**基于断层错动古滑坡约束的程海断裂带七纳段晚第四纪左旋滑动速率**

《Quaternary》：Fault-Displaced Paleolandslide Constraints on the Late Quaternary Left-Lateral Slip Rate of the Qina Segment of the Chenghai Fault Zone

　　

程海断裂带（Chenghai Fault Zone）是青藏高原东南缘川滇块体内部一条重要的活动块内构造，沿走向表现出显著的运动学分段性。然而，其中部七纳段（Qina segment）的第四纪左旋滑动速率仍缺乏良好约束。本研究综合野外调查、遥感地貌解译、无人机（UAV）摄影测量和U系定年方法，对沿金江断裂（Jinjiang Fault）错动的桥南古滑坡（Qiaonan paleolandslide）进行了研究。七纳段主要由北北东走向的七纳断裂和金江断裂组成，两者共同构成以左旋走滑运动为主的左阶断裂体系。利用高分辨率无人机正射影像和数字地表模型（DSM），对保存完好的滑坡边界进行地貌复原，结果显示累积左旋位移量约为100米。基于数字高程模型（DEM）的独立复原给出了约97米的水平位移量，为断层位错提供了相互一致的估计。对滑坡堆积体中次生碳酸盐胶结物的U系定年获得了257.7 ± 3.2千年的²³⁰Th–U年龄。由于定年碳酸盐沉淀于滑坡就位之后，该年龄仅为古滑坡提供了一个最小年龄约束。因此，计算得到的约0.39–0.47毫米/年的表观左旋滑动速率应视为金江断裂滑动速率的一个上限估计，而非精确测定值。金江断裂还将金沙江左旋错动了约3.04–3.25公里。假设该位移自约7.6百万年前大理断陷盆地体系（Dali faulted-basin system）初始形成时开始累积，相应的长期平均滑动速率约为0.40–0.43毫米/年。然而，该估计依赖于假定的断裂起始年龄，因而代表了一种端元长期平均值。结合前人关于程海断裂带内部断裂活动可能存在迁移的解释，第四纪上限速率与晚新生代左旋走滑分量的减小是相容的，但并不能证明这一减小趋势。这种时间上的变化可能反映了大理断陷盆地体系内块内断裂之间变形分配的变化，尽管这一解释仍是初步的，且需要更多的年代学和滑动速率约束。研究结果展示了断层错动古滑坡在为缓慢滑动的块内断裂第四纪行为提供有价值的地貌和年代学约束方面的潜力，同时也凸显了独立年代学控制在解析断裂滑动长期变化中的重要性。

**论文解读：程海断裂带七纳段晚第四纪左旋滑动速率研究**

**一、研究背景与科学问题**

程海断裂带位于青藏高原东南缘川滇块体（Sichuan–Yunnan Block）内部，是大理断陷盆地体系东缘的一条主要活动构造边界，全长约200公里。该断裂带沿走向表现出显著的几何学和运动学分段性：北段永胜–程海段以正断性质的倾滑变形为主，而中部七纳段则容纳了更大的左旋走滑分量。由于不同断裂分段在几何形态、滑动样式、滑动速率和破裂尺度上存在差异，北段已有的古地震复发特征并不能直接外推至七纳段，致使该段的第四纪断裂行为——尤其是其长期滑动速率演化和运动学随时间变化的可能成因——仍缺乏良好约束。

沿程海断裂带广泛分布的古滑坡为定量化研究缓慢滑动块内断裂的长期位移提供了潜在的地貌标志物。当滑坡边界、后缘陡坎和相关坡折在就位后保持可识别的几何关系时，后期的走滑断裂活动可将原本连续的滑坡边界侧向错开，从而允许通过高分辨率地形复原和适当的年代学约束来重建累积断裂位移。基于上述思路，本研究以沿金江断裂错动的桥南古滑坡为研究对象，旨在约束七纳段的第四纪左旋滑动速率并探讨其构造意义。

**二、主要技术方法**

研究采用了多种技术手段的综合运用：（1）野外调查，对七纳段沿线进行详细考察，重点关注桥南古滑坡中断裂迹线与滑坡边界的空间关系，并采集年代学样品；（2）无人机低空摄影测量，覆盖面积约1.2平方公里，获取分辨率为4厘米的数字正射影像图（DOM）和8厘米的数字地表模型（DSM），用于古滑坡填图和位错测量；（3）基于无人机地形数据的位错复原，通过追踪断裂两侧保存最好的滑坡边界并沿局部断裂走向进行回滑，以重建累积水平位移，同时利用LaDiCaoz v2.2软件进行独立的基于DEM的回滑复原以验证结果；（4）²³⁰Th–U定年，对滑坡堆积体中胶结碎屑的次生碳酸盐样品（TY122-1）进行铀系定年分析，以约束滑坡就位的最小年龄；（5）加速器质谱（AMS）放射性碳定年，对断裂相关裂隙中充填的次生碳酸盐样品（TY125-4）进行¹⁴C测年，以约束碳酸盐沉淀的相对时序。

**三、研究结果**

**（1）七纳段断裂几何学与运动学特征**

七纳段主要由两条北北东走向的断裂分支——七纳断裂和金江断裂——组成，两者构成左阶排列，共同控制了七纳盆地的边界和构造形态。七纳断裂沿七纳盆地西缘延伸约18公里，金江断裂向南延伸至宾川盆地西北缘，出露长度约25公里。金沙江河谷在穿越金江断裂处表现出显著的左旋弯转，遥感解译和几何复原表明其累积左旋位错约3.04–3.25公里。二叠系灰岩中的断层带露头显示了局部脆性变形，包括碎裂岩带、面理化碎裂岩和发育良好的剪切构造；磨光的断层面保留了清晰的滑动擦痕和条纹，断层面与擦痕产状的赤平投影分析表明以走滑分量为主的斜滑运动。此外，保存完好的断坎将一条冲沟左旋错动，碎裂断层带中发育的里德尔型（Riedel-type）剪切构造和一致的剪切指向标志进一步支持了左旋走滑变形的解释。

**（2）桥南古滑坡的地貌与堆积特征**

桥南古滑坡位于金沙江南岸、金江桥以南约1公里处，属于寨子村滑坡群（Zhaizicun landslide complex），主要由灰岩物质组成，总体朝向西北西，呈不规则舌状平面形态，沿推测运动方向长约820米，最宽处达436米，相对高差约470米，面积约0.40平方公里。滑坡表面分布有大量杂乱堆积的灰岩块石和巨大漂砾，碎屑以棱角至次棱角状为主，缺乏系统性叠瓦构造或可识别的原生层理，内部结构紊乱。保存的弧形后缘陡坎、连续侧缘边界和陡峭的边缘坡坎等特征支持将其解释为大型滑坡堆积而非河流或泥石流堆积。金江断裂横穿该滑坡，将两侧保存良好的侧缘边界左旋错开。滑坡中部近断裂迹线处出露一块巨型灰岩漂砾，出露高度约5.5米、长约4.5米、宽约4.0米，被一条产状为287°/65°（倾向/倾角）的贯穿裂隙切割，最大张开宽度约10厘米。裂隙两壁对应碎块边界的复原显示局部左旋分离约65厘米、表观垂直分离约15厘米，这些位错仅记录该漂砾的局部变形而非金江断裂的累积位移。裂隙表面覆盖薄层红褐色次生碳酸盐，表明碳酸盐沉淀晚于裂隙形成。

**（3）U系年龄约束**

滑坡堆积体前缘部分碎屑被次生碳酸盐胶结。样品TY122-1的U系定年获得了257.7 ± 3.2千年的²³⁰Th–U年龄。由于次生碳酸盐沉淀于滑坡就位之后，该年龄代表碳酸盐胶结作用的年龄，为滑坡就位提供了最小年龄约束——即桥南古滑坡的形成年代早于257.7 ± 3.2千年。此外，对裂隙表面次生碳酸盐的AMS ¹⁴C分析获得了6440 ± 30 ¹⁴C yr BP的常规放射性碳年龄，但该年龄仅代表裂隙形成后碳酸盐沉淀的表观年龄，不能直接约束断裂破裂或古地震事件的发生时间。

**（4）位错复原与晚第四纪滑动速率约束**

基于无人机正射影像和DSM对断裂两侧滑坡边界的复原显示，北段和南段沿各自局部断裂走向的位移量分别为约102米和约118米，二者差异可能与沿走向断裂方位变化和滑坡边界厘定的不确定性有关。独立的基于DEM的回滑复原（LaDiCaoz v2.2）给出了约97米的优选水平位移量，垂向位移可忽略，与地貌复原结果一致。综合两种独立方法，确定累积左旋位移的几何范围为约97–118米。将该位移范围与次生碳酸盐胶结物的最小年龄（257.7 ± 3.2千年）结合，得到金江断裂研究段落的表观左旋滑动速率上限为≤0.47毫米/年。由于定年碳酸盐形成于滑坡就位之后，实际位移累积时间应等于或长于最小年龄约束，故该值应视为第四纪左旋滑动速率的上限估计。

**四、讨论与结论**

在讨论部分，研究人员评估了七纳段晚新生代滑动速率的可能演化。前人的研究提出大理断陷盆地体系可能起始于约7.6百万年前，若金沙江约3.04–3.25公里的左旋位错自该起始年龄开始累积，则对应的长期平均滑动速率约为0.40–0.43毫米/年，这代表了一种端元长期平均值。此前有研究指出，程海断裂带的断裂活动可能发生过迁移：早期变形可能集中于现今活动断裂带以西的周城–清水断裂（Zhoucheng–Qingshui Fault），该断裂将金沙江左旋错动了约4.4–4.7公里但现今活动性较弱。若变形主控位置从周城–清水断裂迁移至金江断裂，则金江断裂的位错累积晚于7.6百万年，其在成为主导活动构造后的平均滑动速率将高于上述端元估计。桥南古滑坡约束的晚第四纪上限滑动速率（≤0.47毫米/年）与7.6百万年端元长期平均值存在重叠，因而本身不能证明断裂滑动存在减速；但若断裂活动迁移假说成立，则晚第四纪上限速率可能与滑动速率随时间的减小相容。研究人员强调，这一解释目前仅是一种有待检验的构造假说，而非已被证实的断裂行为变化。七纳段相对较低的晚第四纪左旋滑动速率也可能反映了大理断陷盆地体系内不同断裂分支之间变形的分配，而非区域变形的减弱；在约东西向伸展构造体制下，断裂相对于伸展方向的几何方位可能影响倾滑与走滑分量的分配。

此外，研究人员也坦诚讨论了本研究的年代学局限性：桥南古滑坡的年代学目前仅由一个单一的U系年龄约束，次生碳酸盐的¹⁴C年龄不能直接约束断裂滑动速率。未来工作需对滑坡堆积体中的多期碳酸盐和其他可定年物质进行重复性和互补性定年，并结合多时间尺度的滑动速率估计和古地震研究，方能更有效地约束断裂长期滑动演化。

研究结论如下：（1）桥南古滑坡为评估七纳段金江断裂第四纪左旋位移提供了保存完好的地貌标志，独立几何测量与基于DEM的复原给出的位移估计为约97–118米；（2）滑坡堆积体中次生碳酸盐胶结物的²³⁰Th–U年龄为257.7 ± 3.2千年，为滑坡就位提供了最小年龄约束，结合位移重建获得金江断裂研究段落的表观左旋滑动速率上限为≤0.47毫米/年，该估计不应解释为整个七纳段的精确滑动速率，因为不同断裂分支间的滑动分配尚不明确；（3）第四纪上限滑动速率约束表明七纳段在桥南古滑坡就位后经历了构造活动，但现有数据不能证明断裂活动存在确定的长期减速趋势；滑动速率可能的时间变化或许与大理想断陷盆地体系内的区域变形分配和运动学重组有关，但这一解释仍是需进一步检验的假说。未来研究应优先获取桥南古滑坡和其他错动地貌标志的重复性和独立年代学约束，并结合金江断裂及邻区构造的多时间尺度滑动速率估计，以建立程海断裂带变形演化的更可靠时间框架。