西南三江地区活动断裂构造的遥感特征研究

韩 磊，范 敏，黄 洁，刘 智

（四川省地质调查院，成都 610081）

西南三江地区活动断裂构造的遥感特征研究

韩 磊，范 敏，黄 洁，刘 智

（四川省地质调查院，成都 610081）

西南三江地区是我国地质构造活动比较强烈的地区，其中又以断裂活动为主体，控制地区地质环境变化，致使生态环境或人类生存环境受到重大损失和破坏。以遥感图像提供的地质构造信息为依据，在解译区域断裂构造基础上，确立了活动断裂遥感解译标志，总结了区内活动断裂的基本特征，并结合断裂构造对该区地震、地质灾害以及第四纪地区的影响作用作出分析评述。

遥感特征；活动性断裂；网络断裂；西南三江

DO I：10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.030

西南三江地区位于我国西南边陲，流域面积约87万km2，涉及青海南部，西藏东部，四川西部及云南中、西部行政区域。西南三江地区位于欧亚板块和印度板块的交接地带，属于中国地势一、二级阶梯过渡区，地貌以山地、高原为主。由于受印度板块向北、北东向的推挤的影响，第四纪以来区内新构造活动强烈，深大断裂体系发育，活动断裂众多，地震活动频繁、地质灾害发育，人居环境差。近年来，区内及邻区发生的汶川、玉树、会理、巧家等特大、大地震和舟曲、映秀等特大泥石流灾害均与活动断裂构造关系密切。通过遥感图像提供的地质构造信息为重要依据，对西南三江地区断裂活动进行遥感解译和分析，判识活动性断裂，研究活动断裂的基本特征，并为调查和监控断裂的流动提供更多新的证据。活动断裂[1]在遥感影像上具有清晰的线性特征，往往引起地貌景观、水系格局等变化，这些特征在遥感影像上通过颜色及空间纹理以直接或间接的表现出来。

1 主要断裂构造的遥感解译标志

西南三江地区主要活动断裂的卫星遥感图像特征较明显，一般具线形浅色带（线），断层崖、对头沟等微地貌，断陷（拉分）盆地、温泉及地震中心点、地质灾害等沿断裂分布等图像及指示性地物特征[1]。解译标志见表1、图1~4。

表1 西南三江地区活动断裂影像遥感解译标志特征表

2 活动断裂基本特征

西南三江地区是由多个板块、断块（体）组成的复杂地质结构，是第四纪以来为活动较强烈的地区。区内断裂主要沿NW向、NE向及SN向、EW向四个主要方向展布。该区活动断裂具有新生性、普遍性、活动强度不均衡性及网络状等特征。

2.1 活动断裂具有活动的普遍性和活动强度不均衡性

西南三江地区内新构造活动一直在强烈持续的进行，不论是活动地区还是相对稳定地区，不同时期形成的新、老断裂在同一区域动力作用下都有活动，具有普遍性。第四纪以来区内断裂无活动、不活动之分，只有活动程度和活动方式之分。由于区域地质构造环境和断裂性质、规模的差异，各断裂带活动强度及单条断裂在不同地区存在差异。

如区内安宁河断裂带有东支断裂和西支断裂组成，西支断裂呈隐伏状沿河谷西缘发育，并控制西侧河谷地貌及水系的发育和发展，但新构造活动性相对较弱，现今错动速率为0.5mm/a[2]。东支断裂沿河谷东缘及山麓地带发育，新构造活动性相对较强；由于本支断裂在冕宁、石龙等处北NE及NW向次级断裂错段，不同地段活动程度不同，在东支断裂石棉段现今错动速率为1.4mm/a，松州-礼州段现今错动速率为5.3mm/a[3]。

2.2 断裂活动具有继承性和新生性特点

第四纪以来，西南三江地区已处于统一的脆性陆壳状态，受新构造运动得影响及统一地应力作用下，构造活动主要是陆壳的“断块”活动，主要表现为区内板块及板块、板块与陆块之间前第四纪老断裂不同程度的复活。

区内主要的金沙江、澜沧江、怒江、安宁河等老断裂带形成于喜山期以前，在喜山期，特别是喜山期Ⅲ、Ⅳ幕以来受印度板块、西太平洋板块的强烈挤压、推覆作用下，原有断裂构造沿袭先存断裂轨迹复活，表现出十分明显的继承性活动特点，如玉树-甘孜断裂带形成于华力西期，发育于华力西期末与印支期，第四纪以来，受新构造运动的影响，断裂带的差异活动（断裂带左旋走滑运动）较强烈，该断裂带继承性活动特征明显。在地貌上主要表现为沿断裂带形成一系列第四纪或第三纪玉树、甘孜、邓柯拉分盆地和马尼干戈、竹庆断陷盆地，且地震活动较为强烈，如2010年4月14日玉树7.1级强震。

第四纪新生的活动断裂构造，尤其是次级断裂主要为第四纪以来本区地表已处于统一的刚（脆）性陆壳在挤压作用力下产生的破裂、裂隙（图5）。

2.3 活动断裂的网络状特征

图1 木里-丽江深大断裂：粗而断续的线性影像及两侧影像特征的差异显著

图2 鲜水河断裂线形构造特征明显

图3 昭觉—布拖不同方向的断裂组成线性影像及两侧影像特征的差异显著

图 4 甘孜盆地内隐伏断裂的网络状断裂

图5 西昌南影像与遥感解译断裂对比图

网络断裂是本区活动性断裂组合的重要形式。第四纪以来西南三江地区已形成统一的刚性、脆性的陆壳，在同一区域动力作用下地表或覆盖层岩石以脆性形变为主，形成的活动断裂主要表现为“网络状”展布[4]。区域网络状断裂主要沿 NW向、NE向、NNW向、SN向、NWW向、EW向6个主要方向展布（图6），在主要深大断裂间的广大区域也能见到许多次级或局部地区的网络状断裂。

网络断裂具有：①在平面上纵横交错的布局，各主要断裂带间具有一定的等距性，其交汇点也较规则，且控制网络中菱形体的交点；②成生或活动时间晚，信息保留较好，卫星遥感图像线形特征清楚。网络断裂反映区域应力场和形变的基本特征，它既是断裂活动的前兆，也是易于引起次生地质灾害和同震地质灾害的地区。

2.4 活动断裂附近具有强震活动集中特点

西南三江地区特定的地质构造背景及地壳统一的应力-形变场下，强震活动受具体的地震构造条件的控制，活动断裂是其主要的诱发因素。强震活动主要发生在以下两类特殊的构造部位。

1）强震活动集中沿现今活动强烈的深大断裂带或区域性断裂带发生。

在研究区的甘孜—道孚一带为强震密集区，区内历史上曾发生5级以上地震30次，6级以上地震10次，7级以上地震4次，如1973年2月6日的炉霍7.9级地震，通过震中区沿鲜水河谷产生了长达90km的地震裂缝带。裂缝以张扭性的为主, 伴有少量压性和扭性结构面；最大水平错距达3.6m，垂直落差都在0~30cm之间，造成大量的人员伤亡及巨额的财产损失。该区强震活动沿具有左行走滑型发震构造带—鲜水河活动断裂带密集分布，强震与断裂活动有较好的一致性。该地区地震活动频度高、强度大与鲜水河活动断裂带活动密切相关。

2）强震活动集中发生在多组现今活动较强的深大断裂或区域性相互交错或交切部位。

西南三江地区断裂构造具有“网络”状展布特征，在“网络”状断裂相互交汇、复合部位发育众多局部

图6 西南三江流域主要构造断裂及交汇点分布图

图7 大理附近断裂构造与地震活动程度图

构造结点区。通过遥感调查和对网络状构造体系分析，在区内初步圈定活动断裂交汇区18处（图5）。结合区内已有相关地震资料分析发现，断裂交汇区往往是构造应力的集散区，也是地震易发、多发区，且强震活动密集分布（表2），如云南大理附近出现强震密集区，周边历史上曾发生5级以上地震35次，6级以上地震11次，7级以上地震1次，1925年3月16日大理地区发生7.0级地震，造成严重破坏和损失。大理附近发育NW向金沙江-红河断裂、NE向昭觉-永胜-腾冲断裂、NE向大理-龙陵断裂、SN向稻城-丽江-大理断裂三组、四条主要断裂（图 7），NE向和SN向两组断裂强烈切入及相交于强烈活动的NW向金沙江-红河深大断裂带的构造部位，各组断裂相互斜交形成构造盆地及断陷湖，这里缺乏壳内低速层，是应力易于积累的地方,也是地震易发区。

表2 西南三江流域内活动断裂交汇区主要地质特征表

2.5 活动断裂发育地区地质灾害相对集中

一般地质灾害所指的滑坡、泥石流、崩塌等类型都着重于重力等外因条件（人为、气候因素等）的分析、研究。实际上这些条件与地质构造环境密不可分，如构造地貌、断裂的前期破裂面以及网络状断裂的存在就已为地质灾害的产生打下了基础。一旦诱发的外力或内力作用条件达到，便产生地质灾害。

区内地质灾害分布也受控于地质构造条件，在地质灾害集中区不仅老的地质构造复杂，而且新构造运动相对强烈，强烈的构造运动产生了特殊的坡岸岩体结构，如岩体的碎裂结构、散体结构等，致使坡体完整性差，加之地貌、气候等条件，在活动断裂带，特别是在其分支、分叉、拐点或端点等部位为地质灾害相对集中发育的地带。如区内东川地区出露的地层丰富多样，岩性复杂，其中以绢云千枚状板岩、粉砂质千枚状板岩、千枚岩为主；发育近SN向小江活动断裂带，以压性断裂为主，该断裂规模大，延伸长，破碎带宽，具有明显的新活动特征，它控制了区内崩塌、泥石流灾害的发育、展布及基本特征（图8）。

地质灾害多发生在地质构造复杂，新构造运动强烈地区，尤其是在活动断裂带上，更是地质灾害发育的有力部位。因此，对地质灾害产生的地质构造条件应作统一认识，利用遥技术有助于对可能发生地震、地质灾害的防治、避让工作起到重要作用。

图8 东川地区活动断裂与地质灾害分布图

2.6 活动断裂控制区域第四系的形成与展布，与人类生存发展密切相关。

新构造活动造成的地质构造背景为第四纪堆积物提供场所、控制沉积类型的分布。一般断裂活动控制着与水系相关的第四纪冲积、洪积沉积，升降活动控制与高原、盆地相关的第四纪剥蚀区的残坡积沉积物和湖积沉积。鉴于西南三江地区特殊的地质构造背景，区内第四系，尤其是冲洪积类主要分布在受活动断裂控制的盆地和平坝内，其内活动断裂、隐伏断裂发育，可能存在的地震及同震地质灾害是潜在危害，地质环境稳定性较差。由于第四系分布区是区内人类、城镇、经济集中分布区，如区内近三分之一的城市位于断裂活动较强烈、地震活动较频繁地区，其区域环境稳定性关系到城镇的发展和人类的生存，必须引起重视，如2010年4月14日发生的玉树地震。

3 结论

1）受新构造运动的影响，区内断裂活动具有活动的普遍性、活动强度不均衡性、继承性和新生性特点。而遥感解译的活动断裂，尤其是次级活动断裂主要为第四纪以来本区地表已处于统一的刚（脆）性陆壳在挤压作用力下产生的破裂、裂隙。

2）以遥感影像为依据，地质理论为指导，通过遥感解译，厘定了区域断裂构造框架，加深了地壳上部断裂构造具有脆性形变及网络状展布特征的认识。

3）断裂活动及特征是地质环境的基本条件，是影响本区人居环境的重要地质因素。

地质环境主要控制因素为活动构造、地震和地质灾害等因素。通过活动断裂及地震、地质灾害之间的相关关系分析，认为区内地震分布、活动频繁程度及地质灾害发育程度均受断裂构造控制。同时区内人类、城镇、经济集中分布在活动断裂带构成的菱格状—三角形的构造盆地及平坝内,受新构造运动的影响，第四系分布区活动断裂、隐伏断裂发育，可能存在潜在地震及同震地质灾害危害，影响人类的生存及发展，甚至带来生命和财产的损失。

4）加深活动断裂构造特征的研究意义重大

断裂活动是西南三江地区地质环境中的重要问题。第四纪以来区内新构造活动强烈，活动断裂多、地震活动频繁，两者彼此相关，而区内人类、城镇、经济发展区多位于断裂带和地震带附近，地质构造环境比较脆弱，影响人类生存与经济的可持续发展。因此，应用遥感提供的信息，加强、加深活动断裂构造特征的认识、研究，对其可能发生或造成地质、地震灾害的区块进行监控，提倡以预防、避让为主的办法规划出不同程度的地质、地震灾害预警区，在改善人居环境、保障经济可持续发展方面具有重要意义。

[1] 唐荣昌，韩渭宾，等．四川活动断裂与地震[M]．地震出版社，1993．

[2] 叶定衡，王新政，赵玉敏．中国新构造运动基本特征[J]．地质力学研究所所刊，1995．

[3] 黄润秋，王士天，张倬元，等．中国西南地壳浅表层动力学过程及工程环境效应研究[M]．四川大学出版社，2001：108~109．

[4] 庄培仁，常志忠．断裂构造研究[M]．地震出版社，1996．

Study of Active Faulted Structures in the Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers Region based on Remote Sensing Characteristics

HAN Lei FAN M in HUANG Jie LIU Zhi
(Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081)

The Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers region in southwest China is characterized by strong tectonic activity predominated by faulting which brings geological environmental change under control. This paper has a discussion on essential characteristics of active faults in this region and their influence on earthquake and geological disasters based on geological structure information from remote sensing images

remote sensing information; active fault; Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers region

TP75

A

1006-0995（2014）01-0125-05

2012-11-29

中国地质调查局国土资源大调查项目“西南三江区域遥感地质综合调查”（1212010911093）

韩磊(1983-)，男，四川成都人，工程师，主要从事遥感地质工作