靈山斷裂帶走滑體系淺析

黃冠文，李帥

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靈山斷裂帶走滑體系淺析

黃冠文，李帥

（桂林理工大學 地球科學學院，廣西 桂林 541004）

靈山斷裂是有記載以來，廣西少有的幾次發(fā)生過6級以上大震的發(fā)震斷裂之一，屬于活動斷裂。有研究者在該區(qū)域做過一些工作，但存在著一些分歧，對于發(fā)震的原因，亦少有從構(gòu)造方面來進行的研究和分析。通過野外多條短剖觀察，結(jié)合已有資料，從構(gòu)造的角度上分析，認為其走滑體系具走滑逆平移的性質(zhì)，具備擠出構(gòu)造的變形特點；結(jié)合前人對該區(qū)域沖斷體系的研究成果，可以發(fā)現(xiàn)，靈山地震的發(fā)生，受到了個體系疊加作用的影響。

斷裂帶；地震；構(gòu)造解析；靈山

大型走滑構(gòu)造一般發(fā)育于板塊邊界，起到調(diào)節(jié)板塊運動方向的作用，它在剖面上呈正花狀構(gòu)造或負花狀構(gòu)造。正花狀構(gòu)造形成于逆-平移構(gòu)造場，系列分支斷層在剖面上表現(xiàn)為逆斷層；而負花狀構(gòu)造形成于正-平移構(gòu)造場，系列分支斷層在剖面上具有正斷層性質(zhì)。在平面上，系列分支斷層可以相互平行或分支復合，大型正花狀構(gòu)造往往形成于板塊聚合期，為板塊斜向碰撞的產(chǎn)物。構(gòu)造解析表明，靈山斷裂帶為逆-平移斷裂系，在剖面呈正花狀構(gòu)造，為揚子板塊與華夏板塊斜向碰撞的產(chǎn)物[1]。前人對于該區(qū)域的研究，主要集中在其板塊碰撞結(jié)合時代，斷裂形成時期，花崗巖研究，發(fā)震機制等方面的研究和探討，基本都認可靈山斷裂帶是華夏板塊與楊子板塊的碰撞的結(jié)合帶[2~7]。而亦有筆者認為，靈山斷裂是一條逆沖斷層，與南寧-憑祥斷裂，合浦-河臺斷裂構(gòu)成自南東向西北的沖斷體系[8,9]。本文對于靈山斷裂的研究，主要集中于靈山縣地區(qū)（圖1），通過野外穿多條短剖面的方式對各露頭進行研究分析，結(jié)合靈山斷裂的構(gòu)造地質(zhì)背景以及各地質(zhì)資料綜合分析的方法判斷靈山斷裂帶形成時為走滑體系，為一系列分支復合的左旋逆平移斷層，即是正花狀構(gòu)造的斷裂帶。沖斷體系為后期該區(qū)域構(gòu)造運動形成，兩者的疊加對該區(qū)域的地震多發(fā)造成了很大的影響。

圖1 靈山斷裂帶區(qū)域地質(zhì)圖

1 靈山斷裂的地質(zhì)構(gòu)造背景

靈山斷裂帶在晚志留紀之前處于較為穩(wěn)定的沉積階段，沉積地層厚度逾13 000m（據(jù)1971年1∶20萬地質(zhì)圖）。

晚志留紀末期，由于廣西運動的影響，受到了地槽回返抬升的作用，陸相下泥盆統(tǒng)蓮花山組不整合覆于下古生界上，唯獨欽州-靈山地區(qū)在該運動中未受到嚴重的波及，仍然為海水所浸沒，繼續(xù)接受海相沉積。直至早二疊紀，受到東吳運動的影響，欽州靈山地區(qū)開始大規(guī)模海退抬升，強烈的構(gòu)造擠壓應(yīng)力下，欽防地區(qū)地層強烈褶皺回返，結(jié)束了之一地區(qū)的地槽性質(zhì)。

二疊紀末期至三疊紀，在印支運動的影響下，該地區(qū)受到了強烈的擠壓作用，華夏板塊與楊子板塊的最終閉合，亦靈山斷裂的靈山斷裂的最終閉合，便在此期間。靈山地區(qū)表現(xiàn)為強烈熱事件，花崗巖體大規(guī)模侵入，形成了大容山區(qū)域的巖體，并在三疊紀期間，還進行了多次的酸性花崗巖的侵入活動，發(fā)生了花崗巖的重熔作用。

侏羅紀到白堊紀時期，靈山地區(qū)在燕山運動的影響下，繼續(xù)抬升，由于欽防造山帶的碰撞復合，西北部的十萬大山地區(qū)發(fā)生撓曲沉降，接受前陸盆地的沉積，但是靈山地區(qū)由于繼續(xù)的抬升作用，又受到了太平洋板塊碰撞的影響，基本上沒有太多的沉積，并于白堊紀之后的進一步抬升，結(jié)束了接受沉積的歷史，整個構(gòu)造格局也基本的趨于穩(wěn)定的狀態(tài)[10]。

2 靈山斷裂帶的平剖面特征

2.1 靈山斷裂的平面結(jié)構(gòu)

靈山斷裂帶發(fā)育于兩側(cè)的花崗巖體之間，為分支復合的一條斷裂帶，整個斷裂帶走向北東南西。靈山斷裂帶在靈山地區(qū)的西南部開始漸漸分支，分支為多條斷裂，并于靈山縣的東北部地區(qū)逐漸開始復合成一條（圖2）。其中兩條分支斷裂使泥盆系與下奧陶統(tǒng)呈斷層接觸關(guān)系。新圩左旋走滑斷裂錯動南部幾條分支斷裂，整個靈山斷裂后期都受到了北西南東向斷裂的改造。羅陽山前的幾條斷裂，受到了改造作用。

圖2 靈山地區(qū)構(gòu)造地質(zhì)平-剖面圖

1斷層；2薄層粉砂巖；3白云質(zhì)灰?guī)r；4灰?guī)r；5灰黑色硅質(zhì)巖；6泥質(zhì)硅質(zhì)巖；7劈理；8構(gòu)造透鏡體；9無根勾狀褶皺；10地震事件；①劈理-透鏡體帶；②劈理-無根褶皺帶；③劈理-褶皺帶；④褶皺帶

2.2 靈山斷裂帶的剖面特征

靈山斷裂帶上寬下窄，逐漸收斂（圖2）。北西多條斷裂傾向南東，南東多條斷裂傾向北西，產(chǎn)狀較陡，皆為逆斷，呈現(xiàn)正花狀構(gòu)造的特征。下奧陶統(tǒng)與泥盆統(tǒng)不整合接觸，地層與兩邊的花崗巖呈現(xiàn)侵入接觸關(guān)系。整個靈山斷裂帶為構(gòu)造雜巖帶，各分支斷裂為分界斷裂，斷裂中間夾著巖性不一的巖片。

3 靈山斷裂帶變形特征

圖2可以看到，被斷裂所夾巖片與斷裂越近，變形越強，受到的構(gòu)造作用越強，由斷裂中心向南東北西方向延伸，巖片具漸弱變形的趨勢。斷裂變形特點與規(guī)模，劈理褶皺的發(fā)育情況，無根褶皺，構(gòu)造透鏡體的發(fā)育情況，擠出體的發(fā)育情況，根據(jù)處于走滑體系中的不同部位，呈現(xiàn)不同的特點。

靈山各斷裂在規(guī)模上呈現(xiàn)出漸變的特點。分支閉合后的斷裂破碎帶寬度寬達幾百米（圖3-a），角礫發(fā)育，并伴隨一系列大的擠出體產(chǎn)出。若干分支斷裂中夾著下奧陶統(tǒng)巖片的兩條斷裂的破碎帶較寬，達50m左右，破碎十分嚴重；其他的幾條分支斷裂規(guī)模相對較小，斷裂的破碎帶的寬度基本在20m以內(nèi)，帶內(nèi)破碎嚴重，角礫發(fā)育，砂巖、硅質(zhì)巖的小透鏡體發(fā)育，并伴隨一系列的次級斷層的產(chǎn)出（圖3-b）。

圖3 靈山斷裂

（a）分支復合后的斷裂帶（鏡面方向南東）；（b）分支斷裂與其中的次級小斷層（鏡面方向南東）

圖4 靈山斷裂構(gòu)造雜巖帶

（a） 靈山斷裂構(gòu)造雜巖帶與擠出體示意剖面圖；（b）靈山斷裂構(gòu)造雜巖帶（鏡面方向南東向）

圖5 靈山地區(qū)劈理置換

（a）泥質(zhì)巖劈理置換（鏡面方向北東）；（b）粉砂巖中的劈理（鏡面方向北東）

圖6 構(gòu)造透鏡體野外露頭

野外的證據(jù)表明，靈山斷裂帶上具許多巖性不一的擠出體。其中地層局部有序，整體無序且?guī)r性構(gòu)造混雜，為早期靈山斷裂帶逆-平移（正花狀）構(gòu)造作用而形成的構(gòu)造雜巖帶（圖4-a、b），其翼間疊加斷層，后期走滑活動加強，泥質(zhì)巖石，粉砂質(zhì)，砂質(zhì)巖石從褶皺核部擠出沖破褶皺表層；擠出體巖性變化大，劈理發(fā)育，偶發(fā)育無根褶皺，褶皺間還可見張性褐鐵礦化角礫。發(fā)育泥質(zhì)硅質(zhì)巖，硅質(zhì)巖，粉砂巖（節(jié)理發(fā)育），砂巖夾赤鐵礦化礫巖，灰?guī)r，泥巖，順層節(jié)理充填的白色高嶺土層與大理巖化脈體，呈透鏡體狀炭質(zhì)泥巖等，越靠近斷裂巖層越破碎風化越強。

靈山斷裂帶上的劈理化與劈理置換現(xiàn)象發(fā)育（圖5-a，b），劈理密集且風化非常嚴重。巖片巖性多為泥質(zhì)砂巖、粉砂巖或泥巖。由于靈山斷裂閉合形成之后的后期張性走滑作用，其中一些構(gòu)造透鏡體也受到了一定程度的劈理化影響。

斷裂附近巖片褶皺發(fā)育，含倒轉(zhuǎn)褶皺、平臥褶皺及無根緊閉褶皺，巖性多為褐黃、褐紅色、灰黑色的泥質(zhì)粉砂巖，白云質(zhì)灰?guī)r，亦具泥巖，細砂巖，泥質(zhì)硅質(zhì)巖等。遠離斷裂的巖片表現(xiàn)為較強的褶皺與較發(fā)育節(jié)理，灰、黑色硅質(zhì)巖、泥質(zhì)硅質(zhì)巖發(fā)育，含薄層粉砂巖。地層與花崗巖體附近區(qū)域，變形相對最弱，褶皺不明顯，節(jié)理不發(fā)育，地層產(chǎn)狀較為平緩。

構(gòu)造透鏡體的發(fā)育程度受到靈山斷裂帶正花狀構(gòu)造的控制，下奧陶統(tǒng)巖片即是沿著逆-平移性質(zhì)的靈山斷裂帶擠出的一個巨大透鏡體。靈山斷裂帶屬于構(gòu)造雜巖帶，其透鏡體巖性多變混雜，呈現(xiàn)砂巖，泥巖，泥質(zhì)巖，泥質(zhì)硅質(zhì)巖；復合后斷裂附近的地層灰色泥巖與黑色硅質(zhì)巖互層，硅質(zhì)巖層透鏡體發(fā)育，受靈山斷裂擠出構(gòu)造控制，屬于脆韌性變形，泥質(zhì)巖石為后期充填。隨著遠離斷裂，各巖片的巖性也不再混雜，其透鏡體巖性基本單一，但受到的構(gòu)造作用隨著不同的巖性與位置而不同。

分支斷裂上的透鏡體圍巖發(fā)育于劈理化圍巖中，遠離斷裂的巖片中還發(fā)育規(guī)模巨大的大理巖擠出透鏡體其圍巖變形相對較弱（圖6-a），其周邊圍巖是褐黃色砂巖、硅質(zhì)巖。大理巖透鏡體僅因后期斷裂帶的走滑作用而發(fā)育少量剪節(jié)理。分支斷裂所夾的巖片中還發(fā)育有一些相對小的粉砂巖、砂巖的透鏡體（圖6-b），圍巖多受到一些構(gòu)造作用的影響，具一定的變形。

4 討論

靈山地區(qū)在前志留紀一直接受較為穩(wěn)定的海相連續(xù)沉積，奧陶到志留紀沉積厚度高達萬米以上，東吳運動后，也就是早二疊世才開始大規(guī)模海退抬升。因此下奧陶統(tǒng)與泥盆系呈不整合接觸，存在著一個巨大的擠出構(gòu)造運動，才能將下奧陶統(tǒng)由深部擠出，即與靈山正花狀構(gòu)造的構(gòu)造運動特征相吻合。從平剖面結(jié)構(gòu)上看，靈山斷裂符合正花狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)特征，為一系列分支復合的逆平移斷層和所夾巖片組成。從變形特征上看，靈山斷裂帶的擠出構(gòu)造特征，漸變變形的特殊變形特征符合了正花狀構(gòu)造擠出性質(zhì)的特點，是大型走滑作用的逆平移作用的表現(xiàn)之一。

靈山斷裂帶正花狀構(gòu)造東北部受到了一個后期的擠壓作用。根據(jù)一些物探的資料和前人的研究[11,12]，再結(jié)合其他研究成果，野外觀察判斷等方式可知，南部花崗巖體，即羅陽山前的幾條斷裂傾向南西，明顯不屬于正花狀構(gòu)造體系，是后期的一系列沖斷斷層，覆于靈山斷裂走滑體系之上，兩者形成了靈山地區(qū)的疊加型構(gòu)造。因此，羅陽山前具走滑體系與沖斷體系兩個體系。區(qū)分兩者的區(qū)別與相互之間的關(guān)系，有助于對該區(qū)域的其他研究的工作的展開。

圖7 羅陽山前走滑體系與沖斷體系關(guān)系示意圖

如圖7，靈山斷裂帶正花狀構(gòu)造和沖斷體系的疊加，對該區(qū)域的應(yīng)力和發(fā)震造成了很大的影響，以前有部分研究者認為是沖斷體系影響發(fā)震，筆者判斷，1936年的地震發(fā)生，應(yīng)為兩體系應(yīng)力疊加的結(jié)果。對之后對地震預(yù)測等的研究方向，重點可以放在羅陽山前兩體系應(yīng)力集中的區(qū)域。

5 結(jié)論

靈山斷裂帶區(qū)域構(gòu)造復雜多樣，靈山縣區(qū)域表現(xiàn)為完整的正花狀構(gòu)造特點，未受到后期構(gòu)造運動的嚴重影響，保留了正花狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)特點和變形特征。羅陽山前則受到了后期運動的影響，受到了來自南北向的擠壓作用。

原本的走滑體系與后期的沖斷體系于羅陽山前疊加，使得該區(qū)域變?yōu)閼?yīng)力集中區(qū)，地震的預(yù)測和研究放在該區(qū)域，可提供一條新的思路。

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A Brief Talk on Strike-Slip System in the Lingshan Fracture Zone

HUANG Guan-wen LI Shuai

（College of Earth Science, Guilin University of Technology, Guangxi Guilin 541004）

The Lingshan fracture zone is an active one. There have been several earthquakes above 6.0 magnitude in the Lingshan fracture zone in history. The field observation and study indicate that the Lingshan fracture is a sliding in reverse translation and characterized by compressional deformation.

fracture zone; earthquake; structure analysis; Lingshan

2018-03-27

黃冠文（1990-），男，廣西橫縣人，碩士研究生在讀，專業(yè)：構(gòu)造地質(zhì)學

P542；[P65]

A

1006-0995（2018）04-0562-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.007