第9卷 增 刊中国地质灾害与防治学报V o l19 N o 1998年11月TH E CH I N ESE JOU RNAL O F GEOLO G I CAL HA Z A RD AND CON TROL N ov11998
香港东南海域的断层分布及
潜在地质灾害分析
冯志强 刘宗惠 王 群
(国土资源部广州海洋地质调查局,广州市,510075)
提要 香港东南海域,在水深63m区域内,基岩埋藏深度可达600m,晚第四纪沉积厚度10-48m,由上而下可划分为A1、A2及A3三个层组,A1层厚6～13m,为浅海相粉砂质粘土及粘土质粉砂,14C年代为9000年以来的全新世沉积;A2层厚0-20m,为河湖相粉砂质粘土及砂砾石沉积,底部有一侵蚀面; A3层厚2～20m,为海陆交互相砂泥互层及砂砾沉积,与下伏地层间为不整合接触。在这一海区已发现多条活动断层,其中主要有4条,呈N EE向及E W向分布,长10～20km,位于海底以下40～120m,它们对晚第四纪沉积的分布有控制作用,并与地震活动有密切关系,说明南海北部近岸断裂带是本区潜在地质灾害的主导因素。
即将开展的“珠海～深圳近岸海洋地质环境及地质灾害防治的调查研究”项目将为本区地质灾害防治和经济建设的持续发展提供更详细的基础资料。
关键词 香港 海区 断层 地质灾害。
Ξ
前 言
珠江三角洲区是我国社会经济最发达的区域之一,在当今世界面临的人口、资源和环境三大挑战中,珠江三角洲地区的持续发展尤其需要重视环境的制约。在规划沿海港口城市的发展和各类海洋工程的构筑时,应认真考虑本区的海洋地质环境条件及潜在的地质灾害分布。本文根据我局在香港特别行政区界外的东南部海域所做的物探调查并结合区域地质资料对该区地质灾害的潜在危险作综合分析。
一、第四纪地质
高分辨率地球物理勘探系统所获得的浅层剖面和单道地震资料揭示了本区第四纪自上而下主要有层A、B、D、E、F五个反射层序,层C缺失,其下的层D和层E、F也有分
Ξ第一作者简介:冯志强,男,1935生,教授级高工,广州海洋地质调查局高级技术顾问兼发展战略研究室主任,海洋地质灾害专业研究会副主任委员。
布。
11层A:是调查研究的重点层序,依据浅层剖面特征又细分出A1、A2和A3三个小层,其特征如下:
A1层:呈灰白-灰黑色并嵌有黑色斑点的弱反射层,全区披盖;地质取样为浅海相粉砂质粘土和粘土质粉砂沉积并夹有贝壳碎片,其最大厚度为13m,具西薄东厚之特征。
A2层:上部为灰黑色强反射层,呈水平层状沉积;下部是灰白色弱反射层,局部出现斜层和杂乱反射。该层厚度变化较大,0～20m不等。结合地质取样与邻近钻孔资料推测此层为河湖相粉砂质粘土、粉砂质砂,局部为砂砾沉积,与下伏层之间有一侵蚀面。
A3层:呈浅灰—深灰色,连续性尚好的一套弱反射层,主要为充填式沉积,在侵蚀低洼面上,显示了河道沉积特征,其厚度变化大,薄者2～3m,厚者超过20m,与下伏层呈不整合接触。
从层A厚度图(即A1、A2、A3总厚度)可见此层厚度变化较大,0～48m,总体为西部和东北部薄而中部较厚;在西部岛屿附近0～10m,西南部大于40m,其余地区10～30m。依据样品的岩性、矿物成分、化学成分、生物化石和14C测年资料认为A1层是距今9000年以来的全新世沉积,A2、A3层为晚更新世沉积。
21层B:在单道地震剖面上显示为变振幅、断续、杂乱或不规则的低频反射层或呈中振幅、似平行、较连续的反射层。该层在西部基岩隆起区缺失,其余地区厚度为10-20m,最厚达40m。依据地震相分析和邻区钻孔资料对比认为前者属河床相粗碎屑沉积物;后者为细砂-粘土质粉砂沉积。其时代为中更新世晚期低海面沉积。
31层C在本区尖灭,邻区为灰色粘土质粉砂与砂互层,属浅海相沉积;层D在地震剖面上显示为中频、较连续的平行结构,据邻区钻孔揭露为浅海相灰色粘土质粉砂与砂互层;层E的地震反射特征为低频、弱振幅、连续性稍差,其岩性为深灰色粘土质粉砂与细砂沉积。上述三个层经对其钻孔取岩芯样的化石、古地磁和热释光分析,其地质时代为早更新-中更新世;层F为粗碎屑层属早更新世。
二、断裂活动
1200km的高分辨率物探剖面已揭示出在香港东部海区水深30～35m处,存在一组呈N70°E走向的断层共7条,延伸长度6～20km不等,跨越的宽度约15km,皆是自基岩断至第四系,在地震剖面上可见断层将基岩切割呈地垒、地堑状,均属正断层性质,断距下部大,上部渐渐变小;断层顶部距海底深度为40～120m,已见错断了中更新统地层(图1、图2、图3)。该组断层要素见表1。
F ig11 D istr ibution of faults i n the southeast sea area out of Hangkong
图2 单道地震剖面显示的断层特征(ZX12测线)
F ig12 Faults i ndicated by subboto m se is m ic section(li ne ZX12)
表1 断层要素表
Tab11 Key ele m en ts of faults
编号性质走向倾向长度(km)埋藏深度(m)
1正断层N EE SE1070
2正断层N EE NW2060
3正断层N EE SE16120
4正断层N EE NW680
5正断层N EE SE680
6正断层近E W N840
7正断层近E W S840
图3 多道地震剖面揭示的断层特征(Z D12测线)
F ig13 Fault features i ndicated by m ultichannel se is m ic section(li ne Z D12)
据实测资料勾绘的晚更新世以来的沉积厚度图(图4)可以看出上述断层对沉积分布的明显控制作用,一些较大厚度的沉积凹陷均分布在断层下降盘,沉积层等厚线的走向与断
层走向基本一致,说明晚更新世以来直到全新世早期这组断层仍是十分活跃的。
图4 香港东南海区断层对晚第四纪沉积的控制
F ig14 The i m pact Con trol of faults on Quaternary deposits
值得指出的是,在香港以南约100km担杆列岛之南侧,沿N EE和近E W方向分布着
一条由一系列正断层和反向正断层构成的断裂带,一般是北盘上升、南盘下降,成阶梯状递次降落形成珠江口盆地的北部边界,称之为“北部断阶带”,该断阶带形成于新生代早期,规模大、断续延伸长达600km ,宽20～40km ,最大断距2000m ,长期活动,断错的最高层位是单道地震层序D ,即中更新世沉积,断层顶端距海底最浅处为25～50m 。同该断阶带相伴生的有NW 向断裂,如位于北尖岛与担杆岛之间的NW 向断层不但切割了N EE 向断裂带,使岛群间错开排列,而且还可能继续向西北方向延伸,经过香港西南海域后直入珠江口湾内。
三、潜在地质灾害分析
1-活动性断裂;2-强震包围区;3-地震危险沟4-地震震中;5-地震影响场图5 香港以南海域地震危险区划图(据:广东省地震局黄日恒)F ig 15 Zon i ng map of se is m olog ical danger reg ion i n the south sea area out of Hongkong
珠江口外近岸海域处于地
壳的不稳定地区有其地质演化
的历史根源。区域地质调查资
料表明,海陆之间存在一条古
生代时期的板块缝合带,其北
为华南陆块,其南为南海陆块,
各显示其不同的构造特征和发
展历史。缝合带的位置大体位
于20～50m 水深的海区,由于
中生代以来历次构造运动的强
烈改造而使其面貌复杂化,但
已有相当资料可察其踪迹。从
磁异常图上可见海陆之间磁场
特征的差异,在香港-汕头近
岸海域存在一条强磁负异常
带,呈N EE 向展布,在重力异
常图上则显示出明显的梯阶
带,其位置与负磁异常带相吻
合,这是深断裂的特征。(李唐
根,1981)。中国东部陆地上的
一系列N E 向断层延伸至广东海岸后多半向北东偏东方向扭转,和海区构造无法连接。联系到前述之香港东部海域的断层组及珠江口盆地的北部断阶带,也都是深部构造的反映。尽管其位置不可能上下重合,但作为一条地壳破碎带来认识是可以立论的。由于其长期活动的结果,不但控制了第三纪和第四纪的沉积分布及海底地形地貌,而且沿此带存在着一系列的地震活动。最早的强震记录发生于1067年,迄今已有15次破坏性地震,其中发生在海区的就有1611年粤西电白县外的6125级地震,1874年担杆岛5175级地震,1911年的红海湾6级地震以及1600年和1918年汕头南澳岛海域的7级和715级地震。广东省地震局称之为“南海北部陆缘地震带”,他们在综合研究了海陆地震资料后指出,担杆岛南面海域是可能发生M S 为7125级地震的危险区(图5),预测震中烈度可达10度,影响深圳市的烈度可达7度。尽管对影响深
圳市的烈度尚有7度或6度之争,但由沿海的这条地壳破碎带产生的潜在地质灾害(包括地震引起的滑坡或海侵、海啸等)应该引起我们的足够重视,经常想到悬于头上的达摩克利斯剑,将会促使我们保持清醒的头脑,在设计工程建筑时注意对地质灾害的防范。
四、结束语
广东近岸海域是一地壳不稳定区,它是在古生代板块缝合带的基底上发展起来的,经过了中新生代强烈构造运动的改造,直至第四纪仍在活动,断层、地震以及不均衡升降和海侵、滑坡等是该区的主要潜在地质灾害,它对社会经济发展的影响需给予足够的重视。
即将进行的“珠海～深圳近岸海洋地质环境及地质灾害防治的调查研究”项目,拟采用遥感、高分辨率地球物探、钻探、锥探、海底沉积取样、环境基线调查、地理信息系统和精确海上定位等先进的综合调查研究技术,将对本区的海洋地质环境状况和地质灾害的类型、分布及其防治作出综合评价,为促进沿海经济的发展提供较详尽的基础资料。
最后,感谢沈郭流高工为本文提供了实测资料,他和杨丽娟、夏真、潘毅及何桥昌等人合作编写的1:20万香港幅海洋工程地质调查报告,是本文中所引实际资料的基础,在此一并致谢。
参考文献
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[4] 刘以宣1华南沿海的活动断裂1海洋地质与第四纪地质,1985(3)
[5] 刘光鼎,李唐根等1中国海区及邻域地质地球物理特征1科学出版社,1992
[6] 曾维军1广州-巴拉望地学断面综合研究1南海地质研究,1991(3)
[7] 杨超群等1深圳市区域稳定性评价1地质出版社,1991
D istr ibution of faults and Ana lysis for Geo-hazard
i n the Southea st Sea Area out of Hong Kong
Feng Zh iq i ang L iu Zonghu i W ang Qun
(Guangzhou M ar i ne Geolog ica l Survey,M i n istry of
land and resources,Guangzhou,510075)
Abstract B asem en t rock is bu ried up to600m below seabo ttom in the sou theast sea area ou t of Hong Kong1T he late Q uaternary depo sits in th is area w ere abou t from10to48m th ick based on the geophysical data,and can be divided in to th ree layer as A1,A2and A31 A n ero si on ex ists betw een A2and A3,bu t a disco rdan t con tact occu rred below the A3lay2 er1
T h rough the su rvey,4i m po rtan t active fau lts w ere discovered below the seabo ttom from40to120m and10220km long1T hese fau lts dom inated the distribu ti on of the late Q uaternary depo sits along the sam e directi on N EE o r E W,and clo se related to earth2 quake1In view of th is,the near sho re fau lt zone of the no rthern p art of the Sou th Ch ina sea w as the p ri m ary Geo-hazard facto r in th is sea area1
Key words Hong Kong sea area fau lt geo-hazard