崔 敏 郑荣荧 游嘉靖 赵 钱
1) 湖北省十堰市人防办（地震局），湖北十堰 442000
2) 北京防灾科技有限公司，北京 101100
鄂西北地区地处长江中游地震带，该地震带为浅源中等地震活动构造带，西起四川东部、贵州、重庆，经过湖北、湖南，东至江西等省市的广大地区，其范围大部分为扬子准地台分布区域。该地震带有地震记载以来共发生M≥4.7 地震120 余次，其中6.0≤M≤6.9 地震3 次。鄂西北近邻地域尚发育一系列北北东—北东向白垩—古近纪蚀余槽盆以及少部分北西—北北西向同期蚀余槽盆。在该带展布范围内，晚新生代以来均呈现缓慢间歇性上升或隆升态势，如北西向南秦岭断块隆起，北北东向湘鄂黔隆起、雪峰隆起、幕阜—九岭隆起等[1]。
鄂西北及邻区与地震活动密切的断裂构造带包括北西向汉中—安康—房县断裂构造带、北北西向鄂中盆岭断裂构造带、北北东向重庆华蓥山断裂构造带、北北东向巴东—恩施—黔江断裂构造带、北北东向常德太阳山断裂构造带、北东向九江、瑞昌—靖安、修水断裂构造带等，它们多属早、中更新世地震构造，少数为晚更新世活动构造，与断块边界差异运动、大型隆起轴部纵张活动以及隆起与沉降间拗断作用等相适配[2]。
两郧断裂（又名郧西—郧县断裂）带位于秦岭断块隆起区，是鄂西北地区规模最大的断裂之一，长约200 km，右旋走滑。断裂第四纪分段活动特征明显，郧西段曾于1964年发生过M4.9 地震。尽管前人对该断裂的活动构造开展过一些研究，但对该断裂郧西段第四纪活动的研究较少，直接影响着对郧西地区新构造变形格局和强震危险性的认识和评估。
鄂西北地区地处秦岭褶皱系中东段，北与华北准地台相接，南以城口—襄樊断裂带与扬子准地台为分隔。造山带基底由古元古界秦岭群、陡岭群，中元古界武当群、郧西群，中—新元古界宽坪群，新元古界毛堂群、陶湾群、耀岭河群等组成，盖层为震旦至三叠系。晚中生代主要遭受陆内造山变形的影响，形成总体由北向南的复式背、向斜和断裂构造，变形极为复杂。新生代以来沿断裂发生了走滑活动，使之局部地段产生一系列拉分或挤压盆地（如郧西、房县），其新构造变形和构造活动性比较强烈，局部差别显著。
鄂西北块区的新构造运动主要表现为中等强度的掀升活动，并叠加有次级的拱隆和拗折以及区域北西西向断裂的活动（图1）。山势地形和层状地貌都显示出新构造上升是由北西向南东掀斜。区内自西而东存在3 个南北向隆起带，即漫川关与郧西盆地间的黄云铺隆起、郧西与郧县间的白龙洞隆起和老均县与丹江口之间的隆起。与北西西向断裂活动有关的新构造形迹，主要见于郧西火车岭一带山脊上。该处新近纪上新世泥灰岩和早更新世钙泥质砾岩（TL，140.3 万年）受两郧断裂走滑压剪性活动影响被抬升到650 m 高程，其抬升速率为0.3 mm/a。1964年郧西M4.9 地震，被认为是这组断裂系统的最新活动表现[2-6]。
鄂西北块区的断裂构造比较发育（图1），主要发育北东向和北西向断裂总计23 条。规模大、影响显著的代表性断裂包括商丹断裂（F6）、山阳—内乡断裂（F13）、两郧断裂带（F14）、白河—谷城断裂（F15）、安康—房县断裂（F17）和青峰断裂带（F20）等。这些断裂沿线的线性构造地貌特征和中小地震分布显示出断裂的长期活动以及晚新生代以来的构造变形特征[3-10]。
第四纪以来，两郧断裂带承袭晚白垩世末期或古近纪初期的运动体制，以右旋走滑为主形成漫川关、郧西、郧县、上寺、均县和李官桥等拉分盆地[4]。从几何结构上看，两郧断裂在郧西段主要由漫川关—郧西段和郧西—光化段右行右阶叠接而成拉分盆地，盆地宽度约5—6 km（图2）。盆地周围为向盆地倾斜的中低山，盆缘地貌陡坎差别明显。控制盆地北西边缘的漫川关—郧西段断层地表产状30°∠60°，震旦系逆冲于红层之上，其内发育有构造角砾岩、碎裂碎粉岩。控制盆地南西边界的郧西—光化段断层硅化破碎带宽70 m。根据盆地的形态与产出部位，分析认为两郧断裂在盆地初始阶段为右旋离散走滑型断裂[11]。
本次调查在室内遥感影像解译的基础上，采取地质地貌调查和浅层地震勘探相结合的调查方法，对两郧断裂开展野外调查（图2）。主要调查的内容包括断裂带在第四纪活动的几何学与运动学特征，以及其潜在的地震地质意义。
2.1 断裂活动的地质及地貌特征
图1 区域地震构造简图Fig.1 Regional simplified seismic structure map
图2 两郧断裂郧西段地震构造图（红线代表两郧断裂带） Fig.2 Seismic structure of Liangyun fault in Yunxi county （red lines represent the fault）
基于高分辨率的Google earth 影像，对两郧断裂在地貌上的形迹做了遥感解译，发现在土门镇附近断裂沿河谷发育，形成断层陡坎等地貌并伴随有断层水平运动导致的冲沟弯曲变形；
除此之外，沿着郧西盆地北边缘也有一系列水系发生同步的弯曲，显示了断裂第四纪的右旋走滑运动性质（图3）。
图3 两郧断裂遥感解译结果Fig.3 Interpreted remote sensing map of Liangyun fault
在遥感的基础上做了相应的野外地貌调查和验证。结果显示，断裂活动形成了较为明显的构造地貌特征，在郧西县土门镇水库断裂活动形成擦痕和胶结（图4），断层倾角约70°，在前新生代基岩内断层滑动特征明显，形成宽约20—40 cm 的糜棱岩带。断裂带内保存有碎裂岩，胶结程度中等，可见伊利石和蒙脱石等，遇水较湿。擦痕揭示该断裂的运动学过程中含有一定方向的垂向分量。
在黄石粱村附近发现基岩断层，断层带内有断层泥（图5）；
在王家台子高速西侧断层通过的地方出现了陡坎、槽谷等地貌（图6）。
黄石粱村附近发现基岩断层面，断层带内有断层泥（图5a）。断层泥呈黄褐色，手搓呈条带状，厚约20 cm。同时，在断层带也发现了擦痕，指示断层斜滑的运动学性质。黄石粱村附近的另一个调查点解释断层的最新活动同时断错了第三纪湖相地层，以及第四纪黄白色砂质粘土，时代为晚更新世早期（图5b）。
图4 郧西县土门镇水库附近断裂活动特征图（红色箭头指示断层位置） Fig.4 Diagram of fault activity near Tumen town reservoir（red arrows indicate fault）
王家台子高速西侧的调查点，断层通过的地方发育有断错陡坎、槽谷等微地貌（图6a）。红色箭头标注的方向发育有明显的陡坎，陡坎高度约10—15 m。断层两盘岩性差别明显，上盘为黄土夹砂并有明显的拖曳变形；
下盘为中生代基岩，同时可见斜向滑动的擦痕。同时，沿该调查点追索，发现一系列的断层三角面，断层在地表构成盆山界限（图6b），显示了断裂新生代期间的长期活动性。
乔岳强等[10]研究认为，断裂均切割了中更新统地层，其最新活动时代为中更新世晚期甚至晚更新世。测年结果表明，断裂带第四纪以来有多期活动，其最新活动时代应在中更新世晚期（图7）。
图7 中的 ① — ④ 为第四系中更新统（Q2）：
① 棕红色黏土含钙质结核；
② 土黄色含砾黏土，局部夹砂层；
③ 灰白色砾石层，粒径较小，层中可见白色石英质砾石条带；
④ 灰黑色砾石层，其粒径比 ③ 层大，含褐色砂岩质砾石。
⑤ — ⑦ 为上白垩统（K2）：
⑤ 薄层状泥岩、砂砾岩；
⑥ 厚层状粗砂岩；
⑦ 灰白色钙质胶结的粗砾岩。断层倾向南西，倾角约70°，断层的最新活动错断了土黄色含砾黏土。顶部棕红色黏土含钙质结核被错断，垂直位移量约0.5 m，OSL年代学测试结果显示，断裂在中更新世晚期有活动[10]。
图5 郧西县黄石粱村附近断裂活动特征图（红色箭头指示断层位置） Fig.5 Diagram of fault activity near Huangshiliang village（red arrows indicate fault）
图7 郧县柳陂镇刘家桥村断层剖面图[10]Fig.7 Sketch map in Liujiaqiao village in Yun county[10]
在野外实地调查中，该剖面揭示出层 ⑦ 灰白色厚层粗砾岩断距约1 m；
层 ④ 可见砾石层被扰动，扰动带宽约10 cm，砾石有明显的定向性，较大的砾石长轴角度变陡，与两侧差异显著；
层 ③ 同样被扰动，扰动带宽约5 cm，扰动带中砾石直立，砾石长轴方向与砾石层正交，同时带中钙质结核层有错断，且在层 ③ 顶面形成小型陡坎，陡坎高约30 cm。
2.2 地球物理探测结果分析
为了进一步探测两郧断裂的第四纪活动特征，针对该断裂开展了1 条高密度电法勘探测线，道间距8 m，局部加密5 m，探测方向为南西至北东向开展，测线布设位置见图2。
本次观测采用的是GD-10 Supreme 2D 分布式高密度电法仪，电源采用SPP-400 型超级电池。在测线起点、拐点和终点位置均采用GPS72 型卫星定位仪进行定位，对测线上存在高差变化的电极桩号进行了地形校正。
探测结果显示（图8），该断裂50 m 探测深度以内较为清晰，没有错断近地表的低阻层。结果进一步佐证了野外的地质观测结果，断裂以正走滑运动为主，没有错断晚更新世沉积物。
图8 跨两郧断裂开展的高密度电法勘探剖面（图中红色虚线为断裂的位置） Fig.8 High-density electrical exploration across the fault （red dotted line represents fault）
结合遥感解译、地质地貌调查和高密度电法勘探结果可知，两郧断裂在早、中更新世变形强烈。断裂的构造活动形成线性展布的断层三角面、断层槽谷和陡坎等地貌，并构成盆山的边界带。进入晚更新世以来，断裂活动趋弱，野外调查未发现断裂明显活动的地质地貌证据。
两郧断裂带分段活动特征明显，同时沿线发育有漫川关、郧西、郧县、上寺、均县和李官桥等拉分盆地，盆地宽度约5—6 km。郧西段可能处于发育的早中期，野外地表地质调查和浅层人工地震反射尚未发现断裂斜切郧西盆地的晚第四系沉积物，第四纪以来的滑动速率约0.03—0.7 mm/a[10-11]，未来短时间尺度内发生强震的可能性较低。同时结合断裂第四纪活动性的调查结果，认为断裂不属于活动性很强的晚更新世断裂。但是，考虑到该断裂附近历史上曾经发生过M4.9 地震，未来发生中强地震的可能性仍不容低估。
致谢
感谢在野外调查过程中郧西县地震局和湖北省地震局的大力支持；
编辑和审稿专家对稿件提出的建设性修改意见和建议。