新乡-商丘断裂封丘段浅部探测和第四纪活动性的初步研究

为研究隐伏断裂的近地表特征和第四纪活动性,在新乡-商丘断裂封丘段完成了2条高分辨率浅层地震反射剖面和1条钻孔联合地质剖面。通过地震反射剖面获得了新乡-商丘断裂封丘段深约1km以浅的地层及构造分布图像,其结果表明,新乡-商丘断裂封丘段浅部表现为由多条视倾向N的正断层组成的断裂体系,总体走向NWW,断层错断第四纪内部地层。钻孔联合地质剖面显示,该断裂向上错断的最新地层为浅棕红色-褐黄色黏土层,上断点埋深在57.00～61.50m之间。结合采集样品的测年结果判断,封丘段的最新活动时代为晚更新世中期。文中的研究结果可为重大工程选址、城镇规划与建设、震害预测与评估提供基础资料,对于探讨新乡-商丘断裂深浅构造关系、区域构造演化等地球动力学问题具有参考价值。     

新乡-商丘断裂永城段第四纪活动特征分析

新乡-商丘断裂是河南省中北部一条规模较大、切割较深的区域性隐伏断裂,为查明新乡-商丘断裂永城段的浅部构造特征和上断点最新活动时代,在永城段开展浅层人工地震勘探工作,获得2条高分辨率、高信噪比的地震反射剖面,通过地震勘探和钻孔联合剖面探测,并结合区域地质资料对新乡-商丘断裂永城段的上断点位置及活动性进行研究,揭示本断裂上断点进入了第四系上更新统底界,推测其最新活动时代为晚更新世早、中期,是一条隐伏活动断裂。     

郯庐断裂带合肥段五河—合肥断裂构造特征

五河—合肥断裂是郯庐断裂带的西边界断裂,该断裂穿过合肥市城区,是1条规模较大、切割较深的隐伏活动断裂.为了研究该断裂的浅部结构特征、空间展布以及断裂活动性,我们利用2015年在合肥盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了郯庐断裂带合肥段的浅层P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中跨五河—合肥断裂还完成了2条高分辨率的浅层地震反射剖面.研究结果表明：郯庐断裂带合肥段是一个由多条主干断裂构成的复杂构造带,近地表速度结构表现为凹隆相间的构造特征,且沉积盖层厚度明显受到郯庐断裂带分支断裂的影响和控制.五河—合肥断裂在P波速度结构剖面表现为高速和低速区的分界,对断裂两侧的地层沉积具有重要的控制作用,该断裂向下错断了盆地基底,向上错断了埋深21~35 m的中更新统下部地层,其最新活动时代为中更新世早期.研究结果不仅为进一步认识五河—合肥断裂浅部构造形态提供了地震学依据,还可为该区断裂两侧的城镇规划和建设中避让活动断层提供基础资料.     

利用地震折射和反射波资料研究银川盆地浅部结构和隐伏断裂

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中还采用浅层地震反射波勘探方法对银川盆地内的隐伏断裂和1739年平罗8.0级地震的地表破裂带浅部结构进行了高分辨率成像.研究结果表明:银川盆地与两侧地块的浅层P波速度结构和沉积盖层厚度差异较大,银川盆地总体呈现出明显的低速结构特征,盆地基底面起伏变化较大,基底最深处位于芦花台断裂和银川断裂之间的银川市下方,其深度约为7000~7200 m;贺兰山隆起区显示为明显的高速特征,地表出露中-古生代基岩地层,缺失新生代地层;鄂尔多斯地块西缘的浅层P波速度明显高于银川盆地,基底埋深相对较浅,推测其新生界地层厚度小于2500 m.浅层地震反射剖面揭示的地层反射界面形态和断裂的浅部构造特征非常清楚,黄河断裂、贺兰山东麓断裂、银川断裂和芦花台断裂不仅是错断盆地基底的断裂,而且还是第四纪以来的隐伏活动断裂,这些断裂的交替活动形成了"堑中堑"的盆地结构,并对银川盆地的形成、盆地内的新生代地层厚度和第四纪沉降中心具有重要的控制作用;在近地表这些断裂表现为由2~3条断层组成的"Y字形"断裂构造,且主断裂的最新活动可追踪至晚更新世末期或全新世,是构造继承性活动的结果.本文的研究结果不仅可为进一步分析银川盆地的基底结构、隐伏断裂特征和活动构造研究等提供新的地震学证据,而且还可为该区城市规划中避让活动断层提供科学依据.     

库车坳陷活动构造的基本特征

简要介绍了南天山山前库车坳陷的主要活动逆断裂-背斜带的分布特征、构造样式、最新活动证据等资料。平面上库车坳陷呈一“眼”状,由南北两大背斜带构成。北部靠近南天山为一套向南逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的逆断裂-背斜带为喀桑托开逆断裂-背斜带;南部靠近塔里木盆地的是一套向北逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的主要是秋里塔格逆断层-背斜带及其以南的亚肯背斜等新背斜;南北两大背斜系统夹持着拜城盆地。坳陷区北部的喀桑托开断裂与坳陷区南部的秋里塔格断裂带是区内最主要的活动断裂,前者长逾60km,后者长近200km,沿这两条断裂带均发现了清楚的断裂露头和古地震形变带。此外,在秋里塔格背斜带以南发育了更新的、规模较小的背斜,表明库车坳陷区的褶皱作用继续向盆地方向扩展。石油地震剖面资料显示,库车坳陷南北两侧的褶皱作用均受盖层与基底之间的滑脱断层控制,属于山前的薄皮构造。滑脱面的深度可达10km左右。这是库车坳陷主要的发震层     

河套断陷带包头凸起的构造特征

河套断陷带是一个复式断陷盆地,存在2个次级凸起和3个次级凹陷。包头凸起分隔了白彦花凹陷和呼和凹陷,基底为前寒武纪花岗片麻岩,上覆地层为第四系。文中利用浅层地震勘探、活动断裂填图以及跨断层钻孔剖面等手段详细研究了包头凸起的构造特征。浅层地震勘探揭示白彦花凹陷和呼和凹陷都是北深南浅的箕状凹陷,包头凸起是SE陡NW缓、NE宽SW窄的不对称凸起,西沙湾-兴胜断裂和大青山山前断裂分别为凸起的NW和SE边界断裂。凸起的SE边界断裂是全新世活动断裂,属于大青山山前断裂西端的包头段,其在物探剖面上表现为S倾、上陡下缓的铲式断裂,错断了呼和凹陷内的全部沉积地层;断裂在地表沿晚更新世湖积台地南缘展布,构造地貌标志显著。西沙湾-兴胜断裂为隐伏断裂,地震勘探和钻孔联合剖面都揭示该断裂未错断晚更新世湖相地层,为早—中更新世断裂。几何形态、岩性构成和边界断裂等多方面证据均表明包头凸起是大青山隆起的西延,分隔了乌拉山山前断裂和大青山山前断裂,2条断裂构成独立的发震构造。河套断陷带具有复杂的结构形态,许多与其相关的科学问题需要进一步系统研究,解析断陷带的形成与演化过程需要更多地关注断陷带内部的次级构造。     

邢台地震区浅部构造特征及其与深部构造的耦合关系

根据邢台7-2 级和6-8 级地震震中区的浅层和超浅层地震勘探结果,查明了震中区浅部铲形断裂的性质及活动年代,认为新河断裂(F1) 自晚更新世以来已不再活动,它不是发震断裂。另外,结合该区深地震反射剖面和深地震测深剖面结果,讨论了震中区的深浅部构造形态及它们的相互关系,从而确定了发震断裂应为震源之下的高倾角超壳断裂①。邢台地震的发生是由于地幔岩浆的上侵作用产生附加应力场,并与区域构造应力场共同作用使该断裂重新活动,引发了邢台地震,并引起浅部断层及地表物质的运动     

苏北盆地NE向断裂对盐泰锡常宜铁路工程影响

通过对盐城、泰州地区浅层地震勘探工作,对盐城、泰州地区主要NE向断裂的第四纪活动性进行了研究,获得了以下认识：盐城-南洋岸断裂、南阳断裂展布于新构造强烈坳陷区,控制了新近系及第四系沉积;主断层倾向北,在浅部同时发育反向断层构成“Y”字型断层组合,为晚更新世活动断层,地震危险性较大,具有发生6.5级左右地震的构造背景;陈家堡-小海断裂和泰州断裂与本线路相交段最新活动时代为中更新世,在浅部各由2条北倾的正断层组成,分别组成高邮凹陷和溱潼凹陷南缘的铲式断阶带,对晚第四纪地层无明显影响。综合浅层地震勘探成果及新建盐泰锡常宜铁路周边地质资料分析,在工程线路范围内未发现活动断裂存在,可不考虑活动断裂地表错动对工程线路的影响。     

邢台东断裂构造特征

2004年采用炸药震源对邢台东断裂进行了浅层人工地震勘探,对资料进行重新处理,获得了7条高质量、高信噪比的地震剖面,这些剖面清晰地显示出邢台东断裂的浅部构造特征;结合石油勘探等地震剖面,获得邢台东断裂的深浅构造特征,即该断裂为1条主断层和2条次级断层组成的半羽状断裂,并具有一定的规模,邢台东断裂的主断裂上断点埋深190~235m。     

郑州-开封断裂新生代活动特征

开封凹陷向北以新乡-商丘断裂为界,与北华北坳陷相邻,向南以郑州-开封断裂为界与太康隆起相接,是由多组断裂围限的菱形块体。目前关于郑州-开封断裂的新生代活动特征及其与新乡-商丘断裂的构造关系仍不甚明确。通过对开封凹陷及太康隆起内的8口探井揭露的地层进行细分对比、标定地震地质层位,完成了多条地震反射剖面的对比解释。最终发现郑州-开封断裂平面上具有波状起伏特点,总体走向近EW,延伸长度约154km。剖面上该断裂呈上陡下缓、具有明显转折点的"L"型断层;转折点位于古近系与新近系不整合接触面附近。该断裂古近纪时期为强活动正断层,造成北侧开封凹陷内巨厚的古近系沉积。中喜马拉雅运动后该断裂向水平扭动演变,倾角变陡的同时活动程度急剧减弱,至第四纪已停止活动。郑州-开封断裂南侧部分段产生NW向雁列状宽缓褶皱带,以地壳缩短的方式响应了缘于断裂左旋剪切活动所产生的挤压效应。开封凹陷的活动性向北转移。     

NEW EVIDENCES FOR LATE QUATERNARY ACTIVITY IN THE SOUTHERN SEGMENT OF THE YISHU-TANGTOU FAULT,THE TAN-LU FAULT ZONE,AND ITS TECTONIC IMPLICATION

The Tan-Lu Fault Zone(TLFZ), a well-known lithosphere fault zone in eastern China, is a boundary tectonic belt of the secondary block within the North China plate, and its seismic risk has always been a focus problem. Previous studies were primarily conducted on the eastern graben faults of the Yishu segment where there are historical earthquake records, but the faults in western graben have seldom been involved. So, there has been no agreement about the activity of the western graben fault from the previous studies. This paper focuses on the activity of the two buried faults in the western graben along the southern segment of Yishu through combination of shallow seismic reflection profile and composite drilling section exploration. Shallow seismic reflection profile reveals that the Tangwu-Gegou Fault(F₄)only affects the top surface of Suqian Formation, therefore, the fault may be an early Quaternary fault. The Yishui-Tangtou Fault(F₃)has displaced the upper Pleistocene series in the shallow seismic reflection profile, suggesting that the fault may be a late Pleistocene active fault. Drilling was implemented in Caiji Town and Lingcheng Town along the Yishui-Tangtou Fault(F₃)respectively, and the result shows that the latest activity time of Yishui-Tangtou Fault(F₃)is between(91.2±4.4)ka and(97.0±4.8)ka, therefore, the fault belongs to late Pleistocene active fault. Combined with the latest research on the activity of other faults along TLFZ, both faults in eastern and western graben were active during the late Pleistocene in the southern segment of the Yishu fault zone, however, only the fault in eastern graben was active in the Holocene. This phenomenon is the tectonic response to the subduction of the Pacific and Philippine Sea Plate and collision between India and Asian Plate. The two late Quaternary active faults in the Yishu segment of TLFZ are deep faults and present different forms on the surface and in near surface according to studies of deep seismic reflection profile, seismic wave function and seismic relocation. Considering the tectonic structure of the southern segment of Yishu fault zone, the relationship between deep and shallow structures, and the impact of 1668 Tancheng earthquake(M=8(1/2)), the seismogenic ability of moderate-strong earthquake along the Yishui-Tangtou Fault(F₃)can't be ignored.     

Lithospheric structure and faulting characteristics of the Helan Mountains and Yinchuan Basin:Results of deep seismic reflection profiling

The Helan Mountains and Yinchuan Basin(HM-YB) are located at the northern end of the North-South tectonic belt,and form an intraplate tectonic deformation zone in the western margin of the North China Craton(NCC).The HM-YB has a complicated history of formation and evolution,and is tectonically active at the present day.It has played a dominant role in the complex geological structure and modern earthquake activities of the region.A 135-km-long deep seismic reflection profile across the HM-YB was acquired in early 2014,which provides detailed information of the lithospheric structure and faulting characteristics from near-surface to various depths in the region.The results show that the Moho gradually deepens from east to west in the depth range of 40-48 km along the profile.Significant differences are present in the crustal structure of different tectonic units,including in the distribution of seismic velocities,depths of intra-crustal discontinuities and undulation pattern of the Moho.The deep seismic reflection profile further reveals distinct structural characteristics on the opposite sides of the Helan Mountains.To the east,The Yellow River fault,the eastern piedmont fault of the Helan Mountains,as well as multiple buried faults within the Yinchuan Basin are all normal faults and still active since the Quaternary.These faults have controlled the Cenozoic sedimentation of the basin,and display a "negative-flower" structure in the profile.To the west,the Bayanhaote fault and the western piedmont fault of the Helan Mountains are east-dipping thrust faults,which caused folding,thrusting,and structural deformation in the Mesozoic stratum of the Helan Mountains uplift zone.A deep-penetrating fault is identified in the western side of the Yinchuan Basin.It has a steep inclination cutting through the middle-lower crust and the Moho,and may be connected to the two groups of faults in the upper crust.This set of deep and shallow fault system consists of both strike-slip,thrust,and normal faults formed over different eras,and provides the key tectonic conditions for the basin-mountains coupling,crustal deformation and crust-mantle interactions in the region.The other important phenomenon revealed from the results of deep seismic reflection profiling is the presence of a strong upper mantle reflection(UMR) at a depth of 82-92 km beneath the HM-YB,indicating the existence of a rapid velocity variation or a velocity discontinuity in that depth range.This is possibly a sign of vertical structural inhomogeneity in the upper mantle of the region.The seismic results presented here provide new clues and observational bases for further study of the deep structure,structural differences among various blocks and the tectonic relationship between deep and shallow processes in the western NCC.     

地震折射和反射方法研究郯庐断裂带宿迁段的浅部构造特征

郯庐断裂带是中国东部最大的一个活动构造带,其内部结构非常复杂,不同区段表现出不同特征的构造样式.本文采用浅层地震反射波成像技术对郯庐断裂带宿迁段的近地表结构进行了高分辨率成像,利用该区已有的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法获得了郯庐断裂带的浅层P波速度结构.结果表明,郯庐断裂带宿迁段是一个由多条断裂以及凹陷和隆起构成的复杂构造带,且新生代地层厚度和地震波速分布明显受到断裂的影响与控制.郯庐断裂带的东、西两侧为基底隆起区,近地表速度结构呈现为明显的高速特征,新生代地层厚度小于200m.郯庐断裂带总体显示为低速凹陷结构,新生代地层厚度在300～600m之间变化,最厚处位于宿迁市的陵城镇附近.郯庐断裂带宿迁段主要由5条断裂构成,从这些断裂的上断点埋深和第四纪活动特征来看,郯庐断裂带的东边界断裂F_1和西边界断裂F_4的活动性相对较弱,为第四纪早期活动断裂.断裂F_2和F_3控制了郯庐断裂带内部的新生代凹陷,两者的活动时代分别为中更新世和晚更新世.安丘—莒县断裂F_5位于断裂F_1和F_2之间,由2条相向而倾的分支断层F_5和F_(5-1)构成,其活动时代分别为全新世和晚更新世.研究结果为进一步认识郯庐断裂带宿迁段的近地表特征及其活动性提供了新证据.     

地震折射波法在郑州市西区浅层勘探中的应用

在城市活断层勘探中,对于面波干扰大、地震反射波法难以开展工作的区域,可尝试利用地震折射波法进行探测,并对折射波法探测的原始记录采用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等方法进行综合计算、分析,以探索折射波法在城市活断层勘探中的应用成效。文中针对郑州市须水断层西段浅层地震折射波法勘探记录,利用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等计算方法,获取剖面速度结构与界面构造;综合震相特征、计算结果等资料确定主要地层的界面深度和构造特征,3种方法都取得了相近的结论。后又通过在测线上4个钻孔资料的验证,认为3种方法的计算结果与钻孔资料相吻合,说明折射波法勘探在城市活断层探测中的应用是可行的     

浅层地震勘探与联合钻孔探测揭示丽江-小金河断裂隐伏段复杂花状构造特征

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部重要的边界断裂,前人根据其断错地貌特征确定其为左旋走滑断层,并认为其左旋断错了SN向的丽江盆地。本文对丽江-小金河断裂丽江盆地隐伏段开展了浅层地震勘探与钻孔探测,通过地层岩性分析建立跨断层的钻孔联合剖面,揭示丽江-小金河断裂斜穿了丽江盆地,隐伏段整体形式为不对称正花状构造,表现为断展褶皱和逆冲断层,但主断层顶部表现为局部拉张,断错了晚第四纪地层。     

商丹断裂南阳盆地第四纪活动研究

为了研究商丹断裂的空间展布及断裂活动性特征,跨断裂布设了4条浅层地震勘探测线和1条钻孔联合地质剖面.综合分析表明,商丹断裂为一条走向NWW的正断层,钻孔联合地质剖面揭示断裂上断点埋深为13—19 m,最新活动时代为中更新世晚期.     

龙门山南段芦山震区浅层沉积与构造变形——对深部发震构造的约束

2013年4月20日在龙门山南段发生M_W6.7强震,造成重大人员伤亡和财产损失.芦山地震发生后,针对发震断层是高角度还是低角度断层?断层的归属、性质和地震构造模型等问题,一直存在不同的认识和争议.本次研究采用了芦山震区的三条高精度二维人工地震反射剖面,结合区域地质、钻井资料,对芦山震区浅层沉积与构造变形进行综合解释;研究同时综合了震源机制解、小震重定位结果以及深地震探测剖面,并结合龙门山地区古生代以来的构造演化史,对震区地质构造进行解析.研究认为龙门山南段主要发育了三套不同层次的滑脱层并控制了上地壳形变,呈现多层滑脱、多期变形、构造叠加的复杂特征.2013年芦山地震的主要活动断层发育在深部约20 km滑脱层之上,倾向NW、倾角较陡大约在45°~50°,并产生反冲断层形成Y字状结构.地震地质解释表明,芦山地震的同震活动断层没有突破中生界和新生界,并非先前认为的双石—大川断裂(F4)或山前大邑隐伏断裂(F6);芦山地震的发震断层为一基底盲冲断层;深地震反射结果进一步揭示芦山地震的发震断层为一早期(古生代)形成的正断层.研究认为芦山地震发震构造符合简单剪切断层转折褶皱模型(Simple-shear Fault-Bend Fold),2013年芦山地震为一次非特征型地震.晚新生代以来在青藏高原向四川盆地强烈挤压持续作用下,早期正断层重新活动并产生了芦山地震.这种深部隐伏断层活化产生的特殊型地震,无疑增加了龙门山地区地震灾害的风险和不确定性.