陈 艳, 严小敏, 李细光
(1.广西大学资源与冶金学院,广西南宁530004;2.广西壮族自治区地震局,广西南宁530022)
濑劳-龙庄断裂特征研究
陈 艳1, 严小敏2, 李细光2
(1.广西大学资源与冶金学院,广西南宁530004;2.广西壮族自治区地震局,广西南宁530022)
右江断裂带是一条活动性断裂带,处于桂西断块区内。该区对地震事件有记载以来,沿断裂带曾发生了多次4.0~5.0级的地震,属于中强地震带。濑劳 龙庄断裂是右江断裂带思林—坛洛段的重要组成部分。文章在濑劳 龙庄断裂进行野外调查的基础上,采用构造解析的方法,对该断裂的构造样式、构造变形作用、内部分带特征等进行分析研究,探讨了断裂的活动期次以及构造运动方式,认为该断裂在中更新世经历了多期活动,并且其活动规模在减小,强度也在逐渐减弱。
右江断裂带;濑劳 龙庄断裂;构造解析
右江断裂带是区域性大断裂百色-合浦断裂带的西北段(图1)。第四纪以来,右江断裂带的活动错断了右江两岸阶地以及部分水系(刘锡大等,1987)。据史书记载,右江断裂带附近已发生多次地震,最大者达5级。可见,右江断裂带的研究对于桂西地区的意义举足轻重。前人曾对该断裂带的活动时代、地貌特征和地震活动等做过不少研究(广西壮族自治区地质矿产局,1985;邓业权,1986;刘锡大等,1987;吴时平等,1987;李伟琦,1989;尹克坚,1995;张培震等,2002,2003,严小敏等,2010)。笔者采用构造解析的方法,结合现代运动学理论,对右江断裂带濑劳-龙庄断裂进行野外调查,分析右江断裂带活动规模以及运动方式。
1.1 断裂构造样式
濑劳-龙庄断裂是右江断裂带思林—坛洛段的重要组成部分(图1),由南北两支组成。二者于新兴分开,而后呈近平行向东南延伸。北支往东南依次经过江州、雷横、驮感、马头镇、那艾等地。在下百陇附近由于遇到断裂带中一狭长透镜体状的障碍体阻隔而使其再次分为两支,而后至马头镇重新汇合,之后继续往东南方向延伸。断裂在平果县附近发育在三叠系的灰岩中,主裂面向南西陡倾。两侧出露的地层主要为三叠系北泗组的灰岩、白云岩,东南端出露部分上第三系地层。
南支全长约30 km,往东南方向经江州、含笑、坡旺、旁浪、新隆至西宁。断裂两侧出露地层主要为三叠系,部分切割下三叠统至下第三系地层,走向310°~320°,倾角50°~70°。
1.2 断裂相关构造
根据区域地质构造分析与野外地质观测,濑劳-龙庄断裂大致以思林、安宁、旺圩为界分为思林—安宁段、安宁—旺圩段和旺圩—隆安段三段。已有的研究资料表明,右江断裂由断续分布、首尾相接的多个断裂束组成。断裂束总体上呈左行排列,局部还出现了反错列现象。这一展布形式反映右江断裂带可能发生过强烈的左旋走滑运动。在濑劳-龙庄断裂思林-安宁段的北西端以及旺圩-隆安段的南东端分别发育的拉分型盆地和半地堑盆地同样反映了这一运动特征。
除了大尺度的构造体,在断面上发现的一系列小构造同样指示了濑劳-龙庄断裂在形成以来曾经历了左旋走滑运动。文章后面将对断面上一系列的小构造做较深入的分析。
右江断裂带自早古生代形成以来,有长期活动的历史。新生代以来有过多期活动,存在多期构造变形,且具有明显分带性。详细的构造解析表明,濑劳 龙庄断裂至少存在两期构造变形作用,且以脆性变形为主。在平果县附近多处发现断裂出露,均出现构造角砾岩,且具明显的分期分带现象。每期的构造角砾岩带有各自特点,从宽度的宽窄到角砾胶结的松紧程度,均表明了濑劳 龙庄断裂早期到晚期的活动具由强变弱的趋势。
图1濑劳 龙庄断裂构造简图Fig.1 The simplified tectonic map of Lailao-Longzhuang fault
2.1 早期构造变形作用
虽然遭受后期断层作用的叠加改造,但是濑劳 龙庄断裂带早期构造变形形迹仍清晰可见。图2是平果县附近濑劳 龙庄断裂带剖面。
断裂带出露完整,规模宏大,整个带宽度达100 m以上,倾向SW,倾角约60°~85°。其中早期形成的构造角砾岩带宽约60 m以上,角砾成分为灰岩,角砾大小较均一,泥质胶结。
在平果火车站出露了该断裂的另一剖面(图3)。可见该断裂发育有劈理化带和构造角砾岩带。角砾岩带南侧的构造角砾岩成分、胶结程度与上一剖面出露的早期构造角砾岩相同,为铁质和硅质胶结,同属早期构造变形形成的构造角砾岩。
2.2 晚期构造变形作用
晚期的构造变形作用在平果县附近出露的濑劳 龙庄断裂剖面(图2)中可以发现,表现为在晚期角砾岩中出现的分带现象:泥质胶结角砾岩带和松散泥质胶结角砾岩带。其中,泥质角砾岩带内的角砾大小较均匀,在0.5~1.0 cm左右,棱角分明,角砾成分为灰质,被干燥的紫红色泥质胶结;松散泥质胶结角砾岩带内的角砾则大小不等,棱角明显,角砾岩成分多为灰质,被紫红色泥质松散胶结。
平果煤感村附近出露的濑劳 龙庄断裂的剖面中(图4),断裂亦分带明显,由边部至中心出现了构造劈理化带、构造碎裂岩带和构造角砾岩带。整个断裂宽达百米,角砾松散胶结。在构造角砾岩带见早期角砾岩被破碎或被改造成了后期角砾,形成了多期构造角砾岩混杂一起的局面。
2.3 活动年代确定
根据野外调查及构造解析方法分析,濑劳-龙庄断裂至少存在两期构造变形作用,其中晚期构造活动出现分带现象,疑为存在两期构造活动。为了确认晚期是否为两期产物,采用了热释光测年的辅助手段加以确定。在剖面上采粘土样品做热释光测年,采样位置如图2。其中,样品 PD-HD-06和PD-HD-07在取样时,是将直径约为5 cm的钢管一端密封,另一端插入粘土层中,取出后用锡纸和胶带将两端密封,然后由中国地震局地壳应力研究所热释光实验室进行测试。测试结果列于表1。
表1 濑劳-龙庄断裂断层样TL年龄Tab.1 The TL ages of Lailao-Longzhuang fault
图2濑劳 龙庄断裂构造剖面图Fig.2 Structural profile of the Lailao-Longzhuang fault in the Pingguo city
图3平果火车站濑劳 龙庄断裂构造剖面图Fig.3 Structural profile of the Lailao-Longzhuang fault in the Pingguo station
测试结果显示,濑劳-龙庄断裂的多期构造变形发生在中更新世。
图4平果煤感村濑劳 龙庄断裂构造剖面图Fig.4 Structural profile of the Lailao-Longzhuang fault in the Pingguo city
构造解析方法学主要用于研究分析构造的几何、运动和动力方面的特征。而现代运动学分析理论则认为,与大尺度构造有直接相关的一系列小型和微型构造要素可以较好地阐明大型构造的变形格式、指示局部构造运动的方向与性质以及各地质体变形的时间顺序。濑劳-龙庄断裂经历了多期构造活动,在其断面上发育了多期的伴生构造,包括一系列的擦痕、阶步以及派生的张裂隙。这些配套构造反映了濑劳-龙庄断裂存在多期次活动,也指示了该断裂在各活动期中具有不同的活动方式。根据构造解析原理,结合现代运动学分析理论,说明了右江断裂带具有同特征。
在图2的剖面中,早期构造角砾岩带内发育断面,其伴生的擦痕产状为357°∠87°。擦痕指示该次运动为右行滑为主。晚期构造角砾岩带内发育多个新鲜断面,断面上的擦痕指示了该期活动以左行走滑为主,正断为辅。
在平果火车站出露的剖面(图3)中,在早期的碎裂岩带中清晰可见两期擦痕。较早一期的擦痕反映的是右行正断性质,产状为347°∠63°;晚期发育的反阶步及擦痕,反映的则是左行走滑性质,擦痕产状为315°∠36°。在构造角砾岩带内同样发现了两期断裂面。其中,早期断面产状为43°∠86°,面上发育擦痕产状为139°∠22°。根据对断裂的观察,判断其运动性质为右行逆冲。晚期的断面产状为74°∠77°,其上发育的擦痕近水平,表现出左行走滑性质。除了擦痕,在早期的断裂面上还发现了派生的张裂隙(图5),其产状为310°∠82°。
图5濑劳 龙庄断裂主断面上的张裂隙Fig.5 The tension fractures on the principal fault plane of the Lailao-Longzhuang fault
(1)右江断裂带的内部构造具有分带性。根据分带的宽度、角砾胶结程度及构造作用的叠加分析,断裂带越往晚期宽度越窄,且晚期的角砾岩相对早期的胶结程度较松散,均说明了断裂带的后期活动规模变小、且强度也有逐渐变弱的趋势。
(2)详细构造解析表明,右江断裂带在中更新世经历了三次明显的运动:早期以右行为主,中、后期则以左行为主。结合测年结果,显示三次运动皆发生于中更新世。
邓业权.1986.广西强震的空间分布与震源断裂方向[J].华南地震,6(1):26-32.
广西壮族自治区地质矿产局.1985.广西壮族自治区区域地质志[M].北京:地质出版社:652-710.
李伟琦.1989.广西新构造分区特征及其与地震的关系[J].华南地震:9(4):22-26.
刘锡大,侯建军,游象照.1987.右江断裂带的新构造活动[J].地震研究,10(2):175-183.
马杏垣.1983.解析构造学刍议[J].地球科学-武汉地质学院学报.3(22):1-9.
吴时平,龙安明,尹克坚.1987.广西地震活动性研究[J].华南地震,7(1):48-62.
严小敏,李细光,汪劲草.2010.南宁盆地Ⅲ级阶地——断层控制下的埋藏阶地[J].东华理工大学学报:自然科学版,33(1):29-35.
尹克坚.1995.广西地区的水系展布与活动断裂及新构造应力场的关系[J].华南地震,15(1):62-67.
张培震,王琪,马宗晋.2002.中国大陆现今构造运动的GPS速度场与活动地块[J].地学前缘,9(4):430-441.
张培震,邓启东,张国民,等.2003.中国大陆的强震活动与活动地块[J].中国科学(D 辑),33(Z1):12-20.
Study on the Features of the Lailao-Longzhuang Fault
CHEN Yan1, YAN Xiao-min2, LI Xi-guang2
(1.College of Resources and Metallurgy,Guangxi University,Nanning,GX 530004,China;2.Seismological Bureau of Guangxi Zhuang Municipality,Nanning,GX 530022,China)
The Youjiang fault zone,located in the Guixi(Western Guangxi)fault block region is still active.Since the beginning of seismic record,earthquakes of magnitude 4.0~5.0 occurred in this region many times.Lailao-Longzhuang fault is the important part of the Silin-Tanluo segment of Youjiang fault zone.Based on the structures of the Lailao-Longzhuang fault,the basic structural type of the Lailao Longzhuang fault and structural deformation are analysed.It is considered that the fault had experienced several phases of movement in Middle Pleistocene period,and its intensity is weakening gradually.
Youjiang fault zone;Lailao-Longzhuang fault;structural analysis
P5
:A
:1674-3504(2011)01-057-05
10.3969/j.issn.1674-3504.2011.01.009
2010-12-29
广西科学研究与技术开发计划项目“北部湾盆地中强地震发震构造探测及成因研究”(桂科攻10123009-2)和“南宁盆地及其周边为来地震潜势及地震危险区划定研究”(桂科攻10123009-3)联合资助
陈 艳(1983—)女,研究生,研究方向:构造地质。E-mail:hhcy003@163.com