通过对洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段较为详细的浅层物探、钻探、年代学测试以及地表地质地貌调查和综合分析等方面的工作,获得了一些新的认识: 常德-益阳-长沙断裂中段(隐伏断裂)表现为一条倾向NNE的正断裂,断错了古近纪基岩顶界面,并向上切错下更新统的华田组(Q_p¹ht)、汩罗组(Q_p¹m)和中更新统下段新开铺组(Q_p²x)底界面,而中更新统中段的白砂井组(Q_p²b)则平整地覆盖在断裂之上,无任何变形和位错形迹。断裂的最新活动时代在中更新世早期,中更新世中晚期以来已无活动迹象。断裂两盘基岩顶界面(或下更新统底界面)垂直落差(即第四纪以来总断距)为16.10m;越往上断距越小。同一层位,断层上盘的华田组(Q_p¹ht)和汩罗组(Q_p¹m)的沉积厚度远大于断层下盘的沉积厚度,表明该断裂的活动具有较多的边沉边断的同生性质。以与洞庭盆地南缘常德-益阳-长沙断裂中段对应的安乡-汉寿凹陷为例,通过对第四纪以来断裂控制的差异性沉降幅度与凹陷内沉积厚度的对比分析,初步认为安乡-汉寿凹陷主要是通过拗陷作用形成的,而不是断陷作用。洞庭盆地与周边隆起山地之间不但断裂发育,同时也是中强地震集中发生的地带。一条断裂是否存在断错早、中更新世地层的构造现象,是判断中强地震发震构造的一个重要标志。

通过对红河断裂带中南段18个糜棱岩、12个角砾岩、10个碎裂岩和8个砂砾岩的显微结构详细观察,部分典型样品的磷灰石裂变径迹测年(简称FT测年,以下同),获得了红河断裂带中南段断层活动转换过程中微观特征的变化:糜棱岩的微结构特征显示红河断裂带早期断层活动为左旋走滑,糜棱岩和未变形的砂砾岩FT年龄均>20Ma,表明这期间红河断裂带曾发生一次构造热事件;碎裂岩和角砾岩的微结构特征显示红河断裂带后期断层活动为右旋走滑,微结构特征不同的碎裂岩和角砾岩的FT年龄可分3个时段(9.9～12.7,6.8～8.4,2～4.6MaBP),表明红河断裂带中新世以来曾发生3次断层位错事件。

红河断裂带是一条经历了长期构造演化的块间构造变形带,该断裂的西南侧出露一套经韧性剪切形成的糜棱岩。研究区糜棱岩宏观上发育多种变形组构,如构造面理、线理、S-C组构等。微观变形特征有云母鱼、长石碎斑、长石和角闪石压扁拉长、碎斑旋转形成的压力影等;尤其是石英普遍变形,其特征有波状消光、核幔构造、动态重结晶、单颗粒压扁拉长及石英条带等;石英动态重结晶新颗粒尤其发育,重结晶的新颗粒边界具有锯齿状或港湾状等不同的微观特征,这些不同的特征记录了变形时的温压环境和流变速率。石英新颗粒分维几何统计分析表明:研究区石英动态重结晶颗粒边界形态具有自相似性,表现出分形特征。分维数值为1.150～1.180,变形温度大约500℃,同构造变质环境属高绿片岩相-低角闪岩相;初步估算应变速率可能低于10^-8.4s^-1,根据石英重结晶的粒径估算变形古应力为42.0～58.0MPa。

中国东部地区,尤其是105°～120°E,20°～35°N的中国东南部大陆地区,自有史记载以来,少有7级以上的地震发生,却有不少5～6级左右的中强地震。研究此类中强地震发生的地震地质标志很有必要。对此,经初步分析认为:1)中国东部大多数中强地震发生在早第四纪(早、中更新世)活动断裂带附近;2)中国东部大多数5～6级中强地震都与第四纪断陷盆地的发育、分布有关;3)具有明显第四纪活动的构造地貌特征的地区,如线性断层地貌或地貌面的线性分布区具备孕发中强地震的可能性;4)有历史记载以来4～5级地震活动带的空区或缺震地区,也存在发育5～6级地震的可能性。

红河断裂带南段(元江—元阳一带)穿经盆地内的"中谷断裂",是一条新构造期明显活动的主平移断裂。它的新近活动将中新世红河盆地一分为二,右旋切错至倮头山—大曼迷一带。与此相伴,山前断裂则以正断活动为主。沿"中谷断裂"高角度切错中新统的剪切走滑断面,被断错的中新世条形盆地内发育轴向NE的挤压褶皱及压缩变形的空间变化特征,下中新统、中上中新统、上新统及第四系的分布依次自SE向NW有序迁移且在"中谷断裂"的东北盘节节错后分布等,均表明红河断裂南段中新世以来自SE向NW的不断破裂扩展和右旋走滑位错;区段内中下中新统较厚的山前磨拉石沉积建造、卷入"中谷断裂"剪切变形的强度中新统明显强于上新统等表明,红河断裂南段大规模的右旋走滑运动应发生在中中新世前后,其FT年龄约为距今13.7Ma;根据切错的中新统的平面尺度、用平衡剖面法恢复压缩前盆地的长度和由断层变形带宽度等计算,求得红河断裂带南段中新世以来大型右旋位错总量介于62～69km,中值为65km。研究资料还表明,红河断裂右旋走滑运动作为一个过程,经历转换活动期(N₁)、右旋走滑初始期(N₁²)、大型右旋走滑期(N₁³—N₂¹)和右旋走滑扩展期(N₂²—Q_p¹)等多个发生、发展与演化阶段。与其相应的断裂活动性质也存在着从剪切走滑—张性走滑不断交替的转换过程。

通过对湖南常德地区桃源推测隐伏断裂沿线详细的地质地貌调查,以及配套的物探、钻探工作和不同深度钻孔沉积物的新年代测试,表明前人推测的桃源隐伏断裂两侧地层单元连续分布,物探剖面界面清楚,可连续追踪,没有显示断错现象;钻孔中的3个热释光年代样品也表明(13.1±11.0)×10⁴a以来的第四纪地层在断层可能通过的位置两侧可以完全对应,下伏的基岩岩性相同,不存在新活动性。在尧河乡沅江东岸发现的“正断层”实际上为卸荷张裂缝。桃源推测隐伏断层没有存在的证据,发生1631年常德6³/₄级地震的太阳山断裂带被严格地限制在常德-益阳-长沙断裂带以北。这为地震带以及潜在震源区的划分提供了一个合理的地质背景,对于认识1631年湖南常德634级地震的构造条件也具有重要意义。

在收集、分析前人研究成果的基础上,参考近年来多次工程场地地震安全性评价的野外调查与分析结果,确定了滇西北及其邻区的地震构造标志,进而在该地区重新划分潜在震源区。在有强震发生的地区依地震重复原则划分潜在震源区并确定其震级上限;对于发震构造明显但没有强震记录的地区,根据发震构造规模和活动性特征,依构造类比原则划分潜在震源区;对于活动断裂分段性研究较为清楚的地方,潜在震源区被划分得更细一些;而在断裂隐伏区,则依据地震活动图像及地球物理异常判断潜在源震区的长轴方向。

调查研究表明,自中新世以来,红河断裂大规模右旋走滑运动及其伴生构造变形有如下一些主要特征在几何结构上,可将整个红河断裂系分为北、中、南3个变形区。北区东侧为滇西北伸展裂陷区,以轴向NNW,NNE和近SN向3组上新世以来的裂陷型断盆为特征,北段西侧为兰坪—云龙古近纪、新近纪压缩变形区;中段变形以右旋剪切走滑运动为特征,南部断裂东侧有滇东中新世以来的压缩变形,西侧为藤条河中新世拉伸断陷区。上述变形特征反映在构造地貌上为北部盆岭构造、中段线性断谷断盆构造及南部压(张)性盆地变形,其中苍山—洱海一带断裂两侧主夷平面的巨大落差是红河断裂上新世以来断陷正断作用的显著代表。在时空演化上,从古近纪经中新世至上新世,断裂主体活动部位在南段,并呈由南向北的“撕裂”格局,上新世以后至第四纪,尤其是晚第四纪以来,主体活动部位已转移至北段,表现为由N向SE的滑移伸展变形;变形区的范围大小和变形幅度表明红河断裂的东盘地块始终是作为地块相对运动的主动盘。

文中通过国内外隐伏活动构造研究发展历史回顾与最新研究动态的分析,提出了当前隐伏活动构造在浅部精细特征研究、深浅构造关系研究和高新技术手段运用等方面存在的不足和问题。为适应隐伏活动构造研究不断发展的需要,作者认为,以浅层物探、系列钻探和新年代研究为支点,开展多学科手段的综合定量研究是深化这一研究的基础,而进行隐伏活动构造的科学分类、准确定位和最新一期活动性研究是当前研究的主要目标。

川滇菱形块体内部受NE向丽江-小金河断裂的切割,可进一步划分为川西北次级块体和滇中次级块体等南北2个部分;各次级块体东边界断裂有规律地左旋滑动、西边界断裂的右旋滑动及其滑动速率值的差异,反映出新生代时期各次级块体作向SE的水平滑移叠加绕垂直轴顺时针转动的复合运动.其中,川西北次级块体SE向的水平滑移速率5mm/a,顺时针转动角速度1.4°/Ma;滇中次级块体SE向的水平滑移速率3.5mm/a,顺时针转动角速度约1.5°/Ma.在滇中次级块体内部姚安、大姚、永仁、昆明北马街等地采集到约90个古新世地层的定向样品,通过交变退磁和热退磁获得了它们各自的剩磁矢量(实验磁偏角和磁倾角),由实测磁偏角与期望磁偏角相比可知川滇地区滇中次级块体中新世早期以来的顺时针转动累积量可达30°～48°.次级块体的整体转动与块边活动断裂的左旋滑动符合左旋走滑断裂作用区块体作顺时针转动的运动学模式.

通过卫、航片解释、野外活断层调查实测与年龄测试分析发现:斜切中国西南"川滇菱块"的横向构造--丽江-小金河断裂为一断面高角度倾向NW的逆左旋走滑型活动断裂.通过盆地复位和同沉积盆地的位错分析,确定了该断裂第四纪以来的水平位错量为7.4～7.6km.断裂两侧差异隆升及相应堆积物的分析表明,中更新世以来,断裂垂直位错量达500～700m以上.由此计算得到丽江-小金河断裂第四纪和中更新世以来的水平与垂直位错速率分别为3.7～3.8mm/a和1.0～1.5mm/a.水平位错及相关年龄测试资料表明,该断裂晚更新世以来的平均位错速率在2.6～4.0mm/a之间,中值为3.3mm/a;全新世以来的平均位错速率在2.5～5.0mm/a之间,中值为3.5mm/a.第四纪各时段以来滑动速率的较好相似性表明,长期以来,该断裂的活动具相对稳定性和活动地块边界的持久性.

龙陵-澜沧新生断裂带的地震活动具频度高、强度大、周期短等特征,并以双震或震群型为主.断裂带由多条次级新生断层组成,呈斜列或共轭式展布,根据结构、规模、地震活动差异等因素把断裂带划分为4个一级段、13个二级段,其中有4个二级段又可划分出8个三级段.历史上发生过大震、强震并有地震断层伴生的断层段为地震破裂单元;断裂带上晚第四纪有活动并有古地震事件,但无历史地震记载的地段为断层闭锁单元;次级断层之间的阶区或连接点为障碍体单元.从地震破裂特征分析,断裂带由破裂、闭锁、障碍体单元组成,根据地震、古地震、活断层、断层阶区的活动规律,断裂带可划分出9个破裂单元、8个闭锁单元、10个障碍体单元.三者之间呈迁移、触发和转换能量的关系.根据这些关系和地震构造标志,对断裂带上未来可能发生大震、强震、中强震的地区分别作了预测.预测的危险区有9个,其中大震区1个(永康-永德地区),强震区3个(马站、石灰窑、酒房-勐混),中强震区5个(下顺江、里仁、大岗山、南明-澜沧、勐遮).

礼县-罗家堡断裂带晚更新世以来有过明显活动。在礼县—罗家堡段和天水镇—街子口段直接错断全新世地层。断裂沿线地表陡坎发育,水系被左旋位错。结合沿该断裂带广泛分布的地震滑坡、砂土液化等,认为礼县-罗家堡断裂带是1654年天水南8级地震的发震构造。该断裂晚更新世以来的平均水平位错速率为0.95mm/a,平均垂直位移速率为0.35mm/a,垂直位移速率约为水平位移速率的1/3。这个比值与一次断裂突发性垂直位错量(1.9m)与水平位错量(5.2m)的比值基本吻合。

在综合分析区内重、磁、石油物探等资料的基础上,采用化探(气氡、气汞法)定位,浅层地震勘探、钻探地质剖面和新地层测年等综合研究,确定了聊城-兰考(简称聊考)隐伏断裂的准确位置、第四纪各时段位错量和最新一期的断错时代。结果表明,断裂向上破裂位错影响到地表以下20m左右,属全新世早期活动断裂,其平均位错速率为0.12mm/a。

龙陵-澜沧断裂带是一条新生的断裂带,由多条斜列式或丛集式次级断层组成,以活断层、地震断层、地震成带分布为特征。运动性质为右旋-拉张。形成时代为早、中更新世,晚期继续活动。未来破裂趋势首先将断开那些构造闭锁段、破裂不连续段,然后使断裂带完全贯通。新生断裂带的产生与第四纪青藏高原加速隆起有关,由北而南滑移的物质流和阿萨姆楔体向东北方向挤入的共同作用,使滇缅块体产生反时针旋转,并在块体中间地带形成北北西向的新生断裂带。

根据近几年取得的新资料和当今有关活动地块的研究,提出划分川滇南部活动地块的思路、依据和具体方法,作者认为具有一定规模且其活动性延续至今的第四纪活动断裂是划分活动地块必需的首要边界条件。指出新生的腾冲-景洪北北西带和大理-楚雄北西西带在活动地块划分中的重要作用。根据断块边界断裂活动性质、运动方式和GPS资料等,分析讨论了各活动地块现今活动方式得出:≥7级以上地震主要集中在Ⅰ级活动地块边界;6～7级地震主要集中发生在Ⅱ级活动地块边界上;Ⅲ级活动地块是强震发生的主要位置所在。

从阿克塞西红崖子向东经肃北至红柳峡口长约150km的范围内,通过沟、脊位错的分级与相关阶地年龄测试分析,将第四纪以来的水系位错量分为8级,并分别给出其形成年龄,得到各时段的断裂滑动速率介于4.7～6.7mm/a,平均值6.0mm/a,局部段落某个时段内最高滑动速率值7.7mm/a。位错量与滑动速率的空间分布有中间大、两头小的特点,这可能表明破裂从中间向两端发展的过程;在时间上,上新世以来的滑动速率比其它各个时段都大,这可能与青藏地块在距今5Ma以来的快速隆升及大规模挤出运动相关。资料表明,断裂破裂有从主体断裂某一段落扩展到邻近地带,最后又回到主体断裂其它段落的时空演化过程。

本文采用宏观与微观相结合的方法,研究六盘山东麓断裂的滑动方式。结果表明:(1)根据断层泥组构特征,六盘山东麓断裂可划分为北、中、南3段,这与前人宏观分段结果相一致;(2)北段断层泥局部强烈变形,发育牵引褶皱,吕德剪切角(R₁)介于11°～26°,以及伊利石无明显的优选方位组构,表明该段断层活动是以粘滑为主的左旋走滑运动;(3)中、南段断层泥普遍变形,吕德剪切角(R₁)一般小于11°,P叶理、带状褶皱和肠状构造发育,以及伊利石复杂的优选方位组构,显示该断层的活动是以蠕滑为主的多期逆冲滑动。

新的野外调查研究结果表明,六盘山东麓断裂是一条第四纪以来的活动逆断裂构造带。根据断裂走向、活动时代及活动性质的变化,可把该断裂带分为北、中、南3段。北段以左旋走滑运动为主,中、南段以倾向逆冲运动为特征。活动时代北新南老,水平位错北强南弱。晚第四纪以来断裂活动特征的这种变化与西华山-六盘山条形地块东向滑移受阻及断裂走向的改变有关。

组成阿尔金构造系的断裂,均具左旋位错特征。发生于渐新世-中新世以来的总位错量450～700km.其中,分布于阿尔金断裂带上的位错量达225～375km,分布于其它断裂带上的位错量达150～250km.发生于上新世以来的总位错量为90～130km.其中,分布于阿尔金断裂带上的位错量为50～80km,分布于其它断裂带上的位错量为40～50km.发生于第四纪的左旋位错量20～27km.其中,分布在阿尔金断裂带上的位错量为7～17km,分布于其它断裂带上的位错量为10km左右。

通过大探槽开挖和断层陡坎分析,揭示出发生于1679年8级地震的新夏垫断层自距今约2万a以来共发生了4次地震事件。前两次为砂体液化显示的事件;后两次为可见直接断错证据的事件。分析得到的1679年地震最大垂直位移为1.75m,前1679年事件为1.41m,是两次震级非常接近的特征地震。4次事件发生的时间分别为距今约20000,13000,7500和317a,平均重复间隔时间为(6561±691)a,显示了准周期重复的特征。

在前人研究的基础上,结合断裂带沿线的构造地貌、断层岩组合及大量与断裂相关的地层年代,综合分析了红河断裂带第四纪以来活动的总趋势:随着活动时代的趋新,活动中心由南向北逐渐迁移,全新世晚期以来的活动中心位于大理、弥渡一带;探讨了该断裂带第四纪活动的时空演化规律,为断裂带不同区段地震危险性的评估提供了依据。

断层泥矿物的优选方位和组构型式与断层活动的性质有着密切的关系。使用X射线组构测角仪测试香山-天景山断裂不同区段断层泥伊利石的组构,结果显示,香山-天景山断裂中段断层泥伊利石组构无优选方位,是断层粘滑的结果;东西两段断层泥伊利石组构有一个极密区,是断层左旋剪切蠕动的结果。

红河断裂带早第四纪以来发生的大规模右旋走滑运动,导致断裂北段尾端的质量亏损,形成了拉张区。右旋走滑量为7.1km左右,拉张区右旋方向上的扩张量为5.35km左右,二者相互转换的量级是基本一致的,从而定量地证实了它们之间的成因联系。

根据实际资料分析研究,逆断裂破裂位错向上传播至松散层中有4种消减形式:端部分叉、从断裂向褶皱转换、破裂在松散层中的吸收与尖灭及逆断层前方碎砾物质的扰动变形等。端部分叉与扰动变形的消减可能与突发性位错相关;上覆层的褶皱及位错在松散层中的尖灭则多属弹-塑转换型的消减方式。

三轴剪切摩擦实验后的断层泥与天然断层泥的再生显微结构特征研究表明,断层泥的显微结构特征与断层滑动方式之间有一定的关系,稳滑使断层泥变形均匀,产生低角度剪切(<14°)、布丁构造和颗粒碎裂流动。粘滑使断层泥局部发生强烈变形、高角度剪切(>14°)和碎粒出现随机裂纹等。断层泥的再生显微结构特征可用作鉴别古地震的存在。

自1986年引进芬兰LKB公司生产的Quantulus-1220高灵敏度低本底液体闪烁计数器（以下简称液闪仪）以来,笔者已测量¹⁴C年代数据413个（截止到1988年4月11日）,为地质研究提供了必要的时间尺度。

通过综合探测研究,查明了1679年三河—平谷8级大震是发生在具有深部构造背景的活动断裂交汇区;北东向新夏垫断裂是其发震断裂并呈右旋剪切破裂位错,潘各庄一带垂直位移最大(达3.16米)应为8级地震的宏观震中。由平均地震位错速率及一定震级地震的位错量估计,夏垫断裂带上极震区范围内7.5级、7.0级和6.5级地震的平均重复时间下限值分别为3800年、1750年和800年。

地质证据表明,红河断裂带的活动强度以其中段的大理及其附近地区最强烈,整个断裂带自新生代以来的活动时序也从南、北两端逐渐向中段的大理地区变新,可与断裂带中段的现代强震分布相对应。地质现象及地质年龄证据表明全新世中、晚期在大理及其邻近地区有周期为1500年左右的五个从平静到活动的地质事件。用断裂位错距离和位错速率计算的地震复发周期表明,每隔1500年左右的地质事件可能伴随着一次8级地震。

通过区内活断层性质、盆地生成和水系分布极向等的研究,进一步从地质上论证了该区北北西—近南北向的现代构造应力场。认为这一局部应力场是川滇菱块作南向滑移引起的地壳上部的构造变形事件。晚新生代以来的断陷盆地是这一滑移过程造成的地壳表层的拉分盆地。在地壳的下部有可能受到大区域板块北(偏东)向推挤作用的影响。中小地震和强震在深度分布、破裂特征及应力方向上的区别有可能是这种不同深度层次上应力差异作用的某些信息。