巴南及周边区域主要活动断裂及地震构造带 141 区域主要断裂及其.docx

1、巴南及周边区域主要活动断裂及地震构造带 141 区域主要断裂及其巴南及周边区域主要活动断裂及地震构造带1.4.1 区域主要断裂及其活动性工作区以北东向的断裂构造为主导，考虑断裂的规模、性质、切割深度、演化历史以及展布部位等方面，初步分析，可将断裂分为发育在背斜核部的盖层断裂、基底断裂和与基底断裂相关联的地表断裂三类，共计18条（带），见附图。其中具有较强地震背景的是基底断裂带。发育在背斜核部的盖层断裂主要分布在川东陷褶束内，如发育在观音峡背斜、南温泉背斜、铜锣峡背斜上的地表断层，这些断层一般断续延伸，分段长度多在十几至几十公里，破碎带宽度一般几米，切割深度多在56km以上；地震地质调查表明，这

2、些断层的最后活动多在距今20万年之前，晚更新世以来活动减弱；沿这些断层分布的地震一般为本底地震。这些地表断层就单条的规模而言，构不成区域性断裂带，但它们与褶皱及其之下推测存在的底腹断层形成的构造统一体，使得地震活动情况变得有些复杂，在一些特殊的部位,如断层褶皱带的错节、转折或复合部位,靠近基底断裂或与其交汇部位,其震级可达45级，如鸡冠石发生过几次4级左右地震，统景发生过5.2级和5.4级地震，统景的5.4级地震是有记载以来发生在这一类断层褶皱带上的最大地震。本节不具体阐述这一类断层每条的特点，在后面的近场区活动构造调查一节中将讲述展布在距工程场地25km以内的各个断层的细节特征。与基底断裂相

3、关联的地表断裂在地表呈断续延伸，破碎带较宽，可达十几至几十米，其特点是与基底断裂或平行靠近、或重叠、或斜交，或深部同根，这些断层的最后活动时代多在中更新世时期，个别在晚更新世时期仍有活动，从分布在断层附近的地震震源深度较深的特点推测，它们与靠近的基底断裂存在成因或结构上的联系，因此，对这些断层在分析区域主要基底断裂的活动特点时一并阐述，后文重点讲述展布在区域内的基底断裂。区内主要基底断裂为华蓥山基底断裂（F1）、方斗山基底断裂带（F4）、七曜山金佛山基底断裂（F2）、长寿遵义基底断裂（F3）、和彭水基底断裂（F5）。其规模相对较大，长度多在200km以上，深度多大于20km，切割较深，对本区影

4、响亦较大。其中F1、F2、F4、和F5四条断裂呈北东走向，只有长寿遵义基底断裂为南北向，与七曜山金佛山基底断裂在南川、万盛一带相交。工作区域则被分割为北东向排列的三条“长条形”断块，在地貌特点、岩石建造、地质构造、新构造运动等方面均有着显著的差别。上述断裂中，除长寿遵义基底断裂较浅外，其余基底断裂均属深断裂，对工作区域的地质构造、沉积建造、地震活动有着重要的控制作用。表1-4 区域主要断裂（带）特征表编号断裂（带）名 称长度(km)走向倾向倾角力学性质最近活动时期地震相关情况F1华蓥山基底断裂60040-45SE30-70右行逆冲Q23北东段：M4.0级地震活动；中北和中南段：有5.0-5.7

5、级地震分布；南西段曾有7.1级地震分布（位于工作区之外）。F2七曜山-金佛山基底断裂35040-45NW70左右正断Q13沿断裂4.0-4.5级地震频繁。在北端（湖北）及西南与长寿-遵义基底断裂交汇处，有5.0-51/2级地震活动。F3长寿-遵义基底断裂230近SNE30-60右行逆冲Q1-Q2与七曜山-金佛山基底断裂交汇地区有51/2级地震分布。F4方斗山断层28035SE55逆冲Q12有4.04.6级地震活动。F5彭水基底断裂30030NW或SE45-60逆冲Q1-Q3沿断裂有43/4级左右地震两次，其SE一侧有61/4级地震一个。1、华蓥山基底断裂北起万源，向南西经达川、荣昌至宜宾西南，

6、全长约600km，是四川盆地东部规模最大的一条断裂带，为川中台拱与川东陷褶束两个三级大地构造单元的边界断裂。断裂走向北45东，断面总体倾向南东，倾角3070,具右行逆冲性质。断裂带形成于晋宁期，具有悠久的地质发育历史，是一条切割基底的深断裂，对两侧（川中和川东）的沉积建造和构造变形起到明显的控制作用。震旦纪印支早期，断裂带西侧上升，东侧下降，使志留、石炭、三叠系的厚度东厚西薄。三叠纪末的印支运动开始，断裂带的活动发生了反向变化，东升而西降。燕山期断裂两侧均整体上升，但上升幅度东侧大于西侧，在构造形态上两侧迥然不同：西侧为低缓的穹隆和短轴背斜、向斜，且方向散漫不定；东侧为长条形高陡背斜与平缓开阔

7、的向斜相间排列，组成典型的“隔挡式”褶皱，其轴向为35左右，反演了该断裂带压性右行的力学运动性质。在地表，断裂带表现为沿一系列背斜轴部延伸、断续出露而规模不大的压性或压扭性断层，长度多在几公里至几十公里，规模最大的地表断裂在华蓥山天池、宝顶一带，连续出露长度达50km以上。按断裂带组合特征，自北东至南西可分为四段，分别为北东段、中北段、中南段和南西段。北东段相对集中；中北段和中南段断裂呈羽状排列，断裂带展布宽度由北东向南西逐渐增大；南西段也相对集中，该段最长，位于工作区之外。在断裂带荣昌高县一带地表断层取断层泥样进行SEM分析，表明断裂上新世早更新世（N2Q1）有过强烈活动。热释光（TL）测年

8、结果表明，距今227万年(即中更新世到晚更新世早期)又有过活动。野外实地考察中，在荣昌曹子冲煤矿矿洞中揭露的断层露头与华蓥山溪口东水泥厂南侧辣子园断层露头中取断层泥进行SEM分析，表明断裂在中更新世有过活动，热释光（TL）测年结果为22.363.16万年和29.783.3万年。这些是断裂活动的直接地质证据。历史中强震活动主要集中于断裂带的中北段、中南段和南西段，主要有：公元前26年宜宾5 1/2级地震、1610年2月3日高县贾村达5 1/2 级地震、1892年2月10日南溪5级地震、1959年11月13日富顺5级和1974年南西端部云南境内的7.1级地震（远离工作区）等。此外，断裂带北东段的温

9、泉出露少于其它各段，说明华蓥山基底断裂的活动性北东段弱于其它各段。综上认为，华蓥山基底断裂在中晚更新世有过活动，地震活动中南段和南西段比北东段和中北段相对强烈，位于工作区内的三段都具有发生6级地震的背景。2、七曜山金佛山基底断裂带七曜山金佛山基底断裂带，潜伏于盖层之下，大致沿金佛山、七曜山一带展布，方向北东，向北东可达巫山附近，长度大于350km。大地构造上，为四川台坳与上扬子台皱带两个二级大地构造单元的边界断裂，控制了两侧地层与构造的发育，断裂带北西侧为中生代地层分布区，构造上表现为狭窄背斜与宽缓向斜组成的“隔挡式”褶皱；断裂带南东侧古生代地层广泛发育，构造上为宽缓背斜与向斜组成的“城垛式”

10、褶皱。在地貌上断裂带构成四川盆地的东南边界，从最高一级夷平面的分布高程来看，南东侧比北西侧高出约600700m。地表上断裂带表现为沿背斜轴部及其附近发育规模不大断续分布的断层，其长度多在几公里至十余公里，最长亦不超过40km。在断裂带利川县南坪的大槽处取样作热释光（TL）测年为81.045.83万年，沿断裂带在武隆土坎附近老场东北侧出露剖面断错层位顶部土样的测年结果为(11.560.98)万年。表明断裂在早更新世有过活动，其最新活动时代为晚更新世，属晚更新世活动断层。据地表断裂出露情况，工作区内断裂带宽15km左右。其西南段在南川南西与长寿遵义基底断裂相交，北东至石柱一带，地表断裂出露，具逆冲

11、性质。沿断裂带有中强地震活动，在与长寿遵义断裂带的交汇部位南川附近，1854年发生过51/2级地震，石柱一段曾发生过10次4.04.6级地震，该带具备发生6级地震的背景。3、长寿遵义基底断裂带北起长寿北西，向南经南川西、桐梓东至遵义附近，长约230km，为一条近南北走向的基底断裂带。断裂带在地表表现为沿背斜轴部及其附近断续出露的断层，地表断层长度多在2030km，倾向东，倾角3060，带宽一般在25m左右。地表断裂带在贵州桐梓附近被北东向桐梓正安断裂切为南、北两段，研区内为断裂带的北段，长约180km。地表断裂在第四纪以来均有一定活动，沿断裂有多处温泉出露。取断层泥样经SEM特征分析，最新活动

12、时期为早更新世至中更新世初期。在构造交切部位有地震活动，1854年在南川附近与北东向七曜山金佛山断裂带交汇部位发生过51/2 级地震，该带具备发生6级地震的背景。4、方斗山基底断裂带该断裂北起万州龙泉沟，向南经方斗山，在白马附近与七曜山金佛山断裂带交汇。地表由56条断裂呈右阶雁行式排列组成的断裂带，长约280 km。地表断裂主要发育于二叠系三叠系中，最大断距达700m，为压性逆冲断层。方斗山断裂南段石柱鱼池-丰都神仙磴一带，断裂规模宏大，单条断裂长度均可达50km，断面倾向北西，可见二迭统乐平组砂页岩逆冲至下三迭统大冶组或嘉陵江组之上。在石柱鱼池、石柱城关西侧麻坪一带采集断层方解石样，经热释光

13、（TL）法测定，最新活动时代分别距今100万年、48.833.81万年和50.494.6万年，表明麻坪一带方斗山断裂的最新一次活动在中更新世，鱼池一带方斗山断裂的最新一次较大活动在早更新世。此断裂为四川盆地弱活动断裂构造区的东边界，具有明显的深部地球物理场特征。在重力平均异常图上，该断裂位于以大足为中心的重力高的南东侧宽缓下降的重力梯度带的背景上。在航磁T异常向上延拓10km、20km的平面图上该断裂呈现走向北东的磁力梯度带。沿断裂带中、小地震活动频繁，在石柱县茶园附近于1979年8月先后发生过3.0级地震和3.8级地震，之后于1987年7 月2日在原地又发生4.4级地震，2004年11月21

14、日在石柱发生ML4.6、2005年2月11日再次发生ML4.2级地震，从历史地震活动情况看，该断裂具有发生6级地震的背景。5、彭水基底断裂带断裂带展布于工作区南东的彭水至贵州桐梓、正安、道真一带，长约300km，总体走向北30东，倾向北西或南东，倾角4560，带宽3.5km左右，单条断裂长度多在3080km，力学性质显压扭性。在桐梓南西与仁怀之间，断裂带被南北向构造干扰。往北东，在彭水与利川之间，有明显的地表断裂出露，呈现断裂谷地貌和多次多期复杂力学运动特征。前人研究表明断裂在中更新世和晚更新世均有活动。1855年彭水曾发生过43/4级双震型地震，而其东南一侧与区域邻近的黔江断裂曾发生过61/

15、4 级地震（小南海1856年），沿断裂线亦有数次3级以上地震分布，该带具备发生6级以上地震的背景。1.4.2 中强地震发生的构造环境及主要地震构造带工作区内中强地震发生有些与基底断裂本身、或与基底断裂力学配套的次级断裂、褶皱构造密切相关；有些地震远离基底断裂，与基底断裂活动关系不大，地震区褶皱和褶皱轴部发育的地表断层、底腹断裂，应引起足够的关注。要用系统的观点、构造组合的观点来分析其成因。现以1989年统景5.2、5.4级地震、1997年荣昌5.2级地震和1854年南川附近的51/2级地震为例分析工作区5级左右中强地震发生的构造环境。1989年渝北统景5.2、5.4级地震有详细的考察资料，研究

16、较多，工作中亦进行了现场考察。1989年统景地震震中位于铜锣峡背斜轴部略偏东翼，存在北东走向的岩层陡立带，带内发育有北北东与北西西两组节理、裂隙面或小断层，且有温泉出露。据四川省石油局地震勘探详查资料，在该陡立带下面10006000m深的底腹，存在两条潜伏断裂（图1-6、图1-7），其走向为北20东，倾向相反，倾角大于60，控制长度约50km，垂直断距280500m，具逆断层性质。其中位于背斜东侧的断裂与人工地震确定的底腹断裂在平面投影上位置吻合，地震等震线长轴方向也与其一致，地震震源深度5km，分析认为，这次地震的发震断层应为铜锣峡背斜轴部的北东向统景底腹断裂。其控震构造应为地表断层、“隔挡

17、式”褶皱、及褶皱之下潜伏的底腹断层构成的构造统一体断层褶皱带，是一个具有区域代表特征的地震构造组合。统景5.2、5.4级地震代表了位于川东陷褶束内相对独立的断层褶皱带上的地震类型和震级上限，在后文相关内容划分潜在震源区时要给予相应的考虑。 图1-6 铜锣峡构造地震反射剖面图（统景附近地区）图1-7 铜锣峡构造地震反射构造图1997年8月13日荣昌5.2级地震则可能是另一种地震构造类型。这次地震震源深度为13km，在地震区展布有背斜构造，在背斜轴南部有规模不大的地表断裂发育，极震区未见明确的地表断裂。据探测资料，背斜轴部有数条底腹断裂，在极震区下1500m即有底腹逆断层，其走向与极震区长轴方向几

18、乎一致。可见底腹断裂作为盖层破裂而控制宏观烈度的作用。荣昌5.2级地震位于华蓥山基底断裂附近，有些4级余震的震源深度达40km，地震与基底断裂的活动是相关的。地震区附近地表断层、底腹断层与基底断裂交汇，是容易形成应力集中的地方，往往会发生中强地震，其地震构造比统景地震更显复杂，尽管只是5.2级地震，也是区域内另一种地震构造组合。划分潜在震源区时要给予相应的考虑，地震上限靠近具有较大发震能力的基底断裂，地震频次会高于一般性地段。1854年发生在南川附近的51/2级地震又有着不同于上述两种情况的特点，地震位于七曜山金佛山基底断裂带与长寿遵义基底断裂相交切的地段，两条基底断裂具有一定的规模和第四纪活

19、动特点，各基底断裂都有自己的从属构造和地表断层，往往会发生56级的地震，在划分潜在震源区时要给予相应的考虑，地震上限靠近具有较大发震能力的基底断裂。区域内的地震构造大致可分为上述三种代表性类型。根据前述分析，区域主要地震构造带的判定依据列于表15。它构成划分潜在震源区的基本依据之一。表15 地震构造带及最大潜在地震的判定依据地震构造带彭水基底断裂带七曜山金佛山基底断裂带方斗山基底断裂带长寿遵义基底断裂带铜锣峡背斜断裂带华蓥山基底断裂带现代构造应力场特征NWW-SEE向水平主压应力场作用下，NNE向断层仍具有继承性的压性逆冲运动的应力条件NWW-SEE向水平主压应力场作用下，NE向断裂仍具有继承

20、性的压性逆冲运动的应力条件NWW-SEE向水平主压应力场作用下，NNE向断裂仍具有继承性的压性逆冲运动的应力条件NWW-SEE向水平主压应力场作用下，SN向断裂仍具有继承性的压性兼左旋走滑运动NWW-SEE向水平主压应力场作用下，NNE向断层仍具有继承性的压性逆冲运动的应力条件NWW-SEE向水平主压应力场作用下，NNE向断层仍具有继承性的压性逆冲运动的应力条件断裂最新变形特征最新活动时期Q1-Q3 Q1-Q3 Q1-Q2Q1-Q2Q1-Q2Q2-Q3地震的时间,地点,震级1856,黔江,61854,南川,51972, 白涛东, 4.01979, 石柱, 3.81987, 石柱, 4.4200

21、4,石柱，4.62005，石柱，4.21854,南川,51989, 统景,5.2和5.41610,高县,51892,南溪, 51959,富顺, 5断裂结构和分段特征具有斜列状结构，由龙潭坝断裂、筲基滩断裂、诸佛江断裂等3条次级断裂斜列组合而成具有斜列状结构，自南而北有金佛山、老场、七曜山南段和七曜山断裂等多条次级断层组成具有斜列状结构，自南而北有和尚岩、石柱和龙泉沟等次级断层组合而成分布在背斜的轴部，由丰盛 神童坝断层、龙泉寺高湾断层、半边山南童关断层、景星台断裂等次级断裂组成分布在铜锣峡背斜的轴部地层陡立带，由统景场、天口场、关兴、楼家湾等次级断裂组成具有斜列状结构，东北段断裂规模较大，西南

22、段由多条规模较大的背斜断裂羽状右阶排列断裂规模特征总长度300千米350千米280千米230千米260千米600千米断层分段长度各次级断裂分段长度2050 千米金佛山段30 千米老场段 20 千米和尚岩段10千米石柱段 35千米各次级断裂分段长度1020千米各次级断裂分段长度10 千米各次级断裂分段长度几公里至50 千米发震构造条件具有发生6级地震的发震构造条件具有发生6级地震的发震构造条件石柱段具有发生6级地震的发震构造条件具有发生6级地震的发震构造条件具有发生5.5级地震的发震构造条件具有发生6级地震的发震构造条件1.5 近场区活动构造调查在场地外围25km范围内，活动构造主要是近NS向和

23、NE向“隔挡”式褶皱及分布于背斜轴部的压扭性逆冲断层。针对本项工程近场区的资料收集显示，近场区存在5条断层，分别为鸡冠石断层、南温泉断层、关阳断层、烂田湾断层和丰盛场断层。关阳断层、烂田湾断层、神童断层3条在1：20万区域地质调查报告上提及，并在相应图上标画了位置。鸡冠石断层和南温泉断层来源于其它工程的场地地震安全性评价报告（见附图：近场区地震构造图）所示。现场工作在研读分析上述资料的基础上，主要调查这些断层的构造活动性及其地震情况。重点调查了位于场地北侧，并推测可能延伸到场地附近的关阳断层和位于场地东侧的南温泉断层。近场区活动构造调查及部分资料照片见图片11至16。1.5.1 主要活动断层及

24、其活动性区内主要的断层构造均分布在背斜核部，主要发育在背斜的轴部和倾伏端，沿背斜轴部附近延伸，多为压扭性逆冲断层。地表断层规模不大，一般长几公里至十几公里，神童断层最长，约54km。这些断层第四纪均有不同程度的活动，分述如下： （1）鸡冠石断层位于近场区中部南温泉背斜向北倾伏的端点附近，沿鸡冠石、蒋山一带展布，长约5.5km。断层走向北20东，总体倾向南东，倾角6575，为一高角度右行逆冲断层。断层发育在南温泉背斜轴部三叠系统地层中，上盘下三叠统嘉陵江组灰岩、中三叠统雷口坡组白云岩、泥质白云岩逆冲在下盘上三叠统须家河组长石石英沙岩之上。在鸡冠石附近断层挤压破碎带中采到片理化断层泥样品（图1-8

25、），热释光（TL）法测得该断层的最新活动年代为20.242.06万年，扫描电镜（SEM）分析测定的断层最新活动年代为第四纪早更新世时期。热释光和扫描电镜测定的活动年代表明从早更新世至中更新世断层有多次活动。航卫片解译及现场调查表明，断层带上岩层陡立，地貌上北段表现为断层陡崖，南段为岩溶槽谷。未见新生断层坎及冲沟扭错，断面之上的残坡积物未见断错。断层北端与天口场断层的复合部位（也即南温泉背斜与铜锣峡背斜的复合部位）曾有2次4级历史地震和2次4级现代地震分布。综合分析上述情况认为，该断层带为第四纪活动断层，其最后活动是在中更新世晚期，断层活动以粘滑为主。距工程场地的最短距离约为14.0km。图1-

26、8 鸡冠石断层剖面及采样位置（2）南温泉断层位于近场区中部的南温泉背斜轴部，沿垭口、洞子林一线展布，长约5km。断层走向近南北，倾向西，倾角5060。在南温泉南断层剖面上，上盘下三叠统飞仙关组紫红色砂质泥质岩逆冲于下盘下三叠统嘉陵江组灰岩之上（图1-9）。在断层破碎带中采方解石样，经热释光法测定，该断层最新活动年龄为20.111.61万年。图1-9 南温泉断层剖面及采样位置图本次现场考察了龙洲湾至南泉公路和水泥厂的新旧采石场的地层及断层出露情况，多处看到了与断层相关的次级断面。在采石场西侧的南北向沟西，修建公路新开挖的剖面显示，断层发育在三叠系下统飞仙关组碳质页岩、泥质灰之中，沿页岩软弱面可见

27、明显的构造错动形成的角砾岩，断层带宽约0.42m，断层走向近南北，倾向西，倾角5060，该点位断层没有断到地表，表现为地层套内层间错动；而在采石场西侧沟东南另一新开挖的露头则见断面呈波浪状挤压特点，断层带宽约2.2m，倾向西，倾角70，也是层间断层破碎带，带内充填岩块、泉华堆积、红褐色黏土以及半胶结（钙质胶结）的流水冲积砾石，砾石磨圆程度高，推测早期曾有顺断层岩溶及地下暗河（见图110、图111）。航卫片解译及现场调查表明，断层带地貌上表现为沟谷状负地形，局部为岩溶槽谷。未见新生断层坎及冲沟扭错，断面之上的残坡积物未见断错。断层附近曾有1次2级现代地震分布。综合分析上述情况认为，该断层带为第四纪活动断层，其最后活动是在中更新世晚期。距工程场地的最短距离约为14.6km。图1-10 南温泉断层采石场西沟西剖面素描图第四系残坡积层；三叠系灰岩；三叠系页岩；断层角砾岩条带；断层及其性质。