綜合探測在小江斷裂帶中段西支海風(fēng)園斷層調(diào)查中的應(yīng)用

羅林 莊儒新 毛先進 陳剛 李鑒林 謝巍

摘要：以位于陽宗海北部地區(qū)的小江斷裂帶中段西支次級海風(fēng)園斷層為研究對象，綜合利用遙感數(shù)據(jù)解譯和高密度電法探測，結(jié)合野外實地調(diào)查和探槽開挖驗證等技術(shù)手段揭示研究斷層的空間展布位置及構(gòu)造特征。結(jié)果表明：①海風(fēng)園斷層是一條貫通的結(jié)構(gòu)單一的斷層，遙感影像上斷層線性特征清晰，宏觀地貌顯著，沿斷層發(fā)育斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、水系位錯等活動地貌，具有強烈的左旋走滑運動特征；②高密度電法測線反演剖面在斷層破碎帶附近的電性結(jié)構(gòu)異常特征與探槽開挖驗證確定的斷層位置、斷層破碎帶寬度及斷層傾向具有很好的一致性，斷層總體走向為N20°E，傾向為SE，可識別破碎帶寬度為60m，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)海風(fēng)園斷層錯斷了上覆全新統(tǒng)坡積層，晚第四紀活動特征強烈，屬于全新世活動斷層，建設(shè)工程需要依據(jù)斷層寬度進行合理避讓；③在第四系覆蓋區(qū)開展活動斷層探測，采用遙感定展布、物探定結(jié)構(gòu)、地質(zhì)定結(jié)論的綜合技術(shù)手段，避免了采用單一方法在深度、廣度、精度方面的不足，可極大地提高活動斷層定位結(jié)果的準確性和可靠性。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；高密度電法；海風(fēng)園斷層；小江斷裂帶

中圖分類號：P315.94文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2023）03-0354-12

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0036

0引言

活斷層與地震災(zāi)害的關(guān)系密切，并決定著多數(shù)破壞性地震的發(fā)生位置。地震發(fā)生時，上覆地層中的斷層位置易產(chǎn)生應(yīng)力集中、釋放現(xiàn)象，加劇斷層的發(fā)育，在地表產(chǎn)生變形或開裂的可能，對上部建（構(gòu)）筑物造成破壞（鄧起東等，2003）。目前人類所掌握的科技水平及工程手段尚無法阻止地震斷層錯動對地面建筑物造成的直接破壞。例如，1995年1月17日日本阪神7.2級地震的重災(zāi)區(qū)就集中在地震斷層沿線，90%以上的震亡人員、30%以上的木質(zhì)結(jié)構(gòu)房屋，均分布在地震斷層沿線1km寬的范圍內(nèi)（Kircher，1996）。1999年9月21日中國臺灣集集7.6級地震的發(fā)震斷層——車籠埔斷層的地表錯動將建在其上及兩側(cè)十幾米范圍內(nèi)幾乎所有建筑物夷為平地，而之外的建筑物結(jié)構(gòu)則基本完好（李錫堤等，2000）。2008年5月12日四川汶川8.0級地震，在極震區(qū)凡是跨越地震斷層的房屋、橋梁、道路以及其它構(gòu)筑物，無論有無抗震設(shè)計，均被地震斷層錯斷、傾覆、完全倒毀或嚴重破壞。其中，地震斷層穿過北川老縣城時，形成近100m寬的完全毀滅帶；前山斷裂穿過小漁洞階區(qū)時，形成寬度近26m的完全毀滅地帶（趙紀生等，2009）。歷史地震震害實例表明，活動斷層的突發(fā)性錯動是產(chǎn)生地震的主要根源，地震時沿斷層跡線的建筑物破壞最為嚴重，直接建在發(fā)震活動斷層上的建筑物基本全部垮塌，人員傷亡也明顯大于斷層兩側(cè)的其它區(qū)域，遠離活動斷層的建筑物破壞則較輕（徐錫偉等，2011；郭婷婷等，2017；王琳等，2021）。因此，探明活斷層的準確位置，使重大工程、生命線工程、住宅區(qū)等重要建筑設(shè)施主動、有效地避開具有發(fā)震能力的活斷層，可有效地減輕未來可能遭遇的地震災(zāi)害損失。

小江斷裂帶是全國著名的區(qū)域性深大活動斷裂帶，具有活動性強、地震烈度高、地質(zhì)災(zāi)害強等特點。陽宗海地區(qū)主要位于小江斷裂帶的中段西支部位，地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜，斷裂與地震活動頻繁，新構(gòu)造運動強烈，1833年9月6日嵩明8級地震就發(fā)生在該區(qū)域斷裂帶上（Ren，2013）。因此，本文以位于陽宗海北部地區(qū)的小江斷裂帶中段西支次級海風(fēng)園斷層作為研究對象。

建設(shè)場地避讓活動斷層的首要任務(wù)是進行活動斷層鑒定。根據(jù)1：20萬昆明幅和宜良幅區(qū)域地質(zhì)資料及前人研究成果（宋方敏等，1998），結(jié)合工區(qū)地形地貌特征，可以初步確定研究斷層的大致范圍。因海風(fēng)園斷層附近第四系廣泛覆蓋，人類活動改造強烈，斷裂帶上的同震地表破裂難以保存，現(xiàn)存地表形跡大多已模糊不清，斷層露頭出露不明顯，僅僅依靠野外地質(zhì)調(diào)查來確定斷層的空間位置、產(chǎn)狀參數(shù)等存在困難。本文以遙感解譯為整體控制性方法，利用高密度電法探測的技術(shù)手段對目標斷層的地下結(jié)構(gòu)特征進行精細探測，并結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查和探槽開挖驗證，識別和定位活動斷層的空間位置、幾何展布和構(gòu)造特征，確定活動斷層的破碎帶寬度，為這一地區(qū)的規(guī)劃和發(fā)展提供基礎(chǔ)資料。

1地質(zhì)概況

小江斷裂帶地處青藏高原東南緣，其形成與發(fā)育歷史久遠，是康滇古陸或南北地震帶的組成之一，系川滇菱形地塊與華南地塊的邊界斷裂帶（李西等，2018）。小江斷裂帶北起巧家以北，南至建水東南，全長約400km，總體走向呈南北向（宋方敏等，1998）。Guo等（2021）將小江斷裂帶由北至南分為3段：北段在巧家至東川之間，僅有一條主干斷裂；中段位于東川至撫仙湖一帶，由東、西兩條分支斷裂構(gòu)成；南段為撫仙湖以南至建水盆地北側(cè)，由多條分支斷裂組成（圖1a）。新構(gòu)造運動以來，小江斷裂帶構(gòu)造活動十分活躍，以強烈左旋走滑為特征，山脊、水系、地質(zhì)地貌體等位移明顯。多位學(xué)者通過對各種斷錯地質(zhì)地貌現(xiàn)象及被錯體年齡的分析，估算出小江斷裂的滑動速率為2～16.5mm/a（陳睿，李坪，1988；宋方敏等，1998；Wang，Burchfiel，2000；何宏林等，2002；俞維賢等，2004；韓竹軍等，2017；陳君賢等，2021），與GPS結(jié)果吻合（唐文清等，2006；聞學(xué)澤等，2011），走滑速率呈現(xiàn)由北到南逐漸變小的趨勢。

小江斷裂帶上地震頻發(fā)，強震叢集。歷史記載最早的地震是1500年宜良7級地震，最大地震是1833年嵩明8級地震。最近500多年來已發(fā)生M≥6地震16次，其中M≥7地震4次、M8地震1次（國家地震局震害防御司，1995；聞學(xué)澤等，2011）。歷史地震記錄、古地震研究均表明小江斷裂帶晚第四紀以來活動十分強烈，是一條“壯年期”活動斷裂（李西等，2018）。

本文研究區(qū)為小江斷裂帶中段西支，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，主要是由一系列次級或更次級的剪切斷層構(gòu)成的復(fù)雜斷裂系統(tǒng)（宋方敏等，1998）。區(qū)內(nèi)展布的斷層主要有海風(fēng)園斷層（f1）、養(yǎng)殖場斷裂（f2）、姜家山—黎花莊斷裂（f3）、楊林—前所斷層（f4）、野豬箐斷裂（f5）（圖1b）。其中海風(fēng)園斷層（f1）和楊林—前所斷層（f4）屬于小江斷裂帶西支次級剪切斷層，是1833年嵩明8級地震地表破裂段，這些次級剪切斷層晚第四紀活動強烈，全新世晚期的左旋走滑速率為3.1～9.5mm/a（宋方敏等，1998），其余斷裂均為早中更新世斷裂（汪一鵬等，2013）。

海風(fēng)園斷層北起烏納村東北，向南沿烏納盆地東緣，經(jīng)海風(fēng)園和施家嘴，進入陽宗海湖盆中。斷層延伸較短，陸上可見段長僅5km，走向20°左右，傾向北西或南東，傾角50°以上。斷層控制了不同時代地層的邊界，東盤為二疊紀灰?guī)r，西盤出露上新世紅色黏土和褐色礫石層及第四紀沖、洪積和湖積層。由于區(qū)內(nèi)地形起伏較大，整體地勢中間高兩側(cè)低，中部為基巖山體，兩側(cè)為斜坡堆積，表層多被第四系松散沉積物所覆蓋，覆蓋層厚度不均勻，地表有低矮灌木和農(nóng)作物，難以通過野外調(diào)查來準確判別目標斷層的位置及破碎帶寬度，加大了活動斷層識別的難度和精度。所以，本文綜合利用遙感解譯和高密度電法探測的技術(shù)方法查找目標斷層具體展布位置。

2地質(zhì)地貌調(diào)查

2.1基于遙感技術(shù)的構(gòu)造地貌調(diào)查

遙感技術(shù)具有影像覆蓋面積廣、信息量大、獲取信息快等諸多特點。利用遙感技術(shù)可以獲取大面積地表圖像，克服了傳統(tǒng)斷裂研究中野外考察耗費大、周期長、局部性等不利因素，提高工作效率。將遙感技術(shù)與構(gòu)造地貌學(xué)方法相結(jié)合，可以對活動斷裂第四紀以來的構(gòu)造地貌特征進行研究，從而對斷裂活動性進行定性分析與定量評價（Kayaetal，2004；謝小平等，2019）。本文基于對ASTERGDEM、GoogleEarth等多源遙感數(shù)據(jù)的處理，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)的色調(diào)異常、微地貌特征、水系和紋理特征等，從宏觀上解譯海風(fēng)園斷層的幾何結(jié)構(gòu)和空間展布特征；結(jié)合野外實地調(diào)查的方法，獲取活動斷層的分布位置及幾何展布形態(tài)，進而分析斷層的活動狀態(tài)及其性質(zhì)。

在遙感影像上活動斷裂一般界線清晰，呈連續(xù)展布，與兩側(cè)的色調(diào)有較大的差異，可快速圈定活動斷層的發(fā)育范圍和延伸方向。從圖2a可見，海風(fēng)園斷層線性特征清楚，且連續(xù)分布，表現(xiàn)為一條貫通的、單一的斷層構(gòu)造，長度約5km，走向約N20°E，斷層跡線直觀并且明確。養(yǎng)殖場斷裂位于研究區(qū)中東部，在遙感影像上其斷層跡線并非表現(xiàn)為單一線性，局部存在折彎，北段有分叉，南段地貌線性特征清晰，為早中更新世斷裂（汪一鵬等，2013）。從圖2b可見，在遙感影像上海風(fēng)園斷層地貌清楚，主要表現(xiàn)形式有斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、陡坎等。養(yǎng)殖場斷裂主要表現(xiàn)為斷層溝槽地貌。

通過各種構(gòu)造微地貌的綜合分析，可以明確活動斷層的平面幾何形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征以及運動性質(zhì)等（圖3）。海風(fēng)園斷層延伸長度雖短，但在斷層伸展方向上也有地質(zhì)體發(fā)生明顯的水平位移現(xiàn)象。如在前所村東側(cè)及北東一帶，可見多條沖溝橫跨斷層出現(xiàn)同步左旋位錯，在圖3b中每個沖溝位錯特征十分清晰，其中最大左旋位移約50m，最小左旋位移約10m。這些被位錯的沖溝都是延伸長度不大、無階地發(fā)育的V型小溝，其形成時代應(yīng)為全新世中、晚期，因此反映了斷層全新世中晚期以來的左旋運動特征（宋方敏等，1998）。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在海風(fēng)園斷層走向延伸方向上可見清楚的斷層槽地，且呈現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的線性排列。斷層槽地是斷層活動過程中，沿斷裂帶的物質(zhì)被錯動變疏松，之后易受沖刷搬運而形成，一般位于斷層通過的山腳、地形斜坡或臺地等部位。如在海風(fēng)園北東一帶斷層主要表現(xiàn)為槽地地貌，槽地長約30m，寬約15m，斷層順槽地發(fā)育，形成筆直的斷層槽地地貌（圖4a）。在前所村東側(cè)及北東一帶可見明顯的NE向狹長槽地，溝槽基本連續(xù)，斷層順槽地發(fā)育，地貌上形成清楚且連續(xù)分布的線性斷層槽或斷層谷（圖4b），主要是由斷層多期次錯動而形成。

斷塞塘是地震時地面拉張陷落，后期在下陷部位形成積水或無積水的洼地（宋方敏等，1998）。沿海風(fēng)園斷層進行追索，可見多個低洼地形和淺水塘呈線性分布，地形地貌特征明顯。如在前所村南東方向約500m處發(fā)現(xiàn)一積水的斷塞塘，長約100m、寬約70m，常年積水無干涸現(xiàn)象（圖4c）。在斷塞塘東側(cè)約100m的緩斜坡上可見顯著的線性山脊（圖3a、4d）。據(jù)ASTERGDEM數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示（圖3a），基巖山脊表現(xiàn)出明顯的線性影像特征，從基巖山地到斷塞塘，地形變化急劇，海拔從約1950m迅速降到1820m，構(gòu)成了基巖與第四紀坡積物的界線，反映斷層除了有走滑運動分量外，垂直運動分量也很明顯。另外，有些斷塞塘發(fā)育在較寬的斷裂槽地中，構(gòu)成了明顯的低洼沉積區(qū)。如在前所村東側(cè)展布的斷層槽地中見到一處已干涸的小型斷塞塘（圖4b），形成的干涸洼地地形相對更低，地貌特征極為醒目。

2.2第四系斷錯剖面

根據(jù)遙感數(shù)據(jù)對研究斷層空間展布特征的解譯結(jié)果，沿斷層展布方向進行野外地質(zhì)調(diào)查，在海風(fēng)園附近的一處陡坎上發(fā)現(xiàn)1個錯斷晚第四紀地層的斷層剖面（圖5），剖面坐標為（24.964°N，103.005°E）。該剖面出露的地層層序根據(jù)巖性特征自下而上主要劃分為：①礫砂層，為沖洪積堆積物（Qapl3），棕黃色-褐黃色，礫石大小混雜，未見明顯層理，分選一般，磨圓度中等，次棱角-次圓狀，礫石空隙可見黏土物質(zhì)充填，少量由砂類土充填，該層厚度較大，未揭穿底界；②黏土層，疑似湖積層（Ql3），褐紅色-褐色，整體呈條帶狀展布，部分呈透鏡體狀延伸，在礫砂層中逐漸尖滅，厚度不等；③表土層，為全新世堆積物（Qdl4），棕褐色-淺紅色，表層松散，易垮塌，混雜結(jié)構(gòu)，植物根系發(fā)育，夾有大量的草根。

從圖5b可見3條主干斷層及1條分支斷層發(fā)育，主干斷層近平行排列，其產(chǎn)狀分別為：10°/NW∠65°（f1-1），15°/NW∠80°（f1-2），12°/NW∠85°（f1-3）。f1-1發(fā)育在礫砂層之中，被上覆表土層覆蓋，主干斷層向上出現(xiàn)分叉，左側(cè)分支斷層具有明顯的逆沖性質(zhì)，錯斷黏土層，右側(cè)分支斷層消失在礫砂層內(nèi)，表明f1-1在黏土層形成之后到表土層形成之前活動。f1-2發(fā)育在礫砂層之內(nèi)，并且向上延伸進入表土層，但未斷錯上覆的表土層，根據(jù)斷層兩側(cè)被錯斷的黏土層，說明f1-2為逆斷層性質(zhì)，錯距約0.5m，剖面上f1-2的活動特征可以反映海風(fēng)園斷層的最新活動時代。f1-3發(fā)育在礫砂層之內(nèi)，并未延伸進入上覆表土層，根據(jù)斷層附近黏土層發(fā)生的牽引變形特征，說明f1-3為正斷層性質(zhì)，錯距約0.2m，其形成時代至少為黏土層形成之后到表土層形成之前。

在傾角近直立的情況下地表表現(xiàn)形式受多種因素的影響，其垂向運動方式可以表現(xiàn)出逆斷層和正斷層性質(zhì)（哈廣浩等，2022），可能與較復(fù)雜的斷裂帶幾何分布有關(guān)（聞學(xué)澤等，2011）。整個斷層剖面表明，海風(fēng)園斷層活動切割了全新統(tǒng)坡積或沖洪積層，直達表土層，雖未直通地表但表層僅覆蓋有較薄的現(xiàn)代耕植土，說明晚第四紀以來斷層活動強烈，屬于全新世活動斷層。

3高密度電法探測

3.1地球物理條件

高密度電法作為一種有效的地球物理探測方法，同時具備電阻率剖面和測深測量功能，具有采集信息量大、觀測精度高、探測速度快和解釋方便等優(yōu)點，在隱伏斷裂探測方面已有很多應(yīng)用實例，并取得了很好的效果（李清林等，2006；朱濤等，2012；戚幫申等，2019）。

高密度電法是以巖土體導(dǎo)電性的差異為基礎(chǔ)，研究人工建立的穩(wěn)定電場在地下傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律。根據(jù)1：20萬昆明幅和宜良幅區(qū)域地質(zhì)資料和現(xiàn)場實地調(diào)查，測區(qū)附近發(fā)育的地層主要有二疊系和新近系，其中，二疊系以灰?guī)r為主，新近系巖性主要是紅色黏土和褐色礫石層，以及第四紀沖積、洪積和湖積層。斷層帶兩側(cè)地層電性差異或斷層破碎帶與周圍地層電性差異是識別斷層的主要標志（朱濤等，2009；吳教兵等，2019）。因此，測區(qū)內(nèi)不同地層巖性的電阻率物性特征存在明顯的差異，滿足開展高密度電法勘探研究所需要的前提條件。為準確限定研究斷層的空間位置，在遙感影像解譯斷層大體空間位置的基礎(chǔ)上，跨斷層布設(shè)了２條近似平行的高密度電法勘探測線。結(jié)合場地實況，測線按照近東西向布設(shè)，且與研究斷層走向近似垂直（圖2b）。2條測線均采用溫納排列系統(tǒng)進行觀測，每條測線實接電極數(shù)為120道，電極間距10m，測線總長均為1200m。

3.2物探成果及地質(zhì)解釋

測區(qū)地形起伏明顯，故對原始數(shù)據(jù)進行了地形校正。根據(jù)野外觀測數(shù)據(jù)，對實測原始數(shù)據(jù)進行處理，采用相同的電阻率色標及其對數(shù)等值線對所有的剖面線進行反演，便于2條測線反演結(jié)果的對比分析。

測線1（GM1）高密度電法反演剖面顯示（圖6a）：剖面中部的視電阻率值高于其左右兩側(cè)，左右兩側(cè)區(qū)域的電阻率為6.63～73.1Ω·m，推測為新近系黏土；中部區(qū)域的電阻率為163～1797Ω·m，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)中部山體上覆蓋層較薄，多處基巖出露，風(fēng)化程度低，主要為下二疊統(tǒng)灰?guī)r的電阻率反映。在剖面樁號390～460m處，出現(xiàn)大規(guī)模不規(guī)則低阻異常體圈閉現(xiàn)象，異常區(qū)輪廓結(jié)構(gòu)清晰，顯示為向下延伸較深且陡立的低阻異常區(qū)，視電阻率為6.63～32.9Ω·m，且與其左右兩側(cè)電阻率值差異巨大；視電阻率值變化陡峭形成梯度帶，形成“兩高夾一低”的現(xiàn)象（朱濤等，2009），推測為海風(fēng)園斷層的電阻率異常反映，其視傾向為SE，視傾角約為60°，上斷點埋深接近地表，破碎帶寬度約為70m。在剖面樁號870～930m處，存在一個明顯的低阻異常區(qū)，視電阻率為6.63～32.9Ω·m，淺層異常中心發(fā)生圈閉，深部異常一直延伸到剖面底部，并且與其左側(cè)電阻率值差異變化明顯，表現(xiàn)出明顯的高-低阻異?，F(xiàn)象；現(xiàn)場調(diào)查為負地形地貌，推測為養(yǎng)殖場斷裂的電阻率異常反映，其視傾向為SE，視傾角約為40°，上斷點埋深接近地表。

測線2（GM2）高密度電法反演剖面顯示（圖6b）：左右兩側(cè)為低阻區(qū)，視電阻率為7.80～109Ω·m，推測為新近系黏土的電性顯示；中部處于高阻區(qū)，視電阻率為210～783Ω·m，主要與近地表出露的灰?guī)r有關(guān)。剖面樁號140～190m處，存在一個明顯的低阻異常區(qū)，異常區(qū)輪廓結(jié)構(gòu)清晰，異常結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，異?，F(xiàn)象從淺部一直延伸到剖面底部，視電阻率為7.80～29.1Ω·m，與其左右兩側(cè)電阻率差異巨大，視電阻率變化陡峭形成梯度帶，具有中間低阻兩側(cè)高阻的特征，形成“兩高夾一低”的現(xiàn)象（朱濤等，2009），推測為海風(fēng)園斷層的電阻率異常反映，其視傾向為SE，視傾角約為70°，上斷點埋深接近地表，破碎帶寬度約為50m。在測線剖面樁號680～760m附近，存在一個明顯的低阻異常區(qū)，視電阻率為7.80～29.1Ω·m；上部異常中心發(fā)生圈閉，深部異常一直延伸到剖面底部，與其左側(cè)電阻率值差異變化明顯，表現(xiàn)出明顯的高-低電阻異?，F(xiàn)象，并且為負地形地貌，推測為養(yǎng)殖場斷裂的電阻率異常反映，其視傾向為SE，視傾角約為40°，上斷點埋深接近地表。

4探槽驗證與分析

4.1探槽驗證

為了驗證高密度電法探測結(jié)果的可靠性，在測線1（GM1）剖面樁號390～460m的低電阻異常關(guān)鍵部位布設(shè)了一個大型探槽，以確定研究斷層的存在、精確定位斷層的空間位置及斷層斷錯最新地層的情況。探槽走向為SEE，與電法測線平行并且與目標斷層走向垂直，探槽位置見圖2b。

為了能精細地分析和表征斷層的最新活動特征，依據(jù)探槽所揭示的沉積結(jié)構(gòu)和斷層出露情況，選取探槽中主干斷層出露的重點區(qū)段進行描述（圖7）。通過探槽N壁和S壁揭露的地層對比劃分，主要出露的地層分為：①褐黃色表土層，為現(xiàn)代松散堆積物（Qdl4），厚度約0.3m，植物根系發(fā)育；②灰白色砂礫層（Qapl3），分選性和磨圓度一般，礫石空隙為黏土物質(zhì)充填，局部地段相變?yōu)樯巴?，探槽開挖未揭穿底界；③褐紅色黏土層（N2），因失水收縮強烈，故土層表面收縮，裂隙發(fā)育，完整性較差，探槽開挖未揭穿底界。

探槽剖面中間為主干斷層經(jīng)過區(qū)域，在探槽N、S兩壁上主干斷層相互連通，斷層行跡非常清晰，斷層產(chǎn)狀為17°/SE∠50°。斷層面附近見灰黑色淤泥質(zhì)土發(fā)育并具有強烈的擾動和變形現(xiàn)象，灰黑色斷層泥帶向上延伸進入上覆表土層，接近于地表，錯斷上覆全新統(tǒng)坡積物。通過斷層與第四紀覆蓋層之間的錯斷關(guān)系，可用于約束斷層活動的最新時代，再次說明海風(fēng)園斷層為全新世活動斷層。

探槽內(nèi)主干斷層出露點在地形地貌上因人類改造強烈，但隱約顯示出橫切斜坡地形發(fā)育的微型陡坎地貌，具有反向逆沖陡坎的性質(zhì)特征，與剖面上斷層導(dǎo)致的地層擠壓變形呈上沖形態(tài)相呼應(yīng)，表現(xiàn)為新近系褐紅色黏土層逆沖在第四系礫砂層之上。因此，根據(jù)地表構(gòu)造地貌形態(tài)及剖面地層變形特征，判斷海風(fēng)園斷層最新活動特征表現(xiàn)為逆沖性質(zhì)的斷層。但本文沒有對剖面上斷層的活動年代進行精確的測年，從而無法精確約束斷層活動的最新時代。經(jīng)探槽驗證，高密度電法測線反演剖面在斷層破碎帶附近的電性結(jié)構(gòu)異常特征與探槽剖面揭露的地質(zhì)特征大體上是一致的，能夠完好地控制海風(fēng)園斷層的空間展布特征及空間位置。不難看出，電性結(jié)構(gòu)異常位置與斷層出露位置一致，并且電阻率異常區(qū)傾向與主干斷層傾向相同。

4.2綜合對比分析

經(jīng)過遙感影像和DEM數(shù)據(jù)聯(lián)合解析可知，海風(fēng)園斷層是一條貫通的、由單條斷層構(gòu)成的平直斷層構(gòu)造。遙感影像上斷層線性特征清晰，連續(xù)性較好，宏觀地貌顯著，沿斷層發(fā)育斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、水系位錯等活動地貌，這些構(gòu)造地貌單元均指示了斷層的展布位置。利用遙感影像快速解譯明確了海風(fēng)園斷層的穿越位置，有效圈定了斷層的展布范圍，縮小了調(diào)查區(qū)域，為后續(xù)的野外地質(zhì)調(diào)查和進一步的高密度電法精細化探測起到了關(guān)鍵作用。

本文利用2條測線組成平行測線組，測線所處的總體地質(zhì)環(huán)境相近，周圍干擾因素較少，探測條件相同，獲取控制同一斷層的電性剖面在相似位置都出現(xiàn)低阻異常反應(yīng)，異常位置可以相互對比和補充，避免了單一測線的局限性，能夠有效反映斷層構(gòu)造的相關(guān)地質(zhì)參數(shù)。通過2條電法測線反演的斷面圖可知，電法探測對斷層構(gòu)造展布位置和大致傾向反映較為一致，異常形態(tài)和異常結(jié)構(gòu)特征較為明顯。海風(fēng)園斷層破碎帶寬度為50～70m，視傾向為SE，視傾角為60°～70°；養(yǎng)殖場斷層視傾向為SE，視傾角為40°。根據(jù)2條測線剖面上電阻率異常位置的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成斷層的延伸方向，可確定出斷層的空間展布特征。海風(fēng)園斷層在測線1上出露的位置為樁號390～460m處，延伸到測線2上出露的位置在樁號140～190m處，走向近似為N20°E。養(yǎng)殖場斷層在測線1上出露的位置為樁號870～930m處，延伸到測線2上出露的位置在樁號680～760m處，走向近似為N30°E。高密度電法確定的斷層走向與遙感解譯結(jié)果較一致，直觀地指示了目標斷層在地表的投影位置。所以，高密度電法進一步查明了海風(fēng)園斷層的位置、破碎帶范圍、產(chǎn)狀及其淺部結(jié)構(gòu)特征，具有較好的勘探效果。

根據(jù)探槽開挖驗證，結(jié)合剖面揭露的斷層信息以及斷層切、蓋地層關(guān)系分析，探槽剖面上主干斷層傾向為SE，傾角為50°，實測傾角與高密度電法探測解譯結(jié)果有一定的偏差（羅登貴等，2014）。但是探槽剖面地質(zhì)特征與高密度電法探測剖面中顯示的在斷層破碎帶附近的電性結(jié)構(gòu)間斷面位置是大體一致的，能夠準確地控制海風(fēng)園斷層的空間展布特征及位置。同時，經(jīng)過仔細清理和詳細觀察整個探槽剖面，可見多條分支及次級小斷層，主要位于主干斷層兩側(cè)。多條分支小斷層與主干斷層走向大致相同，沿主干斷層呈平行條帶狀分布，識別出包括主干斷層、分支或次小級斷層在內(nèi)的寬度約60m的變形帶，與高密度電法反演剖面解譯的低阻異常區(qū)域較一致。因此，探槽開挖結(jié)果進一步證實了高密度電法在探測斷層位置、劃分破碎帶范圍以及精細顯示斷層淺部結(jié)構(gòu)特征方面的可靠性和高效性。

理論與實踐表明，在第四系覆蓋地區(qū)開展活動斷層探測應(yīng)充分利用多種技術(shù)手段，遵循“先整體后局部、先粗略后精細，多種技術(shù)結(jié)合使用、互相驗證、互相補充、互相約束”的綜合探測體系要求。各種技術(shù)手段的組合應(yīng)該按照以下原則，全面、準確地進行活動斷層探測：

（1）整體探測。利用遙感技術(shù)快速、高效的特點對目標斷層可能存在的區(qū)域進行整體探測，快速識別活動斷層在溝谷、斜坡、基巖、堆積體等不同地貌上的表現(xiàn)特征，控制斷層的宏觀走向，有效圈定斷裂的位置與范圍，縮小調(diào)查區(qū)域。

（2）局部精細探測。利用高密度電法野外工作便利、效率高、成本較低、受地形影響小等優(yōu)點，對活動斷層可能存在的重點區(qū)域進行精細探測，揭示活動斷層的淺部電性特性和電性結(jié)構(gòu)，進而準確查明斷層的中心位置，劃分出斷層破碎帶的寬度范圍。

（3）地質(zhì)調(diào)查。針對物探異常區(qū)選擇最適合開挖探槽驗證的關(guān)鍵位置，采用探槽揭露法來進一步確定目標斷層的位置、規(guī)模和產(chǎn)狀，驗證物探解譯的活動斷層與破碎帶寬度是否與實際相符，提高探測結(jié)果的可靠性。

遵循上述體系原則，活斷層判識采用“遙感定展布、物探定結(jié)構(gòu)、地質(zhì)定結(jié)論”的技術(shù)體系進行綜合研究是完全可行的。不僅考慮到每一種技術(shù)方法具有不同的探測優(yōu)勢、工作效率和成本；而且可以避免單一方法的多解性，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，相互佐證，達到最佳組合方式；又能有效地減少探槽開挖的工作量，大幅度降低人員的勞動強度，保證了第四系覆蓋區(qū)活動斷層探測結(jié)果的準確性和可靠性，取得良好的勘探效果。

5結(jié)論

通過對小江斷裂帶中段西支海風(fēng)園斷層進行多源遙感數(shù)據(jù)解譯和高密度電法探測，并結(jié)合野外實地調(diào)查、探槽開挖驗證以及綜合對比分析，得到以下結(jié)論：

（1）多源遙感數(shù)據(jù)解譯與野外地質(zhì)地貌調(diào)查結(jié)果表明，海風(fēng)園斷層基本上是一條貫通的單一斷層構(gòu)造，北起烏納村東北，向南經(jīng)海風(fēng)園、施家嘴，然后進入陽宗海湖盆中，斷層延伸較短，陸上可見段長僅5km。斷層地表活動形跡明顯，連續(xù)性強，遙感影像上斷層線性特征清晰，宏觀地貌顯著，沿斷層發(fā)育斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、水系左旋位錯等活動地貌?，F(xiàn)場調(diào)查斷層出露剖面顯示，最新的斷層活動切割了上覆全新統(tǒng)坡積層，直達表土層，雖未直通地表但表層僅覆蓋有較薄的現(xiàn)代耕植土，說明晚第四紀以來斷層活動特征明顯，為全新世活動斷層。

（2）2條高密度電法測線探測結(jié)果顯示，海風(fēng)園斷層在2條電性剖面的相似位置都出現(xiàn)低阻異常區(qū)，異常位置可以相互對比和補充，表現(xiàn)出較強的整體性差異，避免了單一測線的局限性，基本上控制了海風(fēng)園斷層的展布位置及空間形態(tài)特征。斷層總體走向具有很好的一致性，近似為N20°E，傾向為SE，視傾角約為60°，破碎帶寬度為50～70m，解譯結(jié)果顯示斷層上斷點已接近地表。經(jīng)過探槽開挖驗證，探槽剖面地質(zhì)特征與高密度電法探測剖面中顯示的在斷層破碎帶附近的電性結(jié)構(gòu)異?？臻g分布特征相互對應(yīng)，進一步探明了目標斷層的具體位置。探槽剖面上揭示出多條分支斷層與主干斷層走向大致相同，沿主斷層呈長條帶狀分布，主斷層兩側(cè)可識別的變形帶寬度約60m。主干斷層反映了目標斷層的最新活動特征，其傾向為SE，傾角為50°，錯斷了上覆全新統(tǒng)坡積層，上斷點埋深接近地表，具有逆斷性質(zhì)。運用高密度電法探測和探槽開挖驗證，精確厘定了海風(fēng)園斷層及其破碎帶的具體位置、幾何展布特征以及最新活動方式，可為合理、有效避讓活動斷層提供科學(xué)依據(jù)。

鑒于人類活動改造和植被覆蓋等因素的影響，在隱伏活動斷層進行工程避讓之前，首先應(yīng)查明隱伏斷層的空間展布特征。采用“遙感定展布、物探定結(jié)構(gòu)、地質(zhì)定結(jié)論”的技術(shù)手段進行綜合研究是完全可行的，可極大地提高活動斷層空間定位和斷層活動性鑒定結(jié)果的準確性和可靠性，又能有效地提高工作效率和工作成本，可以在實際生產(chǎn)活動中推廣應(yīng)用。

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