引用本文
常祖峰, 常昊, 毛泽斌, 罗林, 王琦. 中缅交界苏典断裂的最新活动特征及意义[J]. 地震地质, 2021,43(3):559-575.
CHANG Zu-feng, CHANG Hao, MAO Ze-bin, LUO Lin, WANG Qi. THE LATEST ACTIVITY OF SUDIAN FAULT ON THE BORDER BETWEEN CHINA AND MYANMAR AND ITS TECTONIC SIGNIFICANCE[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2021,43(3):559-575.  
DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2021.03.006
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中缅交界苏典断裂的最新活动特征及意义
常祖峰1), 常昊1), 毛泽斌1), 罗林1), 王琦2)
1)云南省地震局, 昆明 650224
2)盈江县防震减灾局, 盈江 679300

〔作者简介〕 常祖峰, 男, 1966年生, 1999年于北京大学获构造地质专业硕士学位, 正研级高级工程师, 主要从事地震地质和地震滑坡研究, E-mail:zufch@163.com。

收稿日期:2020-04-28 修回日期:2020-08-23
基金项目:国家自然科学基金(41472204)与云南省地震科学青年基金(2019k08)共同资助
摘要

苏典断裂呈近SN向延伸, 跨越中缅边境, 长约100km, 历史上沿断裂多有地震发生。 但受交通、 气候等因素制约, 长期以来有关断裂的晚第四纪活动性几乎没有研究。 据野外地质地貌调查、 探槽和年代学测试结果, 文中对此断裂的晚第四纪运动特征、 最新活动时代进行分析。 苏典断裂的新构造活动明显, 沿断裂发育有苏典、 勐典、 黄草坝、 陇中等串珠状第四纪盆地, 南段户勐一带有多个沸泉和气泉呈线状分布, 断裂对腊马河、 盏达河具有明显的控制作用, 地貌上主要表现为清晰的断层陡坎、 平直的线性山脊和断层谷地等地貌。 左家坡探槽揭示出3条断层, 断错了几乎所有的河流相、 洪积相砾石层、 砂土层和黏土层等堆积物, 地层错距明显, 部分层位被截切。 在探槽内共获得11个被断错地层的14C年龄数据, 年龄结果为(7 680±30)~(350±30)a, 充分表明该断裂在全新世有明显活动。 晚第四纪苏典断裂表现出右旋走滑运动。 勐弄茶厂一带沿断裂发育的3条冲沟发生明显的同步右旋位错, 位错量分别为40m、 42m和45m。 苏典一带勐嘎河被断裂右旋位错1 050~1 100m。 苏典北1.7km处一洪积扇被右旋位错18~22m。 缅甸撒当盆地内一河流被断裂右旋位错约380m并形成发卡型地貌。 受印度板块与欧亚板块持续碰撞的影响, 东喜马拉雅构造结外围的青藏高原东南缘的印支块体发生S向逃逸, 滇西地区成为青藏高原向S挤出最强烈的部位, 在印支块体S向运动过程中, 近SN向苏典等断裂的右旋走滑运动起着调节、 吸纳块体应变的作用。 在NNE构造应力场作用下, 近SN向右旋走滑的苏典断裂与NE向左旋走滑的大盈江断裂的交会部位是构造应力易于集中的关键部位, 该区是未来需要重点关注的地震危险区。

关键词: 苏典断裂; 全新世; 右旋走滑运动; 构造意义
中图分类号:P315.2 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2021)03-0559-17
THE LATEST ACTIVITY OF SUDIAN FAULT ON THE BORDER BETWEEN CHINA AND MYANMAR AND ITS TECTONIC SIGNIFICANCE
CHANG Zu-feng1), CHANG Hao1), MAO Ze-bin1), LUO Lin1), WANG Qi2)
1)Yunnan Earthquake Agency, Kunming 650224, China
2)Yingjiang Bureau of Earthquake Prevention and Mitigation, Yingjiang 679300, China
Abstract

The Sudian Fault extends in nearly NS direction and crosses the border between China and Myanmar, with a length of about 100km. Historically, many earthquakes have occurred along the fault. However, restricted by traffic, climate and other factors, there has been little research on the late Quaternary activity of the fault for a long time. On the basis of results of field geological and geomorphological investigation, trenching and geochronology, the movement characteristics of the fault in late Quaternary, the latest active age and sliding rate are analyzed in this paper. The Neotectonic activity of the Sudian Fault is obvious. Beaded Quaternary basins in areas of Sudian, Mengdian, Huangcaoba and Longzhong have developed along the fault. Many boiling springs and gas springs are distributed linearly in the area of Humeng in the south section of the fault. The fault controls the Lama River and Zhanda River obviously. Fault landforms are mainly characterized by clear fault scarps, straight linear ridges and fault valleys. Mengdian pull apart basin is developed in the middle segment of Sudian Fault. In the Zuojiapo area of the western margin of the basin, there is a clear linear ridge about 1.7km long and a parallel fault valley which is close to the west side of the linear ridge. Trench excavation was carried out in this fault valley(24.97°N, 97.93°E). Zuojiapo trench reveals that three faults have developed in Quaternary deposits. At the position of 2~3m(from west to east)on the S wall of the trench, a fault dislocated all the strata(unit②~unit⑥)below the modern loam layer(unit①). These strata are obviously offset and some of them are cut off. The14C age of the displaced unit ④(tested by BETA laboratory, USA)is(7 680±30)a, two14C ages of the displaced unit ③are(6 970±30)a and(5 860±30)a, and the14C age of the displaced unit ②is(1 260±30)a. The fault developed at 21m in the east section of S-wall of the trench has offset the lower bedrock(unit⑧), the middle gravel layer(unit⑤and unit⑦), the upper dark gray gravelly clay layer(unit④)and the peat interlayer(unit④'). In the peat interlayer(unit④'), there is obvious structural deflection deformation, and its14C age is(350±30)a. There is another fault developed at 26~27m in the east section of S-wall of this trench, which cuts off the light yellow and light gray gravelly clay(unit ②), gray black gravelly clay(unit③), gray white sandy gravel(unit⑤), yellow gravelly silty clay(unit ⑥), yellow clay gravel(unit ⑦)and hornblende schist and quartz schist of Gaoligongshan group(unit ⑧). The fault shows obvious normal fault property, and the maximum offset is 1.3m. A 10cm wide schistosity zone is developed and gravels are arranged along the fault plane. The14C ages of the faulted upper stratum(unit ③)are(1 100±30)a and(870±30)a. The N-wall also reveals the existence of faults, corresponding to the S-wall of the trench. These faults and dislocated strata fully indicate that the fault was active during the Holocene. According to field investigation, the Sudian Fault is mainly characterized by horizontal dextral strike-slip movement. For example, in Mengnong tea field, obvious synchronous dextral displacement occurred in three gullies along the fault. From south to north, the displacements of the three gullies are 40m, 42m and 45m, respectively. Shutter ridge landform is developed at the gully mouth. In the lower part of the northernmost gully, there is a pluvial fan, and the14C age of the bottom of the pluvial fan is(13 560±40)a, which is less than the formation age of the gully, but roughly represents the formation age of the gully, indicating that the Sudian Fault is mainly characterized by horizontal dextral strike-slip movement. In Sudian area, the Mengga River is right-laterally offset 1 050~1 100m by the fault. At 1.7km north of Sudian, a diluvial fan is right-laterally offset 18~22m. There are fault scarps with a height of 1~1.5m developed on the alluvial fan, Quaternary faults and bedrock fault scarps with a height of about 8m developed on its extension line. The three points of the scarps, Quaternary faults and bedrock scarps are in a straight line, which absolutely shows the reliability of the dislocation of the alluvial fan. An organic carbon sample is obtained 1.8m below the alluvial fan, and its14C test age is (6 210±30)a. This age should be close to the formation age of the pluvial fan, indicating that the fault underwent obvious horizontal dextral strike-slip movement during the Holocene. In the Sadung Basin, Myanmar, a river is offset about 380m right-laterally, forming a hairpin bending landform. Due to the continuous collision between the Indian plate and the Eurasian plate, the Indosinian block in the southeastern margin of the Tibet Plateau around the Eastern Himalayan Syntaxis escaped southerly, and the western Yunnan became the most intense part of the south extrusion. During the southerly escapement of the Indosinian block, the right-lateral strike-slip movement of Sudian Fault and other faults striking near SN plays a role in adjusting and absorbing the block strain. Under the action of current NNE tectonic stress field, the intersection of the dextral strike-slip Sudian Fault striking NS and the sinistral strike-slip Dayingjiang Fault striking NE is the key part of tectonic stress concentration, which will be the seismic risk area to be focused in the future. The research result of late Quaternary activity of the fault is of great practical significance for the correct understanding and reasonable assessment of the medium to long-term strong earthquake risk in this area, and for the mitigation and prevention of the earthquake disaster in the border area.

Keyword: Sudian Fault; Holocene; dextral strike-slip movement; tectonic significance
0 引言

苏典断裂位于中缅交界的滇西边陲, 走向近SN, 北起缅甸撒当(Sadung)以北, 向S经苏典、 黄草坝后顺陇中盆地东缘延伸, 没于盈江盆地东北缘, 总长约100km, 缅甸境内长约40km, 它是铜壁关褶皱束和古永-占西褶皱束的分界断裂。 根据前人研究, 苏典断裂上勐嘎村南黑云母花岗岩的黑云母 40Ar-39Ar 年龄为55Ma, 新城一带糜棱岩中变形新生矿物黑云母的 40Ar-39Ar 年龄为56Ma, 且矿物生长特性显示其经历了左旋走滑兼逆冲作用, 经分析认为新生代早期苏典断裂主要为左旋走滑兼逆冲运动, 其左旋走滑兼逆冲运动是对印度、 欧亚两大陆间俯冲、 碰撞的响应(季建清等, 2000a, b)。 但第四纪尤其是晚第四纪以来其活动性如何, 目前基本上没有研究报道。 苏典断裂附近历史上多有地震发生, 如1933年苏典南MS5.5地震、 1981年苏典MS5.4和MS5.1地震、 2008年盈江-苏典MS5.0和MS5.9地震和2011年盈江MS5.8地震等(图 1)。 这些地震的频繁发生, 表明该区是一个中强震非常活跃的地区。 已有研究者从震源机制解、 地震序列精定位和烈度分布特征等方面对这些地震的形成机理及其发震构造进行了分析和探讨(房立华等, 2011; 付虹等, 2011; 徐彦等, 2012; 赵小艳等, 2012; 邓菲等, 2014; 黄小龙等, 2015)。 但这些研究更多地侧重于震源破裂过程、 破裂性质和余震分布规律的探讨, 很少涉及到该地区断裂的活动性及其危险性。

图 1 苏典断裂及其附近地区的地震构造图
F1大盈江断裂; F2苏典断裂; F3那邦断裂; F4卡场-大竹寨断裂; F5大石破断裂; F6徐家寨断裂; F7小芒红断裂; F8邦瓦-石柱断裂; F9大寨断裂; F10芒章-新城断裂Fig. 1 Seismic tectonic map of Sudian Fault and its vicinity.

苏典断裂所处的盈江地区较为偏远, 交通不便, 关于断裂的运动特征、 最新活动时代、 滑动速率等方面目前知之甚少, 属于活动构造研究十分薄弱的地区之一。 气候也是造成该地区活动构造研究不足的重要因素之一。 盈江属亚热带地区, 降水充沛, 年均降雨量为1i425mm, 那邦、 昔马等山区可达1 600~1i800mm, 降雨之巨导致地表侵蚀和剥蚀作用强烈, 第四系及断层陡坎难以保留, 且植被繁茂, 这些因素给野外地质调查工作带来诸多困难。 而缺乏对断裂活动性的深入了解则极大地制约了人们对活动构造和地震成因的认识水平, 因此也难以正确认识和科学评估该地区的地震危险性。 回顾龙门山地区活动构造的研究历史发现, 由于对龙门山断裂带晚第四纪活动性及8级特大地震的认识不足, 导致龙门山地区的抗震设防水平较低, 该区因地震导致的建筑物大量倒塌已造成数万人伤亡(邓起东, 2008; 王卫民等, 2008; 徐锡伟等, 2008, 2010; 张培震等, 2008; 周荣军等, 2008; 于贵华等, 2009; 闻学泽等, 2009)。 2014年云南鲁甸6.5级地震导致617人死亡、 112人失踪和众多房屋倒塌, 一次中强地震造成如此严重的生命财产损失, 也是由于对震区活动构造研究程度不足, 建筑物和工程设施设防标准偏低所致(闻学泽等, 2013; 皇甫岗等, 2015; Chang et al., 2016)。 汶川和鲁甸地震给人们带来的惨痛教训之一, 就是对震区断裂的晚第四纪活动性及其地震危险性缺乏深入认识将导致严重后果, 因而警示人们要特别重视那些研究程度十分薄弱的地区的活动构造研究(邓起东等, 2008)。

盈江地区毗邻喜马拉雅东构造结, 其地理位置和构造环境特殊, 区内火山、 地热和地震活动强烈(中国科学院青藏高原综合科学考察队, 1989; 皇甫岗等, 2000)。 因此, 开展有关断裂的晚第四纪活动性研究, 将有助于提高人们对盈江地区地震构造背景和地震成因的认识, 对正确认识和合理评估该地区中—长期强震危险性、 减轻和预防地震灾害具有重要的实用价值; 同时, 盈江地区也是揭示青藏高原东南缘最新地壳变形方式、 块体动力学及其扩展机制的重要窗口, 在该区开展新生代以来断裂的多阶段运动转换和演化过程研究, 对揭示青藏高原东南缘块体的运动样式及其发展演化无疑具有重要的科学意义。

1 探槽揭示的断层活动时代

苏典断裂中段发育有勐典拉分盆地, 盆地西缘左家坡一带发育有清晰的长约1.7km的线性山脊(图2a)和与之平行的断层谷地(图2b), 断层谷地紧邻线性山脊的西侧(图2c)。 我们在此断层谷地内开挖了探槽(探槽的中心坐标为24.97°N, 97.93°E)(图2c, d)。 探槽的延伸方向为105°, 南壁长32m, 北壁长27m, 深3~3.5m, 顶宽4m。

图 2 勐典盆地西缘断层地貌及探槽全貌
a 线性山脊; b 断层谷; c 探槽位置; d 探槽全貌Fig. 2 Fault landforms and exploration trench in the western edge of Mengdian Basin.

1.1 探槽南壁揭示的断层

在断层谷地内发育有一小河流, 谷地西侧发育有多个小型洪积扇, 因此, 探槽揭示的地层主要为河流冲积与洪积交互相堆积, 下部可见元古界高黎贡山群基岩出露。 自西向东, 在探槽南壁0~6m区段发育的地层主要包括(图 3):

层①:灰色现代土壤;

层②:灰黑色黏土;

层③:黄色深灰色粉砂, 磨圆度好;

层④:黄灰色含砂砾石, 砾石磨圆度中等, 次棱角—次圆状;

层⑤:灰白、 灰绿色黏土质粉砂, 磨圆度好;

层⑥:黄色、 灰色砾石, 砾石磨圆度中等, 次棱角—次圆状;

层⑦:元古界高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩, 风化程度中等。

图 3 左家坡探槽西段南壁的断层剖面
a 剖面照片; b 断层剖面。 ①现代土壤; ②灰黑色黏土; ③黄色、 深灰色粉砂夹黏土; ④黄灰色含砂砾石; ⑤灰白、 灰绿色黏土质粉砂; ⑥黄色、 灰色砾石; ⑦高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩Fig. 3 Fault section of S-wall in the west section of Zuojiapo trench.

在探槽2~3m的位置(自西向东数起)见断层发育, 断层产状为30°/NW∠60°(F1), 沿断面有砾石定向排列现象(图 3)。 断层断错了现代土壤层①以下的所有地层(层②—⑥)。 地层错距明显, 如灰黑色黏土层(层②)、 黄色深灰色粉砂层(层③)和黄灰色含砂砾石层(层④); 有的层位被截切, 如灰白灰绿色黏土质粉砂层(层⑤, 图3b)。 被断错的层④的14C样品测试结果(由美国BETA实验室测定)为(7 680±30)a, 层③中2个14C样品的测试年龄分别为(6 970±30)a和(5 860±30)a, 取自层②的14C样品年龄为(1 260±30)a。 以上结果表明, 该断裂在全新世有过活动。

在探槽东段20~28m区段(自西向东)揭示出另外2条断层(F2与F3)。 此区段发育的地层情况为(图 4):

层①:灰色现代土壤;

层②:浅黄、 浅灰色含砾黏土;

层③:灰黑色含砾黏土;

层④:深灰色含砾黏土;

夹层④':黑色泥炭土;

层⑤:灰白色含砂砾石, 磨圆度好, 圆—次圆状;

层⑥:黄色含砾粉砂质黏土, 砾石磨圆度中等, 次圆状;

层⑦:黄色含黏土砾石, 砾石磨圆度中等—好, 次圆状;

层⑧:元古界高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩, 风化程度中等—差。

图 4 左家坡探槽东段南壁断层剖面
a 26~27m段的断层照片; b 21m处的断层照片; c 20~28m段的断层剖面。 ①现代土壤; ②浅黄、 浅灰色含砾黏土; ③灰黑色含砾黏土; ④深灰色含砾黏土(④'黑色泥炭土); ⑤灰白色含砂砾石; ⑥黄色含砾粉砂质黏土; ⑦黄色含黏土砾石; ⑧高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩; ⑨片理化带; ⑩断层陡立带Fig. 4 Fault section of S-wall in the east section of Zuojiapo trench.

探槽东段南壁21m处发育的断层(F2)产状为10°/SE∠85°, 倾角近直立, 断层断错了下部基岩(层⑧)、 中部砾石层(层⑤和⑦)和上部深灰色含砾黏土层(层④)及泥炭夹层(层④'), 泥炭夹层尚发生明显的构造挠曲变形, 其内14C样品的年龄为(350±30)a, 表明该断裂在全新世有明显的活动迹象。

探槽东段26~27m处发育有断层(F3), 断层产状15°/SE∠60°, 切错了层②浅黄、 浅灰色含砾黏土, 层③灰黑色含砾黏土, 层⑤灰白色含砂砾石, 层⑥黄色含砾粉砂质黏土, 层⑦黄色含黏土砾石和层⑧高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩, 显示出正断性质, 最大错距为1.3m(图 4)。 沿断面发育宽10cm的片理化带, 并有砾石沿其定向排列。 被断错的上部地层(层③)的14C年龄为(1 100±30)a和(870±30)a, 在被断错的最上部地层(层②)中未找到合适的测年样品。

对比探槽西段地层(图 3)和东段地层(图 4)的发育情况可以看出, 东、 西2段地层的岩相变化较大。 西段位于断层谷地西侧, 靠近洪积扇, 因此西段地层更多为洪积相堆积, 砾石磨圆度较差, 而东段为磨圆度较好的河流冲积相堆积。

1.2 探槽北壁揭示的断层

探槽的北壁同样揭示出断层的存在(图 5), 与探槽南壁相对应。 自西向东, 在探槽北壁0~6m区段发育的地层主要包括(图 6):

图 5 探槽北壁剖面Fig. 5 N-wall fault section of the Zuojiapo trench.

图 6 左家坡探槽西段北壁断层剖面
a 剖面照片; b 断层剖面。 ①现代土壤; ②灰色、 灰黄色含砾黏土; ③灰黑色黏土; ④灰黄色黏土; ⑤深灰色黏土; ⑥灰褐色含砾黏土; ⑦黄色、 灰绿色砾石; ⑧高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩Fig. 6 Fault section of N-wall in the west section of Zuojiapo trench.

层①:灰色现代土壤;

层②:灰色、 灰黄色含砾黏土;

层③:灰黑色黏土;

层④:灰黄色黏土;

层⑤:深灰色黏土;

层⑥:灰褐色含砾黏土, 砾石磨圆度中等, 次棱角—次圆状;

层⑦:黄色、 灰绿色砾石, 砾石磨圆度中等, 次棱角—次圆状;

层⑧:元古界高黎贡山群角闪片岩、 石英片岩, 风化程度中等。

与探槽南壁断层位置相对应, 北壁2~3m同样的位置发育有断层, 产状30°/NW∠60°(图 6), 断层断错了层②—⑧。 在被断错的层③灰黑色黏土的上部所取得的14C样品的测试结果为(1 480±30)a, 在层⑤深灰色黏土上部获得的14C样品的测试年龄为(3i270±30)a。 探槽北、 南两壁的断层相连通。

在探槽东段北壁21m处附近(自西向东), 与探槽东段南壁21m处发育的F2断层相对应, 同样发育1条产状为10°/SE∠85°的断层(图 7)。 该断层断错了基底高黎贡山群基岩、 中部砾石层(层⑥)和上部浅黄色夹灰色黏土层(层③)。 此处被断错的地层展现出有意思的现象, 为了更清楚地看清上部的断层力学机制, 我们将其放大展示(图6b)。 首先, 裹夹在层③黏土层中的黑色泥炭土(层④)呈近竖直状态, 断层(F)两侧错距明显, 在被断错的黑色泥炭土中获得2个14C年龄测试结果, 分别为(630±30)a和(500±30)a; 其次, 在主断层(F)的西侧发育了1个有一定黏结的黏土椭球体, 其又被另一条小断层(f)一分为二, 并有小砾石被夹裹在被切错的黏土椭球体中。 在1979年美国加州帝王谷(the Imperial Valley, California)MW6.5地震中, 曾观察到在地震断层间的横断区(Crossbreak area)普遍发育有这种黏土椭球体, 它们是在强烈地震动作用下由于动应变作用形成的应变椭球体(United States Geological Survey, 1982)。 从有小砾石夹裹其中且有一定程度的黏结性分析, 上述椭球体的形成机理应该与加州帝王谷地震中形成的黏土椭球体类似, 是由于地震作用形成的。

图 7 左家坡探槽东段北壁21m附近的断层剖面
a 断层照片; b 断层剖面。 ①现代土壤; ②灰色夹黄色黏土, 偶含砾石; ③浅黄色夹灰色黏土, 偶含砾石; ④黑色泥炭土; ⑤褐色黏结的黏土球, 内含砾石; ⑥白色砾石Fig. 7 Fault section around 21m(counted from west)of N-wall in the east section of Zuojiapo trench.

继续向E, 与南壁26~27m处对应的断层在北壁仍然存在, 但在施工过程中, 由于挖掘机师傅操作失误将其破坏并导致后来北壁不断坍塌, 因此无法展示其断错情况。

2 断裂的运动特征与构造意义
2.1 运动特征

沿苏典断裂, 新构造活动明显, 断层地貌清晰。 沿断裂有勐弄、 黄草坝南、 苏典北数处上新统火山岩(橄榄玄武岩)出露。 南段户勐一带有多个沸泉和气泉呈线性展布。 在卫星影像上, 断裂表现为平直的线性特征。 沿断裂发育苏典、 勐典、 黄草坝、 陇中等多个串珠状第四纪盆地, 断裂对腊马河、 盏达河的发育具有明显的控制作用。 在黄草坝盆地西侧洪积扇边缘发育有一条清晰的断层陡坎(图8a, b), 陡坎北部高约15m, 往S逐步降低至1~3m, 总长600余m。

图 8 黄草坝盆地西缘断层陡坎地貌Fig. 8 Fault scarp on the west edge of Huangcaoba Basin.

根据野外调查, 苏典断裂主要表现为水平右旋走滑运动。 如在勐弄茶厂一带, 沿断裂发育的3条冲沟发生明显的同步右旋位错, 从南至北, 3条冲沟的位错量分别为40m、 42m和45m(图 9)。 冲沟沟口尚发育阻塞脊(Shutter ridge)地貌。 最北侧冲沟的下部发育有洪积扇, 洪积扇底部的14C年龄为(13 560±40)a, 该年龄小于冲沟的形成年龄, 但大致代表了冲沟形成年龄。以上冲沟位错表明苏典断裂主要表现为水平右旋走滑运动。

图 9 勐弄茶厂一带的冲沟位错Fig. 9 Gullies dislocation in Mengnong tea field.

在苏典一带, 勐嘎河被苏典断裂右旋位错1 050~1i100m。 苏典北1.7km处, 一洪积扇被右旋位错18~22m(图 10)。 该洪积扇上发育有高1~1.5m的断层陡坎, 其延长线上发育有第四纪断层和高约8m的基岩断层陡坎, 洪积扇陡坎、 第四纪断层和基岩陡坎3点位于一条直线上, 充分说明洪积扇位错的可靠性。 在该洪积扇下部1.8m处获得一有机碳样品, 其14C测试结果为(6 210±30)a, 此结果应该接近洪积扇的形成年龄, 表明该断裂全新世期间曾有过明显的水平右旋走滑运动。

图 10 苏典北1.7km的洪积扇位错Fig. 10 Alluvial fan dislocation of 1.7km at the north of Sutian.

在勐弄村东某移民村, 一小河及其阶地被同步右旋位错8~10m, 旁侧洪积扇上发育有高约1.5m的断层陡坎, 但此处森林覆盖茂密, 难以开展细致的野外勘察和地形测绘工作。

从苏典向N, 断裂沿腊马河继续延伸至缅甸境内, 并控制缅甸撒当等第四纪盆地的发育。 撒当盆地中部发育的一河流被断裂右旋位错约380m, 并形成发卡型弯曲(Hairpin bending)地貌(图 11)。

图 11 缅甸撒当一带的河流位错与发卡型地貌(据Google Earth)Fig. 11 Dislocation and hairpin bending landform of the river at Sadung, Myanmar.

2.2 构造意义讨论

受东喜马拉雅构造结NE向持续楔入的影响, 位于东喜马拉雅构造结外围的青藏高原东南缘的印支块体发生S向逃逸(Escapement), 滇西地区成为青藏高原向S挤出最强烈的部位。 为响应碰撞后的陆内变形和应力调整机制, 早中新世滇西地区的主要断裂发生走滑运动, 区内发育有多个大型韧性剪切带和走滑断裂系统, 包括高黎贡山韧性剪切带、 那邦韧性剪切带等, 它们吸纳了印支块体S向挤出逃逸的大部分应变量(钟大赉等, 1989, 1996; Tapponnier et al., 1990; 丁林, 1991; Wang et al., 1998; 季建清, 2000a, b; Socquet et al., 2005; Morley, 2007; Sanchez et al., 2010; Zhang et al., 2010, 2012; Ding et al., 2013, 2017; Deng et al., 2014; Chang et al., 2019)。 现代GPS观测结果同样证实了印支块体的S向逃逸运动(Shen et al., 2000, 2005; Wang et al., 2001; 张培震等, 2003a, b; Zhang et al., 2004; Gan et al., 2007; Sol et al., 2007)。 因受印度板块NE向侧向挤压的影响, 印支块体东部地区的S向挤出逃逸速度比西部快, GPS速度场观测资料很好地验证了这一看法(张培震等, 2002; Gan et al., 2007; 程佳等, 2012)。 因此, 在这种不均衡的块体S向逃逸运动过程中, 近SN向的苏典断裂、 腾冲断裂、 高黎贡山断裂等断裂表现为明显的右旋走滑运动, 并起着调节、 分解、 吸纳块体应变的作用。

滇西地区的主压应力优势方位更多地表现为NNE—NE向区域构造应力场特征(阚荣举等, 1977), 近年来发生的地震的震源机制解显示, 盈江地区的主压应力场呈NNE向(赵小艳等, 2012)。 在现今NNE向构造应力场作用下, 近SN向右旋走滑的苏典断裂与NE向左旋走滑的大盈江断裂的交会部位是构造应力易于集中的关键部位, 2011年3月10日盈江MS5.8地震就是发生在这样的构造部位上, 该构造部位将是未来需要重点关注的地震危险区。

3 结论

(1)苏典断裂的新构造活动明显。 沿断裂有勐弄、 黄草坝南、 苏典北等数处上新统火山岩出露, 南段户勐一带有沸泉和气泉呈线状展布。 沿断裂发育苏典、 勐典、 黄草坝、 陇中等多个串珠状第四纪盆地, 断裂对腊马河、 盏达河的发育具有明显的控制作用。 地貌上主要表现为清晰的断层陡坎、 平直的线性山脊和狭长的断层谷地等, 断层地貌清晰。

(2)在左家坡断层谷地内开挖的探槽揭示出3条断层, 断错了几乎所有的河流相、 洪积相砾石层、 砂土层和黏土层等堆积物, 地层错距明显, 有的层位被截切。 在探槽内共获得11个被断错地层的14C年龄测试数据, 年龄结果为(7 680±30)~(350±30)a, 充分表明该断裂在全新世有明显活动。

(3)根据野外地质地貌调查结果, 苏典断裂在晚第四纪主要表现为右旋走滑运动。 勐弄茶厂一带沿断裂发育的3条冲沟发生明显的同步右旋位错, 位错量分别为40m、 42m和45m。 在苏典一带, 勐嘎河被断裂右旋位错1 050~1i100m。 苏典北1.7km处一洪积扇被右旋位错18~22m, 并在其上发育1~1.5m的断层陡坎。 缅甸撒当盆地内一河流的断裂右旋位错约380m, 并形成发卡型地貌。 冲沟沟口洪积扇的底部年龄稍晚但大致接近于冲沟的形成年龄, 经放射性14C测试, 认为其属于晚更新世末期。

(4)受印度板块与欧亚板块持续碰撞的影响, 位于东喜马拉雅构造结外围的青藏高原东南缘的印支块体发生S向逃逸, 滇西地区成为青藏高原向S挤出最强烈的部位, 近SN向苏典等断裂的右旋走滑运动起着调节、 吸纳块体应变的作用。 在现今NNE构造应力场的作用下, 近SN向右旋走滑的苏典断裂与NE向左旋走滑的大盈江断裂的交会部位是构造应力易于集中的关键部位, 该区将是未来需要重点关注的地震危险区。

致谢 在野外调查和探槽开挖工程中, 德宏傣族景颇族自治州防震减灾局、 盈江县人民政府和盈江县防震减灾局有关领导和技术人员给予了大力帮助和配合; 审稿专家对本文的完善修改提出了建设性意见。 在此一并表示感谢!

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