图1 川滇菱形块体构造格架
Fig. 1 Structural framework of Sichuan-Yunnan rhombic block
doi: 10.13209/j.0479-8023.2022.057
国家自然科学基金(U2002211, 41472204)资助
北京大学学报(自然科学版) 第58卷 第5期 2022年9月
Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 58, No. 5 (Sept. 2022)
收稿日期: 2021–08–16;
修回日期: 2021–12–23
摘要 依据野外调查成果, 研究维西‒乔后断裂通甸‒马登盆地段晚第四纪活动的地质地貌特征和古地震事件。结果表明, 该断裂段属于全新世活动段, 以右旋走滑运动为主, 全新世以来的水平滑动速率为 1.8～2.4mm/a, 垂直滑动速率为 0.30～0.35mm/a。玉水坪探槽揭示的断错地层 OSL 年龄为 5.1±0.6, 5.3±0.2, 7.5± 0.5 和 10.3±0.9ka, 属于全新世堆积。下太平某小河 T2 阶地上发育的多条断层断错现代土壤层之下的所有地层, 被错上部地层的 OSL 年龄为 5.3±0.6ka。上新世以来的断裂活动造成上新统的强烈构造变形, 其运动性质由逆冲转变为右旋走滑。新民村和盖场等探槽揭露地震楔、砂脉和软沉积构造变形等地震现象, 垂直错距多在 1m 左右, 属同一期地震事件所为, 其发生时间约为 28000aBP, 震级达到 7 级。
关键词 维西‒乔后断裂; 全新世; 右旋走滑运动; 古地震; 地震楔; 软沉积变形
青藏高原的持续隆升导致其东南缘块体的侧向挤出和川滇菱形块体的形成。川滇菱形块体是青藏高原周边新构造运动最强烈的活动块体之一, 地震事件频繁发生。它不仅是活动构造和地震监测预报的重点关注区域, 而且是研究块体运动和构造变形的热点地区[1‒8]。如图 1 所示, 红河断裂带构成川滇菱形块体的西南边界, 这是一条以右旋走滑为主的活动断裂, 历史上曾发生一系列强震, 包括 1652 年弥渡 7 级地震和 1925 年大理 7 级地震。前人对红河断裂带的活动特征和演化历史做过大量研究, 认为在地质历史时期, 断裂带控制了两侧块体的形成、发展和演化[9‒18]。川滇菱形块体的西北边界为金沙江断裂, 是一条多期活动的缝合线构造, 后期受青藏高原向东挤出运动的影响, 表现出右旋走滑兼逆冲性质[19‒21]。
图1 川滇菱形块体构造格架
Fig. 1 Structural framework of Sichuan-Yunnan rhombic block
维西‒乔后断裂北起雪龙山东麓白济汛, 经维西、玉狮场、通甸、马登、乔后和平坡后, 沿巍山盆地西缘展布, 长 280km, 大致以玉狮场和平坡为界, 分为北段、中段和南段[22]。维西‒乔后断裂的南北两端分别与红河断裂和金沙江断裂相接, 是连接川滇菱形块体西缘南北两条活动断裂的枢纽, 也是唐古拉‒昌都‒兰坪‒思茅褶皱系中兰坪‒思茅褶皱带与昌都‒云岭褶皱带两个大地构造单元的分界断裂, 对区域岩浆活动、沉积建造和变质有明显的控制作用[23]。该断裂具有较长的发育历史, 形成于加里东运动期, 在海西‒印支期火山活动和岩浆作用强烈, 喜山期也有过强烈的活动[22]。沿维西‒乔后断裂发育的雪龙山韧性剪切带, 与哀牢山、点苍山以及越南的 Day Nui Con Voi 韧性剪切带共同构成川滇块体西缘一条长达 1000km 的大型韧性剪切带, 并且雪龙山韧性剪切带和哀牢山‒红河断裂带在早新生代期间都发生大规模左旋走滑运动, 是新生代早期印支板块向南东方向移动的东边界[10,12]。在新构造运动期, 维西‒乔后断裂的北段和中段主要为右旋走滑运动[22,24‒27]。维西‒乔后断裂与红河断裂具有共同的地质演化历史, 从新生代早期的左旋走滑运动转变成上新世的右旋走滑运动。从区域构造意义上讲, 维西‒乔后断裂与红河断裂带一脉相承, 是红河活动断裂带的北延部分, 在川滇活动块体形成、演化和运移过程中扮演着重要角色[22]。因此, 加强维西‒乔后断裂活动性的研究, 对深入认识滇西北地区地震地质背景以及川滇块体边界构造变形机制与活动样式具有重要的理论和实际意义。
沿维西‒乔后断裂历史强震不显著, 长期以来对该断裂晚第四纪的活动性和运动特征关注较少。近年来, 该断裂附近先后发生 2013 年洱源 5.5 级和5.0 级、2017 年漾濞 5.1 级以及 2021 年漾濞 6.4 级等一系列中强地震, 使得人们对此断裂的活动性愈加关注和重视。沿维西‒乔后断裂发育维西、通甸‒马登、炼铁和巍山等一系列晚新生代和第四纪盆地, 其中通甸‒马登盆地是断裂中段最大的构造盆地, 且盆地内晚第四纪活动迹象显著, 上兰附近曾发生1948 年 61/4 级和 51/4 级地震。
基于上述背景, 我们针对维西‒乔后断裂晚第四纪活动和运动特征展开较深入的研究。本文依据野外调查成果, 重点报道通甸‒马登盆地段晚更新世至全新世活动的地质地貌表现以及古地震事件。
如图 2 所示, 维西‒乔后断裂通甸‒马登盆地段总长 40km, 由多条断层组成, 呈斜列状分布于通甸‒马登盆地边缘及内部。在地貌上主要表现清晰的断层陡坎、定向排列的断层三角面等, 水系和山脊表现为同步的右旋位错, 晚第四纪活动特征明显。断层运动性质以右旋走滑为主兼有一定的正断分量。
玉水坪探槽位于通甸河 T2 阶地与洪积扇交接部位, 洪积扇上断层陡坎附近(图 2), 近东西向展布, 长 12 m。探槽附近冲沟中有第四纪断层出露[22]。
如图 3 所示, 玉水坪探槽南壁揭示的断层主要有 F1 和 F2 两条, F1 的产状为 330°/SW∠68°, F2 的产状为 330°/NE∠65°。F2 断错现代壤土层 U1 以外的所有地层, U4 中部(样品 OSL-51)的光释光(OSL)测年结果为 5.1±0.6ka, U5 中部(样品 OSL-52)的 OSL 测年结果为 5.3±0.2ka, U5 下部(样品 OSL-55)的 OSL 测年结果为 10.3±0.9ka, U6 (样品 OSL-53)的 OSL 测年结果为 7.5±0.5ka, 上述被断错的地层均为全新世堆积, 并且 U2 和 U3 指示断层具有一定的正断性质。上述结果表明, F2 在全新世有过明显的活动。沿 F2 断层面的 U3, U4 和 U5 的几个层位中, U3 的错距最大, 达 20cm。F1 断错 U2, U3, U4 和 U5, 据此推断 F1 也在全新世有过活动。F1 被 F2 截切, 二者构成地堑型构造楔。值得注意的是, 在此构造楔内, 因 U4 含砾、砂黏土层的塑性较大, 在两侧断层引起的正断性质构造作用下, 该层呈现两侧下陷、中间上凸的鼓丘, 发生显著的软沉积构造变形。
图2 维西‒乔后断裂通甸‒马登盆地段的空间展布
Fig. 2 Distribution of Tongdian-Madeng basin section of Weixi-Qiaohou fault
下太平村以南 1.3km处, 白石江支流某小河的阶地 T2 和 T3 上发育平直的近南北走向的断层陡坎。河流左岸阶地上的断层陡坎非常清晰, T2 上的陡坎高约 1.5m, T3 上的陡坎高约 8m, T2 和T3 呈现明显的右旋位错(图 4(a))。由于剥蚀作用, 河流右岸阶地上的断层陡坎不如左岸的清晰, 尤其是 T3 后缘的断层陡坎几乎被夷平, 阶地前缘也被剥蚀成斜坡状, 但断层陡坎的轮廓仍然清晰, 阶地右旋错位也很明显(图 4(b))。
在河流左岸断层陡坎的旁侧, T2 阶地上发育多条第四纪活动断层(图 4(a)和图 5)。
下太平阶地断层剖面上发育 4 条断层(图 5)。F1和 F2 断层近似平行, 产状分别为 350°/SW∠70°和350°/SW∠68°, 断错 U6 褐红色含砂黏土、 U5 褐色砾石以及 U4 褐色含砂黏土。F1 和 F2 均被 F3 截切, F1和 F2 的断层面上有白色钙质充填(图 5(a)和(c))。F3 的产状为 5°/SE∠55°, 走向与断层陡坎近似平行。F3断错 U1 现代壤土层之下的所有地层, 砾石沿断层面有明显的定向排列现象(图 5(c)), 地层错断特征指示断层为正断性质, 竖直错距约为 1.2m (图 5(d))。被 F3 断错的 U3 褐色卵砾石 OSL 测年结果为5.3±0.6ka, 为全新世堆积。F4 的产状为 0°/E∠45～50°, 走向与断层陡坎平行, 与 F3 一样, 也断错U1 现代壤土层之下所有地层, 错位明显(图 5(b)), 下部错距大, 向上逐渐变小, 自下而上错距依次为 0.35, 0.25, 0.10 和 0.06m (图5(d)), 表明 F4 是一条同沉积断层, 活动时代为全新世。
新民村探槽位于白石江 T3 阶地上(图 2)。该探槽揭示的断层有 7 条(图 6), 走向为 320°～350°, 主体 倾向为南西, 倾角为 70°～87°。F1 断错 U1 褐色黏土、U2 褐色砾石、U3 褐色砂质黏土、U4 褐色黏土和 U5 黏土质粉砂, U5 呈竖立状与断层面平行展布, 显示强烈挤压变形特征, OSL 测年结果为 36.6±2.6ka (图6(a)～(c))。F2 断错 U2 褐色砾石、U3 褐色砂质黏土和U4 褐色黏土, 其中部旁侧发育一条小断层, 二者构成小型透镜体。F3 与 F4 倾向相反, 二者构成典型的地震构造楔(图 6(a)～(b)和(d)), 断错 U2 褐色砾石、U3 褐色砂质黏土和 U4 褐色黏土, 其中 U3的 OSL 测年结果为 61.8±4.3ka, 其顶部灰白色的富钙质黏土是比较明显的标志层, 据此判断 F3 和 F4 均为正断性质, 错距分别为 0.5 和 0.6m。F5 断错 U2褐色砾石和 U3 褐色砂质黏土, 错位不明显。F6由 F6-1 和 F6-2两条断层组成, 彼此构成一个小型夹块, 断错 U2 褐色砾石、U3 褐色砂质黏土和 U4 褐色黏土(图 6(a)～ (b)和(e))。F7 由 F7-1 和 F7-2 两条平行的断层组成, 断错 U2 褐色砾石以及 U4 褐色黏土(图 6 (a)～(b)和(e))。F7-1 和 F7-2 均为正断性质, 错距一致(0.5m), 总错距为 1m。
(a)南壁照片; (b)构造楔细部放大照片; (c)探槽南壁素描图。U1 为厚 10～20cm 的现代壤土; U2 为洪积相棕黄色含卵石粉砂, 磨圆度和分选性较差, 砾径从几厘米到几十厘米不等; U3 为冲洪积相棕黄色含砾、砂黏土, 由于黄色侵染, 与 U2之间的界线难以分辨; U4 为灰白色含砾、砂黏土, 夹黄色条带, 为洪积扇边缘湖沼相堆积, 从洪积扇向盆地方向厚度逐渐变薄; U5 为棕红色含砂卵石, 砾石粒径一般为 5～6cm, 磨圆度好至较好; U6为灰白色含砂黏土, 呈透镜体状夹于 U5 含砂卵石层中, 周边有黄色侵染边
图3 玉水坪探槽南壁剖面
Fig. 3 The south wall of Yushuiping trench
图4 下太平村南河流两岸阶地上的断层陡坎
Fig. 4 Fault scarps on terraces at both banks of the river at the south of Xiataiping village
(a)断层整体照片; (b)F4 中部放大照片, 错位明显; (c)F3 上部放大照片, 砾石沿错断面定向排列; (d)剖面素描图。U1 为灰色现代壤土; U2 为灰褐色含砾黏土; U3 为褐色卵砾石, 砾石磨圆度好; U4为褐色含砂黏土, 下部含灰白色钙质层; U5 为褐色砾石, 砾石磨圆度好; U6 为褐红色含砂黏土, 顶部含灰白色钙质层; U7为褐色含砂砾石
图5 下太平村T2阶地第四纪断层
Fig. 5 Quaternary fault on the T2 terrace at the south of Xiataiping village
(a)断层剖面素描图; (b)断层照片; (c)～(e)局部放大照片。U1为褐色黏土; U2为褐色砾石; U3为褐色砂质黏土, 顶部为灰白色富钙质黏土; U4为褐色黏土; U5为黏土质粉砂; U6为灰白色钙质土; U7为褐红色残积土
图6 新民村探槽揭示的断层剖面
Fig. 6 Fault profile revealed by xinmincun trench
F1～F7 断错地层的情况基本上相同, 它们断错U6 灰白色钙质土和 U7 褐红色残积土之下的所有地层。因构造变形作用而呈竖立状的地层(U5)、典型的地震构造楔以及明显的错距等特征表明, 这些断层应该是某次地震事件形成, 该地震事件发生的时间应该在 36.6±2.6ka之后。断层与地层间的切盖现象表明, 这些地震断层形成之后, T3 阶地经历长期的地表土壤化作用, 形成 U7 褐红色残积土及其下的 U6 灰白色钙质土, 但 U6 和 U7 中没有找到合适的测年样品, 目前难以对此次地震事件的时间上限进行有效的约束。
新华村某冲沟中发育两条近似平行且具正断性质的断层(F1 和F2), 其所处地貌部位与新民村探槽相同, 均是白石江 T3 阶地。F1 和 F2 的产状分别为 345°/SW∠80°和 345°/SW∠80°～85°, 断错 U3 褐红色冲积砾石、U4 褐色含砾砂质黏土并夹白色钙质层、U5 褐红色砾石以及 U6 褐红色含砾黏土, 沿两条断层面有比较宽的砾石定向排列带(图 7)。夹白色钙质层的含砾砂质黏土(U4)是比较明显的标志层, 据此得到 F1 和 F2 的垂直错距分别为 0.4 和 0.8m, 总错距为 1.2m。在 F1 与 F2 之间, U4 被拉伸拖拽。F1和 F2 断层陡坎旁发育两个以砾石为主、微具近水平的层理崩积楔(U3-2), 其与旁侧 U3-1 斜向层理的角度不一致。F1 和 F2 之上均被 U1 褐黄色洪积砾石平稳覆盖, 未见明显的构造变形和切错现象, 我们认为这两条断层是由地震事件产生的。这两条地震断层断错的最上部 U4 地层的中上部(样品KT20-12)的 OSL 测年结果为 30.5±0.6ka, 因此地震发生的时间应在 30.5±0.6ka之后。
此外, 在城岗村和西塔村的白石江 T3 阶地上见到多处错距约为 1m 的断层剖面, 断错的地层时代基本上相同, 应该是同一次地震作用的产物。
盖场附近的洪积扇上发育一条高约 2m, 长数百米的断层陡坎, 横跨此陡坎的探槽(图 2)揭示很好的古地震现象。陡坎前方约 2m处发育 F1 和 F2 两条正断性质的断层, 产状分别为 290°/SW∠66°和310°/NE∠70°, 二者构成地震楔(图 8)。地震楔两侧地层位错明显, 最大错距为 0.35m。地震楔内外两侧灰黑色泥炭质黏土(样品 C-17 和样品 C-16)的 14C测年结果为 36.90±0.35ka和 28.33±0.16ka。
U1为褐黄色洪积砾石; U2为褐色黏土; U3-1为褐红色冲积砾石, U3-2为崩积楔; U4为褐色含砾砂质黏土并夹白色钙质层; U5为褐红色砾石; U6为褐红色含砾黏土
图7 新华村断层剖面
Fig. 7 Fault profile at Xinhua village
(a)断层陡坎; (b)探槽整体照片; (c)断层及地震楔照片; (d)地震楔素描图。U1为褐红色壤土, U2为灰黑色黏土, U3为灰色黏土, U4为灰白色砂质黏土
图8 地震楔的细部放大剖面
Fig. 8 Enlarged section of seismic wedge
图9 弥沙山脊和河流同步右旋位错
Fig. 9 Synchronous dextral dislocation of ridges and rivers at Misha
除上述典型地震楔外, 探槽还揭露出灰黑色与灰白色相间黏土层的上拱和挠曲现象, 某些部位断续可见灰白色砂质黏土裹挟于灰黑色黏土层中, 并存在砂脉等地震现象, 表明这些软沉积地层遭受过强烈的构造扰动。
综合地震楔、砂脉和软沉积地层的强烈构造变形等诸多现象, 我们认为这里存在一次古地震事件, 时间约为 28.00ka。Wells 等[28] 1994 年通过统计得到震级 M 与最大位移量 D 的关系:
图10 玉水坪山脊同步右旋位错
Fig. 10 Synchronous dextral dislocation of ridges at Yushuiping
LogD = −7.03+1.03M。
若高 2m 的断层陡坎是此次古地震形成, 则根据上式计算得到其震级为 7.1 (Mw)。
新华村地震断层与新民村地震断层之间相距1.5km, 均位于 T3 阶地上, 断错的地层时代相同, 错距大体上一致, 推测它们是在同一次地震事件中形成。综合分析两处地震断层断错的地层时代, 可将事件发生的时间初步限定在 30.5±0.6ka之后。据上述震级与位错量的关系, 由最大 1.2m 的位错量得到震级(Mw)约为 7, 如按 Ms 则震级大于 7。
盖场探槽与新民村探槽和新华村断层剖面大约相距 14km, 揭示的古地震事件发生时间和震级相近。在滇西地区, 活动断裂(如红河断裂)发生 7 级以上地震的原地复发周期一般为 3ka[16], 有的为 5～ 6ka[29]。作为红河断裂的北延部分, 维西‒乔后断裂的地震原地复发周期应与之相近, 因此在十几千米范围内短期原地发生两次 7 级以上地震的可能性不大, 所以盖场探槽与新民村探槽和新华村断层剖面所揭示的很可能是同一次地震事件, 综合 3 处地震断层所断错地层的测年数据, 可以将其发生的时间限定在约 28.00ka。
在维西‒乔后断裂的通甸‒马登盆地段, 呈现沿断裂定向排列的断层三角面、断层陡崖、断层垭口和断层陡坎等清晰的断层地貌。受断裂活动影响, 山脊和水系呈现同步的右旋水平位错现象, 位错量为数十米。如例弥沙一带, 多条山脊和小溪同步右旋位错 30～50m (图 9)。沿这些小溪溯源调查, 发现河流与断裂交会部位大多为高数米的跌水, 某些河流阶地上出现高 3m 左右的断层陡坎, 河流的上游发育裂点, 表明断裂两侧差异运动显著。
玉水坪附近可见 3 条山脊同步右旋位错 15～20m (图 10)。如图 11 所示, 麻栗坪一带的两条小溪同步右旋位错, 位错量分别为 280m 和 70m; 旁侧一条更小的溪流也有明显的位错迹象, 且在断裂通过处形成直角弯曲; 往南 1km 至通甸镇附近, 可见另外两条溪流同步右旋位错, 主河流位错量达 1300m, 支流位错约 480m。总的来说, 河流越长其发育历史越久, 水平位错量也越大。480m 和 1300m等较大的水平位错表明, 在早第四纪甚至更早的时间, 该断裂就开始发生右旋走滑运动, 而数十米的位错应该是晚第四纪活动的结果。
图11 通甸‒麻栗坪一带水系同步右旋位错
Fig. 11 Synchronous dextral dislocation of rivers between Maliping and Tongdian
石岩村北西方向 1km 处的弥沙河 T2 阶地上发育平直的断层陡坎, 走向 340°, 坎高 2.5～3.0m (图12)。陡坎线上发育断塞塘, 陡坎下方发育基岩断层。我们曾于 2018 年底在此断层陡坎上开挖探槽, 揭示出 6 条全新世活动断层[30]。阶地西侧山麓发育一条冲沟, 受断裂活动影响发生右旋位错, 左侧形成废弃的断尾沟, 冲沟右旋位错量为 20m。冲沟内阶地 14C 测年结果为 0.49±0.04ka, 据此估算该断裂全新世以来右旋水平滑动速率为 2.4mm/a, 垂直滑动速率为 0.30～0.35mm/a。
在下太平村以南 1.3km 处某小河阶地上, 不仅发育平直的断层陡坎, 而且 T2 和 T3 阶地呈现明显的右旋位错(图 4)。现场测量 T2 阶地的水平位错量为 12m, 垂直位错量为 1.5m (断层陡坎高度), 该阶地上断错的 U3 褐色卵砾石 OSL 测年结果为 5.3±0.6ka (图 5(d))。若以此作为 T2 阶地的形成年龄, 则可以推算全新世中期以来断裂的水平滑动速率为 2.3mm/a, 垂直滑动速率为 0.30mm/a。
此外, 据岩曲村洪积扇位错和测年结果估算的断裂水平滑动速率为 1.8mm/a, 垂直滑动速率为 0.2mm/a; 据城岗村阶地位错得到的断裂水平滑动速率为 1.8～2.0mm/a; 据文屏村西河流阶地得到的断裂水平滑动速率为 2.0～2.3mm/a[22]。综上所述, 全新世以来该断裂的水平滑动速率为 1.8～2.4mm/a, 垂直滑动速率为 0.30～0.35mm/a。
上新世以来, 随着青藏高原大幅度隆升(喜马拉雅运动第Ⅲ幕), 其东南缘的印支块体表现为南东向的大规模平移运动, 导致印支块体内部绝大多数断裂的运动性质逐渐转变为走滑运动。区域内小江、红河、南汀河和龙陵‒瑞丽等断裂显著的走滑运动以及绝大多数地震(震源机制解)呈现的走滑型破裂[31‒32], 充分证明块体侧向运动在板块内应变分解为走滑运动。这种走滑运动不仅导致川滇地区断裂运动性质的转变, 而且形成新的活动构造格局。
图12 石岩村北西方向1 km处阶地断层陡坎与冲沟位错素描图
Fig. 12 Sketch map of fault scarp and gully displacement on the terrace 1 km northwest of Shiyan village
通甸‒马登盆地边缘出露的上新统三营组为一套厚达数百米的半固结状黏土岩, 主要为灰白色与灰黑色相间的黏土, 其间夹有灰黄色至褐黄色砾石层。黄松村某建设工地揭露的上新统地层中发育一个背斜构造, 背斜轴向为 NW330°, 倾向近直立(图 13(a))。该背斜的东翼发育 F1 和 F2 两条断层, F1 的产状为325°/SW∠52°, F2 的断层产状为 330°/SW∠42°。沿断层黄色黏土质砂土、深灰色黏土和褐黄色砾石层等错距较大, 垂直错距为 1.0～1.2m, 剖面上显示逆冲性质(图 13(b))。在断层剖面上发育清晰的阶步和擦痕, 擦痕的侧伏角为 10° (图 13(c)和(d))。阶步和擦痕均指示断层以近水平的右旋走滑运动为主, 兼有一定的逆冲分量。分析擦痕的侧伏角可知, 剖面上显示的逆冲性质只是水平走滑运动附带的运动分量, 若按 10°侧伏角和 1.0～1.2m 的垂直错距推算, 其水平位错量达 5.7～6.8m。
除上新统地层发生褶皱外, 通甸、下甸和福登等地也随处可见上新统掀斜现象(倾角 40°～60°, 局部 70°以上)和断层, 靠近维西‒乔后断裂的地层倾角更大。图 14 和 15 为通甸(A-B)和下甸(C-D)跨越断裂的实测阶地与地质剖面(剖面位置见图 2), 较好地反映出上新统地层的掀斜和断层情况。在福登村南, 可见近直立状的上新世地层, 附近发育断层和地震构造楔。
在白石江东岸江尾塘‒新华一线断裂附近, 上新统不仅发生掀斜, 而且断裂东侧出露上新统剑川组粗面岩、碱性火山碎屑岩、正长斑岩和煌斑岩等岩脉, 多呈灰白色, 白石江由此得名。它们沿断裂呈带状展布, 长约十余千米, 宽约 1.5km。其东侧不整合于中三叠统上兰组之上, 西侧粗面岩之上则渐变为上新统三营组砂页岩夹碱性火山岩。因此, 该断裂在上新世(喜山运动第Ⅲ幕)有过较强烈的岩浆活动。
综上所述, 上新世以来维西‒乔后断裂的活动造成上新统强烈的构造变形、盆地内较为广泛的断裂活动和岩浆作用, 断裂的运动性质也从早期(燕山期前)的逆冲运动转变为右旋走滑运动, 转变的时间与红河断裂从左旋走滑运动转变层右旋走滑运动(大约 5Ma)基本上同步[16]。
1)维西‒乔后断裂通甸‒马登盆地段在晚第四纪有明显的活动迹象。玉水坪探槽揭示两条断层, OSL 测年结果表明被错地层为全新世堆积, 并存在显著的软沉积构造变形。下太平村南 1.3 km 处某小河的 T2 和 T3 阶地上发育近南北走向的平直的断层陡坎, 陡坎旁 T2 阶地上发育多条断层, 断错现代壤土层下所有地层, 被错地层为全新世阶地沉积。
2)维西‒乔后断裂通甸‒马登盆地段, 断裂运动性质以右旋走滑为主。通甸、弥沙和玉水坪等地多条山脊和河流同步右旋, 位错量数十米至上千米。全新世以来, 该断裂水平滑动速率为 1.8～2.4mm/a, 垂直滑动速率为 0.30～0.35mm/a。
(a)褶皱; (b)断层; (c)断层阶步与摩擦镜面; (d)断层阶步与擦痕
图13 黄松村上新统地层中发育的褶皱与断层
Fig. 13 Fold and faults developed in the Pliocene strata near Huangsong village
N2:上新统; Qp3al:上更新统; Qhal:全新统
图14 通甸一带阶地和地质剖面
Fig. 14 River terrace and geological section across Tongdian
3)盖场、新民村和新华村等地多处揭露古地震迹象, 存在地震楔、软沉积构造变形、砂脉和地层变形等地震现象, 地震造成的竖直错距多在 1m 左右, 是由 28ka 前发生的同一次 7 级地震事件造成。
4)维西‒乔后断裂通甸‒马登盆地段上新统发生强烈的褶皱和断裂运动, 断裂的运动性质同样表现为右旋走滑运动, 表明自上新世以来断裂的运动性质已转变为水平走滑运动。
K:白垩系; N2:上新统; Qp3al:上更新统; Qhal:全新统
图15 下甸一带阶地和地质剖面
Fig. 15 River terrace and geological section across Xiadian
致谢 藏阳高级工程师、周青云高级工程师和汤沛高级工程师曾在早期填图工作中参加野外调查, 谨致谢忱。
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Late-Quaternary Activity of Tongdian-Madeng Basin Segment of Weixi-Qiaohou Fault
Abstract Based on the field survey results, the geological and geomorphic evidences of Late Quaternary activity and paleoseismic events in Tongdian-Madeng basin section of Weixi-Qiaohou fault are studied. The results show that the segment is active during Holocene and dominated by dextral strike slip. Its horizontal slip rate is 1.8‒2.4 mm/a, and vertical slip rate is 0.30‒0.35mm/a since the Holocene. The OSL ages of faulted strata revealed by Yushuiping trench are 5.1±0.6, 5.3±0.2, 7.5±0.5 and 10.3±0.9 ka respectively, belonging to Holocene accumu-lation. Several faults developed on T2 terrace of a small river in Xiataiping offset all the strata under the modern loam layer, and the OSL age of the upper stratum is 5.3±0.6 ka. The activity of fault since Pliocene resulted in strong tectonic deformation of the Pliocene sediments, and its property also changed from thrust to dextral strike slip. Seismic phenomena such as seismic wedge, sand vein and soft sedimentary structural deformation are exposed at Xinmin, Gaichang and other trenches and the offset amount is mostly about 1 m. It is considered to be caused by the same seismic event, with an occurrence time of about 28000 aBP and a magnitude of seven.
Key words Weixi-Qiaohou fault; Holocene; dextral strike slip; paleoearthquake; seismic wedge; soft sedimentary deformation