研究區(qū)內(nèi)北西向斷裂主要為西江斷裂、沙灣斷裂。本章節(jié)討論的構(gòu)造活動序次、活動特征等，可能會受到北東向斷裂的影響。通過區(qū)域?qū)Ρ确治?，一般認(rèn)為區(qū)內(nèi)北東向斷裂形成時代早于北西向斷裂，所以，本書前述的構(gòu)造點(diǎn)特征等僅視為北西向活動構(gòu)造的證據(jù)。借助野外調(diào)查的斷裂的幾何學(xué)特征及節(jié)理分布特征，在大范圍測年以及羅漢山等典型構(gòu)造解析的基礎(chǔ)上，參照第四系沉積物形成特點(diǎn)，建立該區(qū)域活動構(gòu)造演化序列。

1．構(gòu)造活動測年證據(jù)

本書結(jié)合總項(xiàng)目需要，在重要斷裂破碎帶中采樣做年齡測試，此外收集前人分析測試結(jié)果。目前西江斷裂、沙灣斷裂有測試年齡樣共計(jì)27，測試手段為TL及ESR測年，其結(jié)果如表6－6所示。

表6－6 測區(qū)北西向斷裂測年結(jié)果表

通過表6－6分析可見，西江斷裂測年范圍在23．4～443ka之間，年齡最新的23．4ka位于磨刀門鉆孔，可能代表了西江斷裂最新的一次活動記錄。此外，晚更新世晚期（75～10ka）以來的占據(jù)3件，晚更新世早期（130～75ka）為4件，中更新世晚期（300～130ka）為4件，中更新世中期（600～300ka）為4件。以上分布說明，西江斷裂活動主要集中在中更新世中期—晚更新世早期（600～75ka）之間（圖6－26）。

沙灣斷裂測年樣品共計(jì)12件，其中未見有全新世年齡樣；晚更新世晚期（73～10ka）2件，晚更新世早期（130～75ka）4件，中更新世晚期（300～130ka）2件，中更新世中期（600～300ka）3件，中更新世早期（780～600ka）1件（圖6－26）。

上述分析可見，研究區(qū)斷裂測年主要集中在中更新世—晚更新世之間，這與該區(qū)域盆地形成及演變緊密聯(lián)系。

圖6－26 研究區(qū)斷裂年齡樣直方圖

2．構(gòu)造活動演變

研究區(qū)域在經(jīng)歷了加里東運(yùn)動大陸裂解－陸內(nèi)裂谷沉積階段，其后海西－印支運(yùn)動使陸內(nèi)沉積及基底發(fā)生變形；中新生代，隨著太平洋板塊對歐亞板塊的碰撞俯沖作用，本區(qū)進(jìn)入大陸邊緣活動帶發(fā)展時期。在白堊紀(jì)時期，燕山運(yùn)動導(dǎo)致大量花崗巖侵入及大規(guī)模的斷裂作用，形成了內(nèi)陸盆地。漸新世至中新世的喜馬拉雅運(yùn)動第一幕又使地殼發(fā)生強(qiáng)烈變形，并抬升遭受剝蝕。上新世的喜馬拉雅運(yùn)動第二幕表現(xiàn)為強(qiáng)烈的繼承性斷裂活動，并在晚更新世早期引起斷塊差異升降。由于總體上以沉降為主，在晚更新世中期珠江三角洲地區(qū)演化成斷陷盆地，至此平原基底形成。隨后發(fā)生的多期海侵－海退，并伴有構(gòu)造活動，其共同控制了珠江三角洲的形成演變。根據(jù)上述斷裂構(gòu)造測年資料，結(jié)合野外調(diào)查斷裂點(diǎn)特征，同時考慮第四紀(jì)地層沉積厚度的縱向、橫向變化及沉積相特征等因素，對測區(qū)活動斷裂活動性由老至新劃分為6個階段（圖6－27）。

圖6－27 研究區(qū)活動斷裂演變及地殼升降變化模式

Ⅰ階段（＞600ka）：該時期屬于中更新世早期，區(qū)內(nèi)地殼總體處于抬升趨勢，在濕潤的氣候環(huán)境下，形成湛江組（Qpz）和早期玄武巖之風(fēng)化殼（石康風(fēng)化期）。隨后在該區(qū)又產(chǎn)生短暫的海侵，沉積北海組（Qpb）下部砂礫層，以假整合覆于湛江組及早期玄武巖之上。在前期區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動的基礎(chǔ)上，研究區(qū)繼承早期的斷裂活動，北西向的區(qū)域擠壓，北東向的走滑拉張，盆地進(jìn)一步演化，部分地段繼承北西向斷裂活動。在沙灣斷裂帶西淋崗地區(qū)獲取兩件北西向斷裂帶斷層泥ESR測年結(jié)果，分別為706±92ka、528 ±63ka，斷層通過的地層屬于早白堊世白鶴洞組（K1b）及燕山期二長花崗巖。而該斷裂又與北東向斷裂交會，在北東向斷裂帶上發(fā)現(xiàn)第四紀(jì)錯斷面，經(jīng)過槽探、地貌等揭露，認(rèn)為是重力滑塌成因（董好剛等， 2012）。所以，北西斷裂活動的最早時限為中更新世早期，其可能在中更新世中期亦有活動。

Ⅱ階段（600～300ka）：該時期屬于中更新世中期，此時地殼運(yùn)動較前一時期頻繁，出現(xiàn)快速的海侵－海退事件。由于構(gòu)造的差異性運(yùn)動，局部北海組（Qpb）出露海面，接受風(fēng)化剝蝕。該時期，西江斷裂受斷塊差異運(yùn)動的影響，在繼承早期北西向斷裂的基礎(chǔ)上，發(fā)生了明顯的活動。西淋崗斷裂（F009）斷層泥ESR揭示該時期曾有活動痕跡（528±63ka）；此外，番禺橫江所見的大烏崗斷裂斷層泥TL年齡為535．4±37ka，以上兩者揭示的時間極為接近，反應(yīng)該時段在沙灣斷裂的中部地區(qū)，斷裂活動性較為顯著。此后，在隔田、天臺山、沙灣水泥廠等地獲取的年齡樣表明，該時段斷裂活動相對頻繁。此外，從測年樣品分布位置來看，該時段斷裂活動具有從南西向北東演變的特點(diǎn)。另外，該時段在斗門小黃羊、掛錠角等獲取的年齡分別為360ka、354．3ka，兩者年齡較為接近，反映該時段西江斷裂活動較為頻繁，其也記錄了中更新世中期西江斷裂的首次活動。

Ⅲ階段（300～130ka）：該時期屬于中更新世晚期，地殼運(yùn)動較前一時段相對減弱，部分地區(qū)發(fā)生海侵。在瓊北地區(qū)形成了石卯嶺組（Qps）火山巖，反映該時期區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場可能發(fā)生了調(diào)整，從北西－南東向擠壓，轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽鳎蠔|向拉張，前三角洲向南東方向擴(kuò)展，在瓊北一帶伴隨地殼抬升，形成了多處火山活動，其噴發(fā)產(chǎn)物不整合覆蓋在北海組（Qpb）之上，時代為中更新世晚期。該時期斷裂繼承早期斷裂活動，在橫坑里、隔田斷層泥測年顯示，在285ka左右，西江斷裂在江門段活動較為頻繁，該段處于西江斷裂中段，反應(yīng)在中更新世晚期，西江斷裂中段開始活動。此時，在沙灣斷裂黃山魯一帶，東涌－黃山魯斷裂也開始活動。野外調(diào)查露頭顯示，在黃山魯一帶，斷裂活動呈負(fù)地形，斷裂上盤具有較強(qiáng)的碎裂巖帶，下盤則為Sγ，其中節(jié)理裂隙明顯，這可能是后期活動的產(chǎn)物。而早期活動則可能形成較寬的碎裂巖帶。之后，在200ka左右，斗門水磨巖鉆孔斷層泥TL揭示，西江斷裂在200．8ka左右有活動記錄，同時在黃山魯斷裂174ka也有活動，這可能是如今保存的各類節(jié)理、裂隙較為清晰記錄的反映。在中更新世晚期末期，西江斷裂中段了哥山開始有活動，此時斷裂形成的北西走向的石英脈，多被后期的節(jié)理切割，該類脈體多為張性充填脈體，傾向北東，傾角較陡，表面多有褐鐵礦化蝕變。據(jù)此判別，早期斷裂活動可能處在北東－南西拉張作用的應(yīng)力場下，形成一系列北西走向的拉張裂隙，后被充填。這也是該時段區(qū)內(nèi)斷裂差異升降所致。

Ⅳ階段（130～75ka）：晚更新世早期，區(qū)內(nèi)繼承了中更新世末期的差異性構(gòu)造運(yùn)動。局部地區(qū)發(fā)生海退，使雷瓊北部灣地區(qū)北海組、中期玄武巖和其他地區(qū)前第四紀(jì)地層在濕沼氣候條件下形成風(fēng)化殼（合流風(fēng)化期），部分地段形成了石排組（Qps＾p）砂、礫石堆積。該時期斷裂活動較為頻繁、強(qiáng)烈，對三角洲形成、演化具有重要意義。大崗羅漢山等開始活動（115．36～113ka），其活動均屬于沙灣斷裂的南東段；此后黃山魯也開始活動（102ka），活動方向向北東方向偏移。西江斷裂在該時段活動較為集中，主要分布在斷裂中段，時間約為106～95ka，南部雞啼門一帶在79．3ka也有活動記錄。以上說明，在晚更新世晚期，西江斷裂中段、南段活動較為顯著；沙灣斷裂則表現(xiàn)為南東段活動較強(qiáng)，而且活動方向由南西向北東逐漸增強(qiáng)。這可能與區(qū)域南北擠壓應(yīng)力作用下發(fā)生的左旋偏轉(zhuǎn)有關(guān)。

Ⅴ階段（73～10ka）：該時期屬于晚更新世晚期，是珠江三角洲形成、演化的重要時期。該時期處于大理冰期（玉木冰期），全球性氣候變冷，導(dǎo)致海面下降，陸地范圍擴(kuò)大。整個珠江三角洲地區(qū)多暴露在海平面之上，局部地區(qū)在河口地帶形成陸相砂礫石堆積層。此地氣候環(huán)境一直持續(xù)到30ka有所改觀。在49．3～44．2ka之間，西江斷裂在了哥山、九江等地均有明顯活動。而于雞啼門水道底部14C年齡為35．09ka，說明該水道在第一次海侵前已經(jīng)形成，該河段一直處于拉張沉降階段。沙灣水道ZK6揭示在殘積風(fēng)化層之上沉積西南鎮(zhèn)段（Qpx），沉積相顯示其屬于河流相沉積，反應(yīng)地殼處于抬升階段。14C年齡顯示為33．8ka，與雞啼門水道沉積年齡極為接近。

從30～18ka以來，珠三角地區(qū)迎來了第一次海侵，此時西江不經(jīng)磨刀門出海；東江不經(jīng)獅子洋出海，而是在沙灣附近與北江相匯；潭江分兩支，一支大致沿五桂山北麓斷裂向東流，另一支沿現(xiàn)今的西江南段再向西南匯入崖門（姚衍桃等，2008）。在三角洲內(nèi)部，則廣泛形成了西南鎮(zhèn)段（Qpx）砂質(zhì)黏土、淤泥等碎屑沉積。該時期地殼總體趨于下降。該時期地殼活動，從磨刀門鉆孔斷層泥TL測年顯示，在23．4ka西江斷裂還有明顯活動。

16～10ka以來，地殼又發(fā)生差異的抬升，三角洲內(nèi)部廣泛形成了三角層（Qpsj）沉積，其特征為淺灰—灰白—黃白—紅黃色花斑黏土層，時代為晚更新世晚期—早全新世。該套風(fēng)化碎屑組合，反應(yīng)區(qū)域地殼抬升的特點(diǎn)。

Ⅵ階段（10ka以來）：進(jìn)入全新世，區(qū)域地殼發(fā)生多次升降，其特征可以分為2個旋回。

10～7．5ka期間，區(qū)域地殼雖然逐漸下降，但大部分還處于暴露階段，此時在三角洲大部分地區(qū)沉積了一套海退序列組合，巖性特征底部為淤泥、細(xì)砂，向上過渡到灰黃、灰白色含礫粗砂，具有反粒序特征。其屬于杏壇段（Qhxt）組合，時代屬于早全新世。

7．3～5．0ka，此時期為全新世大暖期，發(fā)生了測區(qū)最大一次海侵，主要沉積深灰—灰黑色淤泥、粉砂質(zhì)淤泥夾粉砂及粉砂質(zhì)黏土，其屬于橫欄段（Qhhl）組合。地殼總體趨于下降，從西淋崗ZK6、沙灣水道至十八羅漢山，受地殼差異升降所致，北東－南西向拉張?jiān)斐刹痪幌孪?，西淋崗處下陷較深，約為15．5m，向南東越過番禺?dāng)嗦?，到達(dá)沙灣水道，下陷速率微弱，約為0．7m；到十八羅漢山一帶，下陷約為6．5m。其中在7．3～7．0ka期間，西淋崗地區(qū)最大下陷速率可達(dá)27．1mm／a。

5．0～2．5ka，區(qū)域地殼逐漸開始抬升，部分快速暴露出水面，形成了東升層（Qhd）海退序列組合，其主要特征為淺風(fēng)化的灰黃色、淺黃色、褐黃色黏土、粉砂質(zhì)或砂質(zhì)黏土，富含鐵質(zhì)氧化物，其代表了陸相風(fēng)化產(chǎn)物。

2．5ka以來，地殼開始緩慢下降，在東升層（Qhd）頂部沉積了一套海－陸交互相的砂、粉砂淤泥及黏土層，其屬于萬頃沙段（Qhw）組合。至2．0ka，達(dá)到了區(qū)內(nèi)第三次海侵，沉積了深灰色粉砂淤泥，其中含有大量海相生物碎屑，其屬于燈籠沙段（Qhdl）組合。

3．現(xiàn)代地震活動及大地形變測量

如前所述，由于珠江三角洲地區(qū)活動斷裂發(fā)育，地震發(fā)生往往沿活動斷裂進(jìn)行，故此該區(qū)域地震情況長期受到有關(guān)部門的特別重視。

現(xiàn)有研究資料表明：珠江三角洲地區(qū)自從公元1372年至2008年，記錄到歷史破壞性地震（M≥4．7）10次，其中4級地震4次、3～5．9級地震5次、6級地震1次，最大地震為1911年海豐外海域6級地震。

通過綜合分析1970—2000年該區(qū)地震活動數(shù)據(jù)（秦乃崗等，2003），認(rèn)為珠江三角洲是一個弱震區(qū)，地震頻次較低，30年內(nèi)年均次數(shù)不到10次，最大震級僅為4．5級。應(yīng)變能釋放曲線形態(tài)與東南沿海地震帶總體趨勢一致，故其成為東南沿海地震帶區(qū)域應(yīng)力場的調(diào)整單元。目前，地震活動處于剩余釋放階段，在未來20～30年內(nèi)才進(jìn)入下一周期的平靜階段（余成華，2010）。

現(xiàn)有大地測量表明，珠江三角洲地區(qū)的廣州、中山、澳門、深圳范圍為下降區(qū)，最大下降速率在－2～3mm／a之間，是廣東沿海岸下降最明顯的地區(qū)。此外，區(qū)域現(xiàn)今垂直形變特征明顯受該區(qū)大規(guī)模的北東向構(gòu)造帶所控制，但垂直形變幅度相對較小，無明顯的高速度梯度帶。據(jù)1956—1989年的地殼形變測量，珠江三角洲以沉降為主（速率1．3～2．0mm／a），其鄰區(qū)則以上升為主。

研究區(qū)除了垂直形變之外，GPS水平形變測量研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)受歐亞板塊、菲律賓板塊等共同作用，發(fā)生南東向水平形變，其運(yùn)動速率為6．0～15．9mm／a，平均為8．4mm／a。主壓應(yīng)變?yōu)楸北蔽鳎夏蠔|方向到近北－南方向，主壓應(yīng)變率從北向南逐漸增大。