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。     

北京凹陷北缘第四纪凹陷盆地沉积速率变化特征与顺义断裂活动性的响应关系

北京凹陷受黄庄—高丽营断裂与南苑—通县断裂共同控制,形成于古近—新近纪。凹陷北缘在第四纪由于顺义断裂的强烈活动解体,形成2个新的凹陷,后沙峪凹陷和俸伯凹陷。文章在后沙峪凹陷内开展了钻孔ZK19的第四纪磁性地层研究,结合光释光测年结果获得钻孔ZK19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434 m、128 m、29.9 m和1.35 m。通过与俸伯凹陷内钻孔ZK12-2进行沉积地层厚度与沉积速率的对比分析,探讨了顺义断裂第四纪以来的活动特点,从而对北京凹陷北缘盆地演化进行了探讨。研究表明,顺义断裂在第四纪早更新世的强烈活动最终造成了北京凹陷北缘盆地的解体;中更新世,顺义断裂相对于黄庄—高丽营断裂活动性不甚明;晚更新世,顺义断裂相对于黄庄—高丽营断裂再次强烈活动,加速了北京凹陷北缘盆地的分化;全新世,顺义断裂强烈活动并造成了地表地裂缝的发育和建筑物的破坏。     

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。     

北京平原区新构造运动研究

本文选取北京平原区3条重要的控盆活动断裂,北西向的南口—孙河断裂,北东向黄庄—高丽营断裂和顺义断裂,对其第四纪以来的活动性进行深入研究。研究表明,目标断裂活动性第四纪以来均表现为较强—弱—强—较强的特点。在此基础上,对各条断裂活动性的共性特征进行总结,并以此表征本区新构造运动的特点。本区新生界以来构造运动显著,古近纪时期,北京平原形成"两隆一凹"的构造格局;新近纪时期,该构造格局解体,北京冲积平原初步形成;第四纪以来,新构造运动继承性发展,形成多个第四纪断陷盆地,诠释了构造与建造之间的密切关系。同时,对北京地区构造-气候耦合关系进行深入探讨,明确了构造-气候旋回具有0.4Ma的周期性,中更新世以后,0.1Ma的准周期开始成为主导周期的特点。该特点与青藏高原地区及中国大陆东部的新构造运动,具有较好的对应关系。     

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。     

应用地球化学方法确定北京地区活动断裂的位置

京北地区有3条活动断裂,即指黄庄-高丽营断裂（代号定为HG）、南口-孙河断裂（代号定为NS）和夏垫断裂（代号定为XD）。地球化学探查与观测,较地球物理探查与观测,具有技术简单、解释直观,效果明显等优点,因此在地震工程与监测中得到广泛的应用。本文在收集、归纳,整理已有成果的基础上,请原测人员到现场核实后,补测了测线方位及测线起止点与地球化学观测点的坐标,使京北地区活动断裂有了精确的定位,为将来城市建设避开活动断裂的干扰,提供了地质技术支持。     

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。     

北京平原区黄庄—高丽营断裂(房山—涞水段)第四纪活动特征的浅层综合探测证据

黄庄—高丽营断裂是北京平原区主要的隐伏活动断裂之一,其第四纪活动性对北京及邻区的城市规划、建设具有重要的意义.针对该隐伏断裂的复杂特征,本文通过可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层人工地震、高密度电阻率法等地球物理探测技术,结合联合钻孔剖面方法,揭示了黄庄—高丽营断裂房山—涞水段的第四纪活动性及主要特征,探测结果与综合分析表明:(1)该断裂走向NE,倾向SE,倾角为60°～70°,具典型的正断活动特征.(2)推断黄庄—高丽营断裂(房山—涞水段)上断点埋深约10 m,上更新统欧庄组底界错距约16 m,可能为晚更新世早期活动断裂,并可能是1658年涞水6级地震的发震构造,并对浅地表地裂缝地质灾害具有一定的控制作用.因此,对黄庄—高丽营断裂房山—涞水段的几何学与运动学的综合探测结果可为该地区重大工程建设的区域地壳稳定性评价及防灾减灾等提供关键地质依据.(3)综合物探结果可知,CSAMT法对隐伏活动断裂的初期探测有重要意义,在第四系松散沉积层内浅层地震勘探剖面揭示的断裂特征不如其在坚硬岩石地层内揭示的断裂特征明显,但通过多种物探方法的综合探测,能够做到优势互补,增加隐伏活动断裂探测的确定性.     

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。     

北京平原区黄庄—高丽营断裂北段结构特征及活动特点研究

黄庄—高丽营断裂是横穿北京市城区的一条规模较大的隐伏深大活动断裂,是北京凹陷和西山隆起的分界构造。本次研究工作区选在黄庄—高丽营断裂北段昌平未来科技城一带,对目标断裂先后开展了地震勘探、高密度电阻率法勘探以及槽探3种方法组合对其结构与活动性进行综合分析研究,查明了目标断裂的结构及其活动性。研究表明,黄庄—高丽营断裂由主断裂和次级断裂组成的断裂带,断裂带内次级断层也较为发育。断裂带在基岩中表现为阶梯状断层,向上延伸至第四系内部,形成"Y"字形断层组合。该断裂在全新世以来断裂活动明显,物探解译结果的上断点以及探槽中的现象均已达到地表。由此可见,本次工作所采用的3种物探方法组合,对探测城市隐伏断裂并探究其活动性,具有明显的效果,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。     

北京南口-孙河断裂带(北段)的结构及活动性

通过可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层地震和高密度电法地球物理探测手段建立的联合剖面对比,同时开展钻探工程及古地磁样品测试,对南口-孙河断裂带(北段)结构及活动性进行研究。南口-孙河断裂带(北段)由1条主断裂和1条次级断裂组成,断裂带宽约400m,表现为阶梯状断层,向上延伸至第四系。第四纪以来,断裂带活动显著,体现为松散层浅部引张的特点。根据断裂两盘第四纪以来各阶段累积垂直落差,计算出主断裂及次级断裂的活动速率。主断裂在早更新世、中更新世、晚更新世、全新世活动速率分别为0.161mm/a、0.072mm/a、0.468mm/a、0.52mm/a,次级断裂在早更新世、中更新世、晚更新世、全新世活动速率分别0.049mm/a、0.052mm/a、0.223mm/a、0.04mm/a。     

华容隆起及周缘第四纪构造-沉积特征与演化

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中带。通过地表地质调查和钻孔资料对华容隆起及周缘第四纪构造-沉积特征与演化进行了研究。华容隆起总体呈EW向展布,北接江汉盆地,南与洞庭盆地安乡凹陷和沅江凹陷相邻,总体轮廓大致受到北面的EW向石首断裂、南西面的NW向南县—黄山头断裂、东面的NNE向砖桥断裂等正断裂所控制。隆起周缘凹陷第四纪各时代地层(冲积和湖积)发育较齐全。隆起内部低洼区及山地区边缘不同程度发育早更新世晚期—全新世沉积,其他地区分布前第四纪基岩或残坡积物。根据地貌、边界断裂、第四纪沉积以及前第四纪基岩分布等,重塑华容隆起和周缘第四纪构造升降活动、沉积和剥蚀特征及演化过程。第四纪初华容隆起内部因先期剥蚀切割而形成原始地貌分异。早更新世早期隆起周边断裂开始伸展活动,江汉盆地、安乡凹陷与沅江凹陷构造沉降并接受沉积,华容隆起遭受风化剥蚀。早更新世晚期—中更新世中期周边断裂继续伸展活动,华容隆起与周缘凹陷均构造沉降,前者沉降幅度较小而相对抬升。华容隆起内低洼地区及周缘凹陷接受沉积,期间在早更新世末有过构造抬升而受到剥蚀。中更新世晚期华容隆起及周边凹陷整体抬升并遭受剥蚀与网纹化,期间有过构造稳定时期并在华容—砖桥主隆起区的边缘形成河流与滨湖沉积。晚更新世区域构造较稳定,于主隆起边缘和外围平原形成冲、湖积。晚更新世末区域海平面大幅下降,导致华容隆起及周缘地区遭受剥蚀。全新世受海平面上升影响,周缘凹陷及隆起内部低洼地带形成河湖相堆积。受先期高地势控制,华容隆起主体、南部的南山次隆以及西部团山次隆局部地区等第四纪期间一直遭受风化剥蚀,部分地区形成较大规模的残坡积。受江汉—洞庭盆地整体沉降控制,华容隆起第四纪期间总体表现为明显的构造沉降。     

基于年龄测试的黄庄—高丽营断裂活动性研究

黄庄—高丽营断裂是北京平原区一条重要的活动断裂,在庙城—高丽营段沿线发生地裂缝,造成大量房屋墙体开裂和道路破坏。在西王路村探槽揭示该断裂错断第四系地层,产生地表地裂缝。探糟断裂孢粉年龄测试,该断裂发生年龄大致在13～22ka,仍处于活动状态。     

北京土沟—高丽营地裂缝成因分析

传统观点认为北京土沟—高丽营一线的地裂缝是沿黄庄—高丽营断裂带由地面沉降诱发的复合型地裂缝,且地面沉降在地裂缝位错量中贡献率较大。本文通过对槽探、物化探成果和地裂缝监测数据的综合分析,认为黄庄—高丽营断裂的活动是该地裂缝形成和发育的控制因素和主要动力,地面沉降只是加剧了地裂缝发育规模和加大了活动速率,而非诱发因素,从而得出土沟—高丽营地裂缝属构造型地裂缝这一结论。     

北京温榆河的成因

温榆河是北京平原北部一条重要的河流。温榆河两岸地质背景复杂,地质灾害严重。地质调查表明,温榆河的形成与演化与南口—孙河断裂密切相关,受该断裂的严格控制。经钻探发现,温榆河南口至百善一带最早的新生代沉积物产生于早更新世。说明温榆河的形成时间应是早更新世早期。温榆河在温榆河河谷内不断迁移,受断裂控制河床的迁移被限制在南口—孙河断裂的下降盘一侧。在南口至马池口一带因南口—孙河断裂上盘下降,形成了深达数百米的凹陷,沉积了巨厚的松散沉积物。在凹陷范围内长期存在一个湖泊,温榆河是该湖泊的泄水通道。在昌平区冷泉、辛庄、高里掌和辛力屯一带的广大地区,发现地下几米处见有含螺贝壳的泥炭层,似层状多层、延伸连续,厚度稳定可达数米。经测定,泥炭层底部14C年龄(9930±150)a,顶部泥炭层14C年龄约3 ka。说明该湖泊10 ka前湖水较浅,适合水生植物生长,随后湖水逐渐消退。湖水的完全消失距今不到3 ka的时间。说明温榆河的形成时代虽然很久远,但是河道不断变迁,今天温榆河的面貌还是很年轻的。     

d:\PDF\.pdf北京黄庄-高丽营隐伏断裂立水桥段 浅部活动特征的地震探测

采用浅层地震技术对北京市立水桥附近的黄庄—高丽营隐伏断裂浅部活动特征进行探测, 研究其活动形变特征。结果表明:立水桥附近区域的浅部(150 m以内)地层为3层结构, 黄庄—高丽营断裂是由多条断层组合而成的、至今仍在活动的隐伏断裂;断裂上盘存在沉降中心, 不同时期沉降中心位置不同、沉降幅度不同;受沉降中心的牵引, 沉降带边缘产生了多条小断裂。这些特征为黄庄—高丽营隐伏断裂的整体研究提供了可靠的依据, 也为浅部活动性提供了证据。     

北京南口地区构造特征与虎峪水坝渗流稳定性分析

南口地区地处军都山隆起与京西丘陵平原区的过渡部位。系统的野外调查、地形地貌解析、节理统计分析,结合基岩样品显微组构研究表明,区内上口-南口断裂总体表现为正断性质,自燕山早期形成以来,其经历了由压性转变为张性的力学过程,南口地区主应力σ1在侏罗纪为NW-SE向,早白垩世以来为NEE-SWW向。上口-南口断裂最晚活动时期为晚更新世晚期,库区构造背景较不稳定。虎峪水库现今储水不满,下游地下潜流发育,是由于基岩中密集发育的节理渗流而引起的,且主要受控于早期区域NW-SE向挤压运动产生的顺河流走向节理。为了提高水库储水能力,建议对其进行防渗加固处理。     

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。     

海南琼华-莲塘断裂带第四纪活动特征

位于琼北福山凹陷与海口隆起边界的琼华-莲塘断裂带,是调节北东向北部湾陆内裂谷不均匀伸展的结果,该断裂带穿过海口市长流新区与环岛高铁重大工程,对海南自贸区规划建设具有直接影响。文章采用构造地貌调查、地球物理探测与钻孔联合剖面等方法,揭露琼华–莲塘断裂带由五源河–道心村断裂、永庄水库断裂及海口砖瓦厂断裂共3条北西向平行展布的高角度活动断裂组成,呈隐伏或半隐伏状态,总体表现为正断层性质。断裂带宽约1.8 km,长度约17 km,第四纪以来断裂垂直位移为8.7～41.6 m,均属于较强活动断裂。3条断裂最新活动时代均为晚更新世,垂直位移速率<0.1 mm/a,其中以海口砖瓦厂断裂错动速率最大。结合琼华–莲塘断裂带的形成构造背景、最新活动时代,及其与第四纪火山活动的关系,文章提出了海南自贸区规划建设及工程避让活动断裂的建议。