北京平原南口一孙河断裂南段第四纪活动性的磁性地层学研究

通过对北京平原南口一孙河断裂南段上下两盘钻孔剖面开展磁性地层学研究,建立了目标钻孔的磁性地层序列。结合沉积物岩石组合特征以及浅部测年数据进行分析,建立了本区第四纪地层格架。断裂两盘地层对比结果表明,南口一孙河断裂南段早更新世、中更新世、晚更新世和全新世垂直落差分别为116.5m,30.Om,4.1m和1.2m,各时代垂直活动速率分别为O.065mm/a,0.046mm/a,0.03mm/a和0.11mm/a。南口-孙河断裂南段活动特征总体表现为早更新世-晚更新世活动较弱,全新世活动强烈的特点。     

北京平原沙河凹陷第四纪磁性地层学研究及其新构造运动的沉积响应

北京地区在古近—新近纪时呈"两隆一凹"的构造格局。由于南口—孙河断裂北段第四纪以来的强烈活动,在上述格局上分化出新的第四纪凹陷盆地——沙河凹陷。本次工作在沙河凹陷内开展了钻孔ZK3的第四纪磁性地层研究,结合14C同位素测年结果获得钻孔剖面早更新世、中更新世、晚更新世和全新世地层底板埋深分别为493.8 m、157.4m、87.7 m和7.2 m,建立了钻孔剖面的第四纪地层序列。通过计算ZK3钻孔剖面第四系沉积速率分别为0.19 mm/a、0.11 mm/a、0.70 mm/a和0.63 mm/a。对比分析控盆断裂南口—孙河断裂的活动规律及北京西山的隆升特点,第四纪以来,受到北京西山隆升的影响,控制沙河凹陷的同生断裂南口—孙河断裂强烈活动,并控制了沙河凹陷的演化形成。钻孔地层平均沉积速率所体现的变化规律与山体隆升速率及断裂活动速率具有较好的响应关系。     

基于磁性地层和沉积地层特征对北京市南口—孙河断裂活动性评估

南口—孙河断裂是北京平原区一条重要的活动断裂,也是渤海—张家口断裂带的组成部分。本文通过开展钻探和样品测试(古地磁和14C测年)分析工作,利用沉积相分析和磁性地层学技术方法建立钻孔沉积地层的磁极性年代序列,并对南口—孙河断裂北段进行第四纪以来活动性进行分析和研究。结果表明:南口—孙河断裂北段第四纪以来的活动性变化特征表现为早更新世早期(2.58～0.99 Ma)活动性由强转弱,在早更新世末期(0.99～0.78 Ma)再次转强;中更新世(0.78～0.126 Ma)活动性转弱;晚更新世至全新世(0.126 Ma至今)活动性再次加强。这一规律与北京西山隆升基本特征吻合,活动性总体表现"强-弱-加强"的特点。     

北京平原南口—孙河断裂带北西段活动性分析

南口—孙河断裂是北京平原区唯一一条北西向的活动断裂,也是张家口—渤海地震带中最醒目的隐伏、半隐伏的第四纪活动断裂。对南口—孙河断裂北西段开展了浅层地震勘探和钻探工程,验证了该目标断裂的精确定位。笔者通过钻孔岩心及探槽剖面的对比分析,并结合磁性地层研究及~(14)C年龄测定,对该断裂第四纪以来的活动性进行了探讨。研究表明,南口—孙河断裂具有粘滑兼蠕滑的活动特点,中更新世、晚更新世和全新世以来的垂直活动速率分别为0.12 mn/a、0.58 mm/a、0.31 mm/a。总体表现为弱-强-弱的规律。晚更新世以来至少可识别出两次古地震事件,分别为距今(9230±45)aBP~(9370±40)aBP和(13620±90)aBP~(13960±60)aBP,错断地层的最浅深度为1.2 m。同时探讨了城市隐伏活动断裂的研究思路和方法。     

北京顺义断裂第四纪活动性地球物理及钻孔综合探测证据

顺义断裂是北京平原区重要的隐伏断裂之一,其第四纪活动性及其对地表地裂缝地质灾害影响的研究是优化首都地区国土空间开发格局和防灾减灾体系建设的必要工作。针对隐伏断裂的复杂性特征,利用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层人工地震、高密度电阻率法地球物理探测,以及钻孔地层剖面记录等方法,综合分析顺义断裂第四纪活动特征,结果表明：①顺义断裂走向NE,倾向SE,正断活动特征,为全新世活动断裂,北小营附近断裂上下盘早更新世、中更新世、晚更新世和全新世以来的垂直滑动速率分别为0. 23mm/a、0. 03 mm/a、0. 29 mm/a和0. 51 mm/a;②断裂第四纪以来时空存在明显差异,时间上,早更新世断裂活动性较强,中更新世活动弱,晚更新世活动性增强,全新世以来活动性最强,空间上,第四纪以来顺义断裂南段的活动性较北段强;③顺义断裂现今仍具有一定蠕滑活动特征,并对浅地表部地裂缝发育具有明显的控制作用,这可能是顺义地裂缝发育的主要原因。     

北京平原地区主要活动断裂带研究进展

本文通过对北京平原地区主要活动断裂的调研、分析,认识到：①北京地区的构造格局是在晚第三纪“二隆夹一凹”(京西隆起、大兴隆起和北京凹陷)的基础上发展起来的,第四纪以来这一总的格局解体。沙河凹陷在第四纪开始发育；整个北京凹陷反向抬升,与大兴隆起结为一体；大兴隆起北部则发育了顺义第四纪凹陷。②黄庄-高丽营断裂、南口-孙河断裂研究的程度相对较深入,新成果较丰富。黄庄-高丽营断裂具有明显的分段活动性质,第四纪期间断裂活动由南向北逐渐加强,最新活动表现在北段的高丽营段,活动时代为全新世,黄庄段最新活动时代为晚更新世。南口-孙河断裂是北京地区规模最大的一条北西向断裂,也是张家口-渤海地震带中一条醒目的地表第四纪活动断裂。     

广西灵山断裂北段晚更新世以来地质地貌特征

灵山断裂北段位于广西钦州市灵山县,其活动性较强,但关于断裂沿线晚更新世以来的地质地貌特征目前还没有系统的研究报道。为了查明灵山断裂北段晚更新世以来的地质地貌特征,采用地质地貌详细调查、槽探、微地貌测量、OSL测年等方法,获得约17ka以及全新世以来的位移速率。结果表明:灵山断裂北段自晚更新世以来运动性质为右旋走滑兼正断,断裂沿线地质地貌主要表现为断错冲沟水系、冲洪积扇体变形、断错河流阶地、陡坎等;灵山断裂北段晚更新世以来活动明显,约17ka以来水平位移速率为1.27~1.54mm/a,垂直位移速率为0.53~0.65mm/a;全新世仍有活动,约2 360a以来水平位移速率为1.21~1.63mm/a,垂直位移速率为0.53mm/a。     

河北省邯郸—邢台断裂晚更新世以来的活动特征

本文根据野外地质地貌调查,结合卫星影像解译和钻孔资料的分析认为,邯郸—邢台断裂是一条晚第四纪以来活动的断裂。根据断裂走向、活动时代及活动性质的变化,可将该断裂分为三段。临城—永年和永年—磁县段为全新世活动断裂,活动性质为右旋正断,晚更新世断裂的垂直滑动速率为0.25mm/a,全新世垂直滑动速率为0.47mm/a。磁县—安阳段为晚更新世时期活动断裂,活动性质为右旋正断,垂直运动速率为0.22mm/a,但全新世没有活动。     

北京南口—孙河断裂北西段综合物探剖面定位及其活动性研究

通过可控源音频大地电磁测深、浅层地震和氡气测量等多种地球物理探测手段建立综合剖面,对北京南口—孙河断裂白浮—百善段做出精确定位。同时开展钻探工作,利用沉积相分析、磁性地层学等方法对钻孔地层剖面进行对比分析,对南口—孙河断裂北西段第四纪以来的活动性进行探讨。研究结果表明,主断裂在该段位置的延伸情况与前人资料所提供的位置相比向北东方向偏移500~800 m;百善联合钻孔则得出该断裂中更新世、晚更新世和全新世以来的垂直活动速率分别为0.12 mm/a、0.58 mm/a、0.31 mm/a,活动性特征表现为由弱到强、再到弱的总体规律。由此可见,建立物探综合剖面并辅以钻孔,对于城市隐伏断裂的定位具有较好的效果,可查明城市活动断层的位置并对其活动规律进行分析,继而采取防范和避让措施,对减轻城市地震灾害实际应用评估具有十分重要的意义。     

北京地区黄庄-高丽营断裂北段活动性研究与灾害效应分析

通过浅层人工地震、高密度电阻率法及钻探工程等综合方法,对穿越北京市重要创新产业基地的未来科技城内的隐伏黄庄—高丽营活动断裂进行了精细研究,揭示了其结构特征、第四纪活动性及其致灾机理。研究表明:黄庄—高丽营断裂北段总体上表现为张性正断层特征、倾向南东、倾角70°~80°、基岩深度附近垂直断距较大,断裂向上延伸至第四系产状逐渐变陡,具有"铲式"断层的特点,局部表现为"Y"字形组合特征;黄庄-高丽营断裂北段第四纪以来活动迹象明显。钻孔对比表明,早、中、晚更新世和全新世以来平均垂直活动速率分别为0.07mm/a、0.04 mm/a、0.23 mm/a、0.10 mm/a,其变化特点与北京西山隆升所反映的新构造运动的特征吻合;黄庄—高丽营断裂北段全新世以来表现为强烈蠕滑变形,沿断裂下盘诱发了线性分布的地裂缝、地面塌陷、墙体路面开裂等地质灾害现象。     

磁性地层年代对北京平原顺义断裂第四纪活动性的约束

顺义断裂是位于北京平原东北部的一条第四纪活动断裂,其活动性对北京市城市安全具有潜在的地质灾害威胁。为了解顺义断裂第四纪以来的活动性,对该断裂下盘的一个钻孔剖面ZK12-1的岩心样品开展磁性地层学研究。通过逐步热退磁,大部分样品可成功分离出两个剩磁分量,其中低温分量具有正的、高倾角特征,可解释为由钻杆旋转引起的重磁化分量;高温分量为中等倾角且具有倒转特征,为原生剩磁。据此建立了ZK12-1钻孔的磁性地层年代格架。结合断裂上盘ZK12-2钻孔的磁性地层年代格架结果,并根据这两个钻孔在第四纪不同时期的地层落差,计算出顺义断裂上、下两盘在早更新世、中更新世、晚更新世和全新世的相对垂直活动速率分别为0.023 mm/a、0.001 7 mm/a、0.033 mm/a和0.051 mm/a。这一结果表明顺义断裂在早更新世活动较强,中更新世活动最弱,晚更新世断裂开始活化,活动性增强,全新世活动性最强。     

河北省唐山地区丰台—野鸡坨断裂第四纪活动性——来自14C和磁性地层年代学的证据

丰台—野鸡坨断裂为唐山地区主要断裂之一，西侧为鸦鸿桥凹陷，东侧为唐山凸起，断裂两侧第四系厚度之差巨大。本文依据该断层两侧钻孔对其第四纪以来活动性进行初步的探讨。通过对丰台—野鸡坨断裂上下两盘PZK14和PZK20孔磁性地层学研究，并结合钻孔岩石地层，及浅部光释光和¹⁴C测年结果，建立第四纪地层格架。结果表明：两孔底部“泥包砾”为新近纪沉积；PZK14孔下更新统底界埋深为387 m，中更新统底界埋深为114 m，上更新统底界埋深为71 m，全新统底界埋深为6 m；PZK20孔下更新统底界埋深为155 m，中更新统底界埋深为73 m，上更新统底界为36 m，无全新世地层。丰台—野鸡坨断裂活动在早更新世时表现为逐渐增强的特点，活动速率由早期的5.4 cm/ka增加到13.9 cm/ka。中更新世断裂活动基本处于停滞状态，活动速率为1.0 cm/ka。晚更新世以后，断裂重新活动，且更加剧烈，活动速率达到了54.5 cm/ka。     

北京后沙峪凹陷的第四纪地层划分与构造演化

通过对北京平原北部昌平、顺义、朝阳等区域的多个深孔资料、尤其后沙峪地区G3钻孔资料的深入分析,并开展磁性地层学及孢粉测试成果研究,建立了钻孔的磁性地层序列,结合南口—孙河断裂、顺义断裂以及黄庄—高丽营断裂的活动性研究成果,确定了后沙峪凹陷的第四纪地层格架,分析了凹陷的构造演化过程。结果表明,后沙峪凹陷上G3孔下更新统底界为511.7 m,中更新统底界为175.5 m,上更新统底界为31.6 m。在燕山期晚期,黄庄—高丽营断裂形成,控制了北京凹陷的西部边界,在北东向顺义断裂和北西向南口—孙河断裂共同作用下形成后沙峪凹陷。进入第四纪后,G3钻孔地层在早、中、晚更新世的沉积速率分别为0.198 mm/a、0.255 mm/a和0.243 mm/a;各条断裂活动速率的差异性客观反映出各块体之间的升降特点。由于后沙峪凹陷处于黄庄—高丽营断裂的上盘,同时也是顺义断裂的下盘,因此,断裂间的相互运动在第四纪沉积作用下形成了后沙峪凹陷。     

高密度电法在和田隐伏断层探测中的应用

西昆仑山前一系列的新生代背斜的翼部往往伴生向南斜倾的逆断裂,这些断裂隐伏于早更新世或中更新世洪积砂砾石层,构成了和田隐伏断裂带。该断裂带由2条陡坎状断层组成,宽约10.6km,深度20~300m,落差110~270m。根据卫星影像和地质工作成果,和田隐伏断裂的一支从和田市南部穿过,但南郊飞机场附近没有露头,为探查断层在该区域的位置及深度,沿垂直于推测的断层走向布设2条测线,采用温纳（WN）测量系统对其进行探测。探测结果表明：2条测线皆发现了逆断层,均上切错断了上覆晚更新世地层,其中测线1存在2处断层,一处断层倾向南,倾角50°左右,另一处断层倾向北,倾角约55°;测线2存在一处断层,倾向北,倾角近80°。通过比对高密度电法资料和地质出露点剖面,推断和田断层在第四系以来有过两次明显的活动,导致晚更新世砂砾石土层被断错。     

第四纪洞庭盆地沅江凹陷东缘鹿角地区构造—沉积演化研究

沅江凹陷为第四纪洞庭盆地东部的一个次级凹陷。通过地表地质调查和钻孔资料,在沅江凹陷东缘北部鹿角地区第四纪构造、沉积及地貌特征研究基础上,探讨并提出其构造-沉积演化过程：早更新世早期洪湖-湘阴断裂和荣家湾断裂相继活动,断裂以西地区断陷沉降并沉积,以东地区则构造抬升而遭受风化剥蚀。早更新世末期凹陷区东部构造反转抬升并遭受侵蚀。中更新世早期和中期凹陷区断陷沉降并接受沉积。中更新世晚期研究区整体抬升而遭受剥蚀。晚更新世西部主凹陷区在稳定或弱沉降并形成泥质沉积,东部间歇性抬升。在上述中更新世晚期开始的构造抬升的同时,研究区东部产生了自东向西、自南向北的构造掀斜。全新世构造总体稳定,西部洞庭湖区形成湖冲积。区域上,第四纪洞庭盆地构造性质经历了早期断陷到晚期坳陷的转变。     

青藏铁路风火山段晚第四纪断裂活动分析

地表地质调查发现,第四纪期间在风火山逆冲-褶皱构造带以发生近东西向的伸展变形为特征。在该构造带中形成切割早期近东西向挤压变形构造带、指示近东西向伸展变形、整体沿北60°东向展布的二道沟断陷盆地。断裂活动的地质、地貌证据表明,控制该盆地晚第四纪断陷的主边界断裂位于其北缘,是一条断续延伸达24 km左右、可能兼具左旋走滑性质的正断层。根据该区晚第四纪沉积物的分布和时代,并对断裂所错动的晚第四纪地质-地貌体进行初步的年代学分析,可以初步断定该断裂的晚第四纪垂直活动速率应该介于0.2~0.4 mm/a之间。     

第四纪洞庭盆地安乡凹陷及西缘构造-沉积特征与环境演化

通过地表观察和钻孔资料,对洞庭盆地安乡凹陷及其西缘第四纪构造沉积特征和环境演化进行了研究,为江汉—洞庭盆地第四纪地质研究补充了新的资料。凹陷总体呈南北向,周边为正断裂。凹陷内第四系厚一般为100-220 m,最厚达300 m,自下而上依次为早更新世华田组、汨罗组,中更新世洞庭湖组,晚更新世坡头组和全新世湖冲积。第四系以砾石层、砂层为主,次为（含）粉砂质黏土、黏土,岩性、岩相横向变化大。安乡凹陷西缘（即太阳山隆起东缘）,呈自西向东缓倾的丘岗地貌。区内主要发育中更新世白沙井组,其中南部下部以砂、砾石层为主,上部为黏土;北部以粉砂质黏土沉积为主,下部可发育砂层。根据地貌、沉积及控凹断裂特征,重塑安乡凹陷及其西缘第四纪构造活动与环境演化过程：早更新世—中更新世早期,凹陷西边的北北东向周家店断裂伸展活动,安乡凹陷不均匀沉降,总体具河流和过流性湖泊环境并接受沅水沉积;同期凹陷西缘构造抬升,处于剥蚀的山地环境。中更新世中期断陷活动向西扩展,凹陷区为过流性湖泊环境;凹陷西缘地区转为河流（南部）和湖泊（北部）环境并接受沉积。中更新世晚期安乡凹陷及其西缘整体抬升并遭受剥蚀,凹陷西缘同时具有自西向东的掀斜。晚更新世安乡凹陷拗陷沉降,具河流和湖泊环境;同期凹陷西缘遭受剥蚀。晚更新世末受区域海平面下降影响,安乡凹陷遭受剥蚀。全新世安乡凹陷拗陷沉降,具泛滥平原之河流、湖泊环境。     

洞庭盆地两护村孔孢粉组合及其气候与地层意义

两护村ZKC1孔位于洞庭盆地安乡凹陷的东南部,孔内第四系(底部跨上新世)厚达294 m,为河流和湖泊沉积,自下而上依次为上新世—早更新世华田组、早更新世汨罗组、中更新世洞庭湖组、晚更新世坡头组以及全新统等。对ZKC1孔第四系进行了详细的孢粉分析,自下而上划分出16个孢粉组合带。ESR年龄和孢粉组合及其反映的气候特征指示华田组下段形成于上新世末。根据孢粉组合特征,结合构造—沉积演化和区域气候背景,重塑洞庭盆地上新世末以来的气候演化过程:上新世末期由孢粉带Ⅰ和Ⅱ指示具暖干气候。早更新世经历了凉干(孢粉带Ⅲ、Ⅳ)→暖湿间凉干(孢粉带Ⅴ～Ⅶ)→冷干间温湿(孢粉带Ⅷ～Ⅹ)→暖较湿(孢粉带Ⅺ,Ⅻ)的气候演变过程。中更新世早期无孢粉样品(洞庭湖组下部砾石层),其沉积环境暗示冷干气候条件;中期由孢粉带ⅩⅢ反映出暖稍湿的气候特征;晚期因构造抬升缺失沉积,同期湿热化事件指示暖湿气候。晚更新世早期缺乏沉积,据区域对比应为寒冷气候;中期由孢粉带ⅩⅣ指示温较湿的气候特征;晚期缺失沉积,系寒冷气候下区域海平面下降所致。全新世经历了暖稍湿(孢粉带ⅩⅤ)→暖稍干(孢粉带ⅩⅥ)的演变。上述气候演变过程与ZKC1孔化学蚀变指数曲线反映的气候演变过程以及中国东部第四纪气候演化基本吻合。以孔深140 m为界,上部孢粉数量显著高于下部,种属也更为丰富。这一变化很可能对应于一次重要的地质事件,其成因有待今后深入研究。     

柴达木盆地北缘第四纪左旋斜冲推覆构造运动

柴达木盆地北缘第四纪发育比较强烈的左旋斜冲构造运动,形成长达百余公里、宽度超过30km的大型推覆构造,由斜冲断层、逆冲岩席和褶皱构造等组成。根据野外观测相关资料,柴达木盆地北缘第四纪发生两期构造变形： 早更新世不同规模的逆冲岩席如中新元古代中深变质岩、古生代浅变质岩与中生代沉积地层沿北西西－北西向断层发生左旋斜冲构造运动,导致下伏中新统和上新统湖相沉积地层强烈褶皱变形,上覆不同规模的逆冲岩席; 晚更新世中晚期构造运动导致中晚更新世砾石层发生宽缓褶皱变形。估算柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动产生的最小缩短量约为 17～18km,平均缩短速率约为 6.6～6.9mm/a。柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动是青藏高原北部新生代逆冲推覆构造运动自南向北扩展迁移的重要表现形式。