根据中国地壳构造的发展阶段, 西南三江地区在上新世晚期— 更新世早期新构造运动(喜山运动第三幕)的强烈活动下, 印度板块向北、向东挤压, 青藏高原和三江地区整体上升, 形成一个整体固化的大陆地壳。

据云南西部及邻区地壳厚度资料显示^[1], 西南三江地区地壳厚度普遍较大, 由南向北逐渐增厚: 北段, 康定— 中甸以北为60~66 km; 中段, 西昌、下关一带为50~60 km; 南段, 昆明、景洪一带为42~50 km。从地壳的一般结构看, 上部主要由花岗质层组成, 山区厚度为40 km, 平原厚度约10 km; 下部主要由玄武质层组成, 在大陆一般厚度约30 km。两者间存在康拉德间断面, 地壳的岩石具有弹性和塑性, 越往深部塑性越大。

按照魏格曼(Wegman, 1935)构造层次的观点, 地壳的构造分为表壳构造和内壳构造。表壳构造又称浅部构造, 它是造山带的上构造层, 岩石的变形以脆性为主导; 内壳构造又称深部构造, 是在地壳深处高温、高压环境下形成的构造层, 岩石以塑性流变、混合岩化等为主导。由于地壳具有不同的构造层次, 区内深大断裂也存在断层双层结构模式^[2](图1)。由于西南三江地区绝大多数地震震源深度都在15 km以内, 多属于脆性破坏的浅源地震, 断裂在浅部构造层中以脆性破坏为主导, 呈快速地震式断裂活动。

根据上述观点, 我们认为西南三江地区地壳北厚南薄, 这说明在印度板块挤压下, 本区造山运动的动力主要来自NNW方向, 新构造运动形成了统一的大陆地壳, 地壳上部的表壳构造层主要由固化的脆性岩石组成。

图1

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	图1 大型断层带的双层结构模式

关于新构造活动的起始时间, 国内外没有统一的观点, 现采用我国常用的从第四纪开始到现今的观点来认识。西南三江地区东部属华南亚板块, 西部属青-藏亚板块的甘-青块体、西藏块体和川-滇块体^[3](图2), 第四纪时期都属于已固结成一体

图2

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	图2 西南三江地区及邻区板块、亚板块和构造块体划分及运动矢量

的大陆地壳块体。第四纪以来受印度板块不断的向北东推挤、碰撞的影响, 在西南三江地区固结的脆性地壳上部即表壳构造层除剧烈上升外, 也在该动力作用下形成强烈的水平挤压, 产生系列脆性形变的推覆性、走滑性活动断裂带。另外, 在西南三江地区东南部(金沙江以南)存在许多北东向断裂。分析认为, 除有来自北东向的动力外(仍属印度板块动力的一部分), 可能尚有来自太平洋板块(具体为菲律宾海板块)东南方向动力的一些影响。

地质历史是地壳逐步演化的过程。在研究第四纪以来的活动性断裂时, 既要有断裂活动演化的历史观, 更要有断裂活动的阶段论。因此, 活动性断裂应包括第四纪以来形成的新断裂和前第四纪老断裂的继承性活动形成的追踪断裂。

1.3.1 新、老活动断裂特征

新断裂主要指第四纪以来新构造活动在陆壳上部花岗岩质层中形成的脆性断裂, 深度一般较浅, 规模较小, 多属三、四级构造, 在遥感图像上多呈直线状, 主要分布在主要活动断裂带之间, 如本区的一些NE向、NW向次级活动性断裂。

本文所指的前第四纪老断裂主要是指前第四纪活动性强、规模大的深大断裂和基底断裂。这些断裂的形成和活动与不同时期的构造活动有关, 并具有一定的时间性和阶段性, 但是形成后的断裂到第四纪不是孤立停止的, 它将在原有断裂的基础上, 在新构造活动环境下产生继承性活动, 其既反映原断裂的特征, 也反映有新构造的内容。从分布上看, 老断裂的继承活动主要反映在断裂带的变化, 一般在主断裂两侧及两端发展形成新的断裂。这些深大断裂在喜山期以来的新构造活动十分活跃, 在新构造活动中和新生的断裂相结合, 控制着区域新构造活动时期主要断裂的网络状框架。

1.3.2 新、老活动断裂关系

西南三江地区老断裂在新构造活动中的作用非常重要, 它除了仍然保持着一定的活动和原有的特征外, 在新构造活动的总体控制作用下, 被新的断裂体系所迁就或归并, 反映出新构造和继承性活动的特点, 并在新构造活动中成为占主导地位的活动性断裂。由于本区第四纪时期已形成统一、完整的固化陆壳, 因此活动性断裂的发生和展布可以不受前第四纪地质单元界线或深大断裂的控制和约束, 如安宁河断裂等构造分区断裂有被新的NE向断裂所穿切的现象, 如图3所示。

图3

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	图3 冕宁彝海NE向新断裂穿过了SN向老断裂

1.3.3 活动性断裂组合形式

从宏观上看, 到第四纪本区已形成统一的且物质相对较均匀的陆壳, 在同一动力作用下, 根据应变椭球体的原理^[2], 表壳构造层的脆性岩石中将产生不同规模、具有规律性几何特征的张性、扭(剪)性断裂。因此在第四纪时期, 各方向的活动性断裂从空间上就形成了较统一的网络状分布。这种观点来源于早年李四光先生所确定的“ 棋盘格式构造也就是网状构造” 。我国地震地质专家丁国瑜在“ 中国内陆活动断裂基本特征的探讨” 一文中也谈到, “ 在中国大陆内部有许多资料表明, 新的断裂活动平面上的分布有不受区域构造单元的控制, 且大范围呈现出规则的几何组合图像特点。特别是地震活动反映出地壳现代破裂有大范围的网络性特点^{[4, 5, 6]}” 。在国外也有关于现代地壳破裂网的认识。

西南三江地区的网络状断裂不仅组成了本区第四纪主要活动断裂的网络格架, 在主要深大断裂间的广大区域也能见到许多次级或局部地区的网络状断裂, 如在四川的昭觉等地区(图4)。

图4

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	图4 昭觉地区网络状断裂图像

遥感图像上活动断裂的地质解译标志和地面观察到的活动断裂标志大致相同, 如断裂的地形、地貌特征, 水系的转折, 不同岩石地层的断接, 在第四纪岩石、地层中发生的断裂等, 这些标志在有关书籍中已有介绍, 这里不再一一叙述。

(1)对比法。对不同时期图像的影像特征变化进行对比, 发现近期活动断裂的微地貌变化, 如对汶川“ 5· 12” 地震通过采用震前震后遥感图像解译对比, 了解活动性断裂和与断裂活动有关的地震灾害。从遥感图像上断裂显示的形态和清晰程度, 区别(相对的)新、老断裂。新断裂一般线性体细、直、光滑且清晰; 老断裂一般线性体粗、连续性差、模糊。

(2)形态法。较大的活动性断裂往往处于剥蚀裸露地带, 植被覆盖少, 断裂的端点变细, 呈现反映新生构造裂隙的破裂影像细纹。

(3)佐证法。充分结合第四纪新构造活动的地质环境研究和认识, 从地质演化、地壳构造和岩石特征、断裂性质和形态特征方面将第四纪的活动性断裂从地质历史的长河中淘洗出来。

根据上述新构造活动的特点, 在第四纪以来具有同一固结、脆性的浅层地壳结构, 同一构造动力源和应力场的环境下, 形成了较完整、一致的网络状断裂系统。基于这种认识和遥感图像的客观反映, 结合有关地质资料, 从遥感图像上解译出了西南三江地区主要的活动性断裂带所组成的菱形网络断裂系统, 其中SN向断裂带8条, NW向断裂带6条, NE向断裂带6条以及不大明显的EW向断裂带3条, 共计23条(图5)。

网络断裂主要分布在四川、云南境内, 在区域上总体呈南北长、东西短的菱形体, 局部地区由于作用力的变化, 菱形体的形态和完整性也有变化。西南三江地区地质构造复杂, 新构造活动强烈, 从交汇区断裂的特征、图像解译以及结合地震活动分析, 本次提出15处断裂交汇区(图5)。各方向主要活动断裂带和断裂交汇区列述如下:

(1)南北向断裂带。南北向断裂带是本区第四纪前较老的断裂, 到第四纪又有新的继承性活动。

图5

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	图5 西南三江地区主要活动断裂带格架(2000年ETM)

从区域上看, 继承性活动具有在原断裂带的基础上向北和向东发展的趋势, 这在康滇南北断裂带和金沙江南北断裂带上比较明显, 一般具有以压扭性为主的特征, 在区域上形成了南北向展布的构造性湖泊。

(2)北西向断裂带。北西向断裂形成较晚, 在喜山期断裂活动发育, 在西部一般穿越其他方向断裂; 为走滑性的活动断裂, 在遥感图像上多具延长、平滑的线形断裂特征。主要断裂在四川地区向东穿越南北向安宁河断裂带。在云南大理一带也存在这类北西向的活动断裂, 并跟踪或复合于老的南北向断裂。

(3)北东向断裂带。过去在青-藏亚板块(即青藏— 滇西褶皱区)的西南三江高原地区北东向断裂不多, 在华南亚板块北东向断裂也反映得不太系统。本次遥感解译表明, 西南三江地区的确存在较系统的北东向活动断裂。在高原地区北东向断裂反映较弱, 可能多为与北西向断裂配套的剪切性活动断裂。在石棉— 丽江断裂带以南的华南亚板块区(即杨子地台区), 北东向断裂比较系统且活动较强。新构造活动多为北东向老断裂的继承性活动断裂, 如在木里、宁蒗及丽江一带的北东向断裂和地震活动带。

(4)东西向断裂带。区内东西向断裂不多, 卫星图像上反映也不明显, 多为断续出露。一般呈短粗线形, 多是较老断裂的残留部分, 如呈东西流向的金沙江段所见的断续东西向断裂。短细线型多是近期的配套断裂, 如甘孜地区北西向走滑断裂带见有东西向配套的拉分断裂。

(5)断裂交汇区。在网络状断裂系统中常见不同方向的断裂交汇在一起, 形成断裂结。一种是不同时期断裂的交汇区, 一种是同期网络状断裂的交汇区。断裂交汇区往往是构造应力的集散区, 也是现代构造容易活动的地区。前第四纪形成的老断裂在新构造运动作用下, 继承性活动在这里也十分普遍。从交汇区断裂的特征、图像解译以及结合地震活动分析, 本次提取出15处断裂交汇区。结合历史地震资料发现, 15处断裂交汇区都位于主要地震带上, 而且基本上都在地震发生较集中或地震强度较大的地区。因此, 通过对断裂交汇区和历史记载地震资料的分析研究, 有利于对西南三江地区地震活动和地质灾害的调查、监控研究。

(1)活动性断裂构成网络状特征。在前第四纪老断裂构造的基础上, 活动性断裂在第四纪表现为网络状断裂系统。各方向断裂由老到新的次序大致为EW向、SN向、NE向和NW向排列, 活动的程度以NW向活动性走滑断裂最为重要, 其次是SN向和NE向活动性断裂。区内的主要地震活动带是NW向的甘孜— 康定活动断裂带、龙陵— 澜沧活动断裂带、SN向安宁河活动断裂带和东川— 通海活动断裂带。另外应注意木里— 丽江段NE向断裂的活动和发生地震的可能性。

(2)菱形网络体的结点需要特别关注。菱形网络体的结点即断裂交汇地区是应力的集散区, 也是易于产生地震活动的区域。本文提出的15个断裂交汇区都是发生地震比较集中的地区。对断裂交汇地区应该进行必要的监控和防范。

(3)网络断裂是现代浅层脆性地壳重要的活动性断裂。活动性断裂反映在区域构造格架上通常呈网状, 也反映在局部地区和断裂带附近。在长期应力作用下的破裂网络是断裂活动的前兆(初期阶段)。当突发性地震活动时, 将进一步形成位移性的断裂、地震灾害和地质灾害。