0 引言

滇西北地区位于青藏高原东南隅的三江褶皱带中段，是中国大陆构造最复杂且地震频发的地区之一，区内主要发育3组不同走向的活动断裂，即NW—NNW向、NE—NNE向和近SN向。由于印度板块与欧亚板块的持续碰撞和挤压作用，导致青藏高原向SE方向挤出，从而形成了川滇菱形块体(图 1)(Tapponnier et al，1982、2001；Peltzer et al，1988；Armijo et al，1989；Lee et al，1995；He et al，2006；李玶等，1975；阚荣举等，1977)。中甸-大具断裂是川滇菱形块体西边界的重要组成部分，其右旋走滑特征协调了块体的挤出运动，因此，断裂的活动特征对分析川滇菱形块体及其内部次级块体的运动特征及构造演化具有重要作用，也为川滇地震科学实验场的地震活动特征研究提供基础资料。前人对中甸-大具断裂的研究相对较少，主要集中在活动特征和走滑速率等2个方面(Kong et al，2009；沈军等，2001；韩竹军等，2004、2005；俞维贤等，2004；张西娟等，2006；吴中海等，2008；常祖峰等，2014；尹功明等，2017；李光涛等，2019)；1996年丽江7.0级地震后，有学者(张建国等，1997；周光全等，1997；皇甫岗，1997)在科考时发现了十分丰富的地表破坏现象，主要包括地表构造破碎带、地震重力裂缝带、地震滑坡与崩塌、局部地面陷落、地表跳石等，这些现象沿中甸-大具断裂的大具-大东段也有明显分布。上述工作均未涉及对中甸-大具断裂古地震的研究，本文在前人研究的基础上，选择中甸-大具断裂的马家村-大具段，通过遥感影像解译、探槽开挖和年代测定，对该断裂段的古地震进行了初步研究，以期为研究中甸-大具断裂地震危险性及复发周期起到一定作用。

1 区域地质背景

研究区位于青藏高原东南隅、川滇菱形块体西边界中央部位的丽江地区，构造背景复杂，活动断裂非常发育(图 1)，主要有中甸-大具断裂、丽江-小金河断裂、中甸-龙蟠断裂、龙蟠-乔后断裂和玉龙雪山东麓断裂等，其中前4条断裂围限组成近三角形断块(张建国等，1997；王绍晋等，1997)。中甸-大具断裂又名大具断裂，是德钦-中甸-大具断裂的南东段，也有学者(吴中海等，2008；尹功明等，2017)将马家村-大具段归为玉龙雪山东麓断裂。中甸-大具断裂位于丽江以北，是川滇菱形块体西边界的一条NW向断裂，断裂西北起于中甸盆地南部，沿SE向经木鲁谷、马家村，沿哈巴雪山北麓经哈巴到大具盆地，横穿金沙江后沿西菜板至大东，止于金沙江边，全长约110km，总体走向310°~320°，倾向NE或SW，倾角较陡，一般在60°以上，运动性质以右旋走滑为主，兼有正断分量活动，局部显示逆冲性质。

中甸-大具断裂位于红河断裂带西北端，北西与金沙江断裂相接，沿SE方向延伸，在大具盆地与玉龙雪山东麓断裂相交，后沿SE向终止于金沙江边，被丽江-小金河断裂截断。该断裂自上新世末期至早更新世开始形成，经历了多次构造运动，第四纪以来该断裂右旋走滑活动断错了大量地貌及水系。目前该断裂是川滇菱形块体的西侧边界断层(沈军等，2001)，也是一条大陆活动块体的边界断裂(徐锡伟等，2003)。现今GPS数据表明，川滇菱形块体相对于欧亚大陆有高达10mm/a沿SE方向的运移速率(Gan et al，2007)，在沿SE、SSE方向平移的同时，川滇块体内部的次级块体还发生了顺时针旋转(徐锡伟等，2003)。中甸-大具断裂与金沙江断裂一起构成了川西北次级块体西边界，对该次级块体的南东挤出和顺时针旋转起到了重要的调节作用。

自有历史地震记录以来，区内共发生中强地震(M≥5.0)35次，其中震级最大的为1515年永胜7 ¾级地震，这些地震主要分布在丽江-小金河断裂、中甸-大具断裂、玉龙雪山东麓断裂、中甸-龙蟠-乔后断裂附近(图 1)，说明地震与断裂活动密切相关。

2 马家村-大具段几何特征

马家村-大具段在卫星影像上线性特征明显，断裂从马家村SE向沿哈巴雪山北麓发育，后从永壳附近进入大具盆地，展布于盆地南部，最后从大具盆地东南部的头台附近进入低山地区(图 2(a))，全长约35km。由卫星影像(Google Earth)和野外地质调查发现，断裂经过的多处冲沟和水系存在右旋断错的现象，断错量主要可以分为6级：8.5~12m、22m左右、47m左右、200~280m、500~510m和1000m左右(图 2(b)、2(c))，这反映了断裂存在长期多活动的特征。

该断裂段在地貌上主要表现为断层陡坎、断层槽谷、水系位错及地表破裂等。在哈巴雪山北麓，断裂表现为近平行的2条断层，控制断层槽谷的发育，其中南西侧断层断错了晚更新世冰碛物，形成高约15m的断层陡坎(图 3)，陡坎连续，长约4.5km。吴中海等(2008)对该断层上、下两盘顶部砂层进行热释光测年，结果为32.93~19.96ka BP。断裂在大具盆地内主要表现为左阶斜列特征，局部发育小型挤压阶区，在T₃阶地上还发现了一处长约600m的地震地表破裂带(程理等，2019)，主要表现为挤压鼓包和张裂缝等(图 4(c))。利用旋翼无人机对地震地表破裂带进行了测绘，获得高精度的DEM数据(图 4(a))，结合野外实际观察，认为该破裂带由4条地表破裂组成。地表破裂呈左阶羽列状分布(图 4(b))，宽120m左右，均较为连续。

3 探槽分析

为了解马家村-大具段断裂的活动历史及本区域古地震情况，在哈巴-大具之间进行了详细的野外地质调查，并对大具盆地进行了探槽研究。在大具盆地内断裂经过地区附近的沉积物主要以粗粒砾石为主，砂土层很少，且局部钙化胶结，为年代样品的采集增加了很大难度。在T₃阶地上发现了新的地震地表破裂带，在变形最大的地方进行了UAV地貌测量(图 5 (a))，显示老的断层陡坎高约3m，冲沟左岸右旋位错12m。考虑到尽可能多地揭露古地震事件，又能采集合适的测年样品，选择在冲沟右岸布设地质探槽(图 5 (b))，探槽长22m，深3~5.5m，走向85°。

探槽揭露的地层主要为冰水沉积物和洪积物，可以划分为13个地层单元(图 6)，具体地层描述如下。

层①为浅黄色砂土层，局部含碎石，未被错断，厚0.2~0.4m，在其底部采集¹⁴ C测年样品，其年龄为(50±5)a BP。

层②为浅黄色含砾石粉土层，厚0.3~0.5m，砾石粒径多在3~15cm之间，局部含有较多姜石，钙化胶结，较硬。该层被f₁断错至底部，断距0.1m；被f₂和f₃断错至顶部，断距约0.6m。

层③为灰黄色砾石层，排列紧密，磨圆较差，多为角砾石，粒径多小于3cm，厚0.5m。该层被f₁断错。

层④为浅黄-青灰色砾石层，磨圆差，几乎全部为角砾石，偶夹巨砾和透镜体，顶部为灰白色砾石层。砾石粒径以3~8cm居多，顶部角砾石多在1~5cm之间，巨砾粒径达1.2m，夹在f₁和f₂之间，挤压变形强烈。

层⑤为青灰色砾石层，几乎无磨圆，棱角清晰可见，排列较紧密，粒径1~5cm，个别达10cm，厚3~4m，局部夹有条带状浅黄色土层，厚1.8~3m。该层被f₁、f₂、f₃、f₄断错。

层⑥为灰黄色含砂土砾石层，磨圆差，多为角砾石，粒径5~10cm，厚1.5~1.8m。

层⑦为浅黄-棕红色松散砂土层，含砾石，下部含量较多，具有冲洪积相特征，厚0.5m左右，粒径小于5cm。

层⑧为灰黑-浅黄色松散粉质黏土层，呈楔状，在顶部采集OSL测年样品，其年龄为(23.7±2.4)ka BP。

层⑨为浅绿色绿泥片岩，强风化，厚0.3~1m，其分布受控于f₂和f₄。

层⑩为红棕-浅红色松散砂质黏土层，含少量砾石，具有冲洪积相特征，厚0.2~1m。

层⑪为青灰色砾石层，几乎无磨圆，棱角明显，偶夹巨砾，粒径以5~15cm为主，少数达1m，被f₄断错，断距不明。

层⑫为棕黄-浅黄色含砾砂土层，无分选，具洪积相特征，厚约5m，粒径5~20cm，偶夹巨砾，粒径40~100cm，胶结，较硬。该层被f₁和f₃断错，断距不明，断层面上发育明显的擦痕(图 5 (b))，显示以右旋走滑为主，兼有逆冲分量。

层⑬为浅灰绿色绿泥片岩混杂堆积层。

探槽内的细粒沉积物较少，仅在层①、层⑧内各取1个¹⁴ C样品和OSL样品，测年结果分别为(50±5)a BP和(23.7±2.4)ka BP。在探槽中，通过被断错的地层可以分辨出晚更新世以来断层至少有三期活动，可能对应3次地震事件。第一期活动是f₄活动，断层断错了层⑦、层⑨、层⑩和层⑬，形成地震楔，即层⑧，从地震楔的规模判断断层该次活动的垂直位错量为1m左右(图 5 (c))，是较早的一次活动；第二期活动是f₁、f₂、f₃共同活动，其中f₁断入层②底部，垂直断距约0.1m(图 5 (a))；第三期活动是f₂和f₄共同作用，2条断层断至层①底部，以层②底面为标志，垂直断距约0.6m(图 5 (a))，这应是探槽揭示的断层最新一次活动。另外，断层可能还存在f₄断错了层⑪和层⑬的一期活动，但该期活动是否存在，仍需后续工作提供进一步的证据。

4 讨论与结论 4.1 讨论

由于探槽中的地层主要以粗粒沉积物为主，年代样品的采集非常困难，因此，在探槽中取得的年代数据较少，不能较好地限定3次地震事件的时间范围。为了便于讨论马家村-大具段古地震事件的时代问题，梳理了该断裂段上已有的地质剖面或断错地貌面(位置见图 2)中的测年数据，并与探槽中的测年结果进行对比分析(表 1)，从中发现晚更新世以来至少发生了3次地震事件，时间范围分别为4910~45a BP、7000a BP左右和32.93~19.96ka BP。

在T₃阶地面上未见明显水平同震位移，仅在阶地后缘的古冲沟左岸发现明显右旋位错12m，属多次地震累积的位错量。考虑到地震地表破裂带显示的最大垂直同震位移量为0.8m(程理等，2019)，破裂带东侧先存陡坎高3m，假定大具断裂上发生的地震符合特征地震规律，推测该陡坎可能经历了3~4次地震事件，即T₃阶地形成后可能发生过3~4次地震，这也符合探槽所揭示的地震事件次数，由此推算出每次地震最大水平同震位移量为3~4m。根据已有研究成果(国家地震局地质研究所等，1990)中的滇西北地区地震位移量D与震级M的经验关系：M=5.1172+0.95931lgD，可近似求得每次地震事件的震级为7.5级左右。

由于探槽数量少，加之测年样品采集困难和测年上的误差，结合地质剖面和断错地貌年龄确定的古地震事件在时间上会有一定偏差，导致不能较好地限定古地震事件的时间和重复间隔。因此，今后仍需要开展进一步的工作，选取易于取样的地点开挖探槽，进而更详细地研究中甸-大具断裂的古地震和地震危险性。

4.2 结论

(1) 通过对马家村-大具段的遥感解译及野外调查可知，断层在卫星影像上迹线明显，多处水系被右旋断错，右旋断错量可分为6个等级：8.5~2m、22m左右、47m左右、200~280m、500~510m和1000m左右，反映中甸-大具断裂长期多次活动特征。

(2) 地震地表破裂带和大具盆地探槽是中甸-大具断裂马家村-大具段在全新世活动的直接地质证据。

(3) 大具盆地探槽揭示了3次古地震事件，结合前人的年龄结果，分析得出马家村-大具段自晚更新世以来至少发生了3次古地震事件，发生时间分别为4910~45a BP、7000a BP左右和32.93~19.96ka BP，每次地震事件的震级为7.5级左右。

致谢: 中国地震局地质研究所徐锡伟研究员、汪一鹏研究员、冉勇康研究员等亲临野外现场指导，匿名审稿专家给论文提出了诸多宝贵意见，在此一并表示感谢。