澜沧断裂属于汗母坝—澜沧断裂的南段(图1a),该段断裂北起沧源县岩帅镇以南的联合,途经南六、克朵、哈卜吗、战马坡、大塘子、老达寨、中南京凹、麻卡地,东南止于澜沧县城东南,全长约85 km,走向330°～340°,倾向SW或NE,倾角60°～75°,在战马坡村哈卜吗附近与NWW向的澜沧断裂相交(图1b)。沿断裂可见V型谷、断错水系、断层三角面、断层陡崖等地貌及山脊、水系和阶地等右旋断错特征(俞维贤等,1991a)。断裂连续性较差,多以阶区的形式实现不同断裂段之间的构造转换。

图1 滇西南地区活动断裂索引图(a)及汉母坝—澜沧断裂地质构造图(b)
Fig.1 Index map of main active faults at southwestern area of Yunnan Province(a) and tectonic map of Hanmuba-Lancang Fault(b)

澜沧断裂晚第四纪构造活动以右旋走滑为主,野外实地考察发现,沿断裂形成了丰富的断错地貌现象,主要表现为山脊、冲沟右旋断错,并发育有断层陡坎、断层沟槽、断层垭口和断陷凹坑等伴生现象。

地貌特征是地质构造格局的基本反映,是新构造运动作用过程中必然的规律分布(卢海峰等,2006; 卢海龙等,2012),通过地貌特征也可判断断裂的新活动性。断裂若断错最新的地貌单元,如河流低阶地、纹沟等,都可作为断裂新活动的证据。例如,在中南京凹附近,南朗河支流发育两级冲洪积阶地,受断层右旋走滑作用的影响,两级阶地均发生了明显的右旋位错,并形成反向断层陡坎(图2a),野外利用差分GPS测量,确定T₂阶地右旋走滑量为(40±2)m。在断裂南段麻卡地附近,南郎河北侧大致相当于该河Ⅲ级台地上,发育了一系列次级冲沟或纹沟,向东南流入南郎河,受断层走滑作用影响,大约有5条小冲沟发生了同步右旋位错,错距分为两组,分别为15～17 m和30～32 m(虢顺民等,2002)。同时,在一条右旋冲沟的南北两侧发育高约1.5 m的地震鼓包及高约1.8 m的反向沟槽。横跨地震鼓包的探槽揭示了断裂右旋走滑的特征,可见清晰的擦痕(图2b),擦痕走向320°,侧伏角10°,表明断裂以走滑为主,略具逆冲分量。

1988年11月6日在澜沧县战马坡乡一带发生了一次7.6级地震,随后在沧源与耿马县交界处的汗母坝南至小麻勐一带又发生了一次7.2级强震,两次强震震中相距60 km,属典型的双主震-余震

图2 澜沧断裂断错地貌
(a)中南京凹南侧阶地右旋断错(镜像NW);
(b)麻卡地断层擦痕(镜像SW)
Fig.2 Fault landforms of Lancang Fault (a)terrace dextral dislocation at the south of Zhongnanjingwa(view to NW);(b)fault scratch at Makadi(view to SW)

在前人震后调查结果的基础上,笔者询问当地村民并到现场指认发现,在哈卜吗下寨北侧,澜沧断裂和黑河断裂交汇处的山梁上至今仍然保存了多条澜沧7.6级地震的裂缝带。其中有一处地震裂缝宽达60 cm,深度为30 cm,走向350°(图3a),有些裂缝还可辨认出右旋位移,位错量为60

图3 澜沧7.6级地震裂缝、滚石
(a)哈卜吗下寨地震裂缝(镜像NW);(b)老达
寨附近断层地貌及地震滚石(镜像SW)
Fig.3 Fissure and rolling stone induced by Lancang M7.6 earthquakes (a)fissure at Habumaxiazhai(view to NW);(b)fault landform and rolling stone induced by

～70 cm。老达寨处,断层在此形成醒目的断层陡崖,走向近南北,崖壁下遍布滚石,大小不一,滚石直径最小不足1 m,最大有4～5 m,这些皆为1988年澜沧7.6级地震滚石(图3b)。滚石南侧有多个断塞塘沉积,野外跨断塞塘开挖了探槽,探槽中也揭示了与澜沧地震相关的内容,其结果在下节叙述。

该探槽位于麻卡地附近(位置见图1),处在南郎河西北侧,大致相当于该河Ⅲ级台地上。受断层走滑作用影响,不但造成5条小冲沟同步右旋位错,位错量约15～17 m和30～32 m(虢顺民等,2002),同时发育高约1.5 m的断层鼓包及高约1.8 m的反向沟槽(图4a)。笔者横跨断层鼓包进行了探槽的开挖(图4b),探槽长约25 m,宽约1.5 m,深约2～3 m。探槽西侧层理较差,并无发现断层,因此野外只对探槽东侧部分进行详细分析和讨论。

探槽东侧南壁揭露的地层如图5所示,其中U1为灰黄色基岩风化层; U2为浅黄色断层破碎带; U3为高台地残存的浅红色变质砂岩; U4为深灰色断层泥; U5为土黄色断层破碎带; U6为深灰色土层,顶部含碳屑,测年结果为(1 115±65)a B.P.和(990±60)a B.P.; U7为浅灰色土层,顶部含碳屑,测年结果为(615±35)a B.P.; U8为地表耕作土层。从出露地层可见,剖面西侧(图5的右侧)为南郎河高台地残积物和断层破碎带,属于剥蚀环境; 而东侧(图5的左侧)为断层凹地沉积,具有断塞塘沉积的性质,含碳物质较丰富,便于样品采样,因此是本文讨论的重点。剖面中共揭露了5条断层,其中F₁、F₂、F₃发育于剖面西侧,即发育在断层破碎带和基岩中,其活动性难以直接判断,在此不作为讨论的重点。

从断层剖面(图5)上分析,该探槽揭露2次古地震事件:事件1为F₅的活动,它断错了U6,终止在U7之下。由于断层作用,U6上盘抬升, 遭受剥蚀,在断层上盘无保留,由于断层上下盘

图4 麻卡地探槽地貌特征
(a)麻卡地断错地貌(镜像SW);(b)断层鼓包,高约1.5 m(镜像SW)
Fig.4 Landform of Makadi trench (a)fault landform at Makadi(view to SW);(b)fault mole track with height of 1.5 m(view to SW)

的相对升降,在地表会形成断层陡坎,断层下盘处于位置较低的一侧,地势低洼,形成了一层碳屑沉积。根据碳屑的年代,推测此次事件应发生在(1 115±65)a B.P.之前,且较为接近这一年代。事件2为断层F₄的活动,该断层走向320°,倾向SW,底部倾角70°,断面显示清晰的近水平状斜擦痕(图2b),它断错U7并在U7的顶部也形成一层碳屑,终止在U8之下,根据U7顶部碳屑年代判断该次地震事件发生在(615±35)a B.P.之前,且较为接近这一年代。2次地震形成的垂直断距均为30～40 cm,与澜沧7.6级地震形成破裂带的垂直断距相当。

图5 古地震探槽剖面I南壁拼图(a)与解译(b)
Fig.5 Photo-mosaic of the south wall of the paleoearthquake trench section I (a)and its interpretation(b)

探槽Ⅱ和Ⅲ均位于老达寨附近(位置见图1),由于断层的活动,在该处形成明显的断塞塘地貌。探槽Ⅱ为人工开挖,长17 m、深1.5 m、宽1 m。探槽III为机械开挖,长11 m、宽3 m、深3 m。2个探槽揭露的地层及断层较为复杂,但整体来讲均可分为3个部分,东西两侧为2个断塞塘沉积系统,中间为断层破碎带。从探槽揭露的地层可见,2个断塞塘沉积地层较为相似,底部均为浅红色砂土层,上部为黑色腐殖土层和砂砾石层的互层。从年代上看,西侧断塞塘形成较早,东侧断塞塘为后期形成。

对于TC-2(图6),揭示的主要地层为:U1为灰黄色、黄褐色砂岩,具斜层理; U2为灰绿色断层破碎带泥层,夹砾石; U3为土黄色基岩风化砂砾石层; U4为灰黄色含砾石土层,测年结果为(3 735±95)a B.P.; U5为灰绿色断层破碎带; U6为姜黄色粗砾石层; U7为灰绿色含砾石土层; U8为姜黄色砾石层,混杂堆积,崩积屑; U9为浅黄色砾石层; U10为灰色砂砾石土层,底部测年结果为(2 535±175)a B.P.; U12为浅红色砂土层,底部测年结果为(2 605±135)a B.P.、(2 345±15)a B.P.; U12为灰黑色腐殖土层,测年结果为(1 190±90)a B.P.; U13为土黄色粗砾石层; U14为灰黑色腐殖土层,测年结果为(820±90)a B.P.; U15为浅红色砂土层,靠近断层侧含砾石,测年结果为(575±55)a B.P.、(570±60)a B.P.; U16为灰黑色腐殖土层,测年结果为(525±15)a B.P.、(415±95)a B.P.; U17为土黄色含土砾石层; U18为灰黑色腐殖土层,测年结果为(80±70)a B.P.; U19为淡红色地表耕作土。

图6 古地震探槽剖面II北壁(a)及南壁(b)解译
Fig.6 Interpretation of north wall(a)and south wall(b)of paleoearthquake trench section Ⅱ

对揭露的地层及断错关系进行分析,笔者认为该探槽揭露了6次古地震事件:事件1为断层F₄的活动,它断错U6以下地层,终止在U6之下,根据U4的年代(3 735±95)a B.P.,推断此次地震事件发生在该年代之后。事件2为F₅和F₁的活动,断错U10及以下地层,形成崩积楔U8,被U11所覆盖,根据U10年代(2 535±175)及U11底部年代(2 345±15)a B.P.,推测本次地震事件发生在2 300～2 500 a B.P.之间。事件3为断层F₅的活动,它可能与西侧未揭露的一条断层共同断错了U11,U11相对下降,形成了正断层地堑构造,在地形上呈U型,成为西侧断塞塘的底部,之后由于地形原因,U型地形内易于富集流水,因此形成了其上的黑色腐殖土层U12,该次事件就发生在U11顶部年代与U12底部年代之间,根据U11和U12年代,判断此次事件发生在(2 345±15)a B.P.与(1 190±90)a B.P.之间。事件4同样为断层F₅的活动,其控制的U13 、U14具有与李传友等(2010)在西秦岭北缘断裂发现的韵律沉积相似的特征,一次地震事件形成一套快速堆积的粗砂砾石层U13,之后沉积细粒层U14,该次地震事件发生在U14与U12沉积之间,即在(820±90)a B.P.与(1 190±90)a B.P.之间。事件5、6为断层F₂和F₃的活动,这2条断层的活动为断层带的最新活动,控制了东侧断塞塘的形成演化,事件5的活动使得U15下降成为断塞塘底部,后沉积黑色腐殖土层U16,根据两套地层的年代限定事件发生在500～600 a B.P.间。随后事件6形成快速堆积粗粒沉积U17,后沉积U18,U18测年结果为(80±70)a B.P.,该事件为断层带最新活动事件,由年代及前人的研究(俞维贤等,1991a)判断,此次事件可能与1988年澜沧7.6级地震有关。

探槽III与探槽II相隔仅数米,因此揭露的地层与探槽II较为相似(图7),主要为:U1为土黄色砂岩; U2为浅紫色灰岩; U3为灰色断层破碎带,碳屑年龄为(4 325±95)a B.P.和(4 160±80)a B.P.; U4为浅灰色断层破碎带,顶部测年结果为(2 240±90)a B.P.; U5为灰黑色断层泥,夹砾石; U6为灰黄色基岩风化破碎层; U7为浅红色土层,顶部测年结果分别为(2 040±90)a B.P.和(2 070±80)a B.P.; U8为灰黑色腐殖土层,测年结果为(2 215±95)a B.P.和(1 065±105)a B.P.; U9为土黄色含土砾石层; U10为淡红色土层,靠近断层侧含砾石,测年结果为(600±60)a B.P.; U11为灰黑色腐殖土层,含较多砾石,测年结果为(145±145)a B.P.; U12为淡红色地表耕作土,底部碳屑测年结果为(80±70)a B.P.。

探槽共揭露5次地震事件:事件1可能源于断层F₄的活动,由于地层的缺失,很难直接判断断层活动的时间,从地层断错和缺失的情况看,此次事件发生在2 300～4 300 a B.P.前后。之后断层的活动主要控制了2个断塞塘的沉积演化。事件2为F₆的活动,它断错U7,并使得U7成为断塞塘的底部,后沉积黑色腐殖土层U8,根据U7顶部两个碳屑年代为(2 040±90)a B.P.和(2 070±80)a B.P.,判断该次事件发生在约2 000 a B.P.以来。同时上覆的U8层的年代会限定本次地震活动的上限年代,但U8层内的2个年代结果相差较大,中部的年代为(2 215±95)a B.P.,顶部的年代为(1 065±105)a B.P.,探槽III中的U8层与探槽II中的U12为同一层,根据探槽II内测年结果,分析(1 065±105)a B.P.年代较为可靠,但该年代可能接近U8沉积结束时,(2 215±95)a B.P.可能是混杂进了U7内部较老的碳屑,综合判断该次地震发生在1 100～2 000 a B.P.之间。事件3同样为F₆的活动,该次活动形成快速堆积的粗粒沉积层U9,随后可能像探槽II一样会沉积一套细粒的腐殖土层,但由于后期人为耕种破坏,

图7 古地震探槽III南壁拼图(a)与解译(b)
Fig.7 Photo-mosaic of the south wall of the paleoearthquake trench section III(a)and its interpretation(b)

此套地层可能遭到了破坏,由U8地层上部年代判断,此次活动可能发生在(1 065±105)a B.P.以来。事件4、5为断层F₂的活动,它控制了东侧断塞塘的形成演化,首先是F₂断错U10,形成断塞塘的底部,该次活动发生在(600±60)a B.P.以来,之后U10之上沉积一套较厚的黑色含砾石腐殖土层,与探槽II揭露的韵律沉积略有不同,但根据年代结果及U11沉积特征,判断1988年澜沧7.6级地震在该处也是有反映的。