羅林 莊儒新 毛先進(jìn) 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(jí)海風(fēng)園斷層為研究對(duì)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(shí)地調(diào)查和探槽開挖驗(yàn)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?cái)鄬影l(fā)育斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、水系位錯(cuò)等活動(dòng)地貌，具有強(qiáng)烈的左旋走滑運(yùn)動(dòng)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(yàn)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?yàn)镹20°E，傾向?yàn)镾E，可識(shí)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(cuò)斷了上覆全新統(tǒng)坡積層，晚第四紀(jì)活動(dòng)特征強(qiáng)烈，屬于全新世活動(dòng)斷層，建設(shè)工程需要依據(jù)斷層寬度進(jìn)行合理避讓；③在第四系覆蓋區(qū)開展活動(dòng)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(dòng)斷層定位結(jié)果的準(zhǔn)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(hào)：P315.94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(shí)，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(duì)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(cuò)動(dòng)對(duì)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(jí)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(tái)灣集集7.6級(jí)地震的發(fā)震斷層——車籠埔斷層的地表錯(cuò)動(dòng)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(jí)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(jì)，均被地震斷層錯(cuò)斷、傾覆、完全倒毀或嚴(yán)重破壞。其中，地震斷層穿過北川老縣城時(shí)，形成近100m寬的完全毀滅帶；前山斷裂穿過小漁洞階區(qū)時(shí)，形成寬度近26m的完全毀滅地帶（趙紀(jì)生等，2009）。歷史地震震害實(shí)例表明，活動(dòng)斷層的突發(fā)性錯(cuò)動(dòng)是產(chǎn)生地震的主要根源，地震時(shí)沿?cái)鄬盂E線的建筑物破壞最為嚴(yán)重，直接建在發(fā)震活動(dòng)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(yuǎn)離活動(dòng)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(zhǔn)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(dòng)、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(dòng)斷裂帶，具有活動(dòng)性強(qiáng)、地震烈度高、地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)等特點(diǎn)。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(dòng)頻繁，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，1833年9月6日嵩明8級(jí)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(jí)海風(fēng)園斷層作為研究對(duì)象。

建設(shè)場地避讓活動(dòng)斷層的首要任務(wù)是進(jìn)行活動(dòng)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(dòng)改造強(qiáng)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(duì)目標(biāo)斷層的地下結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行精細(xì)探測，并結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查和探槽開挖驗(yàn)證，識(shí)別和定位活動(dòng)斷層的空間位置、幾何展布和構(gòu)造特征，確定活動(dòng)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(yuǎn)，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(yùn)動(dòng)以來，小江斷裂帶構(gòu)造活動(dòng)十分活躍，以強(qiáng)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(duì)各種斷錯(cuò)地質(zhì)地貌現(xiàn)象及被錯(cuò)體年齡的分析，估算出小江斷裂的滑動(dòng)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(qiáng)震叢集。歷史記載最早的地震是1500年宜良7級(jí)地震，最大地震是1833年嵩明8級(jí)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(jì)以來活動(dòng)十分強(qiáng)烈，是一條“壯年期”活動(dòng)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(jí)或更次級(jí)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(jí)剪切斷層，是1833年嵩明8級(jí)地震地表破裂段，這些次級(jí)剪切斷層晚第四紀(jì)活動(dòng)強(qiáng)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(jìn)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(shí)代地層的邊界，東盤為二疊紀(jì)灰?guī)r，西盤出露上新世紅色黏土和褐色礫石層及第四紀(jì)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(zhǔn)確判別目標(biāo)斷層的位置及破碎帶寬度，加大了活動(dòng)斷層識(shí)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(biāo)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(diǎn)。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(fèi)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(duì)活動(dòng)斷裂第四紀(jì)以來的構(gòu)造地貌特征進(jìn)行研究，從而對(duì)斷裂活動(dòng)性進(jìn)行定性分析與定量評(píng)價(jià)（Kayaetal，2004；謝小平等，2019）。本文基于對(duì)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(shí)地調(diào)查的方法，獲取活動(dòng)斷層的分布位置及幾何展布形態(tài)，進(jìn)而分析斷層的活動(dòng)狀態(tài)及其性質(zhì)。

在遙感影像上活動(dòng)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(dòng)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(dòng)斷層的平面幾何形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征以及運(yùn)動(dòng)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(cuò)，在圖3b中每個(gè)沖溝位錯(cuò)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(cuò)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(dòng)過程中，沿?cái)嗔褞У奈镔|(zhì)被錯(cuò)動(dòng)變疏松，之后易受沖刷搬運(yùn)而形成，一般位于斷層通過的山腳、地形斜坡或臺(tái)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(cuò)動(dòng)而形成。

斷塞塘是地震時(shí)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(jìn)行追索，可見多個(gè)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(jì)坡積物的界線，反映斷層除了有走滑運(yùn)動(dòng)分量外，垂直運(yùn)動(dòng)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(duì)更低，地貌特征極為醒目。

2.2第四系斷錯(cuò)剖面

根據(jù)遙感數(shù)據(jù)對(duì)研究斷層空間展布特征的解譯結(jié)果，沿?cái)鄬诱共挤较蜻M(jìn)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(gè)錯(cuò)斷晚第四紀(jì)地層的斷層剖面（圖5），剖面坐標(biāo)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?jiǎng)澐譃椋孩俚[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(cuò)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(dòng)。f1-2發(fā)育在礫砂層之內(nèi)，并且向上延伸進(jìn)入表土層，但未斷錯(cuò)上覆的表土層，根據(jù)斷層兩側(cè)被錯(cuò)斷的黏土層，說明f1-2為逆斷層性質(zhì)，錯(cuò)距約0.5m，剖面上f1-2的活動(dòng)特征可以反映海風(fēng)園斷層的最新活動(dòng)時(shí)代。f1-3發(fā)育在礫砂層之內(nèi)，并未延伸進(jìn)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(cuò)距約0.2m，其形成時(shí)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(yùn)動(dòng)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(gè)斷層剖面表明，海風(fēng)園斷層活動(dòng)切割了全新統(tǒng)坡積或沖洪積層，直達(dá)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(jì)以來斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，屬于全新世活動(dòng)斷層。

3高密度電法探測

3.1地球物理?xiàng)l件

高密度電法作為一種有效的地球物理探測方法，同時(shí)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(diǎn)，在隱伏斷裂探測方面已有很多應(yīng)用實(shí)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(shí)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(jì)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(shí)別斷層的主要標(biāo)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(zhǔn)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(shí)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(jìn)行觀測，每條測線實(shí)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(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了地形校正。根據(jù)野外觀測數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)測原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用相同的電阻率色標(biāo)及其對(duì)數(shù)等值線對(duì)所有的剖面線進(jìn)行反演，便于2條測線反演結(jié)果的對(duì)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(hào)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?yàn)镾E，視傾角約為60°，上斷點(diǎn)埋深接近地表，破碎帶寬度約為70m。在剖面樁號(hào)870～930m處，存在一個(gè)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-低阻異常現(xiàn)象；現(xiàn)場調(diào)查為負(fù)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?yàn)镾E，視傾角約為40°，上斷點(diǎn)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(hào)140～190m處，存在一個(gè)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(duì)穩(wěn)定，異常現(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?yàn)镾E，視傾角約為70°，上斷點(diǎn)埋深接近地表，破碎帶寬度約為50m。在測線剖面樁號(hào)680～760m附近，存在一個(gè)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(fù)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?yàn)镾E，視傾角約為40°，上斷點(diǎn)埋深接近地表。

4探槽驗(yàn)證與分析

4.1探槽驗(yàn)證

為了驗(yàn)證高密度電法探測結(jié)果的可靠性，在測線1（GM1）剖面樁號(hào)390～460m的低電阻異常關(guān)鍵部位布設(shè)了一個(gè)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(cuò)最新地層的情況。探槽走向?yàn)镾EE，與電法測線平行并且與目標(biāo)斷層走向垂直，探槽位置見圖2b。

為了能精細(xì)地分析和表征斷層的最新活動(dòng)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(diǎn)區(qū)段進(jìn)行描述（圖7）。通過探槽N壁和S壁揭露的地層對(duì)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(qiáng)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(qiáng)烈的擾動(dòng)和變形現(xiàn)象，灰黑色斷層泥帶向上延伸進(jìn)入上覆表土層，接近于地表，錯(cuò)斷上覆全新統(tǒng)坡積物。通過斷層與第四紀(jì)覆蓋層之間的錯(cuò)斷關(guān)系，可用于約束斷層活動(dòng)的最新時(shí)代，再次說明海風(fēng)園斷層為全新世活動(dòng)斷層。

探槽內(nèi)主干斷層出露點(diǎn)在地形地貌上因人類改造強(qiáng)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(dòng)特征表現(xiàn)為逆沖性質(zhì)的斷層。但本文沒有對(duì)剖面上斷層的活動(dòng)年代進(jìn)行精確的測年，從而無法精確約束斷層活動(dòng)的最新時(shí)代。經(jīng)探槽驗(yàn)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(duì)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?cái)鄬影l(fā)育斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、水系位錯(cuò)等活動(dòng)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(jìn)一步的高密度電法精細(xì)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(duì)比和補(bǔ)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(duì)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?yàn)镾E，視傾角為60°～70°；養(yǎng)殖場斷層視傾向?yàn)镾E，視傾角為40°。根據(jù)2條測線剖面上電阻率異常位置的對(duì)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(hào)390～460m處，延伸到測線2上出露的位置在樁號(hào)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(hào)870～930m處，延伸到測線2上出露的位置在樁號(hào)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(biāo)斷層在地表的投影位置。所以，高密度電法進(jìn)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(yàn)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?yàn)镾E，傾角為50°，實(shí)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(zhǔn)確地控制海風(fēng)園斷層的空間展布特征及位置。同時(shí)，經(jīng)過仔細(xì)清理和詳細(xì)觀察整個(gè)探槽剖面，可見多條分支及次級(jí)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(shí)別出包括主干斷層、分支或次小級(jí)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(jìn)一步證實(shí)了高密度電法在探測斷層位置、劃分破碎帶范圍以及精細(xì)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(shí)踐表明，在第四系覆蓋地區(qū)開展活動(dòng)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(xì)，多種技術(shù)結(jié)合使用、互相驗(yàn)證、互相補(bǔ)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(zhǔn)確地進(jìn)行活動(dòng)斷層探測：

（1）整體探測。利用遙感技術(shù)快速、高效的特點(diǎn)對(duì)目標(biāo)斷層可能存在的區(qū)域進(jìn)行整體探測，快速識(shí)別活動(dòng)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(xì)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(diǎn)，對(duì)活動(dòng)斷層可能存在的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行精細(xì)探測，揭示活動(dòng)斷層的淺部電性特性和電性結(jié)構(gòu)，進(jìn)而準(zhǔn)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(duì)物探異常區(qū)選擇最適合開挖探槽驗(yàn)證的關(guān)鍵位置，采用探槽揭露法來進(jìn)一步確定目標(biāo)斷層的位置、規(guī)模和產(chǎn)狀，驗(yàn)證物探解譯的活動(dòng)斷層與破碎帶寬度是否與實(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，相互佐證，達(dá)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(dòng)強(qiáng)度，保證了第四系覆蓋區(qū)活動(dòng)斷層探測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，取得良好的勘探效果。

5結(jié)論

通過對(duì)小江斷裂帶中段西支海風(fēng)園斷層進(jìn)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(shí)地調(diào)查、探槽開挖驗(yàn)證以及綜合對(duì)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(jìn)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(dòng)形跡明顯，連續(xù)性強(qiáng)，遙感影像上斷層線性特征清晰，宏觀地貌顯著，沿?cái)鄬影l(fā)育斷層槽地、線性山脊、斷塞塘、水系左旋位錯(cuò)等活動(dòng)地貌?，F(xiàn)場調(diào)查斷層出露剖面顯示，最新的斷層活動(dòng)切割了上覆全新統(tǒng)坡積層，直達(dá)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(jì)以來斷層活動(dòng)特征明顯，為全新世活動(dòng)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(duì)比和補(bǔ)充，表現(xiàn)出較強(qiáng)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?yàn)镾E，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(diǎn)已接近地表。經(jīng)過探槽開挖驗(yàn)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(duì)應(yīng)，進(jìn)一步探明了目標(biāo)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(shí)別的變形帶寬度約60m。主干斷層反映了目標(biāo)斷層的最新活動(dòng)特征，其傾向?yàn)镾E，傾角為50°，錯(cuò)斷了上覆全新統(tǒng)坡積層，上斷點(diǎn)埋深接近地表，具有逆斷性質(zhì)。運(yùn)用高密度電法探測和探槽開挖驗(yàn)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(dòng)方式，可為合理、有效避讓活動(dòng)斷層提供科學(xué)依據(jù)。

鑒于人類活動(dòng)改造和植被覆蓋等因素的影響，在隱伏活動(dòng)斷層進(jìn)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(jìn)行綜合研究是完全可行的，可極大地提高活動(dòng)斷層空間定位和斷層活動(dòng)性鑒定結(jié)果的準(zhǔn)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(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中推廣應(yīng)用。

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