湖南深部断裂构造与地震的关系

童琼，童敏，童迎世

(湖南省地震局，湖南 长沙 410004)

0 引 言

图1 湖南1626～1840年14年间中强震分布

表1 湖南省1626年10月～1640年地震目录

1 深断裂带类型与分布

深部构造是产生中浅层和表层构造的主要原因，上地幔收缩、扩张、蠕动，必然带动上部地壳的运动。自中元古代以来，湖南地壳经历了武陵、雪峰、加里东、印支、燕山等多次构造变动。板块的每一次碰撞构造事件后，都在原构造(层)形体上叠加了新的构造形变，因此深部构造与中浅层构造关系极其复杂。湖南地壳具层块结构特征，各构造块体之间均以深断裂带为界[2]。岩石圈断裂带、莫霍面断裂带控制了基底断裂带的发生、发展，表层线性断裂带是深部断裂带的继续和延伸。深断裂带是指岩石圈中的大型线型构造软弱带，具有切割深度大、空间延伸长的特点，具有长期性和继承性发展特征，对地壳构造发展和各种地质作用起着明显控制作用的巨型构造带。它是岩石圈、地壳应力集中区强烈构造变形所产生的线性构造破裂带。在板块驱动力的作用下，块体间相互运动碰撞边缘挤压造成的挤压韧性剪切带、脆性构造弱化带等拼接缝合带。湖南深断裂带的展布规律、构造变形机制与华南、扬子微板块所处的动力学状况紧密相关。根据深部地球物理资料[2]，结合地质构造背景特征，将湖南的深断裂带主要分为岩石圈断裂带、地壳断裂带和基底断裂带三大类，深构造断裂带分布见图2。

图2 湖南深部断裂带和近代ML≥3.0地震密集区分布

1.1 岩石圈断裂带

岩石圈断裂带是指延深大、切穿岩石圈达到软流圈的深断裂带，规模大、延伸长，一般大于500 km，是活动带和稳定区的分界线，也是板块俯冲碰撞带的聚敛边界断裂带，是岩石圈中构造最大的一级深断裂带。湖南境内的岩石圈断裂带共3条。

1.1.1 鄂湘黔岩石圈断裂带(①)

该带位于大兴安岭—太行山—武陵山巨型重力梯度带南段，主断裂带在松桃附近，切穿地壳深至岩石圈底部，断裂带倾向南东，倾角55°左右。断裂带东侧软流圈抬升，莫霍面深40 km左右。西侧软流圈下降，莫霍面深45 km左右，东西落差达5 km左右。

1.1.2 桃江—城步壳下岩石圈碰撞断裂带(⑤)

该断裂带分两段，西南段北起桃江，经锡矿山、隆回到城步，南延至广西融江，在湖南长约340 km，走向40°。断裂带北东段被常德—安仁转换断裂带错开，走向变为北东75°，错开段大致南起宁乡灰汤，北经浏阳至江西万载到南昌南部，在湖南长约180 km。

1.1.3 常德—安仁转换断裂构造带(⑧)

该带北起石门，北西入湖北，南经衡山至安仁进入湘鄂粤三省交界处，再南止于汕头，往北进入秦岭，全长约1 000 km。

1.2 地壳断裂带

地壳断裂带是指切穿地壳达到莫霍面的深断裂，延深大于30 km，延长数百千米大型隆起、大型拗陷，地体、地块的二级构造分界线，控制着中基性—超基性岩浆作用和成矿的分带性及沉积作用的发生和发展演化。湖南境内共有地壳断裂带12条。

1.2.1 麻阳—澧县深断裂带(②)

该断裂带南起新晃县，经武陵山东南缘—沅麻盆地西缘，至澧县进入湖北。在湖南省境内长达400 km，走向30°～45°，倾向西，倾角约63°。沿断裂带西侧重力场特征明显不同，属武陵山东缘重力梯度变异带。

1.2.2 靖县—溆浦深断裂带(③)

该断裂带走向35°～47°，北起敷溪，经溆浦到靖县，在省境内长约300 km。爆破地震显示断面两侧波速特征明显不同。西侧界面少而单一，无壳内低速层；东侧界面多而复杂，在深20 km左右有厚约3 km的低速层。在10 km以上的地壳部分，断裂带两侧波速变化特征基本一致，表明断裂带发生在中下地壳。

1.2.3 通道—安化仰冲深断裂带(④)

该断裂带走向23°～47°，北东段与沅陵—桃江断裂带相接，向南延至广西。处于雪峰东南缘重力梯度带，有明显带状航磁ΔT异常展布，ΔT异常与碰撞构造挤压带动力变质作用有关。

1.2.4 桃江—城步地壳仰冲深断裂带(⑥)

该断裂带与桃江—城步岩石圈断裂带属同一构造空间，但产状和形成时代不同，前者为印支—燕山期，后者主要在加里东期及以前。

1.2.5 宁乡—祁东隐伏逆冲深断裂带(⑦)

该断裂带向北延至湘乡与常德—安仁北西向深断裂带在韶山—宁乡一带相接，南与邵阳—郴州北西向深断裂带相接，平面延长大于140 km。往南西可能延至双牌—都庞岭一带进入广西。

1.2.6 茶陵—临武逆冲深断裂带(⑨)

该断裂带在湖南省境内长约200 km，大体沿茶陵—郴州—临武重力梯度带分布，与航磁ΔT化极异常梯度带分布一致，断裂两侧地球物理特征迥然不同，东部为东坡—骑田岭半隐伏—隐伏花岗岩带重力低异常，与西部、北西向重磁高，几乎呈直角对接。

该断裂带位于沅陵—桃江中上元古界地层不整合面附近的弧形拐弯处，延伸170 km，走向77°，重磁异常均有明显反映。莫霍面南北落差大于3 km，断面倾向北西，倾角62°。

该断裂带位于武岗—双脾—宁远—蓝山一带，走向310°～315°，长达300 km，在北西向断裂重力梯级带之南西。有瓦塘、越城岭、三才界，九嶷山半隐伏—隐伏花岗岩体形成的重力负中心带，是一条隐伏构造岩浆带，推断莫霍面有3～4 km的落差。

该断裂带南起宁乡，经湘阴到桃林，往北进入湖北省境内，走向40°，长达200 km。断裂重力梯级带及半隐伏—隐伏花岗岩带形成的重力低显示了浅部断裂标志特征。

1.2.11南县—汩罗深断裂带()

该断裂带南东起于七宝山，经望湘花岗岩体北东侧—汨罗—南县，往西北进入湖北境内。走向308°～315°，延长大于200 km，是湘东北地区一条极其重要的控岩控矿断裂带。

在地震之后，当时的地震遗址资源没有得到较好的保护，很多地震遗址都被当做废墟处理掉了。虽然将河北联合大学原图书馆、原唐山机车车辆铸钢车间以及原唐山十中设为国家重点文物保护单位，但仍然遭到破坏。虽然有一些修缮工作，但是遗址的自然风化、人文损毁现象依然存在。

该断裂带北起白马山花岗岩体东侧，经邵阳—关帝庙花岗岩体—羊角塘隐伏花岗岩体—大义山花岗岩体—郴州金银冲岩体，南延至广东省凡口一带，走向32°，延长大于300 km。邵阳—郴州深断裂带在莫霍面处的断面落差达2～5 km。该断裂形成于加里东期，为各期次岩浆活动提供了有利空间，因此它是湖南省内一条十分重要的构造—岩浆岩带。

1.3 基底断裂带

基底断裂带是指切穿沉积盖层和褶皱基底达到结晶基底、止于中地壳低速层的深断裂带，延深10～15 km左右。基底断裂带是地体、块体中的三级构造分界线，控制着中酸性岩浆活动，沉积相带及矿田的分布。

基底断裂带主要有北东、北西、东西和南北四个断裂系。同一断裂系中有规律地分布着并构成断裂带。同系中组与组之间大致平行、等距分布，这是全省重磁线性特征线组合的显著特点。不同构造块体中，线性构造组合特征有差异。湘西地区以北东向平行断裂带为主。在湘中南地区，北东、北西、东西、南北向四个断裂带构造并存。

基底断裂带不是深断裂带，但它与壳源岩浆岩的形成和成矿作用关系密切。深断裂带与基底断裂带是控制、改造的关系，基底断裂带往往是深断裂带的延伸、继承和发展。

2 深断裂带与地震的关系

地震的发生是把长期积累的各种能量沿着断裂带释放出来。积累的能量越多，释放时产生地震的震级就越大，对地面和地面建筑物的破坏就越严重。因此深部断裂带与地震有着密切的关系，尤其是活动断裂带。湖南历史上发生的中强破坏性地震,除1556年发生在岳阳的5级地震和1626年发生在会同的5级地震外，全部发生在深断裂带上及边缘[3-10]。湖南自1960年三峡建立地震台网以来至2020年底共记录近代地震2 208次,其中3.0≤ML<4.0地震61次，ML≥4.0地震仅7次。每次ML≥3.0以上地震发生后,都开展了大量的现场考察工作，发现其中部分3级以上地震集中区和段与震区及附近的深断裂带有密切关联。

2.1 长沙—宁乡段

2.2 郴州市区一带

2.3 常德—石门段

2.4 邵阳—新化段

历史中强震和近代大于ML3级地震都处于桃江—城步仰冲深断裂带与桃江—城步岩石圈断裂带上及附近(图2)，两条断裂带并行走向，属同一构造空间。

2.5 江华—宁远段

3 结 论