砂層,未見明顯層理,厚約30 cm;

U2:淺灰色細砂層,未見明顯層理,厚約30 cm,在該層取一泥炭樣品BT20-38;

U1:雜色礫石層,礫石分選中等,磨圓差,雜基支撐,膠結(jié)較差,夾有淺黃色細砂,厚約30 cm。

在益慶鄉(xiāng)甲沖村沖洪積扇前緣也出露一高約2.0 m的斷層剖面,剖面整體走向330°左右,剖面揭示斷層錯斷U4層頂部,從下至上可以劃分為5層,各層基本特征如下:

U5:雜色礫石層,礫石分選較差,礫石最大粒徑可達70 cm,磨圓中等,雜基支撐,礫石定向排列現(xiàn)象顯著,該層厚約120 cm;

U4:淺黃—淺灰色細砂層,見平行層理,厚約15 cm,在該層取一泥炭樣品BT20-41;

U3:雜色礫石層,夾細砂,厚約25 cm;

U2:淺黃色細砂層,見平行層理,厚約15 cm;

U1:雜色礫石層夾細砂,厚約25 cm。

在益慶鄉(xiāng)多慶村(圖5a)和甲沖村(圖5b)斷裂剖面的0.30 m和0.65 m采集兩個14C樣品,采用AMS14C技術(shù)和OxCal v4.2軟件進行日歷年代校正(Ramsey,2009),測年結(jié)果為1457±51 a BP和1598±47 a BP。據(jù)此推測邦達斷裂中段最新一次活動時間為1457±51 a BP/1598±47 a BP。

圖5 邦達斷裂中段沿線益慶鄉(xiāng)多慶村(a)和甲沖村(b、c)斷裂剖面野外照片、素描圖及14C年齡測試結(jié)果Fig. 5 Field photos, sketches and 14C age test results of fault profile at Duoqingcun (a) and Jiachongcun (b, c), Yiqing, along central section of Bangda fault

為了獲得邦達斷裂中段的斷裂帶寬度,在益慶鄉(xiāng)多慶村共布設(shè)了4個高密度電法物探剖面B1~B4(圖6a)。根據(jù)B1電阻率剖面可知(圖6a),電阻率值在500~2000 Ω·m,其中相對高阻區(qū)(500~2000 Ω·m)的巖性以石炭系下統(tǒng)邦達組變質(zhì)灰?guī)r為主,低阻區(qū)(300~800 Ω·m)巖性以石炭系下統(tǒng)邦達組千枚巖為主。在600~680 m處,電阻率值在50~750 Ω·m,在地層150 m以淺具有貫通性,而兩側(cè)電阻率基本大于500 Ω·m,推測該處為邦達斷裂中段所在位置(圖6a),斷裂帶寬度為80 m。為了進一步限定邦達斷裂中段的深部結(jié)構(gòu)和斷裂性質(zhì)。首先基于SRTM采集的DEM數(shù)據(jù),利用Petrol三維建模軟件,選用高斯克里金算法插值得到研究區(qū)地形圖。其次利用二維物探資料解釋的斷裂數(shù)據(jù)、地面地形數(shù)據(jù)和物探得到的層位數(shù)據(jù)構(gòu)建了地層構(gòu)造模型,構(gòu)建高密度電阻率屬性體,獲得斷裂三維構(gòu)造地層模型。最后根據(jù)物探勘測到的電阻率三維空間數(shù)據(jù),將其離散化之后利用變差函數(shù)進行空間插值,對邦達斷裂中段益慶鄉(xiāng)多慶村的電阻率參數(shù)進行了預(yù)測,得到電阻率屬性模型柵格圖(圖6b)。從圖中可以看出,邦達斷裂中段除了表現(xiàn)左旋走滑性質(zhì)外,還有明顯的逆沖分量(圖6b)。此外,邦達機場旁音頻大地電磁測深勘探線二維反演斷面中識別出多條分支斷裂,并均隨著深度的增加,斷裂的傾角由近乎垂直,逐漸變?yōu)橄蛭鞫竷A,初步認為主斷裂邦達斷裂中段深度大于350 m,在深部凸顯西傾趨勢(李萌,2019)。進一步表明邦達斷裂中段具有明顯的逆沖分量。

圖6 邦達斷裂益慶鄉(xiāng)多慶村高密度電法剖面解譯結(jié)果(a)及斷裂帶三維結(jié)構(gòu)特征(b)Fig. 6 High density electrical profile and interpretation results (a) and three dimensional structural characteristics of fault zone (b) at Duoqingcun, Yiqing, Bangda fault

3 邦達斷裂運動學(xué)特征

從研究區(qū)斷裂活動性質(zhì)看,羊達—亞許地區(qū)、邦達斷裂和色木雄斷裂表現(xiàn)為左旋走滑,兼有一定的逆沖分量(李萌,2019)。從青藏高原現(xiàn)今構(gòu)造變形分區(qū)可以看出(圖7),喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)地區(qū)由于印度板塊斜向俯沖到歐亞板塊之下,形成了喜馬拉雅山前一系列的逆沖斷裂帶,表現(xiàn)為強擠壓隆升區(qū)。青藏高原東南緣側(cè)向擠出區(qū)域,也是羌塘地塊向東快速擠出構(gòu)造區(qū),西起約90°E,北以玉樹—鮮水河斷裂為界,南以嘉黎—怒江斷裂帶為界,為東部物質(zhì)快速向東和南東方向運移過程中,牽引著西部物質(zhì)不連續(xù)地向東運移,拉伸過程中造成一系列共軛走滑斷裂和近南北向正斷裂,塊體西部表現(xiàn)出彌散型變形,塊體東部為剛性塊體變形(李海兵等,2021),并發(fā)育了怒江、瀾滄江和金沙江等多條大江大河,多為深切峽谷或山間盆地,斷裂性質(zhì)多為走滑斷裂。前人研究認為,怒江斷裂以右旋走滑活動為主,由早期的壓剪構(gòu)造轉(zhuǎn)化為晚期的張剪構(gòu)造(吳根耀,1991;李京昌,1998)。古近紀(jì)以來,由于印度板塊東犄角的北東向推擠,青藏高原強烈隆升,印支地塊南向擠出,怒江斷裂表現(xiàn)為擠壓逆沖和右旋走滑運動(宋鍵,2011)。隨著印度板塊向歐亞大陸的持續(xù)擠壓,羌塘塊體西部和中部地區(qū)在南北向擠壓及東部物質(zhì)向東或南東方向牽引的影響下發(fā)生緩慢運動和被動變形;塊體東部上地殼沿著鮮水河斷裂和怒江、哀牢山—紅河斷裂夾持的地塊向東南方向逃逸擠出(Leloup et al., 2007;Bai Mingkun et al., 2018;Han Shuai et al., 2019;李海兵等,2021;鐘寧等,2021b),表現(xiàn)為剛性塊體的快速擠出構(gòu)造。同時,在印度板塊北向運動作用下,青藏高原內(nèi)部形成一系列沿著NW向斷裂的左旋運動,昆侖山—鮮水河斷裂帶將青藏高原塊體分成南北兩部分,南部塊體向北及北東方向運動,出現(xiàn)了以青藏高原為中心的向北、向東和向南東的扇形輻射地殼運動格局(丁國瑜和盧演儔,1986)。在印度板塊向北運動過程中,受到昆侖山—鮮水河斷裂帶的阻擋,使塊體改變方向,向SSE滑移;考慮到印度板塊存在NNE向的推擠力,沿板緣產(chǎn)生逆沖帶,向東產(chǎn)生實皆右旋剪切帶,再向東對本區(qū)產(chǎn)生了NEE向的推擠作用。

圖7 青藏高原現(xiàn)今構(gòu)造變形分區(qū)(據(jù)李海兵等,2021修改)Fig. 7 Current tectonic deformation zones of the Xizang (Tibetan) Plateau (modified from Li Haibing et al., 2021&)

申重陽等(2002)根據(jù)怒江斷裂的走向變化將其自北向南分為 3 段,并利用 GPS 數(shù)據(jù)得到其右旋走滑速率分別為 3.78±0.80 mm/a、1.20±0.02 mm/a 和1.82±0.03 mm/a,擠壓速率分別為1.10±0.05 mm/a、1.11±0.01 mm/a和1.39±0.01 mm/a。怒江斷裂SN走向段右旋走滑速率為2~3 mm/a,擠壓速率為1.0~2.5 mm/a(唐方頭等,2010;宋鍵,2011)。現(xiàn)今GPS觀測表明,怒江斷裂帶除了具有走滑分量(右旋),還有一定的擠壓或拉張分量(Wang Min and Shen Zhengkang, 2020)。在羊達—亞許斷裂和邦達斷裂中段,不僅觀察到了左旋走滑證據(jù),地貌和物探證據(jù)也揭示其有一定的逆沖分量(圖6b)。這也驗證了怒江斷裂帶除受川滇菱形塊體的南向推擠,還受到印度板塊北東東向的直接擠壓作用,表現(xiàn)為犄角兩側(cè)分別為左旋和右旋走滑運動,且具有逆沖分量,推測犄角位置在邦達鎮(zhèn)—東壩鄉(xiāng)一帶。因此,怒江斷裂帶的構(gòu)造運動應(yīng)該受控于川滇菱形塊體的南向逃逸擠出和印度板塊NEE向的直接擠壓作用。由于怒江斷裂帶北段GPS觀測臺站和已發(fā)表的基礎(chǔ)資料較少,這一認識仍需更多地質(zhì)和觀測數(shù)據(jù)的支持。

4 結(jié)論

筆者等通過遙感解譯、錯斷地貌、探槽剖面和14C測年等技術(shù)手段,對怒江斷裂帶邦達斷裂中段的發(fā)育分布特征與活動性進行了調(diào)查研究,得到以下結(jié)論:

(1)邦達斷裂中段為走滑兼有逆沖分量,并為高角度的活動斷裂。

(2)邦達斷裂中段在1457±51 a BP/1598±47 a BP 發(fā)生過地震事件,為引發(fā)中強地震的全新世活動斷裂。

(3)邦達斷裂的構(gòu)造運動受控于川滇菱形塊體的南向逃逸擠出和印度板塊NEE向的直接擠壓的聯(lián)合作用,北段和中段表現(xiàn)為左旋走滑兼有逆沖分量,其南段具有右旋走滑兼有逆沖或拉張分量。

致謝:高密度電法剖面測量和物探解譯由四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)中心羅兵高級工程師和李維工程師協(xié)助完成;中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所王躲博士、中國地震局地質(zhì)研究所程理博士和魏傳義博士、中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所張佳佳博士參加了部分野外工作,在此一并表示感謝。感謝審稿專家及責(zé)任編輯提出的寶貴意見和建議,使本文得到進一步提升。

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