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深圳断裂带活动性分析活动分析深圳断

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深圳断裂带活动性分析活动分析深圳断_第1页
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2006年12月广东地质GUANGDONG GEOLOGY第21卷第4期深圳断裂带活动性分析贾建业I孙杰詹文欢I易顺民°(1.广东省科学院,广州510070; 2.中国科学院南海海洋研究所,广州510301;3.中国科学院研究牛院,北京100049;; 4.深圳地质局,深圳518000)摘 要 从构造地质学、遥感图像、地震学、地貌学和地球动力学的角度出发,论述了深圳及其 邻近地区的地质构造背景,阐述了深圳断裂带的构造活动性结介地丧活动特点进行分析,晚更 新世深圳断裂带有多期活动,但是晚更新世至今断裂活动已明显减弱;现代微震活动是其构造能 量缓慢释放的表现,得出深圳断裂带现今构造稳定,不具备发生较大规模的活动关键词深圳断裂帯地震活动构造活动性稳定深圳市位于广东省中南部沿海,南隔深圳河与香港九龙新界毗邻,东临大亚湾,两接珠 江口伶仃洋,北与东莞、惠阳交界口创办经济特区以来,城市建设迅速,高层建筑林立, 具有国际化人城市的规模五华一深圳断裂带呈北东展布,自东北向西南斜穿市区,经过坪 山、横岗、深圳水库和罗湖区高层建筑群,因此,它的活动性将关系到经济特区建设规划及 发展前景近年来,建筑物密集、水库库容增大,大大增加了罗湖区地血的荷载,加之大规 模建设的深基坑施工等人类工程活动,必然改变原有地壳结构的边界平衡条件、载荷平衡条 件及其平衡状态,使原本具有活动性的罗湖断裂带的弱平衡状态地质环境受到破坏,引起社 会各方对其的关注及重视。

本文根据地质调查和地震活动对该断裂带的活动进行研究1构造背景深圳人地构造上属于紫金一惠阳凹褶断束的组成部分,是加里东褶皱基底上发育而成的 晚古生代凹陷,其后被中、新生代构造叠加、改造,发生多期断裂和岩浆活动,对地层的破 坏明显,造成地层连续性差,缺失多,除新生代地层外,其他各时代地层的岩石多受到不同 程度的变质作川⑴由于地处新华夏莲花山构造带的術南端,区内地质构造比较复杂,以断 裂为主,分为北东向、东西向、北西向三组其中,北东向深圳断裂带斜贯全区,包容和切 割了东西向断裂,是区内的主导构造,对整个测区的地层、侵入体、变质岩分布、构造展布本文2006年10丿J收至I」等具有明显的控制作用经丿力了早期较强的逆冲活动和晩期以左旋为主的扭动活动,断裂规 模较人、深度人,影响带宽儿十至三白余米,第四纪地表断错现象经常可见;压扭性为主的 东西向和北西向断裂切错北东向断裂,形成较晚,规模较小(图1)⑴12 M Mm20EZJ' EZJ2n~i31ph p13卜E~|7rr~PLi®n~i,<>r^hb|i「w I “ LXV|g| /」“|^

断裂活动明显影响了夷平而,在较缓且不连续的地形转折处,沿断裂常有 线性展布的断层山和成排出现的断层崖、三角血及直线延伸的断层谷地深圳地区构造运动以区域性不均衡间歇上升为主,由于断裂带间歇性不均匀抬升,在横 岗和坪山盆地内发育了两级不对称得河流阶地⑶;冃地层连续性差,缺失多断裂带东侧, 第四系厚度小,沉积物以重力堆积或洪坡积为主;断裂带西侧主要为斤•陵、谷地,以红土型 风化壳、河流冲积及河海混合堆积为主;沿海港湾有第四纪海相及河海混合相沉积⑷2断裂构造活动性深圳断裂带是区内规模最人的主干构造,断裂带总体走向60° ,由深圳断裂束及两侧 的安托山一赤湾断裂束和盐m坳断裂束组成深圳断裂束是深圳断裂带的主体,由九尾岭断 裂、横岗断裂和出螺坑断裂等三条人致平行的北东向断裂组以及期间所夹持的断裂动热变质 带组成这些断裂帯穿越城区,对深圳帀城区规划及建设有重要影响其中横岗断裂是主-干 断裂,两侧分别是九尾岭断裂和m螺坑断裂,断裂构造活动基本特征如下:2.1横岗断裂图2人民桥一I国贸大厦地质剖面图横岗断裂是深圳断裂朿的轴心,自北向南贯穿市区,发育了数T米宽的动热变质带、儿 I•至上T米宽的挤压破碎带和上T米宽的构造影响带。

断裂破碎带内呈强烈的硅化、绿泥石 化、绢云母化夹构造透镜体、泥砾和压碎岩断裂组沿走向具“S”形展布特征,航空红外 线摄影及侧视雷达影像图上,表现为一组由断崖和断谷组成的线性构造体,以及暗色彩纹和 带状分布的泉、水塘和沟谷等,断裂组东南侧长条块状分布着沉积地层及蠕状河流等断裂 在市区人民桥与国贸大厦Z间被I•多米厚的第四系覆盖,该底层下部为晚更新统砂砾层,上 层为全新统剖面显示断层两侧的Q3-Q4层位连续,埋深一致,没有受过断裂活动错移, 说明该断裂晚更新世以來没有明显的活动⑸(图2)此处分栏排1.侏罗纪凝灰岩;2.燕山期花岗岩;3.燕山期花岗片麻岩:4.砾石层;5•砂层;6•粘土层;7•夹淤泥粘土层;8•风 化粘土层;9•人工堆积层;10.断层:11.钻孔及孔深位于黄贝岭的兔断层切穿震旦系及中侏罗统,断层破碎带由断层泥、碎裂岩、硅化粉 砂岩组成,主带宽4.2 m,向地表方向破碎带产状变得近于水平,断层影响带故宽对达30 m 左右对断层破碎带断层泥中的石英进行热释光测年(TL)结果显示为(0.93〜0.56) X 10梵 证明F*断层在中更新世中期有过一次较强烈的活动,但在断层上部覆盖层中有年龄资料的 晚更新世至全新壯沉积层内未见到任何断裂痕迹。

另外,在对黄贝岭氏断层进行近I•年(深 圳地质局,1986~2003年)的地面近场构造大地测量和地下动态监测资料显示,断层蠕动速 度较慢,水平切向速率为(0.17〜0.35) mm/a、法向速率为(0.02〜0.30) mm/a、垂直速率 为(-0.18^-0.98) mm/a,屈于H本学者杉HI时彦关于活动断裂分级的B级的低值段⑹,进 一步证明了横岗断裂具有老构造新活动特征,现处于缓慢释放应力的嫦动状态,活动性微弱2. 2九尾岭断裂属于深圳断裂的西北支,由九尾岭断裂及其旁侧的次级金线凹断裂和望天海断裂等组 成M横岗断裂平行展布,在平血上微呈反“S”形,航空红外线摄影及侧视雷达影像图上,显示为平直的不同色调界面构成的线性组合体该断裂具有明显的破碎变形特征,沿断裂带 在下石炭统测水组及中侏罗统塘夏群砂页岩中发育了由厚人的破碎岩、构造角砾岩及硅化破 碎带构成的境岗状山脊沿断面出無构造角砾岩、碎裂岩、硅化破碎带,由断层泥、糜棱岩、 压碎和砾岩,强蚀变的原岩组成,断而上还见斜向擦痕在九尾岭独树村一带,破碎带宽仅数米,影响带宽约十余米,由破碎带中心向两侧,依 次rti断层泥、糜棱岩、构造透镜体、压碎角砾岩和绿泥石化、硅化破裂砂岩组成。

对见断裂 中的断层泥上,有清晰的斜向擦痕剖面下盘(北西)为中侏罗统塘厦群沉凝灰岩、砂岩, 上盘(南东)为下古生界变粒岩、混合岩断裂上层均为燕山期花岗岩风化砂粒质粘土层或 粘土层所覆盖,从层位关系上分析其时代应属于中更新壯图3反映了该层在断层两侧层厚 及层次结构均未发生变化,因此推断该断裂自中更新世以来没冇明机活动迹象图3独树村断裂剖面图1.残坡积层;2.塘履祥砂岩(卫);3.断层岩带;4•下古生界(Pz)混合岩对独树村和人望段断层泥中的石英颗粒,进行表而结构的电镜扫描研究及热发光年龄测 定结果表明,九尾岭较强烈的活动时间为距今(1.5~1.8) X106a,相当于第四纪早更新世初 期,与地质剖而显示一致此处分栏排2.3田螺坑断裂属深圳断裂束的东南支,由呈左行斜列的山螺坑断裂及石井岭-黄竹坑断裂组成在航 空红外线摄彩及侧视雷达影像图上,具黑色粗线条特征,坪山盆地边缘为直线状灰黑色的界 血;断裂东南侧有粗菱格显纹,山脊陡,阴影明显;两北侧为黑灰色,色调平滑,对比度差 地農转换波测得在13〜17 km深处有一个突变带,可能是断裂深度已达康拉德曲的反映断裂的南西段衣现为下石炭统测水组与上侏罗统高棊坪群呈断裂接触,构造岩以糜棱岩 化凝灰岩、片理化凝灰岩、片理化砂岩、碎裂岩为主。

从图4所示,断裂的北西盘逆冲在南 东盘之上,断裂而比较平直从横排岭构造剖面对构造岩的取样分析衣明,构造岩矿物含量有较大的差异性:绢云母 随着应力集中、形变级别的加强,其含量急剧上升,在断裂中心含量对达85%以上绿泥 石矿物仅仅存断裂中心出现,往两侧趋向消失石英矿物含量变化,由于受原岩成分含量制[Tj. H4 LSI5 ®6IZI7 BO8图4横排岭南西侧FT!螺坑断裂构造剖血图1.上侏罗统高基坪群:2.下石炭统测水组;3.石英绢云母千糜岩;4.轻微片理化石英细砂岩;5.片理化流纹质凝灰岩;6.微片理化流纹质凝灰岩;7.断裂:&产状约,而有明显的差异性外,在断裂南东侧火山岩中石英矿物的含量亦显示远离断裂中心逐渐 减少①表明应力作用以断裂为中心,向两侧逐渐变弱陈伟光等在莲塘段进行断层气监测 结果(汞含量0.229 n^L,氮含量5.076 ng/L)显示,具有一•定的活动性,但与珠三角其他 城市异常下限值相比,活动性仍属于微弱2.4北东向其他断裂深圳断裂束附近发育有其他次级断裂构造,这些断裂错断了燕山三期花岗岩,断层倾向 NW,倾角40~70° ,断层呈带状,影响带宽度较小,构造活动影响弱。

深圳断裂带的形成口J以追溯到燕山期构造运动,中生代以來,太平洋板块急剧扩张,加 速了对亚洲大陆东缘的俯冲,导致俯冲面以上的亚洲东缘陆壳向洋壳蠕散减薄,形成区域张 应变场在这种上张下压的构造力作川下,在陆缘外侧形成一系列边缘海,内侧产生北北东 向裂谷型断陷盆地,且上地幔蠕动上涌,地売减薄因此深圳断裂就是该阶段在区域剪切 力作用下的产物3地震活动地震是现代地壳运动的特殊表现形式深圳所处的人地构造位置及其地质条件决定了 本区整体而言是一个相对稳定的区域,历史和现代地震活动性也说明了这一点该区历史地 震资料记载不多,自1957〜1940年共记载12次,主要集中在南头、香港和澳门三处,前两 者ML为3.6〜4.1级,后者ML为5.2级深圳及其近邻地区现代地震活动的强度和频度都不 高,地震影响烈度从未超过6度,属于微震活动区1970年以来共记录到地震118次,其 中最大震级为M厶=3.6级,绝人多数均为M厶<3.6级的地震,近400多年來地震释放的总能量 相当于一次Ml=5.22级的地震深圳市最人的地震是南头Mi.3.6级地震,周边地区以澳门 1905年Ml5.2级的地震震级最大根据微地震台网记录测定,深圳及其附近地区的微地震的震源深度,多在5~25km左 右。

根据记录及定位,将震源垂直投彩到深圳断裂束上并绘制成综合剖血图(图5),可以 看出,震源分布与深圳断裂带产状一致,反映该断裂带现今具有一定的活动性从区域地质①广东省深圳市地质局.深圳断裂带综合地质调査报告[R].深圳地质局,2003, 12图5深圳断裂带微地震震源深度综介投影剖而图黑闘点为震源,粗黑线段为深圳断裂带构造上看,东部地区以深圳断裂带。

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