西南三江地區活動斷裂構造的遙感特征研究

韓 磊，范 敏，黃 潔，劉 智

（四川省地質調查院，成都 610081）

西南三江地區活動斷裂構造的遙感特征研究

韓 磊，范 敏，黃 潔，劉 智

（四川省地質調查院，成都 610081）

西南三江地區是我國地質構造活動比較強烈的地區，其中又以斷裂活動為主體，控制地區地質環境變化，致使生態環境或人類生存環境受到重大損失和破壞。以遙感圖像提供的地質構造信息為依據，在解譯區域斷裂構造基礎上，確立了活動斷裂遙感解譯標志，總結了區內活動斷裂的基本特征，并結合斷裂構造對該區地震、地質災害以及第四紀地區的影響作用作出分析評述。

遙感特征；活動性斷裂；網絡斷裂；西南三江

DO I：10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.030

西南三江地區位于我國西南邊陲，流域面積約87萬km2，涉及青海南部，西藏東部，四川西部及云南中、西部行政區域。西南三江地區位于歐亞板塊和印度板塊的交接地帶，屬于中國地勢一、二級階梯過渡區，地貌以山地、高原為主。由于受印度板塊向北、北東向的推擠的影響，第四紀以來區內新構造活動強烈，深大斷裂體系發育，活動斷裂眾多，地震活動頻繁、地質災害發育，人居環境差。近年來，區內及鄰區發生的汶川、玉樹、會理、巧家等特大、大地震和舟曲、映秀等特大泥石流災害均與活動斷裂構造關系密切。通過遙感圖像提供的地質構造信息為重要依據，對西南三江地區斷裂活動進行遙感解譯和分析，判識活動性斷裂，研究活動斷裂的基本特征，并為調查和監控斷裂的流動提供更多新的證據?；顒訑嗔裑1]在遙感影像上具有清晰的線性特征，往往引起地貌景觀、水系格局等變化，這些特征在遙感影像上通過顏色及空間紋理以直接或間接的表現出來。

1 主要斷裂構造的遙感解譯標志

西南三江地區主要活動斷裂的衛星遙感圖像特征較明顯，一般具線形淺色帶（線），斷層崖、對頭溝等微地貌，斷陷（拉分）盆地、溫泉及地震中心點、地質災害等沿斷裂分布等圖像及指示性地物特征[1]。解譯標志見表1、圖1~4。

表1 西南三江地區活動斷裂影像遙感解譯標志特征表

2 活動斷裂基本特征

西南三江地區是由多個板塊、斷塊（體）組成的復雜地質結構，是第四紀以來為活動較強烈的地區。區內斷裂主要沿NW向、NE向及SN向、EW向四個主要方向展布。該區活動斷裂具有新生性、普遍性、活動強度不均衡性及網絡狀等特征。

2.1 活動斷裂具有活動的普遍性和活動強度不均衡性

西南三江地區內新構造活動一直在強烈持續的進行，不論是活動地區還是相對穩定地區，不同時期形成的新、老斷裂在同一區域動力作用下都有活動，具有普遍性。第四紀以來區內斷裂無活動、不活動之分，只有活動程度和活動方式之分。由于區域地質構造環境和斷裂性質、規模的差異，各斷裂帶活動強度及單條斷裂在不同地區存在差異。

如區內安寧河斷裂帶有東支斷裂和西支斷裂組成，西支斷裂呈隱伏狀沿河谷西緣發育，并控制西側河谷地貌及水系的發育和發展，但新構造活動性相對較弱，現今錯動速率為0.5mm/a[2]。東支斷裂沿河谷東緣及山麓地帶發育，新構造活動性相對較強；由于本支斷裂在冕寧、石龍等處北NE及NW向次級斷裂錯段，不同地段活動程度不同，在東支斷裂石棉段現今錯動速率為1.4mm/a，松州-禮州段現今錯動速率為5.3mm/a[3]。

2.2 斷裂活動具有繼承性和新生性特點

第四紀以來，西南三江地區已處于統一的脆性陸殼狀態，受新構造運動得影響及統一地應力作用下，構造活動主要是陸殼的“斷塊”活動，主要表現為區內板塊及板塊、板塊與陸塊之間前第四紀老斷裂不同程度的復活。

區內主要的金沙江、瀾滄江、怒江、安寧河等老斷裂帶形成于喜山期以前，在喜山期，特別是喜山期Ⅲ、Ⅳ幕以來受印度板塊、西太平洋板塊的強烈擠壓、推覆作用下，原有斷裂構造沿襲先存斷裂軌跡復活，表現出十分明顯的繼承性活動特點，如玉樹-甘孜斷裂帶形成于華力西期，發育于華力西期末與印支期，第四紀以來，受新構造運動的影響，斷裂帶的差異活動（斷裂帶左旋走滑運動）較強烈，該斷裂帶繼承性活動特征明顯。在地貌上主要表現為沿斷裂帶形成一系列第四紀或第三紀玉樹、甘孜、鄧柯拉分盆地和馬尼干戈、竹慶斷陷盆地，且地震活動較為強烈，如2010年4月14日玉樹7.1級強震。

第四紀新生的活動斷裂構造，尤其是次級斷裂主要為第四紀以來本區地表已處于統一的剛（脆）性陸殼在擠壓作用力下產生的破裂、裂隙（圖5）。

2.3 活動斷裂的網絡狀特征

圖1 木里-麗江深大斷裂：粗而斷續的線性影像及兩側影像特征的差異顯著

圖2 鮮水河斷裂線形構造特征明顯

圖3 昭覺—布拖不同方向的斷裂組成線性影像及兩側影像特征的差異顯著

圖 4 甘孜盆地內隱伏斷裂的網絡狀斷裂

圖5 西昌南影像與遙感解譯斷裂對比圖

網絡斷裂是本區活動性斷裂組合的重要形式。第四紀以來西南三江地區已形成統一的剛性、脆性的陸殼，在同一區域動力作用下地表或覆蓋層巖石以脆性形變為主，形成的活動斷裂主要表現為“網絡狀”展布[4]。區域網絡狀斷裂主要沿 NW向、NE向、NNW向、SN向、NWW向、EW向6個主要方向展布（圖6），在主要深大斷裂間的廣大區域也能見到許多次級或局部地區的網絡狀斷裂。

網絡斷裂具有：①在平面上縱橫交錯的布局，各主要斷裂帶間具有一定的等距性，其交匯點也較規則，且控制網絡中菱形體的交點；②成生或活動時間晚，信息保留較好，衛星遙感圖像線形特征清楚。網絡斷裂反映區域應力場和形變的基本特征，它既是斷裂活動的前兆，也是易于引起次生地質災害和同震地質災害的地區。

2.4 活動斷裂附近具有強震活動集中特點

西南三江地區特定的地質構造背景及地殼統一的應力-形變場下，強震活動受具體的地震構造條件的控制，活動斷裂是其主要的誘發因素。強震活動主要發生在以下兩類特殊的構造部位。

1）強震活動集中沿現今活動強烈的深大斷裂帶或區域性斷裂帶發生。

在研究區的甘孜—道孚一帶為強震密集區，區內歷史上曾發生5級以上地震30次，6級以上地震10次，7級以上地震4次，如1973年2月6日的爐霍7.9級地震，通過震中區沿鮮水河谷產生了長達90km的地震裂縫帶。裂縫以張扭性的為主, 伴有少量壓性和扭性結構面；最大水平錯距達3.6m，垂直落差都在0~30cm之間，造成大量的人員傷亡及巨額的財產損失。該區強震活動沿具有左行走滑型發震構造帶—鮮水河活動斷裂帶密集分布，強震與斷裂活動有較好的一致性。該地區地震活動頻度高、強度大與鮮水河活動斷裂帶活動密切相關。

2）強震活動集中發生在多組現今活動較強的深大斷裂或區域性相互交錯或交切部位。

西南三江地區斷裂構造具有“網絡”狀展布特征，在“網絡”狀斷裂相互交匯、復合部位發育眾多局部

圖6 西南三江流域主要構造斷裂及交匯點分布圖

圖7 大理附近斷裂構造與地震活動程度圖

構造結點區。通過遙感調查和對網絡狀構造體系分析，在區內初步圈定活動斷裂交匯區18處（圖5）。結合區內已有相關地震資料分析發現，斷裂交匯區往往是構造應力的集散區，也是地震易發、多發區，且強震活動密集分布（表2），如云南大理附近出現強震密集區，周邊歷史上曾發生5級以上地震35次，6級以上地震11次，7級以上地震1次，1925年3月16日大理地區發生7.0級地震，造成嚴重破壞和損失。大理附近發育NW向金沙江-紅河斷裂、NE向昭覺-永勝-騰沖斷裂、NE向大理-龍陵斷裂、SN向稻城-麗江-大理斷裂三組、四條主要斷裂（圖 7），NE向和SN向兩組斷裂強烈切入及相交于強烈活動的NW向金沙江-紅河深大斷裂帶的構造部位，各組斷裂相互斜交形成構造盆地及斷陷湖，這里缺乏殼內低速層，是應力易于積累的地方,也是地震易發區。

表2 西南三江流域內活動斷裂交匯區主要地質特征表

2.5 活動斷裂發育地區地質災害相對集中

一般地質災害所指的滑坡、泥石流、崩塌等類型都著重于重力等外因條件（人為、氣候因素等）的分析、研究。實際上這些條件與地質構造環境密不可分，如構造地貌、斷裂的前期破裂面以及網絡狀斷裂的存在就已為地質災害的產生打下了基礎。一旦誘發的外力或內力作用條件達到，便產生地質災害。

區內地質災害分布也受控于地質構造條件，在地質災害集中區不僅老的地質構造復雜，而且新構造運動相對強烈，強烈的構造運動產生了特殊的坡岸巖體結構，如巖體的碎裂結構、散體結構等，致使坡體完整性差，加之地貌、氣候等條件，在活動斷裂帶，特別是在其分支、分叉、拐點或端點等部位為地質災害相對集中發育的地帶。如區內東川地區出露的地層豐富多樣，巖性復雜，其中以絹云千枚狀板巖、粉砂質千枚狀板巖、千枚巖為主；發育近SN向小江活動斷裂帶，以壓性斷裂為主，該斷裂規模大，延伸長，破碎帶寬，具有明顯的新活動特征，它控制了區內崩塌、泥石流災害的發育、展布及基本特征（圖8）。

地質災害多發生在地質構造復雜，新構造運動強烈地區，尤其是在活動斷裂帶上，更是地質災害發育的有力部位。因此，對地質災害產生的地質構造條件應作統一認識，利用遙技術有助于對可能發生地震、地質災害的防治、避讓工作起到重要作用。

圖8 東川地區活動斷裂與地質災害分布圖

2.6 活動斷裂控制區域第四系的形成與展布，與人類生存發展密切相關。

新構造活動造成的地質構造背景為第四紀堆積物提供場所、控制沉積類型的分布。一般斷裂活動控制著與水系相關的第四紀沖積、洪積沉積，升降活動控制與高原、盆地相關的第四紀剝蝕區的殘坡積沉積物和湖積沉積。鑒于西南三江地區特殊的地質構造背景，區內第四系，尤其是沖洪積類主要分布在受活動斷裂控制的盆地和平壩內，其內活動斷裂、隱伏斷裂發育，可能存在的地震及同震地質災害是潛在危害，地質環境穩定性較差。由于第四系分布區是區內人類、城鎮、經濟集中分布區，如區內近三分之一的城市位于斷裂活動較強烈、地震活動較頻繁地區，其區域環境穩定性關系到城鎮的發展和人類的生存，必須引起重視，如2010年4月14日發生的玉樹地震。

3 結論

1）受新構造運動的影響，區內斷裂活動具有活動的普遍性、活動強度不均衡性、繼承性和新生性特點。而遙感解譯的活動斷裂，尤其是次級活動斷裂主要為第四紀以來本區地表已處于統一的剛（脆）性陸殼在擠壓作用力下產生的破裂、裂隙。

2）以遙感影像為依據，地質理論為指導，通過遙感解譯，厘定了區域斷裂構造框架，加深了地殼上部斷裂構造具有脆性形變及網絡狀展布特征的認識。

3）斷裂活動及特征是地質環境的基本條件，是影響本區人居環境的重要地質因素。

地質環境主要控制因素為活動構造、地震和地質災害等因素。通過活動斷裂及地震、地質災害之間的相關關系分析，認為區內地震分布、活動頻繁程度及地質災害發育程度均受斷裂構造控制。同時區內人類、城鎮、經濟集中分布在活動斷裂帶構成的菱格狀—三角形的構造盆地及平壩內,受新構造運動的影響，第四系分布區活動斷裂、隱伏斷裂發育，可能存在潛在地震及同震地質災害危害，影響人類的生存及發展，甚至帶來生命和財產的損失。

4）加深活動斷裂構造特征的研究意義重大

斷裂活動是西南三江地區地質環境中的重要問題。第四紀以來區內新構造活動強烈，活動斷裂多、地震活動頻繁，兩者彼此相關，而區內人類、城鎮、經濟發展區多位于斷裂帶和地震帶附近，地質構造環境比較脆弱，影響人類生存與經濟的可持續發展。因此，應用遙感提供的信息，加強、加深活動斷裂構造特征的認識、研究，對其可能發生或造成地質、地震災害的區塊進行監控，提倡以預防、避讓為主的辦法規劃出不同程度的地質、地震災害預警區，在改善人居環境、保障經濟可持續發展方面具有重要意義。

[1] 唐榮昌，韓渭賓，等．四川活動斷裂與地震[M]．地震出版社，1993．

[2] 葉定衡，王新政，趙玉敏．中國新構造運動基本特征[J]．地質力學研究所所刊，1995．

[3] 黃潤秋，王士天，張倬元，等．中國西南地殼淺表層動力學過程及工程環境效應研究[M]．四川大學出版社，2001：108~109．

[4] 莊培仁，常志忠．斷裂構造研究[M]．地震出版社，1996．

Study of Active Faulted Structures in the Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers Region based on Remote Sensing Characteristics

HAN Lei FAN M in HUANG Jie LIU Zhi
(Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081)

The Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers region in southwest China is characterized by strong tectonic activity predominated by faulting which brings geological environmental change under control. This paper has a discussion on essential characteristics of active faults in this region and their influence on earthquake and geological disasters based on geological structure information from remote sensing images

remote sensing information; active fault; Nujiang-Lancang-Jinsha Rivers region

TP75

A

1006-0995（2014）01-0125-05

2012-11-29

中國地質調查局國土資源大調查項目“西南三江區域遙感地質綜合調查”（1212010911093）

韓磊(1983-)，男，四川成都人，工程師，主要從事遙感地質工作