安縣-灌縣斷裂北段河流地貌和構(gòu)造的初步研究

楊光

（成都理工大學 四川 成都 610059）

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)域為四川省廣元市劍閣縣劍門關景區(qū)，劍門山脈為龍門山支脈，劍閣山脈地處龍門山斷裂帶前山斷裂北段-江油斷裂。江油斷裂是龍門山前山斷裂的一個分支，與映秀-北川斷裂成左階排列，斷裂分布于安縣永安鎮(zhèn)一帶至廣元三堆鎮(zhèn)一帶，它主要發(fā)育于中生代地層中，線性地貌特征明顯，呈一寬谷。斷裂規(guī)模小，由數(shù)條延伸長度＜20km的次級斷裂組成，破碎帶寬僅幾米，構(gòu)造巖膠結(jié)程度好。斷層兩側(cè)地層差異明顯，北西側(cè)為淺變質(zhì)的志留紀龍馬溪群、沙帽群和泥盆紀養(yǎng)馬壩組、茂壩組，局部有石炭紀地層出露。南東側(cè)主要為侏羅紀沙溪壩組、蓮花口組和白堊紀劍門關組、劍閣組。

劍門關地區(qū)地層為白堊紀劍門關組，其地層下部以塊狀礫巖為主夾砂、泥巖凸鏡體，礫巖成分以石英巖為主，灰?guī)r、砂巖次之，中上部以紫紅色長石石英砂巖與同色粉砂巖、泥巖不等厚互層，夾石英質(zhì)礫巖，與下伏蓮花口組整合或平行不整合接觸，與上覆漢陽鋪組整合接觸的地層。

2 河流的侵蝕作用

劍門關景區(qū)河流是大小劍溪，屬于山區(qū)河流，劍門山匯集的雨水，都是順著西北高、東南低的地勢，注入為清水江水系，清水江在曲回鄉(xiāng)張家注入白龍江后匯入嘉陵江。該河流受龍門山前山斷裂北段（江油斷裂）活動的影響。河流的侵蝕作用以溯源侵蝕為主，側(cè)方侵蝕為輔。

2.1 河流的溯源侵蝕

清水河溯源侵蝕較發(fā)育，產(chǎn)生溯源侵蝕作用的原因主要有：①河流的流量、流速增大；②河流侵蝕基準面下降。清水河在下切過程中所形成的坡折、河流的源頭，受到流水的侵蝕不斷向上游或河間地地帶推進。它實際上是水流或河流為達到河床縱剖面的均衡，調(diào)整水動力強度，河流在河床各點加深，總體上從侵蝕基準面向上游推移，使河流源頭或溝頭后退的一種侵蝕作用。

2.2 河流的側(cè)方侵蝕

清水河側(cè)方侵蝕現(xiàn)象發(fā)育，產(chǎn)生的主要原因是由于河谷的彎曲而產(chǎn)生的橫向環(huán)流作用，使得凹岸受蝕，凸岸堆積。結(jié)果河床發(fā)生側(cè)向遷移，河谷拓寬，并導致河曲的發(fā)育。清水河在河床溝谷較寬、坡度較緩條件下橫向侵蝕，多發(fā)生于地面組成物質(zhì)較松軟地段。側(cè)方侵蝕主要是通過單向環(huán)流和底部輻聚型的雙向環(huán)流來完成的。

3 河流階地與斷裂的關系

3.1 龍門山北段階地的認識

龍門山斷裂帶北段所在地區(qū)的河流一般發(fā)育5級階地，T1階地拔河高度3～5m，地表為砂質(zhì)黏土，下部為礫石層，也是主要耕地分布區(qū)，為全新世堆積。T2階地拔河高度10m左右，T3階地拔河高度一般為30～35m，沿漢江、嘉陵江、白龍江等零星分布。下部為礫石層，呈褐灰色，為砂-鈣質(zhì)膠結(jié)。礫石成分復雜，以砂巖為主，其次為火成巖、變質(zhì)巖等，直徑一般＜10cm，少數(shù)在10～20cm之間，磨圓度好，為晚更新世堆積物。T1、T2階地為主要的居民和耕地分布區(qū)。T4階地拔河高度60～70m，T5階地拔河高度為90m左右。堆積物的上部地層為褐紅-棕紅色砂質(zhì)黏土，密實，堅硬。下部為卵石層，其中的花崗巖卵石和砂巖卵石普遍被風化，只保留卵石的形態(tài)，石英巖卵石堅硬，沒有被風化。

3.2 劍門關地區(qū)斷裂分布及其活動性

劍門關位于江油斷裂的北段，根據(jù)不同斷坎的位置依次在劍門關地區(qū)劃分出江油斷裂兩條次級小斷裂（圖1），大致與地貌地形相吻合。其斷裂在地貌上表現(xiàn)為NE向的溝谷、埡口和斷層槽地等。斷裂沿清水河谷發(fā)育，斷裂帶寬300～500m，最新斷裂活動的遺跡分布在清水河北岸，地貌上形成一系列斷層槽地。

圖1

（1）階地分布

劍門關附近的清水河發(fā)育4級階地，其中T1階地沿清水河兩岸連續(xù)分布，拔河高度3m左右，為堆積階地，發(fā)育有第四紀堆積物，主要堆積物為黃棕色砂礫石黏土層。T2階地沿清水河條帶狀分布，拔河高度為10m左右，主要堆積物為灰紅色砂土和砂礫石層，為晚更新世堆積階地。T3階地在清水河的南北兩岸均有分布，下部基座為前古生代千枚巖，上部堆積為黃棕色、灰褐色砂土和礫石層，礫石沒有明顯的風化，可見厚度10m左右，為晚更新世堆積，階地面拔河高度為30～35m。T4階地分布在上寺，拔河高度為60～70m，基座為前古生代千枚巖，上部為紫紅色砂質(zhì)黏土和礫石層，其中砂巖礫石被強風化，只保留礫石的形態(tài)，石英巖礫石保存完好。

（2）階地上的構(gòu)造地貌

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，結(jié)合野外工作，發(fā)現(xiàn)清水河沙溪壩T1階地發(fā)育有第四紀堆積物，未有斷裂穿越。在大小溪河流T3階地白堊紀礫巖發(fā)現(xiàn)負載構(gòu)造，負載構(gòu)造是在地震剪切力作用和重力驅(qū)動下，上覆細砂巖（比重大）下陷落入下伏粉砂巖（比重小）形成的一種構(gòu)造。判斷該地區(qū)可能至少發(fā)生了兩次古地震事件。

在石門壩，出露多條三疊紀破碎帶。呈NE向條帶狀分布。局部發(fā)育NEE向斷層槽地，沿清水河，在雁門壩一帶，斷裂線性地貌特征清晰，表現(xiàn)為線性分布的斷層崖、斷層谷和埡口。擠壓破碎帶寬約50m，使石炭系灰?guī)r與泥盆紀白云巖、砂巖呈斷層接觸，斷層產(chǎn)狀40°NE，近直立，斷裂通過處的沖溝T1階地未見構(gòu)造變形跡象。

3.3 階地形成時代

龍門山北段無河流階地形成時間資料，借助相鄰的中斷河流階地的形成時間資料，討論龍門山構(gòu)造的總體活動趨勢。李勇等(2006)在北川、映秀、汶川、大邑等地對龍門山中段地區(qū)的河流階地進行了初步劃分，用熱釋光方法測定階地堆積物的形成時代。拔河高度30～40m的T3階地堆積物年代為距今2.3～3.6萬年，拔河高度60～80m的T4階地堆積物年代為距今4.2～7.6萬年，岷江拔河164～170m的T5階地堆積物熱釋光年代為距今7.7萬年。

4 探討與結(jié)論

4.1 劍門關地層地質(zhì)時期為中生代白堊紀，劍門關位于四川盆地與龍門山交界處。沉積物普遍為紅色，大部分為中粗碎屑物質(zhì)，接受了西部山區(qū)的大量剝蝕產(chǎn)物，表明西部山區(qū)抬升迅速，大面積抬升的導致了龍門山東部邊緣的斷陷盆地形成，即四川盆地。盆地西界與龍門山之間可能存在一個逆斷層性質(zhì)的斷裂邊界。

4.2 龍門山斷裂帶后山斷裂北段和中央斷裂北段高階地上斷錯地貌明顯，都未見有第四紀斷錯地貌，江油斷裂北段基巖中發(fā)育一系列近于平行的順層逆沖的擠壓破碎帶，控制中生代地層與新生代地層呈逆斷層接觸，這些斷裂通過處的T1階地均未見構(gòu)造變形跡象，可推測第四紀構(gòu)造活動不明顯。

4.3 龍門山北段三條主干斷裂及前緣的潛伏斷裂的規(guī)模及其活動性是西側(cè)大東側(cè)小，由西向東遞減。龍門山后山斷裂兩側(cè)存在很大的介質(zhì)差異性。西側(cè)主要為前震旦系碧口群及巖體組成的剛性塊體，東側(cè)主要為茂縣群砂頁巖為主的柔性地層，從斷裂總體滑動態(tài)勢看利于蠕滑而不利于粘滑。

綜上所述，我們認為龍門山北段雖然為中更新世晚期活動斷裂，但其強度比中南段要小，整體為韌性變形或蠕滑型斷裂，孕育5級以上地震的可能性較小。但某些特殊地段，如西南端受摩天嶺地塊的構(gòu)造屏蔽作用較小東北端受秦嶺構(gòu)造和漢中第四紀斷陷盆地的影響等，可能孕育5級左右的地震。

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