昭通鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义.pdf

第3 6 卷第4 期 2 0 1 4 年1 2 月 地震地质 s e i s m o l o g ya n dg e o l o g y v 0 1 3 6 ，n o 4 d e c 2 0 1 4 d o i ：1 0 3 9 6 9 j i s s n 0 2 5 3 4 9 6 7 2 0 1 4 0 4 0 2 5 昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 常祖峰1 周荣军2 安晓文1 陈宇军1 周青云1 3 李鉴林1 1 ) 云南省地震局，昆明6 5 0 0 4 1 2 ) 四川省地震局，成都6 1 0 0 4 1 摘要 昭通一鲁甸断裂带主要由昭通一鲁甸、洒渔河和龙树3 条右阶斜列的断裂组成。总体走向 4 0 。6 0 。，洒渔河和龙树断裂倾向s e ，昭通一鲁甸断裂倾向n w ，它们共同构成几何结构复杂的逆冲 断裂系。野外考察表明：沿断裂表现为平直的断层槽地、定向排列的断层三角面、断层陡坎等地貌； 大桥边、北闸镇、光明村等地断错了晚更新世全新世地层；龙树河i 级阶地上发育高0 5 2 0 m 的断层陡坎。表明其最新活动时代为晚更新世一全新世，运动性质以逆冲运动为主兼有右旋走滑分 量。此外，在n e 向断裂间穿插发育的一些n w 向断裂，同样表现出晚第四纪活动特征。在2 0 1 4 年 鲁甸m 6 5 地震震区产生了n e 和n w 向地裂缝和地形反坎等地表形变，与n e 和n w 向断裂展布基 本一致，反映了断裂的新活动特征。由于块体远程变形响应与能量交换传递，在川滇块体东侧形成 了凉山次级活动块体，昭通一鲁甸断裂带位于凉山次级活动块体s e 向运动的前缘部位。它独特的地 理位置和复杂的断裂几何结构成为凉山次级块体构造变形的主要承载体之一，吸收、调节块体s e 向 运动应变，并构成了凉山次级活动块体的南部边界。从区域构造部位和运动特征分析，昭通一鲁甸 断裂带之于凉山次级块体，正如龙门山断裂带之于巴颜喀拉块体。昭通一鲁甸断裂带在活动块体边 界和区域构造格架划分上具有重要的构造意义，同时也是滇东北地区重要的地震构造。 关键词昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动凉山次级块体逆冲运动构造意义 中图分类号：p 3 1 5 2文献标识码：a文章编号：0 2 5 3 4 9 6 7 ( 2 0 1 4 ) 0 4 1 2 6 0 - 2 0 o 引言 2 0 1 4 年8 月3 日1 6 时3 0 分云南省鲁甸县发生m 6 5 地震，震中位于龙头山镇( 2 7 1 。n ， 1 0 3 3 0 e ) 。地震造成云南省鲁甸县、巧家县、昭阳区、永善县和会泽县共计5 4 个乡镇遭受不 同程度破坏，受灾总面积( 度以上地区) 1 00 0 0 k m2 ，致使6 1 7 人死亡，11 2 人失踪，31 4 3 人 受伤，给国家和人民生命财产带来了巨大损失，直接经济损失2 3 6 亿元。 鲁甸震区位于川滇块体东侧的凉山次级块体南缘昭通一莲峰断裂带内，属于青藏高原东缘 南北地震带的中南段，是中国大陆内部地震活动最强的地区之一。昭通一莲峰断裂带主要由昭 通一鲁甸、莲峰两条n e 向断裂组成，是以挤压逆冲为主的区域性大断裂( 图1 ) ，断裂几何结 构复杂( 闻学泽等，2 0 1 3 ) 。断裂带附近历史上曾发生多次强震和中强地震，在其与n w 向马 边一盐津断裂交会处，曾发生1 9 1 7 年大关7 级和1 9 7 4 年大关7 1 级两次强震，中强地震则如 收稿日期 2 0 1 4 0 9 2 8 收稿，2 0 1 4 1 1 1 0 改回。 基金项目中国地震局地震行业科研专项( 2 0 1 1 0 8 0 0 1 ) 和中国地质调查局“南北构造带活动构造体系综合 调查与研究”( 1 2 1 2 0 1 1 4 0 0 2 1 0 1 ) 共同资助。 万方数据 4 期 常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 6 1 1 9 4 8 年彝良西5 8 级地震、2 0 0 3 年鲁甸5 0 级和5 1 级地震、2 0 0 4 年鲁甸5 6 级地震和2 0 0 6 年盐津两次5 1 级地震等。2 0 1 2 年9 月7 日彝良5 6 级、5 7 级双震和本次鲁甸6 5 级地震的 发生( 徐锡伟等，2 0 1 4 ；许力生等，2 0 1 4 ；刘成利等，2 0 1 4 ) ，可能预示着昭通一莲峰断裂带所在 的滇东北及其邻近地区的地震活动正进入一个新活跃期( 非明伦等，2 0 0 6 ；闻学泽等，2 0 1 3 ) 。 因此，震区所处的构造背景和孕震环境值得关沣和研究，加强该地区断裂活动性和地震构造背 景研究，将有助于评判滇东北和川滇交界地区的地震趋势和地震危险性。 目前，对昭通一莲峰断裂带的研究较少，研究程度较低。闻学泽等( 2 0 1 3 ) 基于区域活动构 造与动力学、小震重新定位和震源机制解、历史地震破裂区、g p s 形变场等多学科信息综合研 究，重点从地震学和区域动力学等角度论述了昭通一莲峰断裂带的危险性及其在活动块体格架 中的地位，认为昭通一莲峰断裂带是川滇一华南活动块体边界带的一部分，也是大凉山次级活 动块体与相对稳定的华南块体之间的边界带；并认为该断裂带存在发生强震、大震的中一长期 背景。但目前关于断裂活动程度和活动性等新构造方面的研究报道很少。要搞清该地区的地 震趋势、孕震机制和地震构造背景，尚需更进一步、更详细的地质、地貌调查研究。基于此， 本文在多年野外考察的基础上，从第四纪地质、地貌人手，着重阐述昭通一莲峰断裂带重要组 成部分昭通一鲁甸断裂的晚第四纪活动特征和最新活动的地质地貌证据，继而讨论其在区 域新构造运动中的作用和意义。 l 区域动力学背景 昭通一鲁甸逆冲构造带位于青藏高原东南边缘，其新构造活动与青藏高原的形成演化和构 造变形过程密切相关。始新世以来印度板块与欧亚板块碰撞形成了世界屋脊青藏高原。 碰撞引起了高原内部地壳缩短( 15 0 0 k m ) 和快速隆升( m o l n a re ta 1 ，1 9 7 5 ；e n g l a n de ta 1 ， 1 9 7 7 ，1 9 8 6 ；a r m i j oe ta 1 ，1 9 8 6 ) 。随着持续向北推挤运动的青藏高原构造变形过程不断加强， 高原物质存在着向北推移、挤压隆起和向周边挤出的运动分量和运动图像( 马宗晋等，2 0 0 1 ； 张家声等，2 0 0 3 ) ，青藏高原的远程边缘效应也随向北推挤运动的持续而逐步显著。块体边界 近w e 向断裂由早期的逆冲挤压转变为走滑，最终导致羌塘块体、巴颜喀拉块体和j i i 滇菱形块 体向e 和s e 挤出逃逸( 图1 ) ( 李坪等，1 9 7 5 ；阚荣举等，1 9 7 7 ；t a p p o n n i e re ta 1 ，1 9 8 2 ，1 9 8 6 ， 2 0 0 1 ；p e l t z e re ta 1 ，1 9 8 8 ；a r m i j oe ta 1 ，1 9 8 9 ；钟大赉等，1 9 9 6 ；h o d e g e se ta 1 ，2 0 0 1 ；张培震等， 2 0 0 3 a ，b ；徐锡伟等，2 0 0 3 ；张家声等，2 0 0 3 ；吕江宁等，2 0 0 3 ；h ee ta 1 ，2 0 0 6 ) 。巴颜喀拉块 体向东挤出和运动，最终导致了龙门山断裂带的逆冲推覆运动。受到华南块体的阻挡，川滇菱 形块体向s e 方向逃逸，并围绕喜马拉雅东构造结顺时针旋转( w a n ge ta 1 ，2 0 0 1 ；张培震等， 2 0 0 3 a ，b ；吕江宁等，2 0 0 3 ；z h a n ge ta 1 ，2 0 0 4 ；乔学军等，2 0 0 4 ；s h e ne ta 1 ，2 0 0 5 ；王阎昭等， 2 0 0 8 ；何宏林等，2 0 0 8 ) 。它是高原物质沿大型韧性走滑剪切带向s e 运移时物质与能量交换、 传递的重要部位。川滇块体的东边界受甘孜一玉树、鲜水河、安宁河、则木河、小江等断裂带 控制，受块体强烈的s s e 向滑移的影响，该带以左旋走滑为特征，具有较高的滑动速率，如鲜 水河断裂和小江断裂滑动速率可达1 0 1 5 m m a ( a l l e ne ta 1 ，1 9 8 9 ；闻学泽，1 9 9 0 ；李坪，1 9 9 3 ； 潘懋等，1 9 9 4 ；唐文清等，2 0 0 5 ；h ee ta 1 ，2 0 0 6 ，2 0 0 8 ；熊探宇等，2 0 1 0 ；郭晓虎等，2 0 1 3 ) 。 现代g p s 观测结果表明：经过川滇块体边界鲜水河一小江断裂带和巴颜喀拉边 界龙门山断裂带后，这种向e 和s e 方向运动图像仍在延续，只是方向稍作改变，位移量 万方数据 1 2 6 2地震地质3 6 卷 级减小一些( 张培震等，2 0 0 2 ；s h e ne t a 1 ，2 0 0 5 ；闻学泽等，2 0 1 3 ) 。由于块体 变形响应与能量交换传递，在川滇块体 东侧形成了凉山次级活动块体( 闻学泽 等，2 0 1 3 ) 。其东部边界的n n w 向马 边一盐津断裂带表现出左旋走滑和挤压 逆冲的晚第四纪活动特征( 张世民等， 2 0 0 5 ) ，沿断裂带曾发生1 2 1 6 年马湖7 级地震、1 9 1 7 年大关7 级地震、1 9 3 6 年马边63 4 级地震、1 9 7 4 年大关7 1 级 地震等多次强震。该块体西部边界为近 s n n n w 向的安宁河一则木河断裂，该 断裂以左旋走滑为主，滑动速率4 7 m m a ( 唐荣昌等，1 9 9 3 ；何宏林等， 2 0 0 7 ；冉勇康等，2 0 0 8 ) 。凉山次级块体 内部还发育近s n 向的大凉山断裂带，由 普雄河断裂、交际河断裂、布拖断裂等 多条断裂构成，主要表现为左旋走滑兼 逆冲运动( 申旭辉等，2 0 0 0 ；周荣军等， 2 0 0 3 ；何宏林等，2 0 0 8 ) ，晚新生代以来 位移量达1 3 5 1 5 5 k m ，全新世滑动速 率3 4 m m a ( 周荣军等，2 0 0 3 ；陈长云 等，2 0 0 8 ；魏占玉等，2 0 1 2 ) ，在大凉山 断裂带上有9 次7 级以上古地震事件发 生( 宋方敏等，2 0 0 2 ) 。以上表明凉山次 级块体是一个构造活动和地震活动均较 图1区域构造格架分布与动力学背景 ( 修改自闻学泽等，2 0 1 1 ) f i g 1r e g i o n a lt e c t o n i cf r a m e w o r km a pa n dd y n a m i c ss e t t i n g ( a d a p t e df r o mw e nx u e z ee ta 1 ，2 0 1 1 ) 为强烈的活动块体。新生代以来大凉山块体新构造活动不仅表现为大凉山等断裂左旋走滑和 逆冲运动，还表现为轴向近s n 向的褶皱缩短，其地壳缩短量为( 1 0 9 士1 6 ) k m ( 陈长云等， 2 0 0 8 ) 。昭通一鲁甸断裂带正位于凉山次级活动块体向s e 运动前缘和前锋位置，从活动块体构 造部位上看，它处于重要的构造变形部位，起着吸收和调节块体s e 向运动的作用。 2 昭通一鲁甸断裂带晚第四纪活动特征 昭通一鲁甸断裂带主要由3 条右阶斜列的次级断裂即昭通一鲁甸、洒渔河和龙树断裂组成 ( 图2 ) ，几何结构复杂。总体走向4 0 。6 0 。，洒渔河和龙树断裂倾向s e ，昭通一鲁甸断裂倾向 n w ，倾向相反，共同构成逆冲兼有右旋走滑分量的花状逆冲断裂系。这些n e 向断裂与区域 褶皱轴向基本一致，是古华蓥山褶皱构造带的重要组成部分。航、卫片影像上，线性影像特征 清晰。沿断裂发育昭通、鲁甸等新生代盆地，断错的最新地层为上更新统一全新统，表明该断 裂带在晚第四纪具有新活动特征。其间穿插发育一些规模较小的n w 向断裂，其中规模最大 万方数据 4 期常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 6 3 2 7 0 3 0 2 7 。 o o n v 了、 和睦 乌依 苡寨 4 0 4 l 药山 巧家 鲁吉 荞麦地 走滑断层及运动方向 21 p k m 图2 昭通一鲁甸断裂带及邻区地震构造图 f i g 2 s e i s m o t e c t o n i cm a po fz h a o t o n g l u d i a nf a u l tz o n ea n di t sv i c i n i t y f 。峨边一金阳断裂；f 2 莲峰断裂；f 3 昭通一鲁甸断裂带：f3 _ l 昭通一鲁甸断裂，f 3 - 2 洒渔河断裂 f 3 - 3 龙树断裂；f 3 - 4 包谷垴一小河断裂；f 。小江断裂；f ，翻身村断裂；f 6 者海一石门坎断裂 的是包谷垴一小河断裂。这些n w 向断裂是与n e 向断裂配套的共轭断裂，有的同样表现出晚 第四纪活动特征。 2 1 昭通一鲁甸断裂 该断裂南起牛栏江边光明村，向n e 经由鲁甸、昭通、北闸镇、盘河，止于白岩脚一带，总 长约1 3 0 k m 。走向3 0 0 4 0 。，倾向n w ，局部倾向s e ，倾角3 0 。5 0 0 。 地貌上，沿断裂表现为深大而平直的沟谷，定向排列的断层三角面、断层陡坎等。光明村 在全新世坡、洪积层中发育n e 向断层( 图3 a ，b ) ，断面上斜向擦痕明显，侧伏角6 0 0 左右，侧 伏向1 3 0 。( 图3 c ) ，该处表现为断层槽谷等负地形地貌( 图3 d ) 。 在昭通盆地塘房村见断层发育于上新统和第四系坡洪积层中( 图4 ) ，具明显的逆冲性质， 中更新世砾石层垂直位错约0 8 m 。断层面发育0 1 0 3 c m 厚的断层泥，质软，粘手。断层面 擦痕清晰，擦痕侧伏角约6 5 。，侧伏向1 2 0 。，显示逆冲兼具走滑特征。和层中细粒物质光 释光( o s l ) 年龄测定结果分别为( 1 6 7 4 + 6 5 3 ) k a 和( 8 2 6 6 3 ) k a ，表明中一晚更新世以来该 万方数据 1 2 6 4地震地质3 6 卷 a 6 0 。n w l 4 0 。_ 一b 图3昭通一鲁甸断裂断层地貌及第四纪断层剖面 f i g 3 t h ef a u l tl a n d f o r m sa n dq u a t e r n a r yf a u l tp r o f i l e sa l o n gt h ez h a o t o n g l u d i a nf a u l t a 光明村断层剖面，b 光明村全新统坡、洪积层中断层，c 断面擦痕，d 断面槽谷；黄色坡洪积砾石 h4 塘膀1 | 叶1 断j 三制 f i g 4 c r o s ss e c t i o no ft h ef a u l ta tt a n g f a n gv i l l a g e 灰黑色耕土层；青黄色一黄绿色冲洪积砾石夹角砾层；褐红色坡洪积亚黏土夹砾石 灰黄一黄绿色坡洪积砾石层；黄、褐黄色泥岩( 半成岩) 断层有过明显活动。 北闸镇新华水泥j - i j , 河级阶地上见断层发育( 图5 ) ，断层产状分别为2 5 。s e _ 4 8 。和 2 0 。s e _ 6 5 。阶地上部砂土层光释光( o s l ) 年龄为距今( 2 3 4 1 8 ) k a ，表明断层在晚更新世 晚期有过活动。 万方数据 4 期常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 6 5 北闸镇北岩脚村级阶地上，因断层强烈的挤压逆冲砾石层陡立，沿断层面砾石产生定向 排列。断层穿过岩脚村后沿n e 向延伸。沿断层露头位置追踪，发现断层沿线2 条小溪发生同 步右旋位错，位错量分别为3 0 m 和4 0 m ，同时山脊也同步位错3 0 4 0 m 。据断层活动迹象和露 头位置分析，这种右旋位错应该是断层最新活动的结果。 综上所述，昭通一鲁甸断裂在晚更新世一全新世表现出明显的活动迹象，属于晚第四纪活 动断裂，其运动性质以挤压逆冲运动为主兼有右旋走滑分量。这种逆冲运动还表现在盆地边 缘上新世及早一中更新世地层的掀斜和轴向n e 的褶曲山，反映出新构造运动以来整体区域处 于挤压状态，也从侧面反映了上新世以来断层逆冲运动的持续性和长期性。 2 2 洒渔河断裂 位于昭通一鲁甸盆地以西，基本上沿洒渔河展布，走向n e ，倾s e ，倾角6 0 。8 0 0 ，全长 5 5 k m 。基岩断裂主要发育在泥盆系、石炭系和二叠系中。晚新生代以来，断裂对靖安等第四 纪盆地和洒渔河河谷发育有着明显的控制作用，地貌上沿断裂表现为平直而狭长的断层槽地。 大桥边西南可见断层断错了上新统、中一上更新统各套地层( 图6 ) 。古土壤层与中更新统 网状红土性状类似，根据上下层关系暂定为中更新统。逆冲挤压运动特征明显，沿断层面发育 碎裂岩、挤压片理化带，下盘上新世一上更新世地层形成褶曲。 在洒渔乡三台村见断层发育在洒渔河级阶地上( 图7 ) ，断层产状为5 0 。n w 7 5 。，断层 镜向s w 图5 北闸镇新华水泥厂断层剖面( a ) 和照片( b ) f i g 5 c r o s ss e c t i o na n dp h o t oo ft h ef a u l t a tx i n h u ac e m e n tp l a n to fb e i z h at o w n 现代壤土；灰色坡积砾石；灰黄色冲洪积砾石 0 j m 5 0 。s e l 3 0 。 5 0 。s e l 2 6 。 图6 大桥边西南断层剖面 f i g 6 c r o s ss e c t i o no ft h ef a u l t ，s o u t h w e s t o fd a q i a o b i a nv i l l a g e 现代土壤；褐灰色残积砾石；褐灰色黏土；灰色砾 石；杂色古土壤层；灰色砂砾石；灰褐色黏土；红 色残积网状黏土；二叠纪玄武岩；断层及挤压片理化带 云南省地质局，1 9 8 0 ，1 2 0 万鲁甸幅区域水文地质普查报告。 万方数据 1 2 6 6 地震地质3 6 卷 面两侧地层松散，断层将砂层透镜体断错3 0 c m ，断面清晰，但未断错顶部全新世土壤层。被 错砂层热释光年龄( t l ) 为距今( 4 5 8 5 + 6 4 4 ) k a ，表明断裂在晚更新世中期以来有过活动。此 断层露头剖面显示了正断层运动性质，它是在主断层向s e 逆冲运动的后缘产生的反向正断 层，反映了该断裂的最新活动。 沿断裂追踪，靖安附近可见平直而宽阔的断层槽地发育，但未发现全新世活动迹象。附近 洒渔河级阶地砾石层受断裂挤压运动影响出现倾斜，倾角3 0 。左右。沿断裂靖安以北7 k m 处 曾发生1 9 4 8 年5 8 级地震。综合断层地貌特征、断错地层时代及上覆地层关系分析认为，洒 渔河断裂是一条晚更新世活动断裂，全新世以来无明显活动迹象。 2 3 龙树断裂 作为昭通一鲁旬断裂带重要分支，构成昭通一鲁甸断裂带的反向逆冲断层( 闻学泽等， 2 0 1 3 ) ，主要展布于龙树、龙头山、铅厂一线，全长约9 0 k m 。总体走向3 5 。一4 0 。，龙头山以北 断裂走向n n e ，倾向s e ，倾角 5 0 。断裂s e 盘向n w 盘逆冲，显压扭性。沿断裂带岩石多挤 压破碎，局部地段岩层倒转、扭曲剧烈，同时发育配套的n w 向横向断层。 断裂沿线一些山脊被右旋断错，形成一系列断层槽谷等负地形地貌。在龙树村附近龙树 河i 级阶地上发现断层陡坎，陡坎呈4 0 。方向延伸，坎高0 5 2 0 m ，陡坎之下为低洼地形，沉 积一套灰黑色的淤泥。横跨该断层陡坎开挖了一探槽( 图8 ，9 ) ，探槽长4 5 m ，深0 5 1 5 m 。探槽揭露的地层如下：褐色、深褐色砂土层；土黄色砂层，可见较多小砾石；土 灰褐色壤土；褐黄色砾石层；紫灰色细砂透镜体 图7 三台村第四纪断层剖面素描( a ) 及照片( b ) f i g 7 c r o s ss e c t i o na n dp h o t oo ft h ef a u l ta ts a n t a iv i l l a g e 图8 龙树一带断层地貌( 底图为g o o g l ee a r t h 影像) f i g 8 t h ef a u l tl a n d f o r mn e a r b yl o n g s h uv i l l a g e ( r e p r o d u c e df r o mg o o g l ee a c h ) 万方数据 4 期 常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 6 7 图9 龙树村探槽照片( a ) 及剖面( b ) f i g 9 c r o s ss e c t i o na n dp h o t oo ft h ee x p l o r a t o r yt r e n c ha tl o n g s h uv i l l a g e 断层产状：f l4 0 。s e 8 0 。；f 24 0 。s e l8 0 。；f 34 5 。n w 8 5 。；f 44 0 。s e 7 8 。；f 54 0 。n w 8 5 。；f 64 0 。s e l8 7 。 黄色砂层，含小砾石及淤泥团块；暗褐色砂层，含较多淤泥团块；暗灰、黑色淤泥层； 土黄色砂层，含小砾石。 在探槽中见多条断层发育，断层产状分别为：f 。4 0 。s el 8 0 。、f ：4 0 。s e 8 0 。、f ，4 5 0 n w l 8 5 。、f 。4 0 。s el 7 8 。、f 54 0 。n wl 8 5 0 、f 64 0 。s e 二8 7 。根据区域测年资料( 计凤桔等， 2 0 0 0 ) ，金沙江一级支流i 级阶地年龄一般在( 4 5 11 ) k ab p ，i i 级阶地的堆积年龄为( 9 2 2 ) k ab p 。由此推测，这些断层错断地层的年龄估计为数千年，表明龙树断裂在全新世有活动 迹象。 小黑箐南公路边见昭通断裂主断层剖面出露( 图1 0 ) ，地貌上为山前较高一级洪积台地。 该剖面主要发育2 条断面，其中断面f 。表现为二叠系峨眉山玄武岩( 层) 逆冲于第四系砂砾 石层( 层) 之上，断层产状为1 8 0 n w 6 5 。断面f ：表现为二叠系峨眉山玄武岩( 层) 逆 冲到第四系褐色砂砾石层之上( 层) ，断层产状为4 2 。n w 4 3 。，断层带附近砾石呈定向排 列。层砂砾石层含有灰白色透镜体状砂砾石层( 层) 和褐色砂土层条带状夹层( 层) ，上 覆层为褐色砂土层( 层) ，f 。和f ：均未断错层。 万方数据 1 2 6 8地震地质 3 6 卷 图1 0 小黑箐村断层剖面 f i g 1 0 c r o s ss e c t i o no ft h ef a u l ta tx i a o h e i q i n gv i l l a g e 峨眉山组玄武岩；褐黄、土黄、灰白色砂砾石层；深褐色砂土；灰白色砂砾石透镜体；深褐色砂土 小黑箐村东水库边见n w 向次级断层剖面，地貌上为小黑箐山前第四纪盆地内。该剖面 发育多条断面，断裂走向主要呈n w 向，断层间形成楔状充填体，该层1 年代样品的测试结果 为( 2 24 4 5 + 3 0 9 ) ab p ，表明断裂晚更新世晚期以来仍存在着新活动。它们应为昭通断裂向盆 地逆冲推覆过程、盆地内部所衍生的次级断裂。 沿断裂向南龙头山一铅厂一线，沿断裂断层地貌仍然清晰，主要表现为平直的断层槽谷以 及槽谷中定向排列的三角面等地貌，沿断裂发育近百米宽断层破碎带。在铅厂附近公路边见 断层断错了晚更新世冰碛物。由于没有找到全新世活动的证据，暂时将该段最新活动时代定 位于晚更新世。 综合以上分析认为，龙树断裂晚更新世一全新世表现出明显的活动迹象。 此次鲁甸m 。6 5 地震宏观震中( 龙头山镇) 附近，地震形成了1 条n e 走向的地裂缝 ( 图1 1 ) 。地裂缝走向6 0 。，平直而连续性强( 图1 1 a ，b ) ，穿过了一条小河继续延伸，切穿不同 建筑物，总长 1 0 0 m 。图1 1 c 所示，地裂缝具有明显的逆冲特征，从花坛围墙高度判断错距达 1 5 c m ( 即图1 1 a 局部放大) 。在地裂缝延长线上，龙头山镇房屋倒塌最为严重，且呈线性排列 ( 图1 1 d ) 。 2 4 包谷垴一小河断裂 包谷垴- l , 河断裂是与n e 向的昭通一鲁甸断裂带相配套的次级断裂，走向3 3 0 。，由数条 断续展布的断层组成。s e 起于包谷垴以北的月亮山一带，向n w 经龙头山、乐红、小河、满天 星，止于东坪一带，总长约4 0 k m 。 断裂断错了寒武系至二叠系等各地层单元。沿断裂表现为断层垭口、断层槽地等断层地 貌，如龙门山一翠屏一线沿断裂表现为较为平直的断层槽地，卫星影像上其线性特征也较为清 晰( 图1 2 ) 。 翠屏村见断层破碎带宽约8 0 m ，以断层角砾岩为主，断面擦痕清晰，其侧伏角约3 0 。，侧 伏向3 4 0 。，指示断裂具有走滑兼逆冲性质。翠屏以北，断裂沿线发育坡中谷( 图1 3 a ) 地貌，显 示出新活动迹象。在龙头山镇可见山脊左旋位错约3 0 m ( 图1 3 b ) 。该断裂除了具有逆冲性质 云南省地质局，1 9 7 8 ，1 2 0 万鲁甸幅区域地质调查报告。 万方数据 4 期常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 6 9 h 图1 1龙头山镇n e 向地裂缝与地形反坎 f i g 1l t h en e t r e n d i n gf i s s u r e sa n dt h er e v e r s es c a r pl a n d f o r ma tl o n g t o u s h a nt o w n an e 向裂缝；bn e 向裂缝；c 反向逆冲陡坎；d 龙头山镇长条形排列的房屋破坏情况 图1 2 龙头山一翠屏断层线性影像特征( 据g o o g l ee a r t h ) f i g 12 t h el i n e a rf e a t u r eo ft h ef a u l tf r o ml o n g t o u s h a nt oc u i p i n g o ns a t e l l i t ei m a g e ( s a t e l l i t ei m a g ei sf r o mg o o g l ee a r t h ) 万方数据 1 2 7 0地震地质 图1 3 包谷垴- l , 河断裂断层地貌 f i g 13 t h ef a u l tl a n d f o r m sf r o mb a o g u n a ot ox i a o h e a 翠屏村断层及坡中谷地貌；b 龙头山镇山脊左旋位错 外，兼有左旋走滑分量。 鲁甸6 5 级地震发生在n e 向断裂与n w 向断裂交会部位。震后调查发现，光明村东南发 育多条长度不等的n w 向( 2 9 0 。) 地裂缝，且它们正好位于包谷垴- j , 河断裂露头的延长线上。 在光明大凹子村出现地形反坎，坎高1 0 2 5 c m ( 图1 4 ) 。这些地裂缝和地形反坎应是断裂活动 引起的地表形变。鲁甸6 5 级地震发生后，其余震分布呈n n w 向展布，与该断裂走向基本一 致。综合地貌、地震活动等分析认为，该断裂局部地段为晚更新世活动。 除了包谷垴一小河断裂和上述龙树断裂上发育的横向( n w 向) 断层外，在n e 向昭通一鲁 甸断裂带上尚有多处n w 向断层发育，并表现出晚第四纪活动特征。如在昭通盆地北侧小过 山洞附近见多条n w 向断层发育于早更新世一晚更新世砾石层中( 图1 5 ) 。断层具有明显的逆 冲性质。断层面发育灰色断层泥和砾石定向排列现象，构造变形强烈。 3 构造意义讨论 2 0 1 4 年8 月3 日地震后不久，许多学者根据余震分布特征、震源机制解以及地震烈度等 震线长轴方向等诸多方面探讨了此次鲁甸6 5 级地震的发震构造，认为发震断层为n n w 向包 谷垴一小河断裂( 徐锡伟等，2 0 1 4 ；刘成利等，2 0 1 4 ；徐涛等，2 0 1 4 ) 。但日后余震的n n w 和 n e e 两个方向延伸的非线性分布也使人注意到此次地震发震( 孕震) 构造的复杂性，基于平面 断层的震源过程反演结果不能很好地解释有些台站的观测波形( 许力生等，2 0 1 4 ) 。徐涛等 ( 2 0 1 4 ) 和刘成利等( 2 0 1 4 ) 注意到，发震构造可能与昭通一鲁甸断裂为一对共轭断裂，其主震可 能发生在一个共轭断层系上。据辐射能量的方向性特征和视震源时间函数随方位的变化规律 研究成果，许力生等( 2 0 1 4 ) 认为，鲁甸m 。6 5 地震的震源不是一个单一的平面断层，而是由 相互交叉的2 个断层构成，破裂开始于n e 向展布的断层，结束于n w 向展布的断层。这些研 究成果有助于人们分析地震破裂过程，对分析和深入理解发震机理起到了很好的启示和推动 作用。 野外地质考察表明，不仅在震区出现了n w 向( 2 9 0 。为主) 地表形变迹象( 图1 4 ) ，更为重 要的是在宏观震中龙头山镇出现了n e 向( 6 0 。) 展布的地表形变( 图1 1 ) ，后者长度较长，不受 万方数据 4 期常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 7 1 、s w 图1 4光明村n w 向地裂缝与地形反坎 f i g 1 4t h en w - t r e n d i n gf i s s u r e sa n dt h er e v e r s es c a r pl a n d f o r m an w 向裂缝；bn w 向裂缝；c 小断层与地裂缝；d 多条裂缝斜列；e 光明大凹子村地形反坎( 高1 0 1 5 c m ) f 光明大凹子村地形反坎( 高2 0 2 5 c m ) 地形影响，切穿不同建筑物，且在其延长线上房屋倒塌严重，因此，也许此次地震破裂过程也 包括了n e 向的昭通一鲁甸断裂的活动。根据上述断裂活动性的论述可知，该地区主要的活动 构造是n e 向的昭通一鲁甸断裂带和与之相交的n w 向断裂，所以，就活动构造背景和孕震环 境而言，此次的孕震( 发震) 构造可能是昭通一鲁甸断裂带。 上文述及，经过巴颜喀拉块体边界龙门山断裂带后，青藏高原东部块体s e 方向运动 图像仍在延续，由于块体变形响应与能量交换传递，在川滇块体东侧形成了凉山次级活动块体 ( 闻学泽等，2 0 1 3 ) ，它是一个构造活动和地震活动均较为强烈的活动块体。大凉山块体新构 万方数据 1 2 7 2地震地质 3 6 卷 i o 一饕 鬻 图1 5 小过山洞村断层剖面 f i g 1 5c r o s ss e c t i o no ft h ef a u l ta tx a i o g u o s h a n d o n gv i l l a g e 现代壤土层；黄色冲积砂砾石；褐黄色冲积砾石；褐黄色坡洪积砾石；灰白色砾石( 胶结良好) ； 褐色砾石( 胶结良好) a 断层剖面；b 左侧第四纪断层；c 砾石定向排列现象 造活动不仅表现为大凉山等断裂左旋走滑和逆冲运动，还表现为近s n 向的褶皱缩短，而昭 通一鲁甸断裂带正位于凉山次级活动块体s e 向运动的前缘部位。陈石等( 2 0 1 4 ) 基于3 维重力 反演技术得到了鲁甸6 5 级地震震源区及周边的3 维密度结构，表明震源区南北两侧块体运 动受到昭通一鲁甸断裂不同程度阻隔，这从侧面印证了该断裂带在块体运动中的作用和应变积 累效应。因此，从活动块体构造部位上看，昭通一鲁甸断裂带处于重要的构造变形部位，起着 吸收和调节凉山次级活动块体s e 向运动的作用。从区域构造部位和运动特征分析，昭通一鲁 甸断裂带之于凉山次级块体，正如龙门山断裂带之于巴颜喀拉块体。2 0 0 8 年汶川8 0 级地震 和2 0 1 3 年芦山7 0 地震是巴颜喀拉块体边界龙门山断裂带活动的结果，而此次鲁甸6 5 级地震是凉山块体边界昭通一鲁甸断裂带活动的结果，从地震活动角度看，鲁甸地震之于 昭通一鲁甸断裂带，正如汶j l i 地震、芦山地震之于龙门山断裂带。问题是，如果汶川8 0 级地 震代表了龙门山断裂带潜在震级上限的话，那么鲁甸6 5 级地震能否代表昭通一鲁甸断裂带的 黎撼 万方数据 4 期常祖峰等：昭通一鲁甸断裂晚第四纪活动及其构造意义 1 2 7 3 潜在震级上限呢? 据大关7 1 级历史地震震例和近期研究成果分析( 闻学泽等，2 0 1 3 ；徐锡伟 等，2 0 1 4 ；徐涛等，2 0 1 4 ) ，6 5 级地震应该不能代表该断裂带震级上限，意味着在凉山活动块 体南缘会有更大的应变积累，该地区未来具有发生更大地震的可能。 4 结论 昭通一鲁甸断裂带主要由昭通一鲁甸、洒渔河和龙树3 条右阶斜列的断裂组成。总体走向 4 0 。6 0 。，倾向s e 或n w ，倾角3 5 。7 0 。，构成几何结构复杂的逆冲断裂系。沿断裂发育了昭 通、鲁甸等新生代盆地，断层地貌清晰，断错的最新地层为上更新统一全新统，表明其在晚第 四纪具有新活动，运动性质以挤压逆冲运动为主兼有右旋走滑分量。在其间穿插发育的一些 规模较小的n w 向断裂同样表现出晚第四纪活动特征。在2 0 1 4 年鲁甸m 6 5 地震震区产生了 n e 和n w 向地裂缝以及地形反坎等地表形变，与n e 和n w 向断裂展布基本一致。 昭通一鲁甸逆冲构造带位于青藏高原东南边缘，其新构造活动与青藏高原的形成演化过程 密切相关。始新世以来印度板块与欧亚板块碰撞导致了青藏高原形成和快速隆升，随着向北 推挤运动的持续，最终导致青藏高原东部边缘块体向e 和s e 挤出。经过川滇块体边界和巴颜 喀拉边界后，这种s e 方向运动图像仍在延续。由于块体远程变形响应与能量交换传递，在川 滇块体东侧形成了凉山次级活动块体。凉山次级块体新构造活动不仅表现在块体内部和边缘 断裂的左旋滑动和逆冲运动，还表现为轴向近s n 向的褶皱缩短。昭通一鲁甸断裂带正位于凉 山次级活动块体向s e 运动的前缘部位，该断裂带活动和构造变形的动力来源主要来自凉山次 级块体s e 向运动。它独特的地理位置和复杂的断裂几何结构成为凉山次级块体构造变形的主 要承载体之一，吸收、调节块体s e 向运动应变，并构成了凉山次级活动块体的南部边界。因 此，从区域构造部位和运动特征分析，昭通一鲁甸断裂带之于凉山次级块体，正如龙门山断裂 带之于巴颜喀拉块体；从地震活动角度看，鲁甸地震之于昭通一鲁甸断裂带，正如汶川地震、 芦山地震之于龙门山断裂带。由于凉山次级活动块体的存在和昭通一鲁甸断裂带的活动，华南 块体的西北边界应以昭通一鲁甸断裂带为界。该断裂带在活动块体边界和区域构造格架划分上 具有重要的构造意义，同时也是滇东北地区重要的地震构造。 致谢本文是在徐锡伟研究员的提议下完成的，何宏林研究员对本文的完善修改提出了 许多建设性意见，谨此，感谢两位研究员和审稿人付出的辛勤劳动。 参考文献 陈长云，何宏林2 0 0 8 大凉山地区新生代地壳缩短及其构造意义 j 地震地质，3 0 ( 2 ) ：4 4 3 4 5 3 c h e nc h a n g y u n ，h e h o n g l i n 2 0 0 8 c r u s ts h o r t e n i n g o f d a l i a n g s h a nt e c t o n i cz o n ei nc e n o z o i ce r aa n di t s i m p l i c a t i o n j s e i s m o l o g ya n dg e o l o g y ，3 0 ( 2 ) ：4 4 3 4 5 3 ( i nc h i n e s e ) 陈石，王青华，王谦身，等2 0 1 4 云南鲁甸m 。6 5 地震震源区和周边三维密度结构及重力场变化 j 地球 物理学报，5 7 ( 9 ) ：3 0 8 0 - - 3 0 9 0 d o i ：1 0 6 0 3 8 c j 9 2 0 1 4 0 9 3 3 c h e ns h i ，w a n gq i n g h u a ，w a n gq i a n - s h e n ，e ta 1 2 0 1 4 t h e3 dd e n s i t ys t r u c t u r ea n dg r a v i t yc h a n g eo fl u d i a n m s6 5y u n n a ne p i c e n t e ra n ds u r r o u n d i n gr e g i o n s j c h i n e s ej o u r n a lo fg e o p h y s i c s ，5 7 ( 9 ) ：3 0 8 0 - - 3 0 9 0 ( i n c h i n e s e ) 非明伦，余庆坤，谢英情，等2 0 0 6 鲁甸5 6 级地震震害分析 j 地震研究，2 9 ( 1 ) ：8 7 9 1 万方数据 1 2 7 4 地震地质 3 6 卷 f e im i n g l u n ，y uq i n g k u n ，x i ey i n g q i n g ，e ta 1 2 0 0 6 a n a l y s i so nt h el u d i a nm 5 6e a r t h q u a k ed i s a s t e r j j o u r n a lo fs e i s m o l o g i c a lr e s e a r c h ，2 9 ( 1 ) ：8 7 9 1 ( i nc h i n e s e ) 郭晓虎，魏东平，张克亮2 0 1 3 g p s 约束下川滇地区主要断裂现今活动速率的估算方法 j 中国科学院研究 生院学报，3 0 ( 1 ) ：7 4 8 2 g u ox i a o h u ，w e id o n g p i n g ，z h a n gk e l i a n g 2 0 13 g p s c o n s t r a i n e de s t i m a t em e t h o do fp r e s e n t d a y s l i p r a t e a l o n gm a j o rf a u l t so fs i c h u a n y u n n a nr e g i o ni nc h i n a j j o u r n a lo fg r a d u a t eu n i v e r s i t yo fc h i n e s ea c a d e m yo f s c i e n c e s ，3 0 ( 1 ) ：7 4 8 2 ( i nc h i n e s e ) 何宏林，池田安隆2 0 0 7 安宁河断裂带晚第四纪运动特征及模式的讨论 j 地震学报，2 9 ( 5 ) ：5 3 7 5 4 8 h eh o n g l i n ，y a s u t a k ai k e d a 2 0 0 7 f a u l t i n go nt h ea n n i n g h ef a u l tz o n e ，s o u t h w e s tc h i n ai nl a t eq u a t e r n a r ya n di t s m o v e m e n tm o d e l j a c t as e i s m o l o g i c as i n i e a ，2 9 ( 5 ) ：5 3 7 5 4 8 ( i nc h i n e s e ) 何宏林，池田安隆，何玉林，等2 0 0 8 新生的大凉山断裂带：鲜水河一小江断裂系中段的裁弯取直 j 中国 科学( d 辑) ，3 8 ( 5 ) ：5 6 4 5 7 4 h eh o n g l i n ，y a s u t a k ai k e d a ，h ey u l i n ，e ta 1 2 0 0 8 n e w l yg e n e r a t e dd a l i a n g s h a nf a u l tz o n e ：s h o r t c u t t i n go nt h e c e n t r a ls e g m e n to fx i a n s h u i h e x i a o j i a n gf a u l ts y s t e m j s c i e n c ei nc h i n a ( s e td ) ，3 8 ( 5 ) ：5 6 4 5 7 4 ( i n c h i n e s e ) 阚荣举，张四昌，晏凤桐1 9 7 7 中国西南地区现代构造应力场与现代构造活动特征的探讨 j 地球物理学 报，2 0 ( 2 ) ：9 6 1 0 9 k a nr o n g j u ，z h a n gs i c h u a n g ，y a nf e n g t o n g 1 9 7 7 d i s c u s so nm o d e r nt e c t o n i cs t r e s sf i e l da n dt h et e c t o n i c a c t i v i t yf e a t u r e si ns o u t h e r nr e g i o n ，c h i n a j c h i n e s ej o u r n a lo f