郯庐断裂带是东亚大陆上的一条北东向巨型断裂带，在中国境内绵延2 400余km，北起黑龙江肇兴，向南止于湖北武穴。该断裂不仅是中国东部一条巨型断裂带，也是一条重要的地震活动带。深入分析该断裂的第四纪宏微观活动特征，对于掌握东部地区的地震活动规律具有非常重要的意义。近年来，笔者所在团队在郯庐断裂带中南段进行了多次探槽挖掘，取得了一些新认识和新进展。本文主要阐述泗县徐井探槽揭露的第四纪新活动及其宏微观特征，以期为郯庐断裂带中南段断裂活动特征及地震活动规律研究提供依据。

徐井探槽位于郯庐断裂带赤山段南端，泗县山头镇镇北，徐井小学北围墙外(图 1(a))。赤山在地貌上呈北北东向延伸的低矮山丘，卫星照片上显示典型线状影像。该地西边略高，局部出露砖红色砂岩，东侧相对低平，大部分为第四系所覆盖，探槽选在地貌变异部位，垂直于残存线状陡坎挖掘(图 1(b))。

图 1 区域地质和探槽所在位置构造地貌 Fig. 1 Sketch map of regional geology and tectonic landform of the trenching

徐井探槽长18 m、宽2 m、深4 m, 呈近东西走向。该探槽揭露出较为显著的新活动迹象，下文分南北两壁进行详述。

探槽北壁情况如图 2(a)所示。自西向东可见晚白垩世砖红色砂岩，由第四系砾石层组成的张裂楔，砖红色砂岩和砾石层组成的碎裂流。张裂楔由灰白色含杂色砾的砂砾层组成，楔体西侧砾呈杂乱无章随机排列，向东则见砂砾层中发育弧形上抛定向组构，有定向排列的碎裂流显现，楔体的西边界断层面向东陡倾，紧贴断面有白色断层泥薄带；楔体东边界断层面向西中等倾角倾斜，向上弧形弯曲近水平甚至转为向东缓倾，晚白垩世砖红色砂岩包裹黄色第四系粘土层，造成新老层位异常叠覆的状态，这是在张裂楔形成之前发生的一次挤压性活动留下的痕迹。靠近东断面发育厚几cm至十几cm的断层泥带，内里发育定向组构，呈现多种颜色的断层泥薄带(图 2(b))。根据多种颜色断层泥薄带的成因分析显示楔体东边界断裂的多期次活动。初步认为，研究区先发生自西向东的挤压，逆冲垮落，形成逆断型崩积楔-1。随后，应力调整，挤压转变为引张，张裂楔先生成。后期循张裂楔东边界发生挤压逆冲，使得碎屑物质上抛流动，形成崩积楔-2(图 2(c))。

图 2 探槽北壁构造特征 Fig. 2 Trenching structural characteristics of the north wall

探槽南壁情况与北壁相似，如图 3(a)所示。自西至东可见地表一层杂色偏红色砾石层，区域地层对比应属中更新世沉积，厚度几十cm，向下为砖红色砂岩，为晚白垩世沉积。向东砂岩中有一张裂楔，充填物为灰白色“混凝土”状碎屑，内含红色砂岩碎块，楔体上开口近2 m，西边界向东陡倾，紧贴断面有数mm厚白色断层泥薄带。值得注意的是，靠近边界断面顶部有黄褐色粘土被拽入(图 3(b))，经区域地层对比应属于晚第四纪沉积。张裂楔中局部见砂岩碎块被面向东倾的张性断裂错移下掉(图 3(c))。楔体的东边界西倾，中等倾角，其东侧残存早期形成的崩积楔-1(图 3(a))，靠近断面发育厚约十几cm的断层泥带，内里发育定向组构，显示不同颜色的断层泥薄带，反映张裂楔形成后又发生多期次活动。东边界断裂以东形成的上抛型碎裂流表明，张裂楔生成后遭受新的挤压，形成崩积楔-2，并被更新地层叠覆，断层泥带仅发育在与东侧砂岩的接触带上，向上到土层中消失，但断层隐隐约约穿入近地表的黑土层中，显微弱挤压特征，使得断面下方黑土层异常增厚。黑土层¹⁴C年代测定值为11.10~10.75 ka BP，说明断层最新活动已经延入全新世(图 3(a))。

图 3 探槽南壁构造特征 Fig. 3 Trenching structural characteristics of the south wall

综合上述现象初步认为，中更新统沉积后，探槽所在部位曾遭受强烈挤压，导致晚白垩世砖红色砂岩自西向东上冲垮落到中更新世沉积之上，形成逆断型崩积楔-1；接着发生张性断裂活动，形成开口向上的张裂楔，楔体主要由灰白色砂砾组成，其东西边界留下多期活动痕迹，提示其后发生多次活动，即自老至新依次为楔体形成后楔体中的砂岩碎块发生张性错移(图 3(c))，并造成西边界上覆的晚第四纪土层被掠裹拽入断面(图 3(b))，东边界形成具定向组构的断层泥带(图 2(b))；张裂楔形成以后，所在部位又遭受强烈的挤压，沿东边界断面的挤压逆冲活动产生碎屑物质上抛流动(图 2(a)、2(c)、3(a))，形成逆断型崩积楔-2；随后其上逐步形成更新沉积，当黑土层堆积以后，所在部位产生最新一次挤压活动，使得断面上下黑土层堆积厚度显现差异(图 3(a))。黑土层¹⁴C年代测定值为11.10~10.75 ka BP，表明最新一次活动在全新世早期堆积以后。以上分析初步表明，中更新统沉积以后，研究区曾先后发生挤压-引张-挤压-挤压共4次活动，最新活动在全新世早期。根据断裂活动分别形成逆断型崩积楔、张裂楔和地震断层，这几次活动应属高速粘滑活动^[1]，对应几次强烈的史前地震活动事件。此探槽表现的新构造活动变形样式和先前对其以北的赤山段研究结果^[2]相比有相同之处，如均显示第四纪以来断裂遭受挤压性变形，但赤山以北多表现为崩积楔的主要特征，本探槽除显现相似的逆断型崩积楔以外，尚存在张裂楔和碎裂流上涌成因的崩积楔。应该说，本探槽新发现的多样性的新构造变形内容是对赤山段研究成果的丰富和拓展。

为从微观角度揭示断裂的新活动特征，在徐井探槽的两壁主断面上原态采集断层物质样品共10件(图 4)。在保持原态前提下，待样品自然缓慢干燥后，在真空状态下注入固化剂，再置于恒温状态下均匀固化，磨制样品薄片(简称样片，下同)，最后放在显微镜下进行显微观测。结果表明，微观变形痕迹丰富多样。

图 4 微观样品采集 Fig. 4 Sketch of micro samples collection

探槽北壁从下至上共采集1~5号5件样品，显微观测中呈现的微观变形特征主要有：弥漫性揉皱变形(图 5(a))；绕砾揉皱变形(图 5(b))；平行变形条带(图 5(c))；平行剪切，碎砾边缘平直呈平行剪切面(图 5(d))；砾石边缘圆化，长轴定向排列(图 5(e))；绕砾弥漫性揉皱变形(图 5(f))；结核和砾石长轴定向排列(图 5(g))；帚状剪切(图 5(h))；共轭剪切(图 5(i))；多期变形，新老切割关系清楚(图 5(j))。总体显示，先期普遍产生的柔性变形和定向组构被后期脆性微断裂穿切(图 5)。

图 5 北壁样品微观变形特征 Fig. 5 Microscopic deformation characteristics of the northern wall samples (a)弥漫性揉皱变形，样片1；(b)绕砾揉皱变形，样片1；(c)平行变形条带，样片2；(d)平行剪切，碎砾边缘平行剪切面，样片2；(e)砾石边缘圆化，长轴定向排列，样片3，*40，（+）; (f)绕砾弥漫性揉皱变形，样片3；(g)结核和砾石长轴定向排列，样片4；(h)帚状剪切，样片4；(i)共轭剪切，样片5；(j)多期变形，新老切割关系清楚，样片5。所有样片均放大200倍，均为正交偏光

探槽南壁断层泥带自上而下共采集6~10号5件样品，显微观测中呈现的典型微观变形表征有：相互垂直2组切砾微断裂，先后切割关系清晰(图 6(a))；弥漫性变形(图 6(b))；平行切砾微断裂(图 6(c))；帚状切砾微断裂(图 6(d))；左旋切砾微断裂(图 6(e))；切砾微破裂(图 6(f))；纺锤形揉皱变形带(图 6(g))；环铁锰结核变形(图 6(h))；多期变形，脆塑性变形共处(图 6(i))；绕砾揉皱带被后期脆性断裂切割(图 6(j))。总体显示，早期柔性、弥漫性的变形被后期脆性微断裂穿切(图 6)。

图 6 南壁样品微观变形特征 Fig. 6 Microscopic deformation characteristics of the southern wall samples (a)相互垂直两组切砾微断裂，先后切割关系清晰，6号样片；(b)弥漫性变形，6号样片；(c)平行切砾微断裂，7号样片；(d)帚状切砾微断裂，7号样片；(e)左旋切砾微断裂，8号样片; (f)切砾微破裂，8号样片；(g)纺锤形揉皱变形带，9号样片；(h)环铁锰结核变形，9号样片；(i)多期变形，脆塑性变形共处，10号样片；(j)绕砾揉皱带被后期脆性断裂切割，10号样片。所有样片均放大200倍，均为正交偏光

上述错移性微观变形，是典型的高速变形标志；而碎砾定向排列、磨砾带、塑性环状流动构造及弥漫性透入性变形等则是典型的缓慢变形标志^[3-6]。

探槽北壁和南壁微观观测表明，两壁相应部位样片微观观测特征完全能够对比，总体表现为：下部以表征缓慢变形的柔性变形为主，上部以表征快速变形的脆性变形为主；早期以柔性缓慢变形为主，晚期以快速脆性变形为主。这表明，第四纪早期断裂也许经历过漫长蠕滑变形阶段，晚期转化为多期次、间歇性的粘滑变形阶段，即发生多次史前地震事件。微观分析所得结果与以上宏观发现和认识基本吻合，一方面验证了宏观研究结论，同时也是对后者研究内容和深度的有效补充和延伸。

关于郯庐断裂带安徽段断层的活动性，施伟等^[7]提出，郯庐断裂带新构造变形主要集中在宿迁以北的中北段，以南变形相对微弱；龚伟等^[8]认为，郯庐断裂带以宿迁为界，以北活动性强，以南活动性弱；刘备等^[9]认为，郯庐断裂带安徽段活断层的最新活动时代应为中更新世。显然，本文的发现和认识在一定程度上丰富了郯庐断裂带安徽段晚第四纪以来活动状态的研究内容。

致谢: 本文资料分析得到中国地震局地质研究所冉勇康教授和合肥工业大学徐嘉炜教授的指导，在此表示感谢！