崔 敏 鄭榮熒 游嘉靖 趙 錢

1) 湖北省十堰市人防辦（地震局），湖北十堰 442000

2) 北京防災(zāi)科技有限公司，北京 101100

引言

鄂西北地區(qū)地處長江中游地震帶，該地震帶為淺源中等地震活動構(gòu)造帶，西起四川東部、貴州、重慶，經(jīng)過湖北、湖南，東至江西等省市的廣大地區(qū)，其范圍大部分為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺分布區(qū)域。該地震帶有地震記載以來共發(fā)生M≥4.7 地震120 余次，其中6.0≤M≤6.9 地震3 次。鄂西北近鄰地域尚發(fā)育一系列北北東—北東向白堊—古近紀(jì)蝕余槽盆以及少部分北西—北北西向同期蝕余槽盆。在該帶展布范圍內(nèi)，晚新生代以來均呈現(xiàn)緩慢間歇性上升或隆升態(tài)勢，如北西向南秦嶺斷塊隆起，北北東向湘鄂黔隆起、雪峰隆起、幕阜—九嶺隆起等[1]。

鄂西北及鄰區(qū)與地震活動密切的斷裂構(gòu)造帶包括北西向漢中—安康—房縣斷裂構(gòu)造帶、北北西向鄂中盆嶺斷裂構(gòu)造帶、北北東向重慶華鎣山斷裂構(gòu)造帶、北北東向巴東—恩施—黔江斷裂構(gòu)造帶、北北東向常德太陽山斷裂構(gòu)造帶、北東向九江、瑞昌—靖安、修水?dāng)嗔褬?gòu)造帶等，它們多屬早、中更新世地震構(gòu)造，少數(shù)為晚更新世活動構(gòu)造，與斷塊邊界差異運(yùn)動、大型隆起軸部縱張活動以及隆起與沉降間拗?jǐn)嘧饔玫认噙m配[2]。

兩鄖斷裂（又名鄖西—鄖縣斷裂）帶位于秦嶺斷塊隆起區(qū)，是鄂西北地區(qū)規(guī)模最大的斷裂之一，長約200 km，右旋走滑。斷裂第四紀(jì)分段活動特征明顯，鄖西段曾于1964年發(fā)生過M4.9 地震。盡管前人對該斷裂的活動構(gòu)造開展過一些研究，但對該斷裂鄖西段第四紀(jì)活動的研究較少，直接影響著對鄖西地區(qū)新構(gòu)造變形格局和強(qiáng)震危險(xiǎn)性的認(rèn)識和評估。

1 區(qū)域地震地質(zhì)背景

鄂西北地區(qū)地處秦嶺褶皺系中東段，北與華北準(zhǔn)地臺相接，南以城口—襄樊?dāng)嗔褞c揚(yáng)子準(zhǔn)地臺為分隔。造山帶基底由古元古界秦嶺群、陡嶺群，中元古界武當(dāng)群、鄖西群，中—新元古界寬坪群，新元古界毛堂群、陶灣群、耀嶺河群等組成，蓋層為震旦至三疊系。晚中生代主要遭受陸內(nèi)造山變形的影響，形成總體由北向南的復(fù)式背、向斜和斷裂構(gòu)造，變形極為復(fù)雜。新生代以來沿?cái)嗔寻l(fā)生了走滑活動，使之局部地段產(chǎn)生一系列拉分或擠壓盆地（如鄖西、房縣），其新構(gòu)造變形和構(gòu)造活動性比較強(qiáng)烈，局部差別顯著。

鄂西北塊區(qū)的新構(gòu)造運(yùn)動主要表現(xiàn)為中等強(qiáng)度的掀升活動，并疊加有次級的拱隆和拗折以及區(qū)域北西西向斷裂的活動（圖1）。山勢地形和層狀地貌都顯示出新構(gòu)造上升是由北西向南東掀斜。區(qū)內(nèi)自西而東存在3 個(gè)南北向隆起帶，即漫川關(guān)與鄖西盆地間的黃云鋪隆起、鄖西與鄖縣間的白龍洞隆起和老均縣與丹江口之間的隆起。與北西西向斷裂活動有關(guān)的新構(gòu)造形跡，主要見于鄖西火車嶺一帶山脊上。該處新近紀(jì)上新世泥灰?guī)r和早更新世鈣泥質(zhì)礫巖（TL，140.3 萬年）受兩鄖斷裂走滑壓剪性活動影響被抬升到650 m 高程，其抬升速率為0.3 mm/a。1964年鄖西M4.9 地震，被認(rèn)為是這組斷裂系統(tǒng)的最新活動表現(xiàn)[2-6]。

鄂西北塊區(qū)的斷裂構(gòu)造比較發(fā)育（圖1），主要發(fā)育北東向和北西向斷裂總計(jì)23 條。規(guī)模大、影響顯著的代表性斷裂包括商丹斷裂（F6）、山陽—內(nèi)鄉(xiāng)斷裂（F13）、兩鄖斷裂帶（F14）、白河—谷城斷裂（F15）、安康—房縣斷裂（F17）和青峰斷裂帶（F20）等。這些斷裂沿線的線性構(gòu)造地貌特征和中小地震分布顯示出斷裂的長期活動以及晚新生代以來的構(gòu)造變形特征[3-10]。

第四紀(jì)以來，兩鄖斷裂帶承襲晚白堊世末期或古近紀(jì)初期的運(yùn)動體制，以右旋走滑為主形成漫川關(guān)、鄖西、鄖縣、上寺、均縣和李官橋等拉分盆地[4]。從幾何結(jié)構(gòu)上看，兩鄖斷裂在鄖西段主要由漫川關(guān)—鄖西段和鄖西—光化段右行右階疊接而成拉分盆地，盆地寬度約5—6 km（圖2）。盆地周圍為向盆地傾斜的中低山，盆緣地貌陡坎差別明顯?？刂婆璧乇蔽鬟吘壍穆P(guān)—鄖西段斷層地表產(chǎn)狀30°∠60°，震旦系逆沖于紅層之上，其內(nèi)發(fā)育有構(gòu)造角礫巖、碎裂碎粉巖?？刂婆璧啬衔鬟吔绲泥y西—光化段斷層硅化破碎帶寬70 m。根據(jù)盆地的形態(tài)與產(chǎn)出部位，分析認(rèn)為兩鄖斷裂在盆地初始階段為右旋離散走滑型斷裂[11]。

2 兩鄖斷裂的第四紀(jì)活動性調(diào)查

本次調(diào)查在室內(nèi)遙感影像解譯的基礎(chǔ)上，采取地質(zhì)地貌調(diào)查和淺層地震勘探相結(jié)合的調(diào)查方法，對兩鄖斷裂開展野外調(diào)查（圖2）。主要調(diào)查的內(nèi)容包括斷裂帶在第四紀(jì)活動的幾何學(xué)與運(yùn)動學(xué)特征，以及其潛在的地震地質(zhì)意義。

2.1 斷裂活動的地質(zhì)及地貌特征

圖1 區(qū)域地震構(gòu)造簡圖Fig.1 Regional simplified seismic structure map

圖2 兩鄖斷裂鄖西段地震構(gòu)造圖（紅線代表兩鄖斷裂帶） Fig.2 Seismic structure of Liangyun fault in Yunxi county （red lines represent the fault）

基于高分辨率的Google earth 影像，對兩鄖斷裂在地貌上的形跡做了遙感解譯，發(fā)現(xiàn)在土門鎮(zhèn)附近斷裂沿河谷發(fā)育，形成斷層陡坎等地貌并伴隨有斷層水平運(yùn)動導(dǎo)致的沖溝彎曲變形；除此之外，沿著鄖西盆地北邊緣也有一系列水系發(fā)生同步的彎曲，顯示了斷裂第四紀(jì)的右旋走滑運(yùn)動性質(zhì)（圖3）。

圖3 兩鄖斷裂遙感解譯結(jié)果Fig.3 Interpreted remote sensing map of Liangyun fault

在遙感的基礎(chǔ)上做了相應(yīng)的野外地貌調(diào)查和驗(yàn)證。結(jié)果顯示，斷裂活動形成了較為明顯的構(gòu)造地貌特征，在鄖西縣土門鎮(zhèn)水庫斷裂活動形成擦痕和膠結(jié)（圖4），斷層傾角約70°，在前新生代基巖內(nèi)斷層滑動特征明顯，形成寬約20—40 cm 的糜棱巖帶。斷裂帶內(nèi)保存有碎裂巖，膠結(jié)程度中等，可見伊利石和蒙脫石等，遇水較濕。擦痕揭示該斷裂的運(yùn)動學(xué)過程中含有一定方向的垂向分量。

在黃石粱村附近發(fā)現(xiàn)基巖斷層，斷層帶內(nèi)有斷層泥（圖5）；在王家臺子高速西側(cè)斷層通過的地方出現(xiàn)了陡坎、槽谷等地貌（圖6）。

黃石粱村附近發(fā)現(xiàn)基巖斷層面，斷層帶內(nèi)有斷層泥（圖5a）。斷層泥呈黃褐色，手搓呈條帶狀，厚約20 cm。同時(shí)，在斷層帶也發(fā)現(xiàn)了擦痕，指示斷層斜滑的運(yùn)動學(xué)性質(zhì)。黃石粱村附近的另一個(gè)調(diào)查點(diǎn)解釋斷層的最新活動同時(shí)斷錯(cuò)了第三紀(jì)湖相地層，以及第四紀(jì)黃白色砂質(zhì)粘土，時(shí)代為晚更新世早期（圖5b）。

圖4 鄖西縣土門鎮(zhèn)水庫附近斷裂活動特征圖（紅色箭頭指示斷層位置） Fig.4 Diagram of fault activity near Tumen town reservoir（red arrows indicate fault）

王家臺子高速西側(cè)的調(diào)查點(diǎn)，斷層通過的地方發(fā)育有斷錯(cuò)陡坎、槽谷等微地貌（圖6a）。紅色箭頭標(biāo)注的方向發(fā)育有明顯的陡坎，陡坎高度約10—15 m。斷層兩盤巖性差別明顯，上盤為黃土夾砂并有明顯的拖曳變形；下盤為中生代基巖，同時(shí)可見斜向滑動的擦痕。同時(shí)，沿該調(diào)查點(diǎn)追索，發(fā)現(xiàn)一系列的斷層三角面，斷層在地表構(gòu)成盆山界限（圖6b），顯示了斷裂新生代期間的長期活動性。

喬岳強(qiáng)等[10]研究認(rèn)為，斷裂均切割了中更新統(tǒng)地層，其最新活動時(shí)代為中更新世晚期甚至晚更新世。測年結(jié)果表明，斷裂帶第四紀(jì)以來有多期活動，其最新活動時(shí)代應(yīng)在中更新世晚期（圖7）。

圖7 中的 ① — ④ 為第四系中更新統(tǒng)（Q2）： ① 棕紅色黏土含鈣質(zhì)結(jié)核； ② 土黃色含礫黏土，局部夾砂層； ③ 灰白色礫石層，粒徑較小，層中可見白色石英質(zhì)礫石條帶； ④ 灰黑色礫石層，其粒徑比 ③ 層大，含褐色砂巖質(zhì)礫石。 ⑤ — ⑦ 為上白堊統(tǒng)（K2）： ⑤ 薄層狀泥巖、砂礫巖； ⑥ 厚層狀粗砂巖； ⑦ 灰白色鈣質(zhì)膠結(jié)的粗礫巖。斷層傾向南西，傾角約70°，斷層的最新活動錯(cuò)斷了土黃色含礫黏土。頂部棕紅色黏土含鈣質(zhì)結(jié)核被錯(cuò)斷，垂直位移量約0.5 m，OSL年代學(xué)測試結(jié)果顯示，斷裂在中更新世晚期有活動[10]。

圖5 鄖西縣黃石粱村附近斷裂活動特征圖（紅色箭頭指示斷層位置） Fig.5 Diagram of fault activity near Huangshiliang village（red arrows indicate fault）

圖7 鄖縣柳陂鎮(zhèn)劉家橋村斷層剖面圖[10]Fig.7 Sketch map in Liujiaqiao village in Yun county[10]

在野外實(shí)地調(diào)查中，該剖面揭示出層 ⑦ 灰白色厚層粗礫巖斷距約1 m；層 ④ 可見礫石層被擾動，擾動帶寬約10 cm，礫石有明顯的定向性，較大的礫石長軸角度變陡，與兩側(cè)差異顯著；層 ③ 同樣被擾動，擾動帶寬約5 cm，擾動帶中礫石直立，礫石長軸方向與礫石層正交，同時(shí)帶中鈣質(zhì)結(jié)核層有錯(cuò)斷，且在層 ③ 頂面形成小型陡坎，陡坎高約30 cm。

2.2 地球物理探測結(jié)果分析

為了進(jìn)一步探測兩鄖斷裂的第四紀(jì)活動特征，針對該斷裂開展了1 條高密度電法勘探測線，道間距8 m，局部加密5 m，探測方向?yàn)槟衔髦帘睎|向開展，測線布設(shè)位置見圖2。

本次觀測采用的是GD-10 Supreme 2D 分布式高密度電法儀，電源采用SPP-400 型超級電池。在測線起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)位置均采用GPS72 型衛(wèi)星定位儀進(jìn)行定位，對測線上存在高差變化的電極樁號進(jìn)行了地形校正。

探測結(jié)果顯示（圖8），該斷裂50 m 探測深度以內(nèi)較為清晰，沒有錯(cuò)斷近地表的低阻層。結(jié)果進(jìn)一步佐證了野外的地質(zhì)觀測結(jié)果，斷裂以正走滑運(yùn)動為主，沒有錯(cuò)斷晚更新世沉積物。

圖8 跨兩鄖斷裂開展的高密度電法勘探剖面（圖中紅色虛線為斷裂的位置） Fig.8 High-density electrical exploration across the fault （red dotted line represents fault）

3 結(jié)果與討論

結(jié)合遙感解譯、地質(zhì)地貌調(diào)查和高密度電法勘探結(jié)果可知，兩鄖斷裂在早、中更新世變形強(qiáng)烈。斷裂的構(gòu)造活動形成線性展布的斷層三角面、斷層槽谷和陡坎等地貌，并構(gòu)成盆山的邊界帶。進(jìn)入晚更新世以來，斷裂活動趨弱，野外調(diào)查未發(fā)現(xiàn)斷裂明顯活動的地質(zhì)地貌證據(jù)。

兩鄖斷裂帶分段活動特征明顯，同時(shí)沿線發(fā)育有漫川關(guān)、鄖西、鄖縣、上寺、均縣和李官橋等拉分盆地，盆地寬度約5—6 km。鄖西段可能處于發(fā)育的早中期，野外地表地質(zhì)調(diào)查和淺層人工地震反射尚未發(fā)現(xiàn)斷裂斜切鄖西盆地的晚第四系沉積物，第四紀(jì)以來的滑動速率約0.03—0.7 mm/a[10-11]，未來短時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生強(qiáng)震的可能性較低。同時(shí)結(jié)合斷裂第四紀(jì)活動性的調(diào)查結(jié)果，認(rèn)為斷裂不屬于活動性很強(qiáng)的晚更新世斷裂。但是，考慮到該斷裂附近歷史上曾經(jīng)發(fā)生過M4.9 地震，未來發(fā)生中強(qiáng)地震的可能性仍不容低估。

致謝

感謝在野外調(diào)查過程中鄖西縣地震局和湖北省地震局的大力支持；編輯和審稿專家對稿件提出的建設(shè)性修改意見和建議。