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[摘要]一直以来人们都认为白坭-沙湾断裂属于弱活动构造,其周边众地壳断块稳定性也处于较好状态。但是经过采用重力测量、氡气测量、浅层地震、历史地震等烈度线等多手段对该断裂进行研究后发现,白坭-沙湾断裂带整体活动性中等偏上,最近一次较强烈活动切穿了三角层,断距较大,可能发生于距今8ka-12ka之间,受其影响的众多周边断块稳定性也处于不稳定状态。
[关键词]断裂 探测 地壳 稳定性
[中图分类号] P313.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-26-2
1白坭-沙湾断裂与第四纪地貌的耦合关系
白坭-沙湾断裂是一条贯穿珠江三角洲中心部位的北西向大断裂。其北起花都白坭,南至洪奇沥水道,断裂呈束状,影响范围宽约25km,总长约120km。断裂带的存在及其活动性、孕震性是影响珠江三角洲中部区域稳定性的重要不利因素,对该区域的城市规划建设带来了不利影响,甚至对城市安全构成了威胁。故本文的研究区大体以广州城区为中心,南至中山洪奇沥,北至广州花都区,地理坐标范围是N22°30′~N23°35′,E112°50′~E113°40′(图1)。区内地势上北高南低,北部地貌类型主要为中低山、丘陵、台地和山间盆地,南部主要为三角洲平原。
晚中生代时期,广东大陆发生了大规模的伸展作用,形成大型的伸展构造体系。该体系总体平行海岸线展布,由岩浆热隆、岩浆核杂岩、剥离断层及伸展裂陷盆地构成。古近纪及晚更新-全新世又继承性发生走滑-伸展,沿着北东向深大断裂形成一系列的走滑-伸展盆地,这些盆地夹持于北东向断裂之间或沿着断裂一侧分布,盆地的形态多呈菱形、矩形或箕形,具有走滑及伸展的双重特征。珠江三角洲盆地就是其中之一。
从图2可以看出,珠三角最明显的两个沉降中心及白坭-沙湾断裂带区域的第四纪等厚线都呈北西向展布,同时,出露地表的岩体长轴方向为北东及北西向,这反映了第四纪沉积受北西向断裂控制显著。白坭-沙湾断裂带也控制了该区域的水系发育。同样,河流汉道发育也是基底断块活动的结果,而河道分岔往往出现在沉降中心附近。本区域辫状河非常发育,也说明该区域断块调整频繁,构造活动较为强烈。
2氡气测量
十几年来,理论研究和大量的生产实践证明,应用断层气测量来评价断裂的活动性是一种较好的有效方法,其中应用断层氡气(Rn)来探测断裂的活动性是众多方法中最好和研究得较深入的一种。根据理论研究和各种类型的断裂现场测量表明,土壤中氡气的异常值与断裂的活动强度有一定的相关关系,可以根据土壤氡气异常值的大小来衡量断裂的活动强弱。
在白坭-沙湾断裂带南段,桂江大桥桥东段(图3)、西海西南顺德水道北岸段(图4)分别作了土壤氡测量,测量结果如下图所示:
所测数据如表1所示,白坭-沙湾断裂带整体活动性中等,上述特征同一断裂不同地段氡异常特征不同,或者说同一断裂不同地段的活动强度存在不同。
3浅层地震探测
在灵山镇上横栏村附近的浅层地震剖面(图5)中可见,其中的断层Fp3-1特征明显,倾向北东,倾角较陡,为正断层,推断为白坭-沙湾断裂带分支沙湾断裂。断裂清楚地切割了第四系,且断距较大。
根据现已有资料,除了在古东江和古珠江狭窄的古河道(地震剖面并未显示古河道特征)内部,本区其它地区的第四纪沉积的年龄一般不超过60ka,图5中的断层上盘中T0界面之上有相当厚(相当于剖面上第四系总厚度的1/2)的第四纪沉积层被断裂截然错断,说明断裂是在这部分沉积层形成之后活动的,而根据邻近钻孔资料的对比,该区这一深度(红线所示)沉积物的年龄一般不超过两万年。换言之,白坭-沙湾断裂最新一次活动的时间,大概为距今20ka之后。
4本区域地震活动特征
1997年9月23和26日,在广东省三水市南边镇发生ML3.7和4.4级两次地震,后者的震中烈度达Ⅵ度强,造成了很大的破坏,为罕见的低震级高烈度震例。这是珠江三角洲地区近80年来发生的最大一次地震。这次地震发生在珠江三角洲西北部的三水盆地北部,极震区处于东西向高要-惠来断裂、北东向恩平-新丰断裂和北西向白坭-沙湾断裂的交汇地带附近。
根据震源机制解(李纯清等,1998)及等烈度线图资料分析,白坭-沙湾断裂与震源机制解的节面非常吻合(图6)。
据此可推测,该区域地壳目前可能正处于活跃期,且与白坭-沙湾断裂存在较直接的关系。
5小结
(1)白坭-沙湾断裂整体活动性为中等偏上强度,断裂带与周边北西向断裂共同控制了该区域的第四纪沉积及水系的发育。
(2)白坭-沙湾断裂带最近较强烈活动切穿了第四系,最新一次活动的时间大概为距今20ka之后。
(3)白坭-沙湾断裂带与地震活动有关,且由于该区域断块认处于调整时期,因此应重点对该区域采取活动性监测,防治因地壳不稳定对人民群众生命财产安全造成威胁。
参考文献
[1]陈国能,张珂等,陈华富等.珠江三角洲断裂构造最新活动性研究.华南地震,1995,15(3):16~21.
[2]黄玉昆,夏法,陈国能等.断裂构造对珠江三角洲形成和发展的控制作用.海洋学报,1983,5(3):316~327.
[3]张虎男,陈伟光.华南沿海断块构造近期活动幅度和速率的估算.华南地震,1992(1):1~10.
[4]陈伟光.珠江三角洲晚第四纪垂直构造运动速率.地震地质,2001(4):527~536.
[5]李纯清,梁芳,缪维城等.1997年9月三水地震震相特征与发震构造.华南地震,1998,18(1):130~134.
[6]魏柏林,薛佳谋,李富光等.从测定壤中的气汞量来研究活断层.地震地质,1988,(2):88~92.
[7]胡惠民,黄立人,杨国华.中国东部沿海地区的近代地壳垂直运动.地质科学,1993,28(3):270~278.
[8]吴辉.断裂对广州地铁工程施工的影响及勘察对策.广州建筑,2006,第五期,7~10.
[关键词]断裂 探测 地壳 稳定性
[中图分类号] P313.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-26-2
1白坭-沙湾断裂与第四纪地貌的耦合关系
白坭-沙湾断裂是一条贯穿珠江三角洲中心部位的北西向大断裂。其北起花都白坭,南至洪奇沥水道,断裂呈束状,影响范围宽约25km,总长约120km。断裂带的存在及其活动性、孕震性是影响珠江三角洲中部区域稳定性的重要不利因素,对该区域的城市规划建设带来了不利影响,甚至对城市安全构成了威胁。故本文的研究区大体以广州城区为中心,南至中山洪奇沥,北至广州花都区,地理坐标范围是N22°30′~N23°35′,E112°50′~E113°40′(图1)。区内地势上北高南低,北部地貌类型主要为中低山、丘陵、台地和山间盆地,南部主要为三角洲平原。
晚中生代时期,广东大陆发生了大规模的伸展作用,形成大型的伸展构造体系。该体系总体平行海岸线展布,由岩浆热隆、岩浆核杂岩、剥离断层及伸展裂陷盆地构成。古近纪及晚更新-全新世又继承性发生走滑-伸展,沿着北东向深大断裂形成一系列的走滑-伸展盆地,这些盆地夹持于北东向断裂之间或沿着断裂一侧分布,盆地的形态多呈菱形、矩形或箕形,具有走滑及伸展的双重特征。珠江三角洲盆地就是其中之一。
从图2可以看出,珠三角最明显的两个沉降中心及白坭-沙湾断裂带区域的第四纪等厚线都呈北西向展布,同时,出露地表的岩体长轴方向为北东及北西向,这反映了第四纪沉积受北西向断裂控制显著。白坭-沙湾断裂带也控制了该区域的水系发育。同样,河流汉道发育也是基底断块活动的结果,而河道分岔往往出现在沉降中心附近。本区域辫状河非常发育,也说明该区域断块调整频繁,构造活动较为强烈。
2氡气测量
十几年来,理论研究和大量的生产实践证明,应用断层气测量来评价断裂的活动性是一种较好的有效方法,其中应用断层氡气(Rn)来探测断裂的活动性是众多方法中最好和研究得较深入的一种。根据理论研究和各种类型的断裂现场测量表明,土壤中氡气的异常值与断裂的活动强度有一定的相关关系,可以根据土壤氡气异常值的大小来衡量断裂的活动强弱。
在白坭-沙湾断裂带南段,桂江大桥桥东段(图3)、西海西南顺德水道北岸段(图4)分别作了土壤氡测量,测量结果如下图所示:
所测数据如表1所示,白坭-沙湾断裂带整体活动性中等,上述特征同一断裂不同地段氡异常特征不同,或者说同一断裂不同地段的活动强度存在不同。
3浅层地震探测
在灵山镇上横栏村附近的浅层地震剖面(图5)中可见,其中的断层Fp3-1特征明显,倾向北东,倾角较陡,为正断层,推断为白坭-沙湾断裂带分支沙湾断裂。断裂清楚地切割了第四系,且断距较大。
根据现已有资料,除了在古东江和古珠江狭窄的古河道(地震剖面并未显示古河道特征)内部,本区其它地区的第四纪沉积的年龄一般不超过60ka,图5中的断层上盘中T0界面之上有相当厚(相当于剖面上第四系总厚度的1/2)的第四纪沉积层被断裂截然错断,说明断裂是在这部分沉积层形成之后活动的,而根据邻近钻孔资料的对比,该区这一深度(红线所示)沉积物的年龄一般不超过两万年。换言之,白坭-沙湾断裂最新一次活动的时间,大概为距今20ka之后。
4本区域地震活动特征
1997年9月23和26日,在广东省三水市南边镇发生ML3.7和4.4级两次地震,后者的震中烈度达Ⅵ度强,造成了很大的破坏,为罕见的低震级高烈度震例。这是珠江三角洲地区近80年来发生的最大一次地震。这次地震发生在珠江三角洲西北部的三水盆地北部,极震区处于东西向高要-惠来断裂、北东向恩平-新丰断裂和北西向白坭-沙湾断裂的交汇地带附近。
根据震源机制解(李纯清等,1998)及等烈度线图资料分析,白坭-沙湾断裂与震源机制解的节面非常吻合(图6)。
据此可推测,该区域地壳目前可能正处于活跃期,且与白坭-沙湾断裂存在较直接的关系。
5小结
(1)白坭-沙湾断裂整体活动性为中等偏上强度,断裂带与周边北西向断裂共同控制了该区域的第四纪沉积及水系的发育。
(2)白坭-沙湾断裂带最近较强烈活动切穿了第四系,最新一次活动的时间大概为距今20ka之后。
(3)白坭-沙湾断裂带与地震活动有关,且由于该区域断块认处于调整时期,因此应重点对该区域采取活动性监测,防治因地壳不稳定对人民群众生命财产安全造成威胁。
参考文献
[1]陈国能,张珂等,陈华富等.珠江三角洲断裂构造最新活动性研究.华南地震,1995,15(3):16~21.
[2]黄玉昆,夏法,陈国能等.断裂构造对珠江三角洲形成和发展的控制作用.海洋学报,1983,5(3):316~327.
[3]张虎男,陈伟光.华南沿海断块构造近期活动幅度和速率的估算.华南地震,1992(1):1~10.
[4]陈伟光.珠江三角洲晚第四纪垂直构造运动速率.地震地质,2001(4):527~536.
[5]李纯清,梁芳,缪维城等.1997年9月三水地震震相特征与发震构造.华南地震,1998,18(1):130~134.
[6]魏柏林,薛佳谋,李富光等.从测定壤中的气汞量来研究活断层.地震地质,1988,(2):88~92.
[7]胡惠民,黄立人,杨国华.中国东部沿海地区的近代地壳垂直运动.地质科学,1993,28(3):270~278.
[8]吴辉.断裂对广州地铁工程施工的影响及勘察对策.广州建筑,2006,第五期,7~10.