江蘇鎮(zhèn)江東部大路
—姚橋斷裂新構(gòu)造運動特征

苗巧銀， 陳火根， 李向前， 宗開紅， 潘明寶， 駱　丁， 張　平， 尚通曉， 武健強

(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018； 2.國土資源部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，江蘇南京210049)

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江蘇鎮(zhèn)江東部大路
—姚橋斷裂新構(gòu)造運動特征

苗巧銀1,2， 陳火根1,2， 李向前1，2， 宗開紅1,2， 潘明寶1,2， 駱丁1,2， 張平1,2， 尚通曉1,2， 武健強1,2

(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018； 2.國土資源部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，江蘇南京210049)

摘要：通過地震剖面、可控源異常體解譯、野外露頭剖面勘察以及施工鉆孔和連孔剖面等資料，首次詳細(xì)證實了大路—姚橋斷裂具新構(gòu)造運動特征，根據(jù)鄰區(qū)測年結(jié)果及中晚更新世沉積的下蜀組老黃土，推斷出斷層的活動時間為第四紀(jì)中更新世早期和中更新世以前。新構(gòu)造運動致使中更新世以來斷層兩側(cè)沉積了完全不同的巖相特征，形成了2套不同的沉積體系。新構(gòu)造運動的發(fā)現(xiàn)對鎮(zhèn)江市的規(guī)劃和建設(shè)以及地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防具有重要的指導(dǎo)作用,對蘇錫常地裂縫的研究具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：新構(gòu)造運動；第四系中更新世之前；可控源異常體；沉積體系差異；大路—姚橋斷裂；江蘇鎮(zhèn)江

0引言

鎮(zhèn)江地區(qū)是江蘇地震活動的重點監(jiān)測區(qū)，具有多次歷史地震記錄。根據(jù)江蘇省地震局提供的資料，1981—2000年，鎮(zhèn)江地區(qū)共發(fā)生23次地震，多數(shù)分布在沿江斷裂和茅山斷裂區(qū)域。1976年，姚橋南部發(fā)生1次1.9級地震，2000年，該點東側(cè)發(fā)生2.8級地震。所以，大路—姚橋斷裂活動性的研究已成為急需解決的課題。

鎮(zhèn)江活動斷層發(fā)育，比較重要的深大斷裂為茅東斷裂、沿江斷裂、大路—姚橋斷裂。其中，茅東斷裂和沿江斷裂研究程度較高；大路—姚橋斷裂地處平原區(qū),研究程度較低，對其空間位置、延伸及性質(zhì)均存在較大爭論，尤其是該斷裂是否具備新構(gòu)造運動特征更是一片空白。由于鎮(zhèn)江城市為東西向長條區(qū)域，城市向東發(fā)展，該斷裂的活動性研究成為不可回避的問題。

大路—姚橋斷裂為區(qū)域性斷裂蘇錫常斷裂的一部分，蘇錫常斷裂發(fā)育于蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、揚州等地(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1987;江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院,2012)，在鎮(zhèn)江東部發(fā)育于大路鎮(zhèn)—姚橋鎮(zhèn)。由于蘇錫常地裂縫引起的一系列地質(zhì)災(zāi)害已引起國家重視(武健強等，2014)，所以蘇錫常斷裂段在鎮(zhèn)江區(qū)域大路—姚橋斷裂的新構(gòu)造運動研究已被提上日程。鑒于在平原區(qū)新構(gòu)造活動的發(fā)現(xiàn)主要是通過地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害,直觀證據(jù)比較受限，所以本次研究將通過地震、可控源、野外勘察剖面及鉆孔等一系列證據(jù)進(jìn)行論證。

新構(gòu)造運動是指迄今有著復(fù)活活動(包括地震活動)的構(gòu)造帶和構(gòu)造體系，具有繼承性、連續(xù)性、繼發(fā)性等特點，但新構(gòu)造運動的時限一直存在著爭議，其中主導(dǎo)性觀點有以下4種。

(1) 新構(gòu)造是指自新近紀(jì)到第四紀(jì)初期的地質(zhì)構(gòu)造。

(2) 新構(gòu)造運動是第三紀(jì)以來發(fā)生的地殼運動。

(3) 進(jìn)入第四紀(jì)時期所發(fā)生的構(gòu)造活動都可視為新構(gòu)造運動。

(4) 《地球科學(xué)大辭典》將78萬年(中更新世) 以來活動過的構(gòu)造作為新構(gòu)造，認(rèn)為在中國大陸普遍存在早更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)之間的角度不整合，中更新世以來構(gòu)造活動基本一致，且相當(dāng)穩(wěn)定，應(yīng)作為一個剛剛開始的新的演化階段，該觀點得到了較多地質(zhì)專家和學(xué)者的認(rèn)可(劉以宣等,1994;許學(xué)漢，1994；徐金山,2004；孫金龍等，2009; 趙忠海,2009;王應(yīng)斌等，2012；徐杰等，2012)。

筆者也贊同第四種觀點，新構(gòu)造運動具有繼發(fā)性和連續(xù)性特征(許學(xué)漢，1994；徐金山,2004；萬天豐，2007)，這是本次研究所采納的觀點和依據(jù)。

1大路—姚橋斷裂新構(gòu)造活動的證據(jù)

大路—姚橋斷裂主要位于鎮(zhèn)江東部，經(jīng)由大路鎮(zhèn)和姚橋鎮(zhèn)，處于圌山東側(cè)，長江支流西側(cè)，具體分布位置見圖1和圖2。

該區(qū)地質(zhì)研究工作程度較高，但該斷裂新構(gòu)造運動特征的資料較欠缺，故選用長江三角洲三維深部地質(zhì)調(diào)查典型區(qū)鎮(zhèn)江城市地質(zhì)調(diào)查工作所做的一系列地震、可控源、鉆探以及實地考察等方面的資料，就研究區(qū)新構(gòu)造活動的證據(jù)進(jìn)行詳細(xì)論證。

1.1研究區(qū)可控源資料異常特征及其地質(zhì)解譯

可控源資料采用GDP-32綜合電法儀器進(jìn)行測繪，得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和可靠性較高。在大路鎮(zhèn)與姚橋鎮(zhèn)之間共布設(shè)了4條測線(圖1)，選用60線(圖3)進(jìn)行解釋。

由圖3可知，淺部電阻率較低，在20Ω·m以下，等值線自西向東往深部延伸。橫向上,中深部電阻率西側(cè)與東側(cè)有較大的差異，以1400點為界，西側(cè)電阻率整體較高；東側(cè)電阻率整體較低，界線明顯，等值線密集。1450點附近中深部為漏斗狀低阻異常帶，異常整體有向深部延伸的趨勢；東側(cè)的低阻區(qū)局部存在電阻率相對高值，變化不大，這很好地驗證了姚橋—大路斷裂的存在，即為北北西向正斷層，傾角相對較小。該斷層切穿了第四系與基巖的界線，且在斷層右側(cè)，第四系界線附近及其界線之上見異常體(圖4中B處)，即可能為由斷層造成的破碎帶，斷層對上、下盤會造成一定的影響，致使地層沉積特征不同，在可控源剖面上會有異常體等顯示。

由圖4顯示的上盤地層可知，異常體存在于第四系界線附近及界線之上，由此推測該斷層為活動斷層。

圖1　大路—姚橋斷裂工作區(qū)位置分布及斷裂所切基巖地層圖Fig.1　Location of the Dalu-Yaoqiao Fault work area and bedrock strata intersected by fractures

圖2　研究區(qū)地理位置與工作量分布圖(右上角附圖斷層加粗部分即為大路—姚橋斷裂)Fig.2　Map showing geographical location of the study area and workload distribution(the upper right corner of the bolded part is the Dalu-Yaoqiao Fault)

圖3　鎮(zhèn)江新區(qū)大路鎮(zhèn)東南部60線CSAMT勘察綜合剖面圖Fig.3　Comprehensive CSAMT profile along the prospecting line No. 60 in thesoutheast of Dalu Town in Zhenjiang New District

由4條測線得出平面電阻率切片圖，可以反映出斷裂在平面上的分布，反映1 000m深度電阻率在平面上的變化(圖4)。

圖4顯示：西側(cè)電阻率整體較高，東側(cè)電阻率較低，20線1450點、40線1500點、60線1600點、80線1750點位置處于高阻和低阻的交界部位，電阻率等值線密集，推測為斷裂構(gòu)造位置。所以，圖4反映了斷裂的平面分布位置，結(jié)合60線和平面位置圖進(jìn)一步證實了大路—姚橋斷裂是具新構(gòu)造運動特征的深大斷裂。

圖4　鎮(zhèn)江新區(qū)大路鎮(zhèn)東南部1 000 m深度電阻率切片圖Fig.4　Resistivity section at a depth of 1 000 m in the southeast of Dalu Town in Zhenjiang New District

1.2地震解譯剖面證實大路—姚橋斷裂為具新構(gòu)造運動特征的深大斷裂

地震勘探線自西向東布置在鎮(zhèn)江新區(qū)的大路鎮(zhèn)(圖1、圖5)，處于大路鎮(zhèn)—姚橋鎮(zhèn)之間，為二維地震勘探剖面，資料具較高的可信度。

圖2表示了經(jīng)初步解釋后的L1地震剖面，該剖面清楚地反映了NNW向的大路—姚橋斷裂，此外，巖體邊界在該剖面上也十分清晰。由于第四系巖性相對松散，在地震剖面上同相軸未反應(yīng)。第四系界限之上多為空白區(qū)域，斷層切穿了第四系，且地質(zhì)界線有較小的位移，斷層兩盤有錯動，即斷層左側(cè)第四系界線向上錯動，可顯示斷層為正斷層。斷層兩側(cè)第四系沉積物地震同相軸反射特征相似，卻具有較小的位移偏差，第四系之下為下白堊統(tǒng)圌山組火山碎屑巖，由于具一定的沉積層理特征，同相軸有一定的連續(xù)性，這與所給相關(guān)基巖圖和鉆孔資料相吻合。所以，該地震剖面證實斷層在進(jìn)入第四系之后曾活動過，從而證實了該斷裂存在新構(gòu)造運動，由于切穿基巖較深，故為活動性的深大斷裂。

1.3野外露頭實地勘察新構(gòu)造運動證據(jù)和斷層活動時間推斷

野外實地勘察發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造運動剖面2條。圖6a為大路鎮(zhèn)西邊田家橋村圌山一側(cè)，由此可知，斷層右盤可見新構(gòu)造運動形成的階步和擦痕，且階步陡坎方向朝下，指示對盤的運動方向，擦痕為比較均勻的平行細(xì)紋，表現(xiàn)為一端粗而深，另一端細(xì)而淺。圖中箭頭為由粗而深端向細(xì)而淺端的方向，指示對盤運動方向。順擦痕輕輕撫摸，可以感覺到沿著一個方向比較光滑，可知該斷層為正斷層。斷層上盤為破碎帶，破碎帶內(nèi)由圌山組礫石和第四系中晚更新世形成的下蜀組老黃土相混雜充填，說明該斷層為進(jìn)入中更新世后發(fā)生活動，是新構(gòu)造活動的另一證據(jù)。

圖5　L1 地震剖面解譯斷裂圖Fig.5　Seismic profile interpretation of fractures along L1

圖6　新構(gòu)造運動剖面圖Fig.6　Profiles showing Neotectonic movements(a) Chuishan side in western Dalu Town; (b) Chuishan side in southwestern Dalu Town

圖6b為大路鎮(zhèn)西南圌山的一側(cè)，斷層下盤為早白堊世赤山組，破碎帶為下蜀組老黃土夾圌山組礫石。圖6顯示破碎帶內(nèi)未見下蜀組和圌山組以外其他時代的充填物，由于下蜀組老黃土的存在，說明在進(jìn)入中晚更新世之后，該斷層曾經(jīng)活動過，證明了新構(gòu)造運動的存在。

1.4鉆孔對斷層及斷層兩側(cè)沉積體系差異的展現(xiàn)和斷層形成時間的推斷

在大路鎮(zhèn)和姚橋鎮(zhèn)施工的鉆孔ZG01、ZKJ25、ZKJ27發(fā)現(xiàn)了斷層角礫巖(圖7a、b、c)，ZKJ26孔發(fā)現(xiàn)了斷層節(jié)理面(圖7d)，進(jìn)一步證實大路—姚橋斷裂的存在。施工鉆孔地理位置如下：ZG01孔位于大路鎮(zhèn)北約1.3km，ZKJ25孔位于姚橋鎮(zhèn)與大路鎮(zhèn)西約3.9km，ZKJ26孔位于姚橋鎮(zhèn)北東方向約2.2km，ZKJ27孔位于姚橋鎮(zhèn)南1.7km。由于在揚州施橋鉆孔，基巖之上第四系最老松散層所測年齡為15.7萬年，所以長江兩岸鉆孔第四系最早形成時間為中更新世之后。通過該鉆孔繪制連孔剖面，進(jìn)一步揭示斷層性質(zhì)及斷層作用所形成的沉積體系差異，并揭示了新構(gòu)造活動時間為中更新世早期及中更新世以前。

連孔剖面能更立體和直觀地展示研究區(qū)大路—姚橋斷裂所揭示的新構(gòu)造活動特征，見東西向連孔剖面(圖8)和南北向連孔剖面(圖9)相交的2條剖面(圖2)。(1) 東西向剖面斷層兩側(cè)展示了2種完全不同的沉積體系，斷層下盤為中晚更新世形成的下蜀組老黃土沉積，厚度約為60m；斷層上盤第四系(中晚更新世)為河流相-長江三角洲相沉積，巖性主要為中細(xì)砂、粉砂、粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂與黏土，底部見砂礫層，沉積厚度由57m增至104m。(2) 南北向剖面展示了幾乎與東西向剖面相同的現(xiàn)象，即斷層所發(fā)生的時代和斷層所造成的斷層兩側(cè)沉積體系的差異。ZKJ25孔和ZG01孔基巖為斷層角礫巖，進(jìn)一步證實了斷層的存在，斷層上盤同樣發(fā)育第四紀(jì)中晚更新世沉積的河流相-三角洲相沉積，沉積厚度由60m增至93m；下盤為中晚更新世形成的下蜀組老黃土沉積；由2條剖面所揭示的沉積體系特征和沉積厚度的變化符合正斷層性質(zhì)，且由于缺少新近紀(jì)和早更新世地層，可進(jìn)一步推測斷層活動時間為中更新世早期和中更新世以前。

圖7　鉆孔巖芯Fig.7　Drill cores(a) fault breccia of hole ZG01(93.4 to 97 m); (b) fault breccia of hole ZKJ25(60 to 64 m); (c) fault breccia of the drill hole ZKJ27(102 to 108 m); (d) fault plane of hole ZKJ26(135 to 137 m) in the mudrock of Cretaceous Chishan Formation

圖8　東西向展布剖面圖(斷層存在時代和斷層兩側(cè)沉積體系差異)Fig.8　EW-trending profiles(differences of existing ages and sedimentary systems on both sides of the fault)

圖9　南北向展布剖面圖(斷層存在時代和斷層兩側(cè)沉積體系差異)Fig.9　NS-trending profiles(differences of existing ages and sedimentary systems on both sides of the fault)

剖面測年顯示斷層發(fā)生的時間為中更新世早期及其之前，野外露頭活動斷裂的證據(jù)則證明進(jìn)入中更新世中期即下蜀組沉積時段斷層曾發(fā)生活動，進(jìn)一步證實新構(gòu)造運動的繼發(fā)性和連續(xù)性等特征。以上斷層活動時間和特征不僅證實了大路—姚橋斷裂為新構(gòu)造運動，而且由于新構(gòu)造運動后期不定時的繼發(fā)性活動，對存在新構(gòu)造運動的地區(qū)應(yīng)做好安全預(yù)防和相應(yīng)的建設(shè)規(guī)劃。

2新構(gòu)造運動的研究意義

新構(gòu)造運動與人類的生存環(huán)境息息相關(guān)，其造成的河流改道、地殼的升降差異等，對居民的生命和財產(chǎn)會構(gòu)成威脅。由于斷層對地貌和河流的分布、走向都有極為重要的影響，所以斷層的新構(gòu)造活動會對工程建設(shè)帶來不利影響。因此，研究新構(gòu)造運動對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和地質(zhì)災(zāi)害的防治及研究具有

重要意義。

在陸內(nèi)，新構(gòu)造活動中蘊含地?zé)帷厝?、礦泉或旅游等資源；在沿海地區(qū)，強烈的沉積可造成數(shù)千米厚的第四系沉積，在高地?zé)岜尘跋拢@些沉積中的有機(jī)質(zhì)會很快轉(zhuǎn)變成烴類而形成具經(jīng)濟(jì)價值的油氣資源。

研究區(qū)處于寧鎮(zhèn)山脈地段，該區(qū)巖漿活動較多，最近的為燕山期火山活動，地殼相對不穩(wěn)定；鎮(zhèn)江地區(qū)斷層較多，部分?jǐn)鄬泳哂行聵?gòu)造運動等特征，例如茅山斷裂和沿江斷裂等，所以大路—姚橋斷裂新構(gòu)造運動特征的發(fā)現(xiàn)，對該區(qū)其他具新構(gòu)造特征的活動斷層的研究具有一定的指導(dǎo)作用。由于大路—姚橋斷裂屬于蘇錫常斷裂的一部分，所以，對研究蘇錫常地裂縫可起到指向和對比的作用。

大路—姚橋斷裂新構(gòu)造運動的發(fā)現(xiàn)，對鎮(zhèn)江市的擴(kuò)展建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。由于新構(gòu)造運動具有繼發(fā)性的特征，城市擴(kuò)展和居民區(qū)建設(shè)應(yīng)避開此斷層所在區(qū)域，以免日后造成嚴(yán)重后果。由于斷層控制了水系密度的分布，沉降區(qū)水系密度高，所以該斷裂新構(gòu)造運動的發(fā)現(xiàn)對研究長江河道的形成具有一定的指示意義。

3結(jié)論

(1) 地震剖面和可控源異常解釋證明大路—姚橋斷裂為深大斷裂，且切穿了第四系界線，證實了新構(gòu)造運動的存在。

(2) 野外實地勘察和施工鉆孔證明大路—姚橋斷裂的性質(zhì)為正斷層，該區(qū)新構(gòu)造運動主要發(fā)生于中更新世早期及其之前。

(3) 新構(gòu)造運動控制了該區(qū)地層的沉積特征和沉積厚度差異，造成斷層兩側(cè)第四紀(jì)中更新世以來發(fā)育了完全不同的2種沉積體系。

(4) 新構(gòu)造運動的存在證實研究區(qū)存在潛在不穩(wěn)定性，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃和地質(zhì)災(zāi)害的防治和研究具有重要意義。

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Neotectonic movement characteristics of the Dalu-Yaoqiao Fault in eastern Zhenjiang, Jiangsu Province

MIAO Qiaoyin1,2， CHEN Huogen1,2， LI Xiangqian1,2， ZONG Kaihong1,2，PAN Mingbao1,2， LUO Ding1,2， ZHANG Ping1,2, SHANG Tongxiao1,2， WU Jianqiang1,2

(1.GeologicalSurveyofJiangsuProvince,Nanjing210018,Jiangsu,China； 2.KeyLaboratoryofEarthFissuresGeologicalDisaster,MinistryofLandandResources,Nanjing210049,Jiangsu,China)

Abstract：This work for the first time confirmed in details the Neotectonic movement features of the Dalu-Yaoqiao Fault in Zhenjiang of Jiangsu Province, with the analysis of seismic profiles, interpretation of controlled-source anomaly bodies, field outcrop profiles, construction drill holes and joint hole profiles. The dating ages in the adjacent areas and the Middle-Late Pleistocene Xiashu Formation old loess suggest that the fault was active in the early stage of the Middle Pleistocene and before the Middle Pleistocene. The Neotectonic movements resulted in completely different lithologies on both sides of the fault, and formed two sets of sedimentary systems. The discovery of the Neotectonic movements has great guiding significance for the planning and construction of Zhenjiang City and the prevention of geological hazards, and is also important for the study of ground fissures in the Suzhou-Wuxi-Changzhou area.

Keywords：Neotectonic movement； before the Middle Pleistocene in Quaternary; controlled-source anomaly body; difference of sedimentary system; Dalu-Yaoqiao Fault； Zhenjiang in Jiangsu Province

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.220

收稿日期：2014-12-19；修回日期：2015-10-28；編輯：陸李萍

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局項目“長江三角洲三維深部地質(zhì)調(diào)查典型區(qū)：鎮(zhèn)江城市地質(zhì)調(diào)查”(1212011220252)

作者簡介：苗巧銀(1980—),女,工程師,碩士,地層學(xué)專業(yè)，主要從事基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作,E-mail: 178129037@qq.com

中圖分類號：P546

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-3636(2016)02-0220-08