珠江三角州沙湾断裂带第四纪活动性.docx

珠江三角州沙湾断裂带第四纪活动性研究董好刚（中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉，443000）摘要 沙湾断裂是珠江三角州北西向的主干断裂，为了查清其第四系活动性，我们进行了 1:5万地质地貌填图，断层活动年代测定，氡气测量，浅层地震勘测和联合钻孔验证及构造 解析等工作第四纪地貌与断裂的耦合性及历史地震情况说明，沙湾断裂目前仍有一定活动性； 地质调查及勘测未发现断裂切割第四系，氡气测量结果表明断裂目前活动性中等以下，说明沙 湾断裂目前活动性较弱；年代测量结果表明断裂在中更新世至晚更新世前期活动性较强，晚更 新世以后活动性渐弱，仅在南段南沙区大岗镇罗汉山发现晚于10万年剖面罗汉山构造解析实 例一方面说明三角洲局部地段仍受断裂活动控制处于拉张环境，但全新世以来活动性渐弱综 合研究认为，沙湾断裂目前仍有一定活动性，但活动性较弱关键词珠江三角洲沙湾断裂带第四纪地貌浅层地震探测年代学第四纪活动性Quaternary Activity of Shawan fault of Pearl River deltaDonghaogang（Institute of Geology and Mineral of Wuhan，430003， China）Abstract: Shawan fault zone is one of the most important fault of pearl river delta. To explain the quaternary activity of Shawan fault, a series of work was carried out, such as 1:50000 scale geological mapping , fault activity dating, determination of radon, shallow seismic reflection and Joint drilling verification etc. According to the analysis of quaternary geomorphology and fracture coupling, the character of history seismic reflection, the fault is still activity;Field survey and shallow seismic reflection show that the faults didn’t cut quaternary, radon measurement also show that the fault activity strength is weak ; ESR chronology show that the activity strength is Relatively strong before late pleistocene , afterward become weak; tectonic analysis of luohanshan indicated local district was in tension environment, but activity strength became weaker and weaker since late Holocene . In short, Shawan fault is still activity, but the strength is weak.[Key words] delta of pearl river ,Shawan fault , quaternary geomorphology, shallow seismic reflection ,age test,,the quaternary activity1、引言沙湾断裂带通过珠江三角州经济区核心区域，是该区北西向的主干断裂 [1-7]。

通过1:50000地质调查，基本查清了沙湾断裂区内的分布和基本特征区内断裂主要出露于番禺 大乌岗、沙湾镇、龙湾村、紫坭村及南沙大涌、禾谷山和黄山鲁一带，主要发育于白垩系和 花岗岩中，由F007-F014等一组北西向断裂组成，区内延伸约70km，影响宽度约25km断 裂走向290°〜320°，倾向以SW为主，部分倾向NE，单条断裂长约10〜50km，宽度一 般为几米至几十米，由于大部分地区为第四系覆盖，只有部分地区见有露头（图1）关于沙湾断裂带活动性，前人研究结论存在分歧宋方敏等对沙湾断裂的两盘4个可 对比钻孔的相对高度及测年计算得出，晚更新世以来，两盘相对位移速率为0.38-0.39mm/ a，判定其为弱活动性构造[8]；李纯清等认为沙湾断裂目前是北西向断裂中最为活动的一条断层，且这条断层与多次历史地震有关9］陈伟光根据氡气和汞气测量结果认为其活动性偏弱 ［10］；张虎男等则认为，“北西向断裂断裂活动的强度相差较大，在其影响带内的花岗斑岩， 几乎没有应力作用的迹象而沙湾断裂构造岩的分布不仅有一定的宽度，还可细分为若干不 同的岩性-变形带”，所以可推断其经过了多期活动，活动性较强［11］。

刘尚仁从河流阶地的研 究入手认为珠江三角洲非断块型三角洲，今后相当长时问本区新构造运动以问歇性差异下沉 或稳定为主的趋势将继续下去［12］；黄玉坤、陈国能等则从断裂活化、断块差异升降的角度 研究沙湾断裂对珠江三角洲形成发展的的控制作用并认为其目前仍有一定活动性：13,14］图1沙湾断裂带平面分布图（1:25万）Fig.1 Distribution map of shawanfaults沙湾断裂是否为具有发生强烈地震活动潜在可能的活动断裂，关系到珠三角地区城市安 全和社会的可持续发展，关系到区域地震设防烈度和防震减灾战略体系的重建6-7］为了科学评价沙湾断裂的活动性，我们在1:5万的地质调查的基础上，进行了浅层地震探测、钻孔 联合验证、年代测定、氡气测量等工作在此基础上，从第四纪地貌耦合性、地层学、断裂 年代学、氡气含量、历史地震、罗汉山典型剖面构造解析等角度讨论了断裂第四纪活动性2、断裂活动与第四纪地貌耦合性分析晚中生代时期，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-全新世叉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［1］。

珠江三角洲盆地就是其中之一从图2、3可以看出，珠三角最明显的两个沉降中心及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［2,5］沙湾断裂带也控制了该区域的水系发育（图1）西海断裂（F012）基本平行于西海之 西南的潭洲水道、顺德水道呈N45° W方向展布，洪奇沥断裂（F014）沿洪奇沥水道展布， 沙湾断裂（F007）沿焦门水道展布，因河流能敏锐地感应基底断块运动引起的地面变化， 并力图使河道的发展与其相适应，所以潭州水道、顺德水道、洪奇沥水道以及焦门水道极有 可能是受这些断裂的控制，形成了现在这样的地貌特征图2垂直升降速率图图3第四系等厚线Fig.2 Vertical lift rate chartFig.3 Quaternary isopach map3、浅层地震勘察与联合钻孔验证沙湾断裂主断面大部在隐伏区存在，难以直观地确定断裂的近期活动性为了揭示沙 湾断裂与第四纪地层的切割关系，我们在基岩断裂出露的山前部位，从南至北布置了 4组跨 断层浅层地震测线（图1），并对部分测线进行了联合钻孔验证4组测线均解译到断裂存在， 其特征与基岩露头具有很好的一致性；但基岩断裂并未上延至残积层顶部，更未延伸至第四 系沉积物内部，现以西淋岗浅层地震探测和蕉门水道联合钻孔验证为例说明。

3.1西淋岗浅层地震探测西淋岗测线（测线8）位于佛山市顺德区西淋岗（图1），是为了验证分支断裂F007在 该处的展布及断裂与第四系的切割关系而设立图4为其时间和深度剖面图，根据剖面上的 地震波组特征，可以识别出2组在整条测段基本可以连续追踪的反射震相（T1和T2）从 整条剖面反射同相轴的形态来看，反射波同相轴有一定起伏，但基本呈水平展布，在测线 318米附件，T2反射波同相轴有错断现象，因此认为在该测段存在断点（F1）断裂为逆冲 断层，倾向SSE，视倾角约为75度图4 西淋岗测线浅层人工地震地质解释图Fig.4 Decipher map of Shallow seismic survey line ofxilingang解译结果与断裂露头特征吻合，说明解译结果可靠同时表明，基岩断裂延伸至该处， 但并未上延至残积层顶部，更未延伸至第四系沉积物内部3.2蕉门水道联合钻孔验证调查表明，沙湾断裂F007分布与蕉门水道的展布具有耦合性（图1），为了验证该断 裂是否经过该处及与水道关系，在先行调查和物探解译基础上，我们在沙湾水道与蕉门水道 交叉处跨蕉门水道设计12个钻孔，长度控制350m，钻探深度总进尺580m（图1）。

连孔剖 面如图5钻探揭露ZK5在25.0〜26.0处存在1m厚碎裂岩带，ZK6在33.2m〜34.0m处存在0.8m 厚碎裂岩带，碎裂岩带内为碎裂岩，角砾岩，弱硅化状，岩芯呈碎块状及碎裂状，可辨别其 原岩为泥岩，可见有褐铁矿化现象与铁锰质薄膜，可见少量角砾状原岩残留，具有典型构造 破碎带特征此两个钻孔破碎带两侧皆为强-中风化的白垩系白鹤洞组（K1b）泥岩、砂岩、 含砾砂岩及砂砾岩，并且围岩普遍较破碎，呈短柱状及碎块状，围岩内部构造裂隙发育ZK5和ZK6破碎带具有相似特征，并且破碎带下部皆为青灰色泥灰岩，通过对比地层，结 合基岩露头特征和物探资料，推测该处存在断层F1，下盘上升，上盘下降，为一正断层 该处验证结果与野外调查及物探解译结果均相符钻探同时揭露另一断裂F2，F1及F2构成类似地堑地貌，形成拉张环境，中间控制的 区域与蕉门水道分布具有很好的耦合性同时发现断裂两侧第四系地层整体连续性好，两侧 地层亦无等时性错动现象蕉门水道钻孔验证了物探解译成果的准确性，也验证了断裂与第 四系的切割关系，证明该处断裂没有切割晚更新世地层ZK5 ZKd ZK7 ZKfl TVSplr'lII3I!Mlll6nlh-i mJiAnNli" q n 旧瑚||!:|JM.X 岫IilkS: 5,20 W 40 50( m)I ■ I I比例代图5蕉门水道联合钻孔剖面图Fig.5 The combined drilling profile of jiaomenshuidao浅层地震勘察和钻探验证证实了本文推测断裂在隐伏区展布位置的可靠性。

同时，该区已有第四系底部沉积物年龄最老30000-40000年左右，说明晚更新世中后以来沙湾断裂并未 发生过切割第四系的突变型断裂活动这同刘尚仁认为珠江三角洲今后相当长时间新构造运 动以间歇性差异下沉或稳定为主的结论一致[12]4、第四纪活动性的年代学测定为了对断裂各段的活动性有一个总体把握，我们对不同地段的断裂带内物质进行了采 样测试表1是项目组自测和收集到的断裂带内物质的测年成果部分资料表1主要断裂测试年龄表Tab.1 The chronology of test results of main faults序号地点断层物质年龄（ka）测试方法数据来源1西淋岗（F007）断层泥528E。