余姚—丽水断裂庆元段第四纪活动特征
【类型】期刊
【作者】马志江,杨福平,毛昌伟,陈涛(浙江省工程地震研究所)
【作者单位】浙江省工程地震研究所
【刊名】科技通报
【关键词】 余姚-丽水断裂庆元段;构造地貌;浅层地震勘探
【资助项】浙江省公益技术研究社会发展项目(2013c33044)
【ISSN号】1001-7119
【页码】P36-40
【年份】2019
【期号】第10期
【期刊卷】1;|7
【摘要】为了解余姚—丽水断裂庆元段第四纪以来的活动特征,在野外地震地质调查的基础上,在变形的微地貌部位开挖了探槽、在第四系覆盖区开展了浅层人工地震勘探。运用电子自旋共振测年和光释光测年法,对构造变形物质以及断层覆盖层进行了年代确定。研究显示,余姚—丽水断裂庆元段地貌特征明显,表现为沟谷、垭口及线性地貌,其最新活动时代为中更新世。推测该断层为1574年庆元51/2级地震的发震断层。
【全文】 文献传递
余姚—丽水断裂庆元段第四纪活动特征
摘 要:为了解余姚—丽水断裂庆元段第四纪以来的活动特征,在野外地震地质调查的基础上,在变形的微地貌部位开挖了探槽、在第四系覆盖区开展了浅层人工地震勘探。运用电子自旋共振测年和光释光测年法,对构造变形物质以及断层覆盖层进行了年代确定。研究显示,余姚—丽水断裂庆元段地貌特征明显,表现为沟谷、垭口及线性地貌,其最新活动时代为中更新世。推测该断层为1574年庆元51/2级地震的发震断层。
关键词:余姚-丽水断裂庆元段;构造地貌;浅层地震勘探
0 引言
余姚-丽水断裂是浙东南最醒目的断裂构造,南延福建,北经嵊县过余姚,潜入杭州湾水域。总体走向约30°,倾向北西,倾角陡,浙江境内长达350 km。卫星影像显示清晰,为平行排列之线状影像。航磁反映为正负异常分界。地表为一系列北东、北北东向大致平行或斜列的逆冲断裂,组成宽达15~40 km的断裂带。这些断裂形迹清晰,挤压破碎带较宽。丽水盆地南部、安文等地岩石遭受动力变质作用,出现强烈的片理化及千枚岩化,宽达3 km左右,沿断裂带有燕山晚期酸性岩体的侵入;在东阳尖山镇至新昌、嵊州一带,有大量的晚第三纪玄武岩喷出;在壶镇至丽水一带,基性、超基性岩筒呈串珠状排列;缙云附近还见喜马拉雅期的超基性岩并具有挤压破碎现象,表明该断裂新构造时期尚在继续活动。该断裂直接控制早白垩纪陆相盆地的形成和发展,许多白垩纪断陷盆地如嵊州盆地、永康盆地、丽水盆地等都集中在这个断裂带上[1]。沿余姚—丽水断裂也发生过一些中小地震,如在余姚—慈溪一带,历史发生过31/2级左右的有感地震和现代小震,在嵊州盆地内,1998年发生过4.5级的现代地震[2],在余姚—丽水断裂的庆元段,历史上发生过1574年庆元51/2级破坏性地震[3]和1998年3.6级的现代地震[2],最近几年偶尔也有小震发生。
近年来在我国境内发生的一些中小地震特别是在少震、弱震区发生的中小地震给震区造成了较大的地震灾害和损失[4~7]。余姚—丽水断裂庆元段历史上发生过51/2级破坏性地震并有现代小震发生,开展该断层的第四纪活动特征研究,评价其地震危险性,对庆元地区的防震减灾工作的开展具有重要的指导意义。
1 地质构造背景
余姚-丽水断裂庆元段在大地构造上位于江山-绍兴断裂南部的华南褶皱系[1]的浙东-闽东南火山断拗陷带,基底由巨厚的新元古代和早古生代变质岩系组成。加里东运动之后,大部分地区隆起而长期遭受剥蚀,缺失晚古生代及中生代早期的地层。侏罗纪晚期火山活动强烈,白垩纪火山活动减弱,新生代以整体隆升为特征,广泛发育“V”型河谷,出现急流、飞瀑和河流袭夺等现象。新构造期该地区内北东断裂具有不同程度的活动性,对构造地貌的发育起到某种程度的控制作用;第四纪以来也有不同强度的活动迹象。余姚-丽水断裂庆元段北端起自龙泉的安仁附近,向南经荒村、桌案标、进入庆元后经桐梓、喜鹊隘,在庆元县城东部山中通过,向南经下滩、上余,终止于政和的长垄附近,全长80 km左右。断层控制了沿线地貌的发育,断层通过位置表现为沟谷、垭口及线性地貌。此外,在余姚—丽水庆元段两侧还发育一些与其平行的北北东向小断层,断续分布;以及与其相交的一些北西向小断层(见图1)。
图1 余姚—丽水断裂庆元段地震构造简图及剖面位置
Fig.1 Simple seismic structural and profile location map of the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault
2 地质地貌证据
对余姚-丽水断裂庆元段开展野外地质调查中,沿断层追索,自北向南发现了多个野外地质剖面(见图1中调查点的分布位置),本文选取历史地震及现代小震分布位置附近的地质地貌证据,对断裂的活动特征进行阐述。
2.1 桐梓村西北地质地貌证据(QY-1/QY-1a)
在庆元县百山祖乡桐梓村西北冲沟边见余姚—丽水断裂庆元段出露剖面(调查点QY-1,图2)。断层发育于侏罗系上统灰白、灰褐色凝灰岩中,断层产状:5°/SE∠70°,破碎带宽3 m左右,未见断层泥发育,破碎带两侧基岩较为完整,下盘有平行断面的节理发育,断层在地貌上线性特征明显,断层控制了这一带的沟谷地貌的发育,冲沟两侧山体坡度在50°左右(调查点QY-1a,图3)。
图2 桐梓村西北冲沟边断层照片及剖面
Fig.2 Fault photo and profile at the gully of northwest Tongxin
图3 桐梓村西北断层地貌照片
Fig.3 Fault landform photo at the gully of northwest Tongxin
2.2 下滩村南一带地质地貌证据(QY-2~QY-4)
在下滩村一带,断层也有很好的地貌显示,断层构成了山体与河谷的边界,线性特征明显。断层的地貌显示见图4。
图4 下滩村南断层地貌照片
Fig.4 Fault landform photo at south Xiatan
在下滩村南山中见断层出露剖面(位置见图1中的调查点QY-2,剖面见图5),断层产状:10°/ SE∠75°,断面左侧为变质的花岗岩带,断层破碎带宽2 m左右,破碎带右侧为受力变质的花岗岩、内中有挤压石英脉成条带状,宽3 m左右,最右侧为侏罗系上统灰白色凝灰岩,上覆坡积物未见断错,上覆坡积物的OSL测年(样品编号:QY-2-OSL-1)为:(16.4±1.2)ka。
图5 下滩村南山中路边断层照片及剖面
Fig.5 Fault photo and profile at the mountain road of south Xiatan
在下滩村南的庆元饮用水水库库尾段,断裂线性地貌明显,可见清晰垭口、沟谷地貌。在小溪沟右岸可见2级阶地的发育(图6),T1拔河在2~3 m,主要为砾石层,磨圆好,砾径数公分至1 m不等,T2拔河在6~8 m,砾石层发育,可见厚度在4 m左右,二元结构明显。
在该河沟右岸见断层出露剖面(位置见图6中的河床调查点QY-3,距离QY-2约500 m,剖面见图7),断层上覆为河流浅滩相砂砾层(或阶地),为全新世地层,砾径小者几厘米,大者20~30 cm,磨圆度好,断层发育于花岗岩与岩脉边界位置,断层产状:10°/SE∠72°,整个断层破碎带宽8 m左右,以细碎裂岩为主,断面左侧见3~5 cm宽断层泥,断层泥(样品编号:QY-3-ESR-1)的ESR测年为(364±38)ka。断层上见近水平向擦痕,侧伏角25°,显示右旋逆走滑性质。
在该断裂延伸方向的一级阶地后缘,二级阶地前缘开挖了探槽(位置见图6中的探槽位置QY-4,探槽剖面见图8),探槽中可见断层形态特征与前述剖面中断层的形态特征基本一致,断层未断错上覆二级阶地的底部,在二级阶地上采样OSL测试样品(样品编号:QY-4-OSL-1和QY-4-OSL-2),测试结果分别为:(5.0±0.1)ka和(1.8± 0.5)ka,测试结果表明该二级阶地为全新世地层,断层最新活动时代在二级阶地底部地层形成以前,即在全新世以前。
图6 庆元饮用水水库库尾断层地貌照片
Fig.6 Fault landform photo at the end of Qingyuan drinking water reservoir
2.3 长垄村附近地质剖面(QY-5)
在断层末端的政和长垅村东公路边,见该断层的出露剖面(调查点QY-5,图9),断层发育于侏罗系上统黄褐色凝灰岩中,剖面中见2个断面f1和f2,产状分别为:0°/E∠60°、25°/SE∠85°,f2断面上发育灰白色断层泥,厚1 cm左右、断层破碎带宽2 m左右,以碎裂岩为主,在f2断面上取断层泥的ESR测年样品(样品编号:QY-5-ESR-1),测试结果为:(201±20)ka。
图7 下滩村南河沟边断层照片及剖面
Fig.7 Fault photo and profile at brook side of south Xiatan
图8 下滩村南探槽照片及剖面
Fig.8 Fault photo and profile at road side of south Xiatan
图9 长垅村东公路边断层剖面
Fig.9 Fault photo and profile at the road side of east Changlong
3 断层隐伏区的浅层地震勘探(测线Ⅰ/Ⅱ)
为了控制断层的展布位置,在断层沿线的庆元县城东一带,断层通过的唯一第四系覆盖区,布设了2条浅层人工地震勘探测线,测线布设位置具体见图10,根据已有研究成果[8],测线布设范围内的第四系为全新统的砂砾石层。
图10 余姚—丽水断裂庆元段物探测线平面图
Fig.10 Geophysical survey line map of the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault
测线Ⅰ布设方向为NE-SW,测线的CDP时间剖面图和地质解释图见图11。测线Ⅰ的Tg反射波组信号强,波组易追踪,在测线上有一定的起伏,双旅程时间最大达50 ms,最小处约20 ms。在桩号43 m和58 m处出现波组明显不连续现象,因此判断该处存在断层通过,根据波组特征,断层逆断性质,为基岩内断层,未断错上覆全新世地层。
测线Ⅱ布设方向为W-E,测线的CDP时间剖面图和地质解释图见图12。在测线Ⅱ波组可追踪到Tg波组和Tg1,Tg反射波组信号强,波组易追踪,在测线上略有起伏,Tg1反射波组信号强,波组容易追踪,在桩号28 m和52 m出该反射波组出现明显不连续,判断这两处存在断层通过,根据波组特征,该断层为逆断层,为基岩内断层,未断错上覆全新世地层。
图11 Ⅰ-Ⅰ'测线CDP叠加剖面和地质解释剖面(部分)
Fig.11Ⅰ-Ⅰ'Line CDP stacking section and geological interpretation section map(part)
图12 Ⅱ-Ⅱ'测线CDP叠加剖面和地质解释剖面
Fig.12Ⅱ-Ⅱ'Line CDP stacking section and geological interpretation section map(part)
根据浅层地震勘探结果,在测线Ⅰ和测线Ⅱ都存在2个断点通过,这些断点均为逆断性质,均为基岩内断层,未断错上覆全新世地层,为余姚-丽水断裂庆元段在这一带的断点。
4 结论
通过对余姚—丽水断裂庆元段在庆元一带开展的野外地震地质调查、探槽开挖并结合ESR和OSL定年技术,以及在断层隐伏区开展的浅层人工地震勘探,得到如下认识:(1)北北东走向的余姚—丽水断裂庆元段地貌特征明显,表现为沟谷、垭口及线性地貌;(2)该断层倾向南东、倾角陡(个别部位近直立),破碎带宽度8m左右且含断层泥,右旋逆走滑性质,其最新活动时代为中更新世,推测该断层为1574年庆元51/2级地震的发震断层,现今该断层仍然存在发生中等强度地震的危险性。
参考文献:
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Quaternary Activity Characteristics of the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault
Abstract:In order to understand the activity characteristics of the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault in quaternary,based on the geological survey,we excavated trenchs at the deformation microtopography position,and in the quaternary cover area,shallow seismic exploration has been carried out. Using ESR and OSL dating method,material of tectonic deformation and fault coverage layers were determined.The results indicate that the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault has obvious topographical features,such as valley,pass and linear landform,and the latest activity occurred in Middle Pleistocene.We presumed that the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault is causative fault of Qingyuan 51/2earthquake in 1574 year.
Keywords:the Qingyuan Segment of Yuyao-Lishui Fault;tectonic landform;shallow seismic exploration
中图分类号:P315
文献标识码:A
文章编号:1001-7119(2016)10-0036-05
收稿日期:2015-12-10
基金项目:浙江省公益技术研究社会发展项目(2013C33044)。