杨光

（成都理工大学 四川 成都 610059）

1 地质背景

研究区域为四川省广元市剑阁县剑门关景区，剑门山脉为龙门山支脉，剑阁山脉地处龙门山断裂带前山断裂北段-江油断裂。江油断裂是龙门山前山断裂的一个分支，与映秀-北川断裂成左阶排列，断裂分布于安县永安镇一带至广元三堆镇一带，它主要发育于中生代地层中，线性地貌特征明显，呈一宽谷。断裂规模小，由数条延伸长度＜20km的次级断裂组成，破碎带宽仅几米，构造岩胶结程度好。断层两侧地层差异明显，北西侧为浅变质的志留纪龙马溪群、沙帽群和泥盆纪养马坝组、茂坝组，局部有石炭纪地层出露。南东侧主要为侏罗纪沙溪坝组、莲花口组和白垩纪剑门关组、剑阁组。

剑门关地区地层为白垩纪剑门关组，其地层下部以块状砾岩为主夹砂、泥岩凸镜体，砾岩成分以石英岩为主，灰岩、砂岩次之，中上部以紫红色长石石英砂岩与同色粉砂岩、泥岩不等厚互层，夹石英质砾岩，与下伏莲花口组整合或平行不整合接触，与上覆汉阳铺组整合接触的地层。

2 河流的侵蚀作用

剑门关景区河流是大小剑溪，属于山区河流，剑门山汇集的雨水，都是顺着西北高、东南低的地势，注入为清水江水系，清水江在曲回乡张家注入白龙江后汇入嘉陵江。该河流受龙门山前山断裂北段（江油断裂）活动的影响。河流的侵蚀作用以溯源侵蚀为主，侧方侵蚀为辅。

2.1 河流的溯源侵蚀

清水河溯源侵蚀较发育，产生溯源侵蚀作用的原因主要有：①河流的流量、流速增大；②河流侵蚀基准面下降。清水河在下切过程中所形成的坡折、河流的源头，受到流水的侵蚀不断向上游或河间地地带推进。它实际上是水流或河流为达到河床纵剖面的均衡，调整水动力强度，河流在河床各点加深，总体上从侵蚀基准面向上游推移，使河流源头或沟头后退的一种侵蚀作用。

2.2 河流的侧方侵蚀

清水河侧方侵蚀现象发育，产生的主要原因是由于河谷的弯曲而产生的横向环流作用，使得凹岸受蚀，凸岸堆积。结果河床发生侧向迁移，河谷拓宽，并导致河曲的发育。清水河在河床沟谷较宽、坡度较缓条件下横向侵蚀，多发生于地面组成物质较松软地段。侧方侵蚀主要是通过单向环流和底部辐聚型的双向环流来完成的。

3 河流阶地与断裂的关系

3.1 龙门山北段阶地的认识

龙门山断裂带北段所在地区的河流一般发育5级阶地，T1阶地拔河高度3～5m，地表为砂质黏土，下部为砾石层，也是主要耕地分布区，为全新世堆积。T2阶地拔河高度10m左右，T3阶地拔河高度一般为30～35m，沿汉江、嘉陵江、白龙江等零星分布。下部为砾石层，呈褐灰色，为砂-钙质胶结。砾石成分复杂，以砂岩为主，其次为火成岩、变质岩等，直径一般＜10cm，少数在10～20cm之间，磨圆度好，为晚更新世堆积物。T1、T2阶地为主要的居民和耕地分布区。T4阶地拔河高度60～70m，T5阶地拔河高度为90m左右。堆积物的上部地层为褐红-棕红色砂质黏土，密实，坚硬。下部为卵石层，其中的花岗岩卵石和砂岩卵石普遍被风化，只保留卵石的形态，石英岩卵石坚硬，没有被风化。

3.2 剑门关地区断裂分布及其活动性

剑门关位于江油断裂的北段，根据不同断坎的位置依次在剑门关地区划分出江油断裂两条次级小断裂（图1），大致与地貌地形相吻合。其断裂在地貌上表现为NE向的沟谷、垭口和断层槽地等。断裂沿清水河谷发育，断裂带宽300～500m，最新断裂活动的遗迹分布在清水河北岸，地貌上形成一系列断层槽地。

图1

（1）阶地分布

剑门关附近的清水河发育4级阶地，其中T1阶地沿清水河两岸连续分布，拔河高度3m左右，为堆积阶地，发育有第四纪堆积物，主要堆积物为黄棕色砂砾石黏土层。T2阶地沿清水河条带状分布，拔河高度为10m左右，主要堆积物为灰红色砂土和砂砾石层，为晚更新世堆积阶地。T3阶地在清水河的南北两岸均有分布，下部基座为前古生代千枚岩，上部堆积为黄棕色、灰褐色砂土和砾石层，砾石没有明显的风化，可见厚度10m左右，为晚更新世堆积，阶地面拔河高度为30～35m。T4阶地分布在上寺，拔河高度为60～70m，基座为前古生代千枚岩，上部为紫红色砂质黏土和砾石层，其中砂岩砾石被强风化，只保留砾石的形态，石英岩砾石保存完好。

（2）阶地上的构造地貌

根据区域地质调查结果，结合野外工作，发现清水河沙溪坝T1阶地发育有第四纪堆积物，未有断裂穿越。在大小溪河流T3阶地白垩纪砾岩发现负载构造，负载构造是在地震剪切力作用和重力驱动下，上覆细砂岩（比重大）下陷落入下伏粉砂岩（比重小）形成的一种构造。判断该地区可能至少发生了两次古地震事件。

在石门坝，出露多条三叠纪破碎带。呈NE向条带状分布。局部发育NEE向断层槽地，沿清水河，在雁门坝一带，断裂线性地貌特征清晰，表现为线性分布的断层崖、断层谷和垭口。挤压破碎带宽约50m，使石炭系灰岩与泥盆纪白云岩、砂岩呈断层接触，断层产状40°NE，近直立，断裂通过处的冲沟T1阶地未见构造变形迹象。

3.3 阶地形成时代

龙门山北段无河流阶地形成时间资料，借助相邻的中断河流阶地的形成时间资料，讨论龙门山构造的总体活动趋势。李勇等(2006)在北川、映秀、汶川、大邑等地对龙门山中段地区的河流阶地进行了初步划分，用热释光方法测定阶地堆积物的形成时代。拔河高度30～40m的T3阶地堆积物年代为距今2.3～3.6万年，拔河高度60～80m的T4阶地堆积物年代为距今4.2～7.6万年，岷江拔河164～170m的T5阶地堆积物热释光年代为距今7.7万年。

4 探讨与结论

4.1 剑门关地层地质时期为中生代白垩纪，剑门关位于四川盆地与龙门山交界处。沉积物普遍为红色，大部分为中粗碎屑物质，接受了西部山区的大量剥蚀产物，表明西部山区抬升迅速，大面积抬升的导致了龙门山东部边缘的断陷盆地形成，即四川盆地。盆地西界与龙门山之间可能存在一个逆断层性质的断裂边界。

4.2 龙门山断裂带后山断裂北段和中央断裂北段高阶地上断错地貌明显，都未见有第四纪断错地貌，江油断裂北段基岩中发育一系列近于平行的顺层逆冲的挤压破碎带，控制中生代地层与新生代地层呈逆断层接触，这些断裂通过处的T1阶地均未见构造变形迹象，可推测第四纪构造活动不明显。

4.3 龙门山北段三条主干断裂及前缘的潜伏断裂的规模及其活动性是西侧大东侧小，由西向东递减。龙门山后山断裂两侧存在很大的介质差异性。西侧主要为前震旦系碧口群及岩体组成的刚性块体，东侧主要为茂县群砂页岩为主的柔性地层，从断裂总体滑动态势看利于蠕滑而不利于粘滑。

综上所述，我们认为龙门山北段虽然为中更新世晚期活动断裂，但其强度比中南段要小，整体为韧性变形或蠕滑型断裂，孕育5级以上地震的可能性较小。但某些特殊地段，如西南端受摩天岭地块的构造屏蔽作用较小东北端受秦岭构造和汉中第四纪断陷盆地的影响等，可能孕育5级左右的地震。

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