临潭-宕昌断裂带遥感解译及其晚第四纪活动特征研究

李光涛，苏 刚，程 理，吴 昊

(中国地震灾害防御中心，北京 100029)

0 引言

青藏高原东北部，在中新世晚期-上新世早期经历了多期构造变形过程，造成盆地收缩和弧形构造带的隆升[1-6]。上新世末至更新世，青藏高原物质向东挤出和走滑作用造成弧形构造带内部断裂以左行走滑活动来调节块体的挤出[4，7]，多数研究认为这种构造变形与青藏高原的隆升和向东挤出相关[8-15]。

而临潭-宕昌断裂带就位于青藏高原东北部的甘东南地区，该区位于两条区域性大断裂—东昆仑断裂和西秦岭断裂围限中。受到青藏高原的东向挤出作用，东昆仑断裂和西秦岭断裂以左行走滑活动来调节块体的挤出，而临潭-宕昌断裂带作为甘东南地区构造转换部位的重要断裂，在块体构造调节运动中扮演着十分重要的角色。

在地震活动性方面，甘东南地区历史上曾发生过多次7级以上地震：如1654年礼县8级地震、1879年武都南两次8级地震，还有公元前186年甘肃武都7级地震、143年甘谷西7级地震和734年天水7级地震[16-18]，同时，该区近年来也曾发生多次破坏性地震[19-21]，小震活动也较为频繁[22]，这些均说明甘东南地区构造活动显著。

临潭-宕昌断裂带在历史上，也曾发生过多次中强地震。其中1573年岷县6级地震[23]、1837年岷县北6级地震[23]、2003年岷县5.2级地震和2004年日岷县-卓尼5.0级地震均与其构造活动有关。

本文选取临潭-宕昌断裂带临潭至宕昌之间，利用遥感影像对断裂沿线的水系、山脊位错等现象进行了解译和判读，得到了多个地点的冲沟及山脊位移距离数据。

1 晚第四纪活动的地质地貌特征

本文中临潭-宕昌断裂带是指始于临潭县北的申藏乡，向南东沿长川乡、经新城镇、店子乡、三岔乡、岷县、庞家乡、理川镇，终止在宕昌县将台乡的断裂，全长约120km(图1)。

图1 临潭-宕昌主断裂展布图Fig.1 Distribution map of main fault of Lintan-Dangchang

断裂总体呈北西西-北西向展布，倾向北东，倾角50°～70°。在地貌上线构造明显，有较清楚的断层沟槽、断层崖、断层陡坎及断层三角面等地层地貌。

2 地貌位错及剖面特征

在岷县至临潭一线北部，洮河一级支流及二级支流的上游位置，断裂活动造成了多个冲沟和山脊的左旋位错，形成了比较明显的线性地貌，通过对这些线性地貌的详细研究，发现这些冲沟由临潭至岷县水平位错量逐渐变小，在到达岷县北的洮河边后，地貌位错现象消失。过洮河后的岷县至宕昌段，基本无地貌位错现象。下面对临潭至岷县段的冲沟水平位错现象进行一一介绍。

(1)上马牌点

在上马牌村北，该处为洮河一级支流上游，见到冲沟被断层左旋断错，水平位错距离约(120±5)m。地貌上，在冲沟东侧形成了长约1km的断层陡崖，陡崖高度约15m，而在冲沟西侧，沿断层方向则形成了长约250m断层槽谷地貌(图2)。

(2)徐家莊点

在徐家莊村北，该处为洮河一级支流上游，受断层作用影响，沿断层形成了明显的线性构造，可见到断层明显横切山脊，在山坡处形成反向陡坎，构造特征明显，可认为冲沟也受到了断层作用的影响，被左旋位错，但由于受断层作用形成的滑坡将河流阶地覆盖，并造成冲沟转向，因此无法准确判断冲沟左旋位错距离，但冲沟西侧的山脊也存在左旋位错现象，其位错距离约(115±5)m(图3)。

图2 上马牌村冲沟位错遥感影像特征Fig.2 Remote sensing image features of gully dislocations in Shangmapai Village

(3)汪家莊点

在汪家莊附近，该处为洮河二级支流上游，可见到近东西走向的两条平行的线性地貌，成南北走向的冲沟及山脊被两条断裂断错，使得冲沟形成了较为明显的左旋位错，同时沿断层形成了多处滑坡，这些滑坡都受到断层控制。其中在冲沟1中造成了冲沟左旋位错约为(45±1)m; 在冲沟2中形成了多处滑坡，形成了高约10～12m的陡坎，受滑坡影响，无法判断该冲沟位错距离；在冲沟3中f2断层使得原来的冲沟废弃，左旋位错约为(53±2)m；在冲沟4中也形成了多处滑坡，使得断错现象被掩埋，只能从滑坡面上新形成的冲沟来判断左旋位错约为(45±1)m(图4)。

(4)黑鹰窝点

在黑鹰窝及以西，洮河二级支流上游附近，四条冲沟被断层左旋位错，线性地貌明显(图5)。其中沟1位于曼湾埂西,断裂通过处的山坡上形成了长约500m，高约(13±2)m的断层陡坎。在冲沟1内，水系和冲沟形成的T2级阶地在断层通过处被左旋断错，断错距离约 (22±1)m。在冲沟2内，断裂通过处槽谷地貌明显，水系被左旋位错(30±2)m，该冲沟发育有2级阶地，T1级阶地未见明显断错痕迹。冲沟3由于受到断裂影响，在沟谷两侧都形成了滑坡，滑坡规模较大，覆盖了断层水平位错迹象，使得断层位错量无法确定。在冲沟4内，冲沟A中的水系被左旋位错(12±2)m，使得之前的冲沟废弃，又新形成了一个冲沟，其左旋位错距离受滑坡的影响，实际位错距离应大于该数值。

综合以上的分析，可以统计得出冲沟的连续左旋位错的量级主要分布在一级冲沟约120m，二级冲沟约50m、30m、22m和12m共5个级别(表1)，且自西向东位错量级有逐渐减小的趋势，由此可以看出，临潭-宕昌断裂带自西向东的活动量也是逐渐降低的。而断裂再进一步向岷县东南延伸的过程中，左旋位错现象消失，活动量减小，只能在局部见到正断或逆断性质的断层剖面。这也进一步说明了临潭-宕昌断裂带自西向东的活动性是逐渐降低的。

临潭-宕昌主干断裂自西向东的活动性有逐渐减弱的趋势，这可能与该断裂所处区域构造环境有关。因为该区位于两条区域性大断裂—东昆仑断裂和西秦岭断裂围限中(图1)，由多条规模较大的断裂共同组成了该地区复杂的“V”字型构造体系[20，23-25]。

图4 汪家莊多条冲沟位错遥感影像特征Fig.4 Remote sensing image features of multiple gully dislocations in Wangjiazhuang

图5 黑鹰窝西多条冲沟位错遥感影像特征Fig.5 Remote sensing image features of multiple gully dislocations in Heiyingwo

编号位错地点水平位错量(m)垂直位错量(m)错断标志1上马牌120±515洮河一级冲沟错断2徐家莊115±5山脊错断3汪家莊50±1(平均)洮河二级冲沟错断4黑鹰窝22±1(沟1)13±2洮河二级冲沟错断30±2(沟2)12±2(沟4)4～5

3 典型剖面

研究区内由于第四纪地层发育较少，又山高谷深，适合开挖探槽的地点较少。探槽位于将台乡毛里村山坡处，该剖面上覆厚约2～3m灰黄色孔土,在其顶部发育黄土，最底部则为基岩，断层将黄土沿基岩断错，垂直断错最少约4m，破碎带宽约30-40cm，断面处平直，断面处砾石有定向排列特征。同时在基岩上部覆盖的白色风化壳也被断层断错，并沿断面伴有拖拽现象。但断层并未断错上部灰黄色孔土地层(图6)，断层产状为345°/SW∠60°。

剖面揭示了断层错断了层②及更老的地层，为层①所覆盖，根据层②上部和层①下部光释光年代，可知断层在晚更新世中晚期以来有过活动，其活动时代限定在(55.13～35.91)ka BP。

在汪家庄附近的线性地貌处见到断层剖面(图4c)，该剖面内晚更新世残坡积黄土夹碎石层被断错，断层下盘为三叠系砂质片岩，断面处平直，倾角较陡。作为基岩的粉砂质片岩可能受到断层作用破碎严重，断层产状为305°/SW∠65°(图7b、7c)。地貌上，线性特征明显，表现为槽谷、冲沟地貌，远处山脊可见垭口地貌(图7a)。

①灰黄色红土，内含小角砾及结核；②黄土；③变质安山岩；④断层破碎带；⑤白色粉末状高岭土；⑥棕红色风化壳，内含小角砾；⑦构造楔；⑧深黄色黄土。图6 毛里村断层剖面Fig.6 Fault profile of Maoli Village

① 晚更新世残坡积黄土夹角砾石；②三叠系砂质、粉砂质片岩。图7 断层线性地貌及断层剖面Fig.7 Fault linear topography and fault profile

4 结论

通过对临潭-宕昌断裂带较为详细的遥感解译及野外的地质考察，并对该断裂的展布及断裂活动特征进行全面分析研究后，得到以下认识：

(1)根据遥感解译及野外考察，认为临潭-宕昌断裂带是一条规模较大的区域性断裂，断裂整体展布呈现北西西向展布，全长约120km; 断裂沿线线性影像较为清晰，断裂通过处地貌上有明显反应，主要表现有断层垭口、断层沟槽、断层崖、断层陡坎等地貌特征。

(2)根据断层剖面及测年结果，认为临潭-宕昌断裂带以左旋走滑为主的晚更新世活动断裂。

(3)依据遥感解译结果，断裂西北段线性影像最为清晰，往东南线性特征逐渐变差，这可能与断裂的差异活动有关。

(4)通过对四个线性地貌较好地点的遥感解译及野外考察，得到了这四个地点的水平位错及垂直位错距离。并统计得出冲沟的连续左旋位错的量级主要分布在一级冲沟约120m；二级冲沟约50m、30m、22m和12m共5个级别。且自西向东位错量级有逐渐减小的趋势，由此可以看出，临潭-宕昌断裂带自西向东的活动量也是逐渐降低的。