大涼山斷裂帶中段普雄斷裂晚第四紀古地震

高 偉 何宏林* 孫浩越 魏占玉

(中國地震局地質(zhì)研究所，活動構造與火山重點實驗室，北京 100029)

大涼山斷裂帶中段普雄斷裂晚第四紀古地震

高 偉 何宏林* 孫浩越 魏占玉

(中國地震局地質(zhì)研究所，活動構造與火山重點實驗室，北京 100029)

大涼山斷裂帶是中國大陸大型強震斷裂帶鮮水河-小江斷裂系的重要組成部分，其中段的普雄斷裂是斷裂帶中最長的1條次級斷裂。該次級斷裂的古地震活動情況對評價該區(qū)域地震活動水平和建立地震災害預防措施具有重要意義。近年開展的活動斷層填圖和古地震探槽研究表明普雄斷裂是1條晚更新世以來活動強烈的略向W傾的高角度左旋走滑斷層。沿斷裂開挖的2個探槽分別揭露了2次和3次古地震事件，分別發(fā)生在8206 BC—1172 AD、 1084—1549 AD和17434—7557 BC、 1577—959 BC、 927—1360 AD。結合探槽古地震結果和歷史地震記載，進行建模分析得到斷裂的離逝時間約為0.7ka，與距今倒數(shù)第2次事件的時間間隔約為2.3ka。同時，根據(jù)震級與地表破裂長度的經(jīng)驗公式估算古地震事件震級在7級以上。

大涼山斷裂帶 普雄斷裂 古地震探槽 離逝時間

0 引言

圖1 普雄斷裂構造位置及斷裂分布圖Fig. 1 Regional seismotectonics and spatial distribution of the Puxiong Fault.a 青藏高原東部活動斷裂分布圖，紅色粗線條指示鮮水河-小江斷裂系，資料來源于何宏林等(2008)，淺灰色方框指示圖b位置； b 大涼山斷裂帶及周邊斷裂展布與地震分布圖，地形底圖來源于SRTM3 DEM，斷裂分布來源于鄧起東等(2007)和本研究填圖結果，圓圈序數(shù)表示大涼山斷裂帶各分支斷裂： ①竹馬斷裂，②公益海斷裂，③越西斷裂，④普雄斷裂，⑤布拖斷裂，⑥交際河斷裂，白框為圖c位置； c 普雄斷裂分布簡圖及探槽位置圖，虛線方框指示圖2a的位置

四川大涼山斷裂帶是中國大陸地震活動強烈的鮮水河-小江大型活動斷裂系的重要組成部分(Wangetal.，1998； 申旭輝等，2000； 鄧起東等，2002； 張培震等，2003，2013)，且位于中國M≥7.0級地震危險區(qū)中(中國地震局M7專項工作組，2012)。在印度板塊與歐亞板塊的碰撞推擠作用下，青藏高原東南塊體圍繞喜馬拉雅東構造結，沿鮮水河-小江斷裂帶作順時針旋轉運動(Wangetal.，2001； Zhangetal.，2004； Ganetal.，2007)，大涼山斷裂帶就是該旋轉運動在鮮水河-小江斷裂中段引起的“裁彎取直”作用的結果(Heetal.，2006，2008； 何宏林等，2007，2008)，而且隨著這種“裁彎取直”的持續(xù)發(fā)展，該斷裂帶的活動性呈逐漸增強的趨勢(何宏林等，2008)。歷史地震和現(xiàn)代地震目錄顯示該斷裂帶恰好是該區(qū)域中等強度以上地震活動的空段區(qū)(圖1)?？紤]到歷史記載的信息不完整性和時間局限性，在該斷裂帶上開展古地震研究，獲取大地震復發(fā)行為特征，建立地震活動模型，就成為一項重要的科學研究任務。相對于鮮水河-小江斷裂系中其他斷裂相對較細致的古地震研究(李玶，1993； 唐榮昌等，1993； 李天祒等，1997； 宋方敏等，1998； Heetal，2003； Ren，2013； Wangetal.，2013，2014)，大涼山斷裂帶的古地震研究十分薄弱(宋方敏等，2002； 周榮軍等，2003； 韓渭賓等，2005)。此外，前人的探槽古地震研究在大涼山斷裂帶北段和南段相對更為詳實(何宏林等，2008； 魏占玉等，2012； 孫浩越等，2015)，而斷裂帶中段的普雄斷裂古地震研究相對較少。在前人工作基礎上，我們對該斷裂進行了詳細追蹤調(diào)查，獲得了普雄斷裂大比例尺幾何分布特征，并開挖了2個古地震探槽，本文將對探槽揭露的古地震事件進行分析。

1 普雄斷裂的地質(zhì)地貌特征

普雄斷裂是大涼山斷裂帶中段的東支斷裂，是斷裂帶各分支斷裂中最長的一段(圖1b)。它與中段的西支越西斷裂近平行展布，與北段的竹馬斷裂和南段的布拖斷裂、 交際河斷裂總體表現(xiàn)出右階雁列展布的特征。該斷裂北起越西縣鐵西鄉(xiāng)附近，向南經(jīng)古二、 比爾和竹核3個鄉(xiāng)，終止于特口甲谷南約10km處，全長約90km，總體走向NNW(圖1c)，在斷裂中間比爾鄉(xiāng)附近走向發(fā)生轉折，以此為界可以將該斷裂劃分為2段。斷裂北段，從鐵西鄉(xiāng)附近起沿普雄河河谷向南進入普雄盆地后沿盆地東緣的山腰切過，沿斷裂帶發(fā)育典型的坡中谷地貌，斷裂切過山坡和沖洪積臺地上的沖溝，在斷裂西側形成多條斷頭溝和閘門脊等斷錯地貌。在普雄盆地以南，斷裂發(fā)育于河谷和基巖山中，在河谷內(nèi)位錯晚更新世沖洪積扇，在基巖山中則發(fā)育斷層槽谷，總體走向表現(xiàn)為NNW。斷裂南段，在比爾鄉(xiāng)北約3km處與北段相交，沿昭覺河河谷向南延展至竹核盆地南，總體走向轉為近NW。竹核盆地為1個小型的拉分盆地，形成于斷裂走向發(fā)生轉折的位置，在盆地內(nèi)部還發(fā)育1條小斷層，連接走向轉折兩側的斷裂段。隨后斷裂發(fā)育于基巖山中，在特口甲谷盆地發(fā)育梳狀水系、 斷塞塘、 以及河流襲奪等現(xiàn)象，直到進入西溪河深切峽谷中消失終止。這一系列明顯線性展布的斷錯地貌表明普雄斷裂是1條晚更新世以來活動強烈的左旋走滑斷裂，它控制著普雄盆地、 竹核盆地、 特口甲谷盆地等幾個小盆地的發(fā)育，斷裂構造地貌也主要集中發(fā)育在這些盆地及周邊。根據(jù)各小盆地內(nèi)沖洪積臺地的斷錯量和相應地貌面的形成年代，周榮軍等(2003)和陳桂華等(2008)推測普雄斷裂晚更新世以來的水平滑動速率為3.1～4.3mm/a。

2 探槽

根據(jù)選擇探槽開挖地點的基本原則(冉勇康等，2012)，在洛莫村和三莫洛村具有典型斷錯地貌和較好沉積環(huán)境的位置各布設了1個探槽，開展了古地震研究工作，2個探槽均揭露了比較好的古地震記錄。

圖2 洛莫村附近的斷錯地貌及斷層露頭Fig. 2 The dislocated landform and fault outcrop near Luomo Village.a 古二鄉(xiāng)附近梳狀水系被斷裂同步左旋位錯，虛線方框指示圖b位置； b 洛莫村附近斷錯地貌，b1洛莫村南位錯沖溝南側沖洪積臺地地形剖面，b2 橫跨線性斷層槽谷地形剖面(b1、 b2地形數(shù)據(jù)均來自IRS-P5像對提取的DEM數(shù)據(jù))，b3 洛莫巴祖附近典型斷錯地貌照片，b4 洛莫村附近斷錯構造地貌衛(wèi)星影像及其解譯(b5)，五角星指示圖c位置； c 洛莫村北斷層露頭剖面及照片

2.1 洛莫探槽

在古二鄉(xiāng)一帶，普雄河支流上游河段沿斷裂發(fā)育梳狀水系，干流偏于河谷西側，河谷中呈梳狀平行排列的東岸支流被普雄斷裂同步左旋位錯，位錯量最大可達1.2km，干流左旋位錯達到3.2km(圖2a)。在洛莫村附近的NNW向干流東岸發(fā)育較連續(xù)的沖洪積臺地，臺地拔河高度20～30m。斷層切過這些沖洪積臺地，左旋錯斷沖溝并形成線性斷層槽谷，以及延伸較長的線性反向斷層陡坎，坎高2～4m，在部分反坎前還形成積水的小型斷塞塘(圖2b)。其中，在洛莫巴祖附近略向NW傾斜的沖洪積臺地上發(fā)育線性反向陡坎(圖2b3)，表明普雄斷裂在該處除了左旋走滑分量外還具有東盤相對抬升的垂向運動分量，可測量的抬升量約4m。該反向斷層坎向北的延長線上，發(fā)育1條明顯的斷層槽谷，長、 寬分別約為100m和30m，橫切該槽谷的地形剖面亦顯示斷裂西盤抬升了 (25±5)m(圖2b2)。另外，在洛莫村南側沖洪積臺地上發(fā)育1條深10余m的沖溝，被斷裂左旋位錯(31±5)m(圖2b5)，且斷裂西盤相對抬升了 (4.8±1.0)m(圖2b1)。

在洛莫村北側1條大型位錯沖溝北壁上出露斷層(圖2c)，斷層產(chǎn)狀為335°/NE∠78°。斷層下盤為風化較強烈的灰黃色、 灰黑色上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)砂巖、 頁巖； 上盤為堆積于坎前的灰黃色沖洪積物，以粗礫為主，磨圓較差，無分選無層理，并有一定程度的膠結，根據(jù)顏色、 膠結程度以及區(qū)域地層對比判斷屬于晚更新世堆積。

圖3 洛莫探槽附近差分GPS實測地形圖(a)、 地形剖面(b)和探槽景觀(c)Fig. 3 Measured plan(a)，measured survey profile(b)and photo near Luomo trench(c).

在洛莫村南位錯沖溝和斷層槽谷之間，N傾的斜坡上沿斷裂發(fā)育走向333°的線性坡中谷(圖3)，坡中谷表現(xiàn)為低洼的小型槽谷，谷寬20余m，底部地形較為平緩，推測谷內(nèi)的堆積物穩(wěn)定連續(xù)。谷西側為延伸近500m的線性反向陡坎，表明該斷裂西盤相對抬升。橫跨該坡中谷開挖了1個深約3m、 寬約3m、 長約15m的探槽。探槽南、 北2壁揭露的地層基本可以對應，除部分位置界線不甚清晰外，地層單元劃分相對比較簡單，主要包括剖面西側反坎位置處的晚更新統(tǒng)基巖風化原地堆積砂礫石和東側全新統(tǒng)湖塘積粉砂黏土層、 坡洪積相砂礫石層。根據(jù)成分、 結構和成因，可分出7個地層單元(圖4)：

圖4 洛莫探槽剖面Fig. 4 The log of the trench excavated at Luomo Village.地層描述見正文

表1 探槽中14C樣品測試年齡結果*

Table1 Radiocarbon ages from the two trenching sites

探槽單元樣品編號實驗室編號測試物質(zhì)14C年齡/a2σ校正洛莫探槽U2aLM-S-C02Beta-368139炭屑127．2±0．5pMC??U2dLM-S-C09Beta-368141炭屑310±30CalAD1480to1650U2dLM-S-C12Beta-368142炭屑80±30CalAD1680to1730CalAD1810to1930CalADPost1950U2dLM-N-C07Beta-391085炭屑320±30CalAD1470to1650U3LM-N-C04Beta-391084炭屑910±30CalAD1030to1210U5bLM-S-C14Beta-391081炭屑11890±40CalBP13770to13590三莫洛探槽U2bSML-N-C29Beta-368129有機沉積物640±30CalAD1280to1330CalAD1340to1400U2dSML-N-C36Beta-375995炭屑1270±30CalAD670to775U2eSML-N-C75Beta-375997炭屑1110±30CalAD885to995U5aSML-N-C42Beta-368131炭屑3930±30CalBP4440to4290U3SML-N-C48Beta-368132有機沉積物2810±30CalBP2970to2850U4SML-N-C81Beta-368134有機沉積物3300±30CalBP3610to3600CalBP3590to3450U6bSML-N-C11Beta-368137有機沉積物8570±40CalBP9550to9520CalBP9510to9500U6aSML-N-C26Beta-368128有機沉積物10990±40CalBP12940to12730U8SML-N-C19Beta-368127有機沉積物19420±110CalBP23470to22930CalBP22790to22680U9bSML-C02NBeta-368135有機沉積物>43500U9dSML-C03NBeta-368136有機沉積物>43500

注 *所有14C樣品測試均由美國BETA實驗室采用AMS測試方法完成。pMC**代表現(xiàn)代碳百分比(percent modern carbon)，表明測試的放射性碳樣品是1950年后形成的。

U1地表耕作層，深灰色含礫砂土層，礫石粒徑1～4cm，磨圓差。

U2山前洪積含礫砂土層，礫石多為次棱角狀。進一步可分為4個亞層，各層均與山坡地形同向傾斜。

U2a 泛紅灰黃色砂土層。

U2b 褐灰色砂土層，含少量礫石，礫石粒徑2～5cm，磨圓差，近中間下凹部位見較大礫石。

U2c 褐黃色含礫石砂土，礫石粒徑4～9cm，磨圓差。地層向西漸變?yōu)樯罨疑?，中間堆積大礫石，礫徑10～40cm，西側礫石粒徑大多<2cm。

U2d 灰褐色夾雜礫石的砂層，向西地層顏色轉深，呈灰黑色。南壁在該層中間底部堆積較多礫石，最大礫徑約18cm，次棱角狀，向西逐漸減少。在探槽兩壁該層內(nèi)采集的炭屑樣品，測得年齡基本一致，(320±30)～(80±30)a(表1)。

U3灰黃色礫石、 砂土混雜堆積層，靠近斷層F1顏色由灰黃漸變?yōu)殇P黃到泛紅褐色； 地層無分選，與U2的地層界線不很清晰，具有一定程度的膠結，含水少，礫石磨圓較差，大部分礫石粒徑5～15cm，在此層中下部采集炭屑樣品，放射性碳測年結果顯示該地層形成于(910±30)aBP前后。

U4厚層深黃褐色礫石、 砂土混雜堆積層，與上部U3地層界線不明顯，與U3相比含礫石較少，粒徑較小。

U5灰褐色礫石砂土層，富含水，可分為2個亞層，從上到下分別為U5a和U5b。

U5a 褐黃色砂礫層，中等含水，礫石粒徑5～10cm，磨圓中等，與地層 U3 界線不明顯； 該層中部為銹黃色，向西側漸變?yōu)橥咙S色； 向東側地層逐漸變厚，礫石增大粒徑達到5～20cm。

U5b 黑褐色夾雜礫石的砂土層，富含水，應為斷塞塘堆積。北壁揭露出多塊磨圓中等、 粒徑近 1m的大礫石，而南壁含少量次棱角狀的較小礫石，粒徑5～20cm不等，該層炭屑樣品年齡為(11 890±40)a。

U6灰褐色礫石砂土層，富含水，含少量礫石，礫石粒徑8cm 左右，磨圓差。

U7斷層西盤晚更新世砂礫石混雜堆積，含水少，可以分為U7a和U7b 2個亞層。

U7a 灰褐色砂礫石層，磨圓差，混雜無分選，固結較好。南壁礫石以粒徑3～6cm的為主，最大達 30cm； 北壁礫石粒徑多在12～22cm，似基巖風化原地堆積。

U7b 紫色砂礫石層，礫石粒徑<3cm，固結較好，似基巖風化原地堆積。

U8泛紅黃褐色砂礫石混雜堆積，礫石大部分礫徑<5cm，大者12cm，磨圓較差。

探槽揭露出2條斷層F1和F2，二者近平行、 陡立，略向W傾； F1和F1′之間的U8地層應為斷層破碎帶，向地表延伸對應現(xiàn)今地貌陡坎。斷層F1西側的U7單元地層膠結好、 似基巖風化原地堆積，而斷層F1′東側的地層都是較為松散的砂礫石沉積，故而推斷F1和F1′都為主斷層，產(chǎn)狀為350°/W∠81°； 斷層F2的產(chǎn)狀為325°/W∠75°。根據(jù)地層的堆積結構和切蓋關系，我們推測該探槽至少揭示出2次古地震事件(圖5)：

圖5 洛莫探槽事件恢復圖Fig. 5 The reconstruction of the trench excavated at Luomo Village.

事件1(Event L1)： 首先在斷裂F1、 F2上發(fā)生斷錯事件，2條斷裂在垂向上都呈高角度正斷活動，斷錯了早期的斷塞塘堆積U5，U5在兩者之間下掉形成的小地塹內(nèi)快速堆積混雜砂礫石層U4。 F1斷層西盤的U7地層單元同時相對抬升，事件發(fā)生后覆蓋了地層U3(圖5a—c)。地層U5和U3的沉積年齡限制了斷錯事件的時間。但由于測年樣品采集困難，我們只得到地層U5b中部的放射性碳定年年齡(11 890±40)a和U3底部年齡(910±30)a，其時間跨度很長，另外2斷裂間小地塹的地層仍未揭露完整，很可能在U4地層單元堆積過程中仍有地震事件發(fā)生，其間地震事件序列的最近1次事件后堆積坎前楔狀地層單元U3，該事件時間限制在(11 890±40)aBP至(910±30)aBP之間，并更靠近上限時間(910±30)aBP。

事件2(Event L2)： 第2次事件主要發(fā)生在主斷層F1上，斷層西盤繼續(xù)相對抬升，錯斷U3地層，在南壁U3地層中可見部分礫石沿斷層定向排列，說明該次事件發(fā)生在U3地層形成之后，雖然U2地層在兩壁均只是部分壓蓋F1斷層破碎帶，但考慮到斷層上延原始陡坎人工改造后退的情況，仍可確定U3地層之上的U2地層在該次事件后沉積，現(xiàn)今耕作層U1覆蓋所有地層及斷層(圖5d—f)。因此，我們認為第2次事件應發(fā)生在(910±30)aBP至(320±30)aBP 之間。

圖6 三莫洛村附近普雄斷裂斷錯地貌及探槽位置Fig. 6 The dislocated landform near Sanmoluo Village.a 三莫洛村附近衛(wèi)星影像正射影像(IRS-P5)； b三莫洛村附近斷錯地貌解譯(等高線來源于1︰5萬地形圖)； c 三莫洛探槽附近差分GPS實測地形圖及探槽開挖處的地形剖面； d三莫洛探槽附近的斷錯地貌照片； e三莫洛探槽景觀照片

2.2 三莫洛探槽

在依洛地壩鄉(xiāng)附近，普雄斷裂呈右階斜列展布(圖1c)。在三莫洛村南，多條跨斷層的沖溝和山脊發(fā)生系列左旋位錯，位錯量數(shù)十m到數(shù)百m不等(圖6)，沿斷層帶發(fā)育線性良好的斷層槽谷和斷頭溝地貌。斷層槽谷較為開闊，兩側山坡均相對平緩且植被茂密，坡面流水攜帶砂土、 炭屑、 樹枝等物質(zhì)進入谷地，堆積物相對穩(wěn)定連續(xù)，因此我們選擇在此開挖探槽。與洛莫探槽所處段不同，斷裂在該段的構造地貌表現(xiàn)特征以走滑運動為主，未見顯示垂向運動的地貌特征，探槽附近垂直斷裂的地形剖面線只揭示出槽谷地形，未見明顯的斷層陡坎(圖6c)，因而無法根據(jù)地貌準確地判定斷層位置，為此探槽橫切了整個槽谷，探槽長、 寬、 深分別約為15m、 3m和4m。

探槽揭露的地層比較復雜，但兩側剖面層位可對比性較好，主要由上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)的泥炭層和坡洪積相砂礫石層組成。根據(jù)成分、 結構和成因，可分出9個地層單元(圖7)：

圖7 三莫洛探槽剖面Fig. 7 The log of the trench excavated at Sanmoluo Village.地層描述見正文

U1 現(xiàn)今地表土壤，灰褐色含礫石砂土層，含有較多草根和腐殖質(zhì)。

U2 剖面東側山坡前最新1套深色洼地沉積序列，主要為細礫砂土層，具有一定的分選，堆積比較松散，可分為5個亞層：

U2a 土灰色含礫石砂土層，礫徑4～9cm，磨圓較差；

U2b 深灰色礫石砂土層，礫徑2～7cm，偶含16cm的，磨圓差，分選差，靠近底部地層中14C樣品年齡為(640±30)a；

U2c 深灰黑色細礫砂土層，礫徑<2cm；

U2d 含礫石砂土層，下、中、上分別為深灰、土灰、深灰色，礫徑<2cm，在該層靠近地層斷錯變形位置采集的14C樣品年齡為(1 270±30)a；

U2e 灰黑色砂土層，礫徑1～3cm，磨圓中等，分選差； 南壁為灰黑色礫石粗砂層，剖面底部顏色漸變淺，礫徑4～8cm，磨圓中等，在該層底部14C樣品年齡為(1 110±30)a。

U3土灰色粉砂層，偶含礫石，礫徑大者8cm左右，小者3cm左右，磨圓較好，頂部采集有機物樣品的14C年齡為(2 810±30)a。

U4混雜斷層破碎帶，被斷層F4、 F5圍限呈垂直帶狀，棕黃色、 淺黃色粗砂礫石層，礫徑2～10cm，磨圓一般或次棱角，混雜無分選，該層近頂部14C樣品年齡為(3 300±30)a。

U5斷裂東側山前的坡洪積混雜砂土礫石層，以混雜礫石和砂土為主，分選差，可分為3個亞層：

U5a 灰黃色粗砂、 砂土礫石層，礫徑3～12cm，磨圓中等，混雜無分選，北壁靠近斷層處有1條沿斷層分布的灰黑色礫石條帶，在該層頂部采集14C樣品年齡為(3 930±30)a；

U5b 灰黑色礫石砂土層，與上層界線不明顯，南壁為深土灰色細礫粗砂層，礫徑<2cm；

U5c 紅褐色砂土礫石層，礫徑5～15cm，磨圓中等，無分選，相比U3a層，礫石偏少、 偏大，近斷層部分變?yōu)榛尹S色礫石粗砂層，礫徑1～9cm。

U6傾向W的1套傾斜地層，以深灰色粗砂、 粉砂夾小礫石為主，與U5地層序列相比組成物質(zhì)粒徑較小，偶含較大礫石，可分為2個亞層：

U6a 灰棕色、 灰黑色細礫砂土層，偶含礫石，礫徑<2cm；

U6b 深紫灰色含礫石砂、 粉砂層，該層中下部含有較多礫石，礫徑4～10cm，磨圓中等，中部有機物樣品14C年齡為(8 570±40)a；

U7灰黃色含礫石粉砂黏土層，近斷層F3處礫石較多，礫徑3～12cm，磨圓中等，與上部U6b界線不明顯。

U8混雜礫石砂土層，兩壁差別較大，北壁主要為黃褐色砂土層，含較少小礫石，礫徑4～8cm，磨圓中等，頂部混雜次棱角礫石，礫徑10cm左右，在該層中上部采集的14C樣品年齡為(19 420±110)a； 南壁主要為深土灰色混雜粉砂礫石層，礫石次棱角狀，礫徑多為10cm左右。兩壁該地層均存在張裂隙，上部地層U6b部分下掉形成寬約0.2m的充填楔。

U9斷層西盤堅硬固結較好的沉積地層序列，在該套地層序列中采集的有機物樣品都超出14C測試年齡范圍，年齡均>43 500a，因此應屬于晚更新世早中期地層，可分為5個亞層：

U9a 沖洪積黃褐色粉砂層，含有少量礫石，磨圓差，礫徑5～10cm，分選差，南壁夾雜條塊狀淺青灰色粉砂黏土層；

U9b 黑色泥炭層，厚約5cm，南壁為深土灰色混雜礫石粉砂層，礫石次棱角狀，礫徑大者約10cm左右，該層上部斷續(xù)夾雜1層厚7cm左右的灰黑色彎曲粉砂黏土層； 下部與U7c地層漸變過渡，中間斷續(xù)分布1層厚為4cm左右的淺灰黑色彎曲粉砂黏土層；

U9c 灰棕色礫石粉砂層，礫徑0.5～5cm為主，大者18cm，次棱角狀；

U9d 厚層黑色泥炭層，上部為界線不明顯的彎曲變形的黃褐、 灰褐色黏土層，含礫石，礫徑4～9cm，磨圓中等；

U9e 灰棕色礫石砂土層，礫徑大者7～16cm，磨圓中等。

從探槽兩壁地層剖面可識別出5條斷層(F1—F5)，大致呈負花狀構造樣式。在探槽北壁斷層F1西側的地層U9中2個測年結果都是>43 500 aBP，而F1東側的地層中采集的樣品結果都晚于20 000 aBP，兩側地層年齡相差較大，F(xiàn)1斷層具有較長的活動歷史推測其為主斷層。處于斷裂帶內(nèi)的地層年齡由西往東從距今2萬a左右到距今幾百a，可能表明斷層活動在不斷向東側山前擴展，斷層控制的沉降中心也隨之逐漸向E偏移。由于斷裂以走滑運動為主，各斷層兩盤的地層差異較大，兩盤地層普遍無法對應。根據(jù)標志地層錯斷變形和地層間的壓蓋關系綜合分析，至少發(fā)現(xiàn)3次古地震事件(圖8)，自老至新依次為：

圖8 三莫洛探槽事件恢復圖Fig. 8 The reconstruction of the trench excavated at Luomo Village.

事件1(Event S1)： 斷層F1、 F2、 F3同時活動，斷錯、 變形U8和U7地層，后被U6層覆蓋。其中兩壁F2上部均在U8層中拉張產(chǎn)生張裂隙(圖8a，b)，并被隨后沉積的地層U6b填充形成同震充填楔。根據(jù)層U6b中部的有機沉積物14C測年結果，該次事件活動時間應稍早于距今(8 570±40)a，晚于距今(19 420±110)a，之后因事件形成的斷裂槽谷中堆積來自槽谷東西兩側的坡洪積地層U5和U6(圖8c)。

事件2(Event S2)： 東側分支斷層F4、 F5同時活動，錯斷地層U8—U5，并在2分支斷層中間形成破碎帶U4，后被U3地層覆蓋(圖8c，d)； 槽谷沉積中心相應向E偏移，之后發(fā)育洼地沉積地層U2(圖8e)。事件時間應在地層U6—U4之后，稍早于地層U3的沉積時代。結合各地層中的14C樣品年齡，可得該次事件發(fā)生時間范圍為距今(3 300±30)a到距今(2 810±30)a之間。

事件3(Event S3)： 斷層F5斷錯、 變形地層U3、 U2e甚至層U2d、 U2c，后被層U2b覆蓋(圖8f，g)，事件發(fā)生年齡應在地層U2e—U2c堆積時代之后，U2b層堆積時代之前。綜合地層U2中的14C樣品年齡，可限定該次事件發(fā)生時間范圍為距今(1 110±30)a至距今(640±30)a。

事件3的斷錯位移較小，且探槽已揭示的斷裂樣式類似負花狀構造，故而可能深部的主斷裂在該處存在1個小的左階步或者左階式彎曲，探槽南側的小洼地即為斷裂左行左階拉伸區(qū)(圖6)。

3 討論

圖9 OxCal建模得到的普雄斷裂晚第四紀古地震事件Fig. 9 Paleoseimic events at different sites along the Puxiong Fault modeled by OxCal.所有年齡校正結果用95%置信區(qū)間的概率分布表示，百分數(shù)為模型吻合指數(shù)，該指數(shù)>60%即認為校正結果可行(Ramsey，2008)； 藍色字體顯示的事件年齡為各探槽單獨建模分析所得結果，紅色字體顯示的事件年齡為采用“=”運算符對3個探槽地震事件綜合分析所得結果，并精確到10a(均值)，不確定性為 2σ。左側數(shù)值表示沿斷裂走向上3個探槽間的距離

探槽研究揭示出普雄斷裂全新世以來發(fā)生過多次地表破裂型地震事件。2個探槽揭示的最新1次事件均發(fā)生在距今千年以內(nèi)，并表現(xiàn)出較好的時間上的一致性。洛莫探槽的測年結果將最新1次事件年齡限定在距今(910±30)a至(320±30)a之間，三莫洛探槽揭示出最新事件斷錯了稍早于距今(640±30)a的沉積地層。而且，2個探槽相距不足9km，因此推測2個探槽揭示的最新1次地震事件為同一次破裂事件?？紤]到該區(qū)域最大的縣城越西縣(原名越嶲縣)明朝時(公元1392年)便已正式建越嶲衛(wèi)，朝廷對該地區(qū)已具有一定的統(tǒng)治力，從公元1500年起該區(qū)域7級以上歷史地震資料已基本完整(黃瑋瓊等，1994)。為了更合理地估計古地震事件的年齡，進而討論斷裂最近1次大地震事件發(fā)生的離逝時間以及強震復發(fā)間隔，本文采用放射性碳校正和分析程序OxCal 4.2.4(Ramsey，2008，2012； Cienkaemperetal.，2009； https: ∥c14.arch.ox.ac.uk/oxcal/OxCal.html)對已有的探槽剖面中放射性碳測年結果和歷史地震記載的年代限定進行綜合建模分析(圖9)。其中對于像洛莫探槽事件1(Event L1)這樣其上限、 下限2個時間區(qū)間沒有重疊，且其中1個限制時間更接近事件的真實年齡的情況，在模型分析中采用定年查詢語言命令(CQL2)中的Boundary()和Zero_Boundary()組合函數(shù)來更合理地表示事件的年齡(Ramsey, 2008； DuRossetal.，2011)。對每個探槽單獨進行古地震事件的分析得到洛莫探槽的2次事件時間范圍(95%的置信區(qū)間)分別為8206 BC—1172 AD和1084—1549 AD，三莫洛探槽的3次事件分別為17434—7557 BC、 1577—959 BC、 927—1360 AD。在多個探槽的綜合分析模型中，引入“=”運算符來表示1個事件也破裂了另外1個地點(Renetal.，2013)，例如Date(“Event L2”)用Date(“=Event S3”)代替，由此得到普雄斷裂最新1次事件Event Ⅰ的時間為 (730±160)a BP，因此斷裂的離逝時間應為0.7ka左右。類似地，2探槽中揭示的倒數(shù)第2次事件時間以及周榮軍等(2003)在三莫洛探槽北約10km附近開挖的曲古地探槽揭示出的第2次事件同樣具有時間上的一致性，假定這3次事件為同一次事件，可估算出斷裂的倒數(shù)第2次事件Event Ⅱ時間為 (3 050±240)a BP。這最近2次事件的時間間隔約為2.3ka。除此之外，三莫洛探槽、 曲古地探槽以及宋方敏等(2002)最先在普雄斷裂上開挖的克七拉打北探槽中也都揭示出了斷裂在更早時間發(fā)生過地表破裂型事件，雖然缺少較好的測年年齡限制，無法詳細討論斷裂的古地震復發(fā)模型等信息，但在三莫洛探槽中揭示的更老的2次事件Event S1和Event S2間隔約為7ka，如果該探槽沒有漏記斷裂的古地震事件，那么可以發(fā)現(xiàn)斷裂活動事件復發(fā)間隔呈減小的趨勢，可能這也表明位于大涼山斷裂帶中段的普雄斷裂在全新世以來大地震活動性呈增強的趨勢。而這種地震活動的增強很可能就是大涼山斷裂帶第四紀以來對鮮水河-小江斷裂系中段“裁彎取直”持續(xù)發(fā)展增強的反映。

普雄斷裂作為大涼山斷裂帶最長的1條次級斷裂，經(jīng)過長期的演化，包括斷裂的“裁彎取直”的持續(xù)發(fā)展，明顯分為南北2段次級斷裂，本文討論的3個探槽都位于北段。雖然北段本身也是由多段斜列或相交的更次級段組成(圖1c)，但是各段之間的轉折、 交叉和階區(qū)相對較小，并不足以構成穩(wěn)定的破裂邊界，阻止強震破裂的傳播(Schwartzetal.，1984； Wesnouskyetal.，1988； 丁國瑜等，1993； 何宏林等，1993)。若按上述討論，Event Ⅱ在3個探槽點都有記錄(圖9)，而3個探槽分別處在右階相鄰展布的3段次級段上(圖1c)，各段彼此間的階區(qū)均<2km，根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，地表破裂型走滑事件通常都可以貫通寬度<1～2km的階區(qū)(Lettisetal.，2002)。因此，長約57km的普雄斷裂北段或許都應作為該古地震的發(fā)震構造。若僅根據(jù)震級和破裂長度的經(jīng)驗統(tǒng)計關系，可得到Event Ⅱ的估計震級為MW7.1(Wellsetal.，1994; Wesnousky，2008)，而由鄧起東等(1992)統(tǒng)計的青藏高原構造區(qū)走滑型破裂長度與同震位移的經(jīng)驗關系： lgD=-0.72+0.72lgL，其中，D為同震位移，L為破裂長度，可得到3.5m的同震位移估計值，進而將地表破裂長度57km和同震走滑量代入函數(shù)擬合經(jīng)驗關系式：M=5.1+lgL+lgD，得到估計震級M=7.4。雖然上述經(jīng)驗統(tǒng)計關系計算仍然存在一定的誤差，但結合探槽中記錄到的地表永久構造破裂，可以比較確定地認為，普雄斷裂在全新世以來至少發(fā)生過7級以上的地表破裂型地震。

大涼山斷裂帶各斜列次級斷裂之間的階區(qū)寬度為5～20km，足以構成阻止破裂傳播的穩(wěn)定破裂邊界。He等(2008)在大涼山斷裂帶南段上的探槽揭示其最新1次古地震事件的離逝時間大約為1.7ka，魏占玉等(2012)根據(jù)同震位移和平均滑動速率得到南段的地震重復間隔約為2ka，明顯與普雄斷裂的事件時間序列不同步，同樣印證了中段和南段分別構成獨立的破裂單元，也反映了大涼山斷裂帶的新生性。

4 結論

通過對大涼山斷裂帶中段普雄斷裂野外填圖考察和2個古地震探槽的研究，得到以下幾點認識：

(1)普雄斷裂是1條晚更新世以來活動強烈的略向W傾的高角度左旋走滑斷層。

(2)洛莫探槽揭露了2次古地震事件，年代范圍分別為8 206 BC—1172 AD和1084—1549,AD； 三莫洛探槽揭露了3次事件，年代分別為17434—7557 BC、 1577—959 BC、 927—1360,AD。

(3)2個探槽均揭示出斷裂在全新世以來發(fā)生過至少2次地表破裂型地震事件，結合歷史地震記載的完整性和前人探槽結果建模分析得到斷裂的離逝時間約為0.7ka，與距今倒數(shù)第2次事件的時間間隔約為2.3ka。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計關系及探槽記錄的地表破裂規(guī)模，可以確定古地震事件震級在7級以上。

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PALEOEARTHQUAKES ALONG PUXIONG FAULT OF DALIANGSHAN FAULT ZONE DURING LATE QUATERNARY

GAO Wei HE Hong-lin SUN Hao-yue WEI Zhan-yu

(KeyLaboratoryofActiveTectonicsandVolcano，InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China)

Daliangshan fault zone(DFZ)constitutes an indispensable part of Xianshuihe-Xiaojiang fault system which is one of the main large continental strong earthquake faults in China. Puxiong Fault，the east branch of middle segment of DFZ，is the longest secondary fault. Its paleoseismic activity plays an important role in evaluating regional seismic activity level and building countermeasures of preventing and reducing the earthquake damage. The active fault mapping as well as the study of paleoseismological trench in recent years illustrates that Puxiong Fault is a slightly west-dipping high-angle left-lateral strike-slip fault with strong activity since late Pleistocene. Two trenches excavated across this fault reveal 2 and 3 paleoearthquakes that ruptured the fault at 8206 BC-1172 AD，1084-1549 AD，and 17434-7557 BC，1577-959 BC and 927-1360 AD，respectively. The OxCal model combining the results from both trenches and the another one in previous study across the fault with the historical earthquake record yields the elapsed time of～0.7ka of the latest paleoearthquake event，and the interval time is～2.3ka between the last two events. In the model，the penultimate event is considered to be recorded in all trenches. As all the three trenches are located at north part of the Puxiong Fault whose strike is apparently different from the south part，the～57km long north secondary segment is supposed to be the seismogenic structure of the paleoearthquake. According to the empirical scaling laws between magnitude and rupture length，the magnitude of the surface ruptured paleoearthquake is estimated to be more thanM7 with the coseismic displacement～3.5m. However，the difference between the time of the paleoearthquake events on the middle and south segments of DFZ illustrates their independence as earthquake fracture units，and furthermore，the lower connectivity and the new generation of DFZ．

Daliangshan fault zone，Puxiong Fault，palaeoearthquake trench，elapsed time

2016-01-22收稿，2016-06-06改回。

財政部重大專項(202208001)與中國地震局地震行業(yè)科研專項(201408023)共同資助。
*通訊作者： 何宏林，男，研究員，E-mail: honglin@ies.ac.cn。

P315.2

A

0253-4967(2016)04-0797-20

高偉，男，1987年生，2011年于中國地質(zhì)大學(武漢)獲地理信息系統(tǒng)專業(yè)學士學位，現(xiàn)為中國地震局地質(zhì)研究所博士研究生，研究方向為活動構造與GIS，電話： 010-62009031，E-mail： gaoweicug@126.com。