長沙—湘潭一帶第四紀(jì)斷裂體系及形成背景探討

吳能杰,柏道遠(yuǎn),李 彬,楊少輝,鐘 響,曹順紅

WUNeng-Jie1,BAI Dao-Yuan2,LI Bin2,YANGShao-Hui2,ZHONGXiang2,CAOShun-Hong2

(1.湖南省地勘局414隊(duì),湖南益陽413000；2.湖南省地質(zhì)調(diào)查院,湖南長沙410016)

(1.414 Brigade of Hunan Bureau of Geology and Mineral Exploration and development,Yiyang 413000,Hunan,China；2.Hunan Institute of Geology Survey,Changsha 410016,China)

長株潭地區(qū)地處第四紀(jì)洞庭盆地的南緣外圍，其第四紀(jì)期間的沉積作用、構(gòu)造活動(dòng)和環(huán)境演化與洞庭盆地既相聯(lián)系又有顯著差異。相對而言，前人對洞庭盆地第四紀(jì)地質(zhì)進(jìn)行了更廣泛、深入的研究，在第四紀(jì)沉積[1-4]、環(huán)境特征與演化過程[5-16]、構(gòu)造活動(dòng)特征[17-25]等方面取得大量成果認(rèn)識(shí)。而關(guān)于長株潭地區(qū)的第四紀(jì)地質(zhì)研究則較薄弱，且有限的研究主要集中在第四紀(jì)地層劃分和沉積成因方面[26-29]。構(gòu)造方面，僅有上世紀(jì)八十年代末開展的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查對長株潭地區(qū)的構(gòu)造抬升、掀斜、斷裂等新構(gòu)造活動(dòng)特征進(jìn)行了初步探討??[30]，以及個(gè)別研究者對局部露頭斷裂進(jìn)行的觀察描述[31]。近年來，筆者在進(jìn)行長株潭地區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查時(shí)新獲得重要的第四紀(jì)斷裂野外觀測資料，并通過基于大量鉆孔資料編制的第四系等厚圖進(jìn)一步揭示了斷裂的分布與屬性特征。本文以此為基礎(chǔ)，結(jié)合前人調(diào)查資料??，對長沙—湘潭一帶第四紀(jì)斷裂的分布與發(fā)育特征進(jìn)行歸納總結(jié)，并初步劃分第四紀(jì)斷裂活動(dòng)期次，探討各期斷裂活動(dòng)的時(shí)代與構(gòu)造背景。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本文研究區(qū)域北自望城，南至湘潭縣城；西自望城—楊嘉橋，東至黃興—株洲（圖1）。研究區(qū)總體為丘陵地貌，海拔一般30～300 m，湘江及其支流瀏陽河和撈刀河海拔較低，往河流兩側(cè)海拔漸高。

區(qū)內(nèi)出露前第四紀(jì)地層自早至晚主要有青白口紀(jì)冷家溪群和板溪群、泥盆系—下三疊統(tǒng)及白堊系—古近系，少量南華系—奧陶系和上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)。第四系廣泛分布于湘江及其支流瀏陽河和撈刀河的河谷及兩側(cè)，自早至晚劃分為早更新世洞井鋪組、中更新世新開鋪組、白沙井組和馬王堆組、晚更新世白水江組、全新世桔子洲組等，主要為河流沖積，山麓地帶可發(fā)育洪積。研究區(qū)北部發(fā)育較多的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)花崗巖（圖1）。

區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，斷裂走向以NE向?yàn)橹鳎倭縉W向和近EW向（圖1）。其中部分為前第四紀(jì)基底斷裂，部分為第四紀(jì)以來活動(dòng)斷裂。第四紀(jì)斷裂常為基底斷裂繼承性活動(dòng)產(chǎn)物。

新近紀(jì)以來研究區(qū)總體表現(xiàn)為階段性的地殼上升，局部地區(qū)的某些歷史時(shí)期存在斷陷沉降。階段性地殼上升主要由層狀地貌和多級河流階地得以體現(xiàn)。以長沙地區(qū)為例，由于間歇性的地殼上升和相對穩(wěn)定期的剝蝕夷平，形成了4級較明顯的不同高程剝夷面，分布高程分別為Ⅳ級500～600 m、Ⅲ級250～350m、Ⅱ級150～250m、Ⅰ級70～130m；由于階段性的抬升切割和相對穩(wěn)定期的河流堆積，形成了5級河流階地，分別堆積洞井鋪組（T5）、新開鋪組（T4）、白沙井組（T3）、馬王堆組（T2）、白水江組（T1），階地多為嵌入階地和基座階地，反映第四紀(jì)以來以震蕩性抬升為主。

圖1 長沙—湘潭一帶第四紀(jì)斷裂分布及第四系等厚圖Fig.1 Distribution of Quaternary faults in Changsha-Xiangtan area,with contour line of Quaternary deposits thickness

第四紀(jì)期間研究區(qū)因橫向上抬升幅度不一而產(chǎn)生掀斜運(yùn)動(dòng)，掀斜運(yùn)動(dòng)主要通過河道遷移、階地性質(zhì)橫向變化、垂直河道方向階地面高程的傾斜、傾斜地貌等體現(xiàn)。典型的構(gòu)造掀斜記錄有黃花—干杉一帶地殼緩慢抬升并向四周掀斜、大托鋪一帶自東向西掀斜導(dǎo)致河道向西遷移、湘潭—九華一帶多期掀斜變形導(dǎo)致湘江古河道不斷向東遷移達(dá)7～5km等。

2 第四紀(jì)斷裂的分布及發(fā)育特征

2.1 第四紀(jì)規(guī)模斷裂的分布及發(fā)育特征

根據(jù)前人區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料和本次環(huán)境地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)填圖成果，厘定研究區(qū)主要第四紀(jì)斷裂分布情況如圖1所示。斷裂及其性質(zhì)的厘定依據(jù)包括地貌效應(yīng)、水系錯(cuò)位、槽狀展布沉積、斷裂露頭形跡、氡氣測量異常等。值得指出的是，本次工作根據(jù)大量鉆孔資料查明了第四系厚度的橫向變化（圖1），為確定部分第四紀(jì)斷裂的展布和屬性特征提供了重要依據(jù)。

本區(qū)第四紀(jì)規(guī)模斷裂（含活動(dòng)斷裂）主要集中在長沙-湘潭-株洲一帶（圖1）。部分?jǐn)嗔阎饕卣饕姳?。

區(qū)內(nèi)第四紀(jì)斷裂延長規(guī)模不一，長者達(dá)55km，短者5～10 km，最小規(guī)模者僅1 km左右，較大規(guī)模斷裂旁側(cè)尚可派生出長數(shù)十至數(shù)百米的小斷裂。

第四紀(jì)斷裂以NE向?yàn)橹?，次為NNE向和NW向，個(gè)別呈EW向～NWW向。NE向斷裂主要有曹家屋-竹山屋斷裂（F1）、庵子沖-劉家沖斷裂（F2）、葫蘆坡 - 炮臺(tái)子斷裂（F4）、新開鋪 - 坪塘斷裂（F5）、施家沖 - 磊石塘斷裂（F6）、郭家洲 - 田心橋斷裂（F10）、一字墻斷裂（F12）、天伏沖 - 化咀斷裂（F13）、大托鋪-蓮花山斷裂（F14）、樂子橋斷裂（F17）、九華 - 廟灣里斷裂（F18）、泉塘 - 砂子嶺斷裂（F20）、罐子窯 - 田家灣斷裂（F21）、瓦鋪?zhàn)?- 青蓮庵?jǐn)嗔眩‵22）、梽木山斷裂（F26）、易家灣 - 苦竹塘斷裂（F29）等。NNE向斷裂主要有黃家灣斷裂（F23）、石子塘斷裂（F24）、回塘沖 - 亭子屋場斷裂（F28）等。NW向斷裂主要有排塘斷裂（F3）、東山鎮(zhèn)-石橋斷裂（F9）、鐵水壩-金坑沖斷裂（F11）、下塘山咀斷裂（F15）、響水壩-金塘灣斷裂（F19）等。EW向～NWW向有斷裂姜畬-金霞山斷裂（F25）。

第四紀(jì)斷裂大多為正斷裂、少量為逆斷裂。正斷裂主要有葫蘆坡-炮臺(tái)子斷（F4）、新開鋪-坪塘斷裂（F5）、鐵水壩 - 金坑沖斷裂（F11）、一字墻斷裂（F12）、天伏沖 - 化咀斷裂（F13）、樂子橋斷裂（F17）、九華-廟灣里斷裂（F18）（局部表現(xiàn)為逆沖）、響水壩- 金塘灣斷裂（F19）、姜畬 - 金霞山斷裂（F25）、梽木山斷裂（F26）、易家灣-苦竹塘斷裂（F29）等。逆斷裂主要有斷裂排塘斷裂（F3）、大托鋪-蓮花山斷裂（F14）、梅林橋-實(shí)竹塘斷裂帶（F27）等?？赡苁芏嗥诨顒?dòng)影響，個(gè)別斷裂先期為正斷裂、后期轉(zhuǎn)為逆斷裂，如斷裂瓦鋪?zhàn)?青蓮庵?jǐn)嗔眩‵22）；或不同地段表現(xiàn)出正、逆不同性質(zhì)，如斷裂石子塘斷裂（F4）。

正斷裂上盤常充填較厚沉積，部分上盤形成斷陷槽谷（圖1）。如九華-廟灣里斷裂（F18）南東盤、泉塘-砂子嶺斷裂（F20）北西盤的第四系厚度最大可達(dá)74 m，馬家河一帶因姜畬-金霞山斷裂（F25）斷陷形成了厚達(dá)60.4 m的第四紀(jì)沉積（圖1）。田心橋一帶一字墻斷裂（F10）南東盤洞井鋪組最厚達(dá)188 m（圖 1，圖 2）。

不同走向第四紀(jì)斷裂均可為正斷裂或逆斷裂。如NE向正斷裂有葫蘆坡-炮臺(tái)子斷裂（F4）、新開鋪 - 坪塘斷裂（F5）、一字墻斷裂（F12）、天伏沖 - 化咀斷裂（F13）、樂子橋斷裂（F17）、九華 - 廟灣里斷裂（F18）、梽木山斷裂（F26）、易家灣 - 苦竹塘斷裂（F29）等；NE向逆斷裂有大托鋪-蓮花山斷裂（F14）。NW向正斷裂有鐵水壩-金坑沖斷裂（F11）、響水壩-金塘灣斷裂（F19）等；NW向逆斷裂有排塘斷裂（F3）。其中NW向響水壩-金塘灣正斷裂（F19）的北東盤因斷陷形成最厚帶45 m的NW向條帶狀第四紀(jì)沉積（圖1）。含浦西面排塘公路邊見NW向排塘逆斷裂（F3）良好露頭，斷裂傾向SE，傾角70°，白堊系礫巖逆沖于第四系沖洪積卵石層之上（圖3）。

值得指出的是，上述正斷裂或逆斷裂性質(zhì)主要是就區(qū)內(nèi)第四紀(jì)規(guī)模斷裂的宏觀表現(xiàn)而言。事實(shí)上，這些規(guī)模斷裂有的可能還發(fā)生過走滑活動(dòng)，只是其走滑效應(yīng)不明顯或未能識(shí)別。這一認(rèn)識(shí)可從湘潭九華奔馳路剖面上發(fā)育的大量具走滑特征的小斷裂得到佐證（見后文）。

表1 主要第四紀(jì)斷裂（包括活動(dòng)斷裂）特征一覽表Table 1 Features of main Quaternary faults including active faults

第四紀(jì)斷裂錯(cuò)距大小不一，大者可達(dá)數(shù)十至百余m，如泉塘-砂子嶺斷裂（F20）（北段）、九華-廟灣里斷裂（F18）的錯(cuò)距分別達(dá)190 m左右、70 m以上；小者1～5 m，次級小斷裂的錯(cuò)距多為數(shù)至數(shù)十厘米。總體上，NE向、NNE向斷裂的錯(cuò)距大于NW向斷裂，正斷裂的錯(cuò)距大于逆斷裂。

研究區(qū)第四紀(jì)斷裂的主要地質(zhì)效應(yīng)是形成沉積凹槽，控制地貌形態(tài)、河流走向和水系格局以及地下水的分布。

區(qū)內(nèi)第四紀(jì)斷裂大多在早更新世早期甚至新近紀(jì)即開始活動(dòng)，其中部分?jǐn)嗔褳橥砀率酪詠砣杂谢顒?dòng)的活動(dòng)斷裂，如斷裂 F1、F2、F4、F5、F14、F17、F18、F20、F22、F25等（表 1）。

圖2 長沙縣田心橋"斷塞塘"結(jié)構(gòu)及相關(guān)正斷裂（據(jù)湖南地礦局402隊(duì)1963年田心橋煤礦Ⅳ勘探線資料編制）Fig.2 Structure ofthe fault-fillingembankment and related faults in Tianxinqiao,Changsha

2.2 活動(dòng)斷裂的分布與發(fā)育特征

本文將晚更新世以來發(fā)生過活動(dòng)的第四紀(jì)斷裂定義為活動(dòng)斷裂。區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂分布于長沙—湘潭的南北向湘江帶上，自北往南主要有曹家屋-竹山屋斷裂（F1）、庵子沖 - 劉家沖斷裂（F2）、葫蘆坡 -炮臺(tái)子斷裂（F4）、新開鋪 - 坪塘斷裂（F5）、大托鋪 -蓮花山斷裂（F14）、樂子橋斷裂（F17）、九華 - 廟灣里斷裂（F18）、泉塘 - 砂子嶺斷裂（F20）、瓦鋪?zhàn)?- 青蓮庵?jǐn)嗔眩‵22）、姜畬 - 金霞山斷裂（F25）等（表 1）。

活動(dòng)斷裂主要為NE走向，僅姜畬-金霞山斷裂（F25）為NWW向；斷裂延長規(guī)模自6 km至55 km以上。各活動(dòng)斷裂于早—中更新世即開始活動(dòng)（有的尚為基底斷裂），其第四紀(jì)以來的總體活動(dòng)特征及表現(xiàn)見表1。各斷裂晚更新世以來的活動(dòng)表現(xiàn)不一，歸納起來主要有地震活動(dòng)性、氡氣測量異常、對地貌和現(xiàn)代河流的控制作用、斷裂活動(dòng)的年齡測定等。代表性斷裂晚更新世以來的活動(dòng)表現(xiàn)如下。

曹家屋-竹山屋斷裂（F1）和庵子沖-劉家沖斷裂（F2）：均有明顯的氡氣測量異常。

葫蘆坡-炮臺(tái)子斷裂（F4）：見明顯氡氣測量異常；斷裂嚴(yán)格控制了瀏陽河的發(fā)育，于烈士公園形成的尖咀狀河曲和于楊家港—白茅鋪一帶形成的喇叭狀谷地發(fā)生在同一直線上，顯示活動(dòng)斷裂跡象。

圖3 排塘斷裂F3露頭剖面Fig.3 Outcrop profile showingPaitangfault F3

大托鋪-蓮花山斷裂（F14）：沿線以黃家坳分水嶺分界，西南、東北分別發(fā)育流向相反的曲塘小溪和奎塘小河流，二者呈一直線；其中曲塘小溪逆湘江流向呈銳角與湘江交匯，穿過白水江組、桔子洲組時(shí)方向亦不改變，說明斷裂活動(dòng)年代較新。

樂子橋斷裂（F17）：見明顯的氡氣測量異常，并獲得9.62萬年、6.82萬年和5.53萬年的斷裂活動(dòng)年齡值。

九華-廟灣里斷裂（F18）：在白水江期伸展活動(dòng)，于其上盤沉積厚74m白水江組；具明顯的氡氣測量異常；獲得3.95萬年和1.5萬年的斷裂活動(dòng)年齡值。

泉塘-砂子嶺斷裂（F20）：顯見氡氣測量異常；獲得4.37萬年和4.71萬年的斷裂活動(dòng)年齡值。

瓦鋪?zhàn)?青蓮庵?jǐn)嗔眩‵22）：控制了白水江組的沉積厚度；具氡氣測量異常。

姜畬-金霞山斷裂（F25）：自白水江期開始，其北盤向南掀斜導(dǎo)致漣水古河道向南發(fā)生總平距達(dá)4～5 km的3次遷移；全新世以來仍有活動(dòng)，導(dǎo)致漣水遺棄原砂子嶺—雨湖河段而改從湘河口逆湘江流向匯入湘江、涓水由SN流向沿?cái)嗔艳D(zhuǎn)為EW流向（轉(zhuǎn)折角近90°）。于其北側(cè)分枝斷裂中測得斷裂活動(dòng)年齡為2.77萬年。

2.3 湘潭九華奔馳路剖面小斷裂特征及期次

除前述填圖尺度的規(guī)模斷裂外，尚發(fā)育露頭尺度的第四紀(jì)小斷裂。小斷裂盡管對地貌、水系、沉積的控制作用不明顯，但卻可以為第四紀(jì)斷裂走向、性質(zhì)、期次和時(shí)代背景的研究提供更為確實(shí)可信的證據(jù)。研究區(qū)第四紀(jì)小斷裂以湘潭九華奔馳路剖面所見最為典型，以下對其予以簡單介紹（詳細(xì)特征另文闡述）。

該剖面位于泉塘-砂子嶺斷裂（F20）的南東側(cè)（圖1），為奔馳路北側(cè)的人工開挖斜坡剖面。剖面EW向，長約130 m，斜坡向南傾斜，傾角50°左右。剖面上發(fā)育第四系白沙井組，其下部為礫石層，上部為網(wǎng)紋紅土。第四系下伏地層為白堊紀(jì)戴家坪組紫紅色細(xì)礫巖。斜剖面上見20余條第四紀(jì)小斷裂，擇部分示于圖4。

圖4中揭示有 NW 向斷裂 Fa、Fb、Fd、Fe、Fg、Fi、Fk；NE 向斷裂 Fc、Fh，NNE 向斷裂 Fm、Fn、Fo，以及EW向斷裂Fj、Fl等。斷裂產(chǎn)狀陡立，斷面傾角一般70°～88°。根據(jù)派生次級裂面以及以巖性界面和被錯(cuò)斷裂錯(cuò)位顯示的剪切標(biāo)志，確定NW向斷裂為左行走滑斷裂，NE向斷裂為右行走滑斷裂，NNE向斷裂為正斷裂，EW向斷裂為左行走滑斷裂。

剖面上可見EW向斷裂左行切割NW向斷裂（圖4c右上角），表明EW向斷裂晚于NW向斷裂。EW向斷裂Fl中止于NNE向正斷裂Fn，NNE向正斷裂Fm上盤明顯下降卻未造成EW向斷裂Fl錯(cuò)位，表明EW向斷裂晚于NNE向斷裂。NE向斷裂Fc右行切錯(cuò)NW向斷裂Fi，NE向斷裂Fc與NW向斷裂Fd、Fe相交但彼此間無明顯錯(cuò)位（圖4b），表明NE向斷裂與NW向斷裂很可能為同期共軛剪切斷裂。

鑒于北鄰洞庭盆地第四紀(jì)期間相繼經(jīng)歷了早更新世—中更新世中期的伸展斷陷和中更新世晚期以來的擠壓坳陷階段[22-23]，而奔馳路剖面中NW向左行與NE向右行走滑斷裂顯然與區(qū)域擠壓構(gòu)造背景有關(guān)，因此推斷剖面中NNE向正斷裂早于NW向與NE向走滑斷裂。

據(jù)上所述，初步確定九華奔馳路剖面第四紀(jì)小斷裂可分為3期，自早至晚依次為：NNE向正斷裂；NW向左行走滑斷裂與NE向右行走滑斷裂；EW向左行走滑斷裂。

圖4 九華奔馳路北側(cè)人工開挖剖面上第四紀(jì)小斷裂Fig.4 Quaternarysmall faults at artificial section on the north side ofthe Benchi Road in Jiuhua

3 討論

3.1 第四紀(jì)斷裂活動(dòng)期次及構(gòu)造體制

根據(jù)上述九華剖面小斷裂活動(dòng)期次，結(jié)合研究區(qū)規(guī)模斷裂的發(fā)育特征和洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造認(rèn)識(shí)[22-23]，初步總結(jié)長沙—湘潭地區(qū)第四紀(jì)斷裂可分為4期，各期斷裂及其形成的構(gòu)造體制如下：第一期為NE向、NNE向、NW向、EW向的規(guī)模正斷裂和小型正斷裂，形成于區(qū)域伸展構(gòu)造體制（圖5a）；區(qū)域上本期伸展活動(dòng)造成了北鄰洞庭盆地和江漢盆地的大幅斷陷沉降[22-23]。第二期為NE向～NNE向規(guī)模逆斷裂，形成于區(qū)域NW向擠壓應(yīng)力（圖5b）；區(qū)域上湘北澧縣謝家屋場第四系中發(fā)育的NE向背斜[22-23]和武漢陽邏王母山斷層及地震楔[32]等均表明本期NW向擠壓事件的存在。第三期為奔馳路剖面所見的NW向左行走滑與NE向右行走滑小斷裂，形成于區(qū)域EW向擠壓應(yīng)力（圖5c）。第四期為NW向逆斷裂（如排塘斷裂F3）及奔馳路剖面所見的EW向左行走滑斷裂，形成于區(qū)域NE向擠壓（圖5d）。

值得指出的是，將NE向～NNE向規(guī)模逆斷裂作為第二期主要是從區(qū)域應(yīng)力場研究資料考慮（具體見后文），目前尚無確實(shí)的野外構(gòu)造依據(jù)。

3.2 第四紀(jì)斷裂活動(dòng)的時(shí)代及構(gòu)造背景

圖5 4期第四紀(jì)斷裂形成構(gòu)造體制Fig.5 Tectonic regimes for the four Quaternaryfaults

從已有研究來看，受周邊復(fù)雜的板塊格局和構(gòu)造邊界條件影響，中國陸區(qū)第四紀(jì)不同地區(qū)、不同時(shí)期斷裂活動(dòng)的構(gòu)造背景及應(yīng)力場頗為復(fù)雜。如關(guān)于中國大陸，萬天豐[33]認(rèn)為早更新世因印支板塊、澳大利亞板塊和菲律賓海板塊向北運(yùn)移與歐亞大陸板塊碰撞而具近SN向擠壓，中更新世以來歐亞大陸板塊與周邊板塊在不同方向上相互作用而使不同地區(qū)水平擠壓應(yīng)力方向有別（其中華南地區(qū)以NW向擠壓為主）。關(guān)于東南沿海地區(qū)，張路等[34]認(rèn)為福建沿海地區(qū)受菲律濱板塊向北西運(yùn)動(dòng)影響，第四紀(jì)區(qū)域主壓應(yīng)力方向?yàn)镹NW向～NW向。關(guān)于西南地區(qū)，謝富仁等[35]提出青藏高原東側(cè)的鮮水河斷裂帶第四紀(jì)早期（早一中更新世）構(gòu)造應(yīng)力作用為NE—SW向擠壓，晚更新世至今以近EW向擠壓和近SN向拉張為特征；后進(jìn)一步研究認(rèn)為青藏高原北、東邊緣第四紀(jì)早期受來自印度板塊碰撞青藏塊體產(chǎn)生的垂直塊體邊界方向的擠壓，晚期因形成NW—SE方向的引張而以走滑型構(gòu)造應(yīng)力場為主，最大主壓應(yīng)力方向自早至晚發(fā)生了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)[36]；杜義等[37]認(rèn)為昆明盆地及周邊地區(qū)早—中更新世構(gòu)造應(yīng)力作用以近EW向擠壓和近SN向拉張為特征，晚更新世以來以NNW—SSE向擠壓和NEE—SWW向拉張為特征。鑒于研究區(qū)位于東南沿海與西南地區(qū)之間，上述認(rèn)識(shí)可為探討區(qū)內(nèi)第四紀(jì)斷裂活動(dòng)的構(gòu)造背景提供重要參考。

涉及剖面所在江漢-洞庭盆地及外圍地區(qū)的第四紀(jì)應(yīng)力場研究頗多且認(rèn)識(shí)不一。萬天豐[33]認(rèn)為華南地區(qū)早更新世為SN向擠壓，中更新世開始區(qū)域應(yīng)力場以NW向的水平擠壓應(yīng)力為主。陳立德等[32]對武漢陽邏王母山斷層及地震楔研究后提出相應(yīng)的主壓應(yīng)力方向?yàn)镹W335°左右，但未能明確具體時(shí)代。關(guān)于第四紀(jì)晚期即現(xiàn)代應(yīng)力場特征，多認(rèn)為主壓應(yīng)力方向?yàn)镹E向，如姚運(yùn)生等[38]認(rèn)為第四紀(jì)至今江漢-洞庭盆地以NE—SW的擠壓和NW—SE向的拉張為主，高士鈞等[39]基于測井資料確定江漢盆地最大水平主壓應(yīng)力方向?yàn)镹E 60°～65°，李蓉川等[40]通過地震源應(yīng)力場研究提出江漢-洞庭盆地現(xiàn)代主要受NNW向的水平引張應(yīng)力場控制；但陳小斌[41]通過GPS測量數(shù)據(jù)研究卻得出江漢-洞庭盆地區(qū)具有明顯NE向拉張的結(jié)論。

參考上述前人有關(guān)研究認(rèn)識(shí)，結(jié)合洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)研究成果[22-23]，初步認(rèn)為長沙—株洲地區(qū)4期第四紀(jì)斷裂形成的時(shí)代及構(gòu)造背景如下：

第一期NNE向正斷裂大體形成于早更新世—中更新世中期，構(gòu)造環(huán)境為區(qū)域伸展（圖5a），其動(dòng)力機(jī)制可能與地幔上隆背景下深部物質(zhì)遷出導(dǎo)致洞庭盆地及周緣產(chǎn)生伸展斷陷有關(guān)[22-23]。

第二期NE向～NNE向規(guī)模逆斷裂形成于區(qū)域NW向主壓應(yīng)力場（圖5b），形成時(shí)代為中更新世晚期，可能與菲律濱板塊向北西運(yùn)動(dòng)擠壓[33-34]有關(guān)。

第三期NW向左行走滑斷裂和NE向右行走滑斷裂形成于區(qū)域EW向主壓應(yīng)力場（圖5c），形成時(shí)代為中更新世末—晚更新世，可能與青藏塊體向東擠壓[35,37]產(chǎn)生的應(yīng)力遠(yuǎn)程傳導(dǎo)有關(guān)。

第四期EW向左行走滑斷裂形成于區(qū)域NE向主壓應(yīng)力場（圖5d），形成時(shí)代為晚更新世—全新世，可能與印度—澳大利亞板塊向NE的擠壓有關(guān)。

3.3 大地構(gòu)造意義

第四紀(jì)應(yīng)力場是中國陸區(qū)第四紀(jì)構(gòu)造研究的重要內(nèi)容之一。盡管前人對中國大陸或局部地區(qū)第四紀(jì)應(yīng)力場（包括現(xiàn)代應(yīng)力場）進(jìn)行過一些探討[32-41]，但由于地質(zhì)時(shí)間短且變形強(qiáng)度一般較低，這方面的研究總體上還非常薄弱。

從區(qū)域大地構(gòu)造格局來看，研究區(qū)第四紀(jì)斷裂反映的多期不同方向擠壓事件可能與第四紀(jì)期間太平洋板塊、菲律賓海板塊、澳大利亞板塊以及印支板塊等周邊板塊運(yùn)動(dòng)及其形成的復(fù)雜的構(gòu)造邊界條件對華南地區(qū)的影響有關(guān)。但以地質(zhì)歷史的時(shí)間尺度來看，多次擠壓應(yīng)力方向的改變發(fā)生在如此短時(shí)間內(nèi)似乎顯得過于頻繁，因此研究區(qū)第四紀(jì)擠壓應(yīng)力方向的改變除板塊運(yùn)動(dòng)影響外，或許尚與深部物質(zhì)遷移[22]、地殼均衡補(bǔ)償[33]等因素有關(guān)，具體機(jī)制有待深入研究。

由于與區(qū)域地殼穩(wěn)定性和地質(zhì)災(zāi)害等環(huán)境地質(zhì)條件密切相關(guān)，第四紀(jì)變形及構(gòu)造背景研究對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。長沙—湘潭地區(qū)斷裂反映出第四紀(jì)應(yīng)力場的多期變化，預(yù)示著區(qū)域第四紀(jì)構(gòu)造變形特征、構(gòu)造體制及動(dòng)力機(jī)制的復(fù)雜性，而目前極少有對這種復(fù)雜性的研究與認(rèn)識(shí)，因此相關(guān)探索將成為今后第四紀(jì)地質(zhì)研究的重要方向之一。

4 結(jié)論

（1）長沙—湘潭一帶第四紀(jì)規(guī)模斷裂以NE向?yàn)橹?，次為NNE向和NW向，個(gè)別EW向～NWW向；不同走向斷裂均可為正斷裂或逆斷裂；部分?jǐn)嗔褳橥砀率酪詠砣杂谢顒?dòng)的活動(dòng)斷裂。湘潭九華奔馳路開挖剖面上發(fā)育NW向左行走滑斷裂、NE向右行走滑斷裂、EW向左行走滑斷裂以及NNE向正斷裂等4組斷裂，均為產(chǎn)狀陡傾的小斷裂。

（2）長沙—湘潭地區(qū)第四紀(jì)斷裂活動(dòng)可分為4期：第一期為NE向、NNE向、NW向、EW向的規(guī)模正斷裂和小型正斷裂，形成于早更新世—中更新世中期的區(qū)域伸展構(gòu)造環(huán)境；第二期為NE向～NNE向規(guī)模逆斷裂，形成于中更新世晚期區(qū)域NW向擠壓應(yīng)力；第三期為奔馳路NW向左行走滑與NE向右行走滑小斷裂，形成于中更新世末—晚更新世區(qū)域EW向擠壓應(yīng)力；第四期為NW向逆斷裂及奔馳路EW向左行走滑小斷裂，形成于晚更新世—全新世區(qū)域NE向擠壓。

（3）上述第一期斷裂可能與地幔上隆背景下深部物質(zhì)遷出導(dǎo)致洞庭盆地及周緣產(chǎn)生伸展斷陷有關(guān)；后3期斷裂可能分別與菲律濱板塊、青藏塊體、印度—澳大利亞板塊的擠壓有關(guān)。

注釋：

?湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.長沙地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（銅官、青山鋪、長沙市、朗梨鎮(zhèn)、大托鋪、柏嘉山幅）.長沙:湖南省地質(zhì)調(diào)查院,1989.

?湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1∶5萬城市區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（株洲市、株洲縣、湘潭市、下攝司幅）.長沙:湖南省地質(zhì)調(diào)查院,1988.

[1]李長安,張玉芬,皮建高,莫多聞,張國良.洞庭湖古湖濱礫石層的發(fā)現(xiàn)及意義[J].第四紀(jì)研究,2006,26(3):491-492.

[2]柏道遠(yuǎn),倪艷軍,周柯軍,李長安,李綱,馬鐵球.湖南津市黃牯山第四紀(jì)泥礫混雜堆積成因探討[J].熱帶地理,2009,29(6):594-599.

[3]陳渡平,李長安,柏道遠(yuǎn),何禹,蔣啟生,陳帥奇.洞庭盆地第四紀(jì)地層格架初擬[J].地質(zhì)科技情報(bào),2014,33(1):67-73.

[4]趙舉興,李長安,許應(yīng)石.洞庭盆地古沅江礫石層的沉積特征及沉積環(huán)境[J].地質(zhì)科技情報(bào),2014,33(1):85-89.

[5]蔡述明,官子和,孔昭宸,杜乃秋.從巖相特征和孢粉組合探討洞庭盆地第四紀(jì)自然環(huán)境的變遷 [J].海洋與湖沼,1984,15(6):527-539.

[6]楊達(dá)源.洞庭湖的演變及其整治 [J].地理研究,1986,5(3):39-46.

[7]張曉陽,蔡述明,孫順才.全新世以來洞庭湖的演變[J].湖泊科學(xué),1994,6(1):13-21.

[8]皮建高,張國梁,梁杏,張人權(quán).洞庭盆地第四紀(jì)沉積環(huán)境演變的初步分析[J].地質(zhì)科學(xué)情報(bào),2001,20(2):6～10.

[9]來紅州,莫多聞,李新坡.洞庭盆地第四紀(jì)紅土層及古氣候研究[J].沉積學(xué)報(bào),2005,23(1):130-137.

[10]柏道遠(yuǎn),李長安,陳渡平,周柯軍,馬鐵球,王先輝,彭云益,李綱.洞庭盆地兩護(hù)村孔重礦物特征及其對第四紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)與環(huán)境演變的響應(yīng) [J].地質(zhì)論評,2010,56(2):246-260.

[11]柏道遠(yuǎn),李長安,張文卿,陳渡平,周柯軍.洞庭盆地兩護(hù)村孔孢粉組合及其氣候與地層意義 [J].地質(zhì)科學(xué),2010,45(4):1125-1138.

[12]柏道遠(yuǎn),李長安,王先輝,馬鐵球,彭云益第四紀(jì)洞庭盆地澧縣凹陷構(gòu)造活動(dòng)特征及動(dòng)力學(xué)機(jī)制探討 [J].地球?qū)W報(bào),2010,31(1):43-55.

[13]柏道遠(yuǎn),吳能杰,李長安,馬鐵球,王先輝,彭云益,李 綱,陳渡平.華容隆起及周緣第四紀(jì)構(gòu)造-沉積特征與演化[J].中國地質(zhì),2010,37(5):1243-1256.

[14]柏道遠(yuǎn),李長安,王先輝,周柯軍,馬鐵球,彭云益,李 綱,陳渡平.第四紀(jì)華容隆起構(gòu)造活動(dòng)、成因及動(dòng)力機(jī)制[J].地質(zhì)科學(xué),2010,45(2):411-427.

[15]柏道遠(yuǎn),李長安,周柯軍,陳渡平,馬鐵球,王先輝,彭云益,李綱.第四紀(jì)洞庭盆地赤山隆起與安鄉(xiāng)凹陷升降運(yùn)動(dòng)的沉積記錄[J].沉積學(xué)報(bào),2010,28(4):645～658.

[16]柏道遠(yuǎn),李長安,馬鐵球,王先輝,陳渡平.第四紀(jì)洞庭盆地安鄉(xiāng)凹陷及西緣構(gòu)造-沉積特征與環(huán)境演化 [J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2010,32(2):120-129.

[17]劉鎖旺,甘家思,李蓉川,韓曉光,申重陽.江漢洞庭盆地的非對稱擴(kuò)張與潛在地震危險(xiǎn)性 [J].地殼形變與地震,1994,14(2):56-66.

[18]薛宏交,耿愛玲,龔平.江漢洞庭盆地水系展布特征與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].地殼形變與地震,1996,16(4):58-65.

[19]梁杏,張人權(quán),皮建高,張國梁,孫錫良.洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)特征[J].地質(zhì)科技情報(bào),2001,20(2):11-14.

[20]梁杏,張人權(quán),皮建高,張國梁.構(gòu)造沉降對近代洞庭湖區(qū)演變的貢獻(xiàn)[J].海洋與湖沼,2001,32(6):690-696.

[21]來紅州,莫多聞.構(gòu)造沉降和泥沙淤積對洞庭湖區(qū)防洪的影響[J].地理學(xué)報(bào),2004,59(4):574-580.

[22]柏道遠(yuǎn),李長安,王先輝,馬鐵球,周柯軍,彭云益,李 綱,陳渡平.第四紀(jì)洞庭盆地構(gòu)造性質(zhì)及動(dòng)力機(jī)制探討 [J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2010,34(3):317-330.

[23]柏道遠(yuǎn),王先輝,李長安,馬鐵球,陳渡平,周柯軍,彭云益,李綱.洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造演化特征 [J].地質(zhì)論評,2011,57(2):261-276.

[24]韓竹軍,聶曉東,周本剛,馬文濤,向宏發(fā),陳國光.湖南常德地區(qū)桃源推測隱伏斷層是否存在?[J].地震地質(zhì),2006,28(1):1-11.

[25]韓竹軍,向宏發(fā),姬計(jì)法.洞庭盆地南緣常德－益陽－長沙斷裂中段活動(dòng)性研究 [J].地震地質(zhì),2011,33(4):839-854.

[26]芮耀俊.關(guān)干“白沙并層”成因與時(shí)代的研究現(xiàn)狀[J].地質(zhì)論評,1964,22(2):158-159.

[27]黃培華.“白沙井組”的成因與時(shí)代[J].地質(zhì)論評,1965,23(5):418-420.

[28]陳長明,謝丙庚.湖南第四紀(jì)地層劃分及其下限[J].地層學(xué)雜志,1996,20(4):271-276.

[29]陳立德,邵長生.江漢—洞庭盆地下更新統(tǒng)地層劃分與對比———“白沙井礫石層”再研究[J].地層學(xué)雜志,2014,38(2):208-219.

[30]唐曉珊,孫海清.論株洲—湘潭地區(qū)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].湖南地質(zhì),1991,10(3):177-185.

[31]任鎮(zhèn)寰.長沙地區(qū)第四紀(jì)斷裂研究[J].地質(zhì)論評,1987,33(6):571-576.

[32]陳立德,邵長生,王岑.武漢陽邏王母山斷層及地震楔構(gòu)造研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2014,88(8):1453-1460.

[33]萬天豐.中國第四紀(jì)的構(gòu)造事件與應(yīng)力場 [J].第四紀(jì)研究,1994.(1):48-55.

[34]張路,曲國勝,朱金芳,李亦綱,黃宗林.福建沿海盆地第四紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)模式與動(dòng)力學(xué)環(huán)境[J].地質(zhì)通報(bào),2007,26(3):275-288.

[35]謝富仁,祝景忠,舒賽兵.鮮水河斷裂帶區(qū)域第四紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場的分期研究[J].地震地質(zhì),1995,17(1):35-43.

[36]謝富仁,張世民,竇素芹,崔效鋒,舒塞兵.青藏高原北、東邊緣第四紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場演化特征 [J].地震學(xué)報(bào),1999,21(5):502-512.

[37]杜義,荊振杰,謝富仁.昆明盆地及周邊地區(qū)第四紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場分析[J].中國地震,2009,25(1):31-40.

[38]姚運(yùn)生,羅登貴,劉鎖旺,邵占英.江漢洞庭盆地及鄰區(qū)晚中生-新生代以來的構(gòu)造變形 [J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2000,24(2):140-145.

[39]高士鈞,儲(chǔ)昭坦.江漢盆地鉆孔測井資料確定地應(yīng)力最大水平主壓應(yīng)力方向 [J].地殼形變與地震,1997,17(4):57-61.

[40]李蓉川,吳興國.江漢—洞庭盆地地震活動(dòng)性研究[J].地震研究,1992,15(3):255-262.

[41]陳小斌.中國陸地現(xiàn)今水平形變狀況及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制[J].中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)),2007,37(8):1056-1064.