为了对某一地区未来地震趋势和地震危险进行合理评估，有必要对其历史地震和史前地震习性进行探讨分析，研究过去地震特性是为了预测未来地震趋势(李正芳，2012；郑文俊，2013).黄玮琼等研究表明，华北地区 M_S≥4³/₄级地震自1484年之后才基本完整(黄玮琼等，1994).为了尽可能还原地震记录，必须借助适宜的思路和方法，识别史前地震痕迹，因而断层附近及其上的新沉积层中自然变形甚或地震遗迹的识别研究应是一项十分重要的基础工作.

自2012年始，笔者陆续对郯庐断裂带苏皖段进行探槽揭示研究，对断层物质进行原态定向微观分析，并将两者进行对比分析研究，利用宏观和微观比较方法揭示晚第四纪以来该断裂段自然变形特征.以下分段表述研究步骤和初步结果.

1 郯庐断裂带泗县赤山段晚第四纪以来宏微观构造对比分析

郯庐断裂带泗县赤山是突起于淮北平原之上的低矮山丘，呈北北东向(图 1a)，课题组在以往工作基础上(汤有标等，1990)，对地处郯庐断裂带上的安徽省泗县赤山区段进行多道大型探槽开挖，揭露出多期断裂活动甚至史前地震遗迹：

图 1

Fig. 1

图 1 郯庐断裂带苏皖交界段落地震地质略图 (a)赤山段探槽位置图；(b)郯庐断裂带苏皖交界段落构造略图；(c)重岗山段探槽位置图.Fig. 1 Seismic geological scatch map of Jiangsu-Anhui segment in Tancheng-Lujiang fault zone

探槽揭示，赤山断层段主要表现为层层叠置的逆断型崩积楔，即西侧砖红色白垩系砂岩向东反复叠置于褐黄色中上更新统粘土甚至更新地层之上.楔状体根部往往表现为向北西陡倾的断面(图 2)，沿断面分布有断层泥等组成的定向条带.由于逆断型崩积楔是地震遗迹的典型表征(邓起东等，2000)，层层叠置的崩积楔应是断层多次发生逆断-上冲-垮塌-堆积过程的遗迹，所以认为，研究区段晚第四纪以来曾发生数次较为强烈的地震事件.

图 2

Fig. 2

图 2 赤山段探槽素描 1 代表1号探槽(Tc1)；2代表2号探槽(Tc2);3代表3号探槽(Tc3)；4代表4号探槽(Tc4).Fig. 2 Scatch of trenches of Chishan segment

为从微观角度探寻佐证，在每道探槽的两壁逆冲面根部带定向采集断错物质，在保持原态前提下固定包装和运回，待其自然缓慢干透，在真空状态下注入固化剂，再在恒温状态下均匀固化，磨制定向薄片，然后置于显微镜下进行显微观测.结果表明，微观变形痕迹丰富多样，如矿物顺节理面被整齐滑移(图 3-1)，显2期或多期变形痕迹(图 3-2)，共轭状剪切(图 3-3)和反映不同性质变形特征痕迹共存(图 3-4).对比前人的研究结果(Davenport C A，et al.，1987;Obermeier S F.，1996 ;Moretti M，et al.，2002;Bartholomew M J，et al.，2002; 姚大全等，2004，2009)，认为上述种种变形遗迹均形成于断裂的新活动，反映断层晚第四纪以来具有多期次、多类型活动，且表现为以粘滑习性为主的变形，如切砾断裂，共轭剪切，其中也有研磨为表征的稳滑变形痕迹，如研磨带和磨砾的存在，可能代表稳滑调整过程.由此可见，微观分析不仅能充分验证探槽剖面上的分析结果，而且能显示直接在探槽壁面上不易辨别的变形细节，丰富了对变形过程的认识和理解.

图 3

Fig. 3

图 3 赤山段探槽断错物质显微照片 1.Tc2，切砾微断裂，*40(放大40倍，下同)，(+)(正交偏光，下同)；2.Tc2，两期剪切微断裂，*40，(+)；3.Tc1，共轭剪切微断裂，*40，(+)；4.Tc4，多期活动，且具有剪切研磨痕迹，*40，(+).Fig. 3 Micro phots.of dislocation material in trenches，Chishan segment

图 4

Fig. 4

图 4 重岗山段赵庄探槽(图 1c中Tc4)剖面Fig. 4 Section of Zhaozhuang trench in Chonggangshan segment

作为空间控制对比，我们在赤山的南东侧的泗洪重岗山段也开挖了多道探槽.该地显示与赤山段类似的构造活动面貌，探槽中表现为剖面东侧的新近纪下草湾组弱固结砂岩向西高角度逆冲于晚第四纪以来沉积的粘土之上，顶覆薄层耕殖土.其中，数赵庄剖面Tc4和王迁剖面Tc6表现得最为典型(图 1c)，以下按这两个剖面分别加以剖析.2.1 赵庄剖面

赵庄剖面位于泗洪双沟镇赵庄村东，剖面位于一大型采砂坑的北西坑壁，通过深挖、切削和铲刮，形成深约12米的陡面，剖面表现为东侧下草湾组弱固结砂岩逆冲于西侧上更新统粘土之上，顶覆全新统，在断面附近受扰动.西侧上更新统之下为晚白垩世红层与东侧弱固结砂岩陡立断面接触，据此可以推测该剖面曾经历平移剪切和逆冲2期活动(图 5).

图 5

Fig. 5

图 5 重岗山段赵庄探槽断错物质显微照片 1. 放射状屏裂，2号样品薄片，*40(放大40倍，下同)，(+)(正交偏光，下同)； 2.多期剪切，5号样品薄片，*40，(+)； 3.砾石长轴定向排列，3号样品薄片，*40，(+)； 4.揉皱，且具有剪切研磨痕迹，4号样品薄片，*40，(+).Fig. 5 Micro phots.of dislocation material in Zhaozhuang trench，Chonggangshan segment

在该剖面断裂面上原态采集系列样品，采取上述相似流程原态固化磨制薄片，镜下可见丰富的微观变形痕迹，如放射状屏裂(图 5-1)，多期切砾(图 5-2)，碎砾呈定向排列(图 5-3)，揉皱(图 5-4)等.汇集分析上述现象，可以认为，晚第四纪以来，样品所代表 的部位曾经历多期次变形，有代表高速变形的放射状屏裂，切砾微断裂，也有显示调整期的缓慢变形形迹，如砾石呈定向排列，揉皱等.

2.2 王迁剖面

王迁剖面位于泗洪双沟镇王迁村南，在探槽的北壁剖面上可见，其顶部为全新世以来沉积的粘土、亚粘土(Q₄)，其下西侧发育有晚更新世(Q₃)粘土，混杂有风化的红色砂岩碎块.东侧则为新近纪下草湾组弱固结砂岩(N₂).两者呈逆断层接触关系，砂岩呈高角度逆冲于晚第四纪粘土之上，顶覆薄层耕殖土.该断裂面附近，存在一黑土组成的楔状体；在探槽的南壁，可清楚的看到，楔状体边界斜切主断面呈切割关系，说明该断层至少发生过2次活动(图 6).首先为高角度逆冲活动，另外一次为拉张并填充黑色土层.

图 6

Fig. 6

图 6 重岗山段王迁探槽(图 1c中Tc5)剖面Fig. 6 Section of Wangqian trench in Chonggangshan segment

和以前类似研究结果对比，这2次活动均为高速变形活动遗迹(姚大全等，2004，图 6).

在探槽中定向采集主断面的断错物质，对其进行原态固结并磨制薄片，显微观测中发现丰富的微观变形特征，包括两期错移(图 7-1)，撞击楔入(图 7-2，3)矿物被整齐错移(图 7-4)，滚动破裂(图 7-5)，多期次切砾高速变形(图 7-，6，7)和揉皱(图 7-8).对比以前的研究结果(姚大全等，2009；2010)，这应是断层晚第四纪以来曾不止一次发生粘滑活动的微观依据.

图 7

Fig. 7

图 7 岗山段王迁探槽断错物质显微照片 1. 两期破裂现象，1号样品薄片，*40，(+)； 2. 撞击楔入现象4号样品薄片，*40，(+)； 3. 撞击楔入现象4号样品薄片，*40，(+)；4.平直切砾，1号样品薄片，*40，(+)； 5.滚动破裂，4号样品薄片，*40，(+)； 6.脆塑性变形，2号样品薄片，*40，(+)；7.脆塑性变形，13号样品薄片，*40，(+)； 8.揉皱，13号样品薄片，*40，(+).Fig. 7 Micro phots.of dislocation material in Wangqian trench，Chonggangshan segment

在上述认识基础上，我们认为，处于苏皖交界的赤山和重岗山区段为郯庐断裂带新活动较强的段落，多探槽揭露显示赤山沿北北东走向断面自北西向南东斜向逆冲，重岗山沿相同走向但反向倾斜断面自南东向北西向斜向逆冲，中间构成宽约10余千米的晚第四纪挤压性盆地，证实了我们在1990年的推断(汤有标等，1990)，这种逆冲挤压活动在晚第四纪可能曾多次发生，其间伴有引张过程，并伴随强烈的地震活动.

3 结 论

宏微观研究分析表明，郯庐断裂带苏皖交界地区的泗县赤山和泗洪重岗山段落，自晚更新世以来曾发生数次以斜向平移逆冲为主要方式的快速变形事件.在两者之间形成晚第四纪断陷盆地.断层物质微观分析所揭示的断层新活动习性与探槽分析结果较为吻合，但两者在表现形式上有所不同，微观变形形迹更丰富多样，不仅从微观角度佐证了多期次高速变形事件的存在，而且间歇期缓慢变形痕迹也清晰可见，研究结果一定程度弥补了常规断层活动习性分析局限.