北京南部地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)深地震反射探測研究

趙成彬，劉保金，姬計法，酆少英，石金虎

中國地震局地球物理勘探中心，鄭州 450002

1 引 言

地震是由活動斷裂的運動形成的，活動斷裂不僅有可能再主動發(fā)生地震，而且對周圍地震的被動響應(yīng)也較強烈，對沿斷裂附近的地面運動具有明顯的放大作用［1］．大量的研究表明，地震的發(fā)生雖然與地殼深部的構(gòu)造活動有關(guān)，但沿地殼淺部的隱伏活動斷裂往往形成地震的重災(zāi)帶［2－6］，一旦遭遇地震，會造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此在城市建設(shè)規(guī)劃中，探測和確定活動斷層不僅對防震減災(zāi)工作具有重要意義，而且對地震預(yù)測預(yù)報研究也具有重大作用，特別是對于預(yù)報從經(jīng)驗性走向物理性的發(fā)展也是很重要的基礎(chǔ)性工作［7］．但是，由于城市規(guī)模較大，一般都位于平原或盆地內(nèi)，斷裂都處于隱伏狀態(tài)，使用一般的地質(zhì)調(diào)查手段難以發(fā)現(xiàn)，因此，采用物探方法開展隱伏活動斷裂的探測和評價對減輕城市地震災(zāi)害具有重要的意義．

北京位于華北平原地區(qū)，是全國政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心，人口密集，重要設(shè)施和生命線工程眾多，一旦遭受地震破壞，將會造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失．已有資料表明，北京市城區(qū)及其附近地區(qū)存在多條不同方向和規(guī)模大小不等的隱伏活動斷裂，在北京市及其周圍歷史上也曾發(fā)生過多次強烈地震，如1679年的三河—平谷8級地震，1730年頤和園6．5級地震等，而1976年的唐山地震也給北京造成了一定的影響，北京市的地震活動性研究也表明，該區(qū)仍具有發(fā)生中強地震的構(gòu)造背景．由于北京地區(qū)的地震構(gòu)造以隱伏活動斷裂及其控制的隱伏斷陷盆地為主，這些隱伏構(gòu)造具有較強的構(gòu)造活動性，它們不但控制該區(qū)的破壞性強震的發(fā)生，同時還引起了其他的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象［8］，因此一直為人們所關(guān)注．但由于這些隱伏活動斷裂位于人類聚集地，大都隱伏于第四系松散層之下，無地表露頭可見，因此研究程度較低，對隱伏斷裂的平面展布、產(chǎn)狀、運動學(xué)性質(zhì)等都缺乏可靠的資料，尤其是對北京地區(qū)的深部發(fā)震斷裂研究程度更低．雖然在北京及其周邊地區(qū)開展過一些人工地震和天然地震研究工作［9－13］，獲得了該區(qū)的地殼和上地幔的速度結(jié)構(gòu)和地殼基本結(jié)構(gòu)特征，對了解北京地區(qū)的地殼深部構(gòu)造環(huán)境、深淺構(gòu)造格局提供了非常重要的資料，但是由于這些資料反映的空間尺度較大，分辨率有限，精度較低，難以有效地反映北京地區(qū)的地殼細(xì)結(jié)構(gòu)、深部發(fā)震斷裂構(gòu)造特征及其活動性、深淺構(gòu)造組合關(guān)系等，因此為了獲得北京地區(qū)的地殼細(xì)結(jié)構(gòu)、深部發(fā)震斷裂的位置、性質(zhì)及其活動性、深淺構(gòu)造組合關(guān)系等，以便開展淺部活動斷層和深部孕震環(huán)境的地質(zhì)與地球物理綜合研究，以確定未來破壞性地震的發(fā)生地點和震級上限，有效地減輕地震災(zāi)害的損失，在北京平原的南部地區(qū)完成了一條長度為90km 的深地震反射剖面，取得了沿剖面的地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)圖像，揭示了該區(qū)的深部構(gòu)造背景和斷裂的深淺構(gòu)造特征，為理解該區(qū)的深部動力學(xué)過程、分析研究深淺斷裂構(gòu)造關(guān)系以及為北京市活斷層的地震危險性評價工作提供了可靠的基礎(chǔ)資料．

2 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造概況

研究區(qū)位于華北沉降帶與燕山隆起區(qū)交匯的北京平原區(qū)南部，北倚燕山、西鄰太行山．新構(gòu)造時期以來，在區(qū)域伸展構(gòu)造環(huán)境的影響和作用下，區(qū)內(nèi)北東和北西向的隱伏斷裂同華北平原區(qū)一樣也相應(yīng)產(chǎn)生了引張正斷活動，即在兩組或兩組以上斷裂的聯(lián)合控制作用下，發(fā)育了一些同生構(gòu)造—沉積盆地［14］．這些盆地在形態(tài)上一般為不對稱的或類似箕狀的塹式斷陷盆地，且盆地沉積中心傾向主控斷裂一側(cè)．新生代以來，研究區(qū)及鄰區(qū)表現(xiàn)為較顯著的斷陷活動，活動斷裂較多，規(guī)模較大，活動性較強．其中，黃莊—高麗營斷裂就是一條主要的活動斷裂，第三紀(jì)時期，由于它和通縣—南苑斷層的強烈活動，使北京地區(qū)形成了二隆一凹的地貌特征（即京西隆起、北京凹陷、大興隆起），它們是北京凹陷的東西邊界．第四紀(jì)時期，北京地區(qū)強烈沉降，二隆一凹的地貌特征和堆積環(huán)境徹底解體，第四系從西山山前逐漸增厚，北京凹陷已不復(fù)存在．在北京平原內(nèi)第四紀(jì)地層的沉積厚度一般為300～500m，在順義盆地、大廠盆地內(nèi)，第四系沉積厚度達(dá)600～800m．1679年的三河一平谷8．0級地震就發(fā)生在大廠第四紀(jì)隱伏盆地內(nèi)［15］．

北京地區(qū)的斷裂構(gòu)造主要有NE、NW、近EW和近SN 向4 組（圖1），其中以北東向斷裂較為發(fā)育，它們構(gòu)成了本區(qū)的斷裂構(gòu)造骨架．根據(jù)多年來北京地區(qū)活動斷裂研究成果，北京地區(qū)及附近全新世活動斷裂主要有順義一前門一良鄉(xiāng)斷裂，黃莊—高麗營斷裂，南口—孫河斷裂，新夏墊斷裂等［16－17］．

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和地震測線位置圖①南口山前斷裂；②紫荊關(guān)山前斷裂；③黃莊—高麗營斷裂④順義—前門—良鄉(xiāng)斷裂；⑤通縣—南苑斷裂；⑥夏墊斷裂；⑦徐水?dāng)嗔?；⑧牛駝?zhèn)斷裂；⑨淶水?dāng)嗔?；⑩寶坻斷裂? 唐山—大城斷裂；? 永定河斷裂；?南口—孫河斷裂．Fig．1 Geological structure and the location of the seismic profile within the studied area①Frontal fault of Nankou mountain；②Frontal fault of Zijingguan mountain；③Huangzhuang－Gaoliying fault；④Shunyi－Qianmen－Liangxiang fault；⑤Tongxian－Nanyuan fault；⑥Xiadian fault；⑦Xushui fault；⑧Niutuozhen fault；⑨Laishui fault；⑩Baodi fault；? Tangshan－Dacheng fault；?Yongdinghe fault；?Nankou－Sunhe fault．

3 數(shù)據(jù)采集和資料處理

深地震反射剖面位于北京市的南部，剖面方向NW－SE向，剖面的起點（西北端）位于北京市房山區(qū)新鎮(zhèn)南觀村，終點（東南端）位于河北省廊坊市安次區(qū)碼頭鎮(zhèn)史莊村，長度為90km（圖1）．剖面沿途經(jīng)過北京市的房山區(qū)、大興區(qū)和河北省的廊坊市，自西北向東南穿過的斷裂主要有：黃莊—高麗營斷裂、順義—前門—良鄉(xiāng)斷裂、通縣一南苑斷裂、夏墊斷裂、寶坻斷裂和牛駝鎮(zhèn)斷裂等．

地震波的激發(fā)采用鉆孔爆破震源激發(fā)地震波，鉆孔深度25～30m，單炮藥量25～30kg，由于地殼深部和上地幔頂部反射能量較弱，為保證獲得清晰的Moho面反射，每間隔500m 左右增加了一個井深30～40m、藥量80～100kg的大炮．地震波的接收使用日本JGI公司生產(chǎn)的G．DAPS－4R 遙測數(shù)字地震儀，采樣間隔2ms，記錄長度16s，每個地震道使用了每串10個10 Hz的地震檢波器串進(jìn)行組合接收．為了兼顧地殼淺部（300～500 m）及中、深層的反射，采用排列中間激發(fā)、雙邊不對稱零偏移距接收的觀測系統(tǒng)，觀測系統(tǒng)參數(shù)為道間距20 m、600道接收、炮間距100m、覆蓋次數(shù)60次．

資料處理采用FOCUS和GRISYS地震反射數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理方法主要有振幅能量均衡、折射靜校正、時變帶通濾波、二維傾角濾波、反褶積、正常時差校正（NMO）、傾角時差校正（DMO）、剩余靜校正、共中心點（CMP）疊加、疊后偏移和疊后剖面去噪等．尤其是采用了傾角時差校正（DMO）技術(shù)，解決了大傾角地層因傾角時差的存在疊加時反射波同相軸得不到同相疊加而影響反射波疊加效果的問題，使剖面上大傾角反射波的能量和同相軸的連續(xù)性得到了明顯的增強，剖面信噪比也得到了一定程度的提高［18－19］．

圖2為該剖面的層深度和平均速度剖面圖．平均速度剖面圖（b）是由原始記錄經(jīng)過速度分析得到的，在速度分析時參考了該測線附近文安—蔚縣—察右中旗深地震測深剖面［20］東段（0～100km）的速度結(jié)構(gòu)（a）．由圖2a可以看出，該剖面0～100km 范圍淺部10km 以上和深部30km 以下速度變化較大，中部存在2個較弱的低速層．（b）的平均速度反映了該剖面從西北向東南平均速度呈逐漸降低的趨勢．

圖2 研究區(qū)速度剖面圖（a）文安—蔚縣—察右中旗測深剖面東段層速度（km·s－1）剖面；（b）深反射測線平均速度剖面．Fig．2 The velocity profile in research region（a）The layer velocity（km·s－1）profile along Wen′an－Yuxian－Chayouzhongqi deep seismic profile；（b）The average velocity profile along deep reflection profile．

4 地殼結(jié)構(gòu)特征

本次深地震反射探測獲得了北京南部西北起房山、東南至廊坊90km 長的深至Moho界面、淺至第四系覆蓋層的地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)圖像（圖3和圖4），圖中反射信息豐富，地殼結(jié)構(gòu)特征明顯，斷裂構(gòu)造清晰，顯示了地殼縱向的分層性和橫向的分帶（塊）性．

圖4 深地震反射時間剖面解釋圖Fig．4 The interpretation section of the deep seismic reflection profile in the south Beijing region

4．1 上地殼結(jié)構(gòu)特征

該區(qū)地殼以雙程反射時間6．0～7．0s（深度約為18～19km）的TC反射震相為界分為上、下地殼．在上地殼內(nèi)反射震相豐富，地層反射特征明顯，清晰地表現(xiàn)出了新生代、中生代和古生代沉積地層以及元古代及結(jié)晶基底的反射特征．由圖3的時間剖面可以看出，根據(jù)上地殼內(nèi)地層的反射特征和斷裂構(gòu)造的組合形式在橫向上可以分為2段，第一段為剖面的西北段（0～40km），該段自上至下反射能量較弱，反射震相較少，僅存在一些向西北或東南傾斜的反射震相（如TB和TG），表現(xiàn)出典型的古老地層的沉積特征．第二段為剖面的東南段（40～80km），該段反射能量較強，反射震相較多，受構(gòu)造作用強烈，地層和斷裂構(gòu)造特征明顯．第二段剖面根據(jù)反射剖面形態(tài)又可以分為上、下兩部分，上部分為反射時間1．5s以上部分，主要存在2組反射震相：第四系底界反射TQ和新近系底界反射TN，反射能量較強，反射同相軸連續(xù)性較好，受斷裂構(gòu)造影響較小，地層沉積特征明顯，都呈西北高、東南低的單斜形態(tài)，表現(xiàn)出典型的新生代地層的沉積特征．下部分為反射時間1．5s以下部分，表現(xiàn)為典型的斷陷盆地特征，在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上該段為固安盆地．下部分剖面反射能量較強，地層受構(gòu)造運動作用變形特征明顯，褶皺和斷裂比較發(fā)育，該斷陷沉積盆地最深處約為10～11km．在盆地的上部TQ和TN反射波都比較清楚，且它們都向東南方向傾斜．在盆地內(nèi)反射波TN—TG之間，從剖面上還可以看到多組界面起伏變化形態(tài)清楚的地層反射波，這些地層界面反射在剖面上凹隆相間，界面產(chǎn)狀復(fù)雜多變，顯示出被多條斷裂切割的跡象．

圖3 深地震反射疊加時間剖面圖Fig．3 The deep seismic reflection stacked time profile in the south Beijing region

在上地殼內(nèi)還存在2個能量較強、在整個剖面都能追蹤的反射震相TG和RB．TG應(yīng)為來自結(jié)晶基底頂面的反射，其形態(tài)呈兩端高中間低的下凹形態(tài)．在剖面的西北段（樁號0～45km）太行山隆起埋深約為3～3．5km，往東南逐漸加深，到固安盆地內(nèi)（樁號45km 左右）基底埋深約為10～11km，再向東南基底面又逐漸變淺，到測線樁號75km 左右，基底埋深約為5km，然后又向東南傾伏．該區(qū)的斷裂構(gòu)造展布基本都受結(jié)晶基底的控制，在基底以上斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，斷層較多，在基底以下斷裂構(gòu)造較少，在上地殼內(nèi)僅存在一條（F4）斷裂切穿了結(jié)晶基底．RB為來自上地殼下部的反射波，整體能量較強，連續(xù)性較好，呈西北低、東南高的形態(tài)，該反射在樁號45km 左右被斷裂F4分為2段．

4．2 下地殼結(jié)構(gòu)特征

下地殼位于兩反射帶TC和TM之間，與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的上地殼相比，下地殼結(jié)構(gòu)相對簡單，在剖面的西北段（樁號0～20km）和東南段（樁號70～90km），下地殼總體表現(xiàn)為弱反射的性質(zhì)；在剖面的中段（樁號20～70km）下地殼存在一些能量較強的縱向反射條帶，尤其是樁號47～65km 范圍內(nèi)的反射條帶較為明顯，條帶內(nèi)反射同相軸基本都呈兩端向中間傾伏的趨勢，包括TC和TM兩反射帶內(nèi)的反射同相軸，這些現(xiàn)象表明在該處可能存在深大斷裂，較寬的斷裂破碎帶或沿斷裂上涌的上地幔物質(zhì)形成了這些典型的強反射特征．這些強反射條帶構(gòu)成了該區(qū)下地殼獨特的反射特征．

4．3 殼幔過渡帶特征

殼幔過渡帶起伏變化較大，其頂面反射位于9．5～11．0s左右，對應(yīng)深度約為30～31．5km．殼幔過渡帶在剖面縱向上的持續(xù)時間大約為1．0～1．5s，對應(yīng)殼幔過渡帶厚度為3．0～4．5km．過渡帶底界對應(yīng)于Moho 面的位置，其深度約為34～35km．以剖面樁號56km 為界，殼幔過渡帶反射具有東南和西北兩側(cè)明顯不同的反射特征，在樁號56km西北，殼幔過渡帶反射向SE方向傾斜，而且持續(xù)時間較長，約1．5s；在樁號56km 東南，殼幔過渡帶反射呈弧形，而且持續(xù)時間較短，約1．0～1．2s，表明在樁號56km 左右存在一條切穿莫霍面的深大斷裂，在深大斷裂的兩側(cè)莫霍界面的形態(tài)、厚度和性質(zhì)明顯不同，并且兩側(cè)殼幔過渡帶厚度在橫向上也存在明顯的變化，這種厚度的變化說明地殼—上地幔過渡層內(nèi)存在著某些地幔物質(zhì)及地殼物質(zhì)的混合層．Meissner認(rèn)為在某些地區(qū)的莫霍面可能存在多塊的侵入巖塊，或者存在部分熔融狀態(tài)．從巖石組成成分不均勻性的觀點來看，很可能地殼的底部由不同性質(zhì)的巖體及一些尺度可能很小的結(jié)構(gòu)組成．這樣，殼－幔之間相互作用的性質(zhì)（例如地幔熔融帶的擠入）可能由沿著界面變化的局部的流變、密度和化學(xué)成分所控制［21－22］．

除Moho界面的反射TM是一個反射帶之外，上、下地殼分界面的反射TC也是一個具有一定持續(xù)時間的反射帶．TC反射帶延續(xù)時間0．5～1．0s，厚度1．2～2．5km．這表明上、下地殼分界面和Moho界面都不是一個簡單的地層分界面，而是一個具有一定厚度的過渡帶．TC反射帶的形態(tài)與TM反射帶相似，西北段反射向SE 方向傾斜，且持續(xù)時間較長；東南段反射向NW 方向傾斜并兼有弧形的成分，這種現(xiàn)象表明在樁號56km 左右的切穿莫霍面的深大斷裂向上也切穿了上、下地殼的分界面．

5 斷裂構(gòu)造特征

該剖面西北和東南兩段斷裂構(gòu)造特征差別較大，西北段斷裂較少，斷裂向下延伸較淺；東南段斷裂較多，向下延伸較深，并在上地殼形成一個斷陷盆地形態(tài)．

5．1 黃莊—高麗營斷裂

黃莊—高麗營斷裂F1位于測線樁號7．7km左右，斷裂視傾向南東，傾角較緩，呈鏟形向下延伸，可分辨的上斷點埋深為500m 左右．在該斷裂的西北側(cè)僅存在一些雜亂的弱反射，而在東南側(cè)則存在多組水平、傾斜及彎曲的反射震相，尤其是向西北傾斜的反射震相TB延伸至F1斷裂處終止，這些現(xiàn)象表明了F1斷裂的存在．在F1斷裂的下方為向東南方向傾斜的結(jié)晶基底，F(xiàn)1斷裂向下延伸約4km 深度終止于結(jié)晶基底TG之上．

5．2 順義—前門—良鄉(xiāng)斷裂

順義—前門—良鄉(xiāng)斷裂F2位于測線樁號17．5km，斷裂視傾向南東，傾角較陡，為西北盤上升、東南盤下降的正斷層．從剖面上可以看到，該斷裂TQ和TG之間的反射同相軸都出現(xiàn)明顯的錯斷和橫向不連續(xù)現(xiàn)象，斷裂兩側(cè)的反射同相軸形態(tài)也明顯不同，東南側(cè)同相軸呈向西北傾斜，西北側(cè)同相軸上面基本呈水平形態(tài)，下面呈向東南傾斜的形態(tài)．從位置來看，斷裂F2應(yīng)該是順義—前門—良鄉(xiāng)斷裂的反映．該斷裂在剖面淺部錯斷了第四系覆蓋層底界的反射TQ，向下終止在大約4．8～5km 深度的結(jié)晶基底TG上．

5．3 通縣—南苑斷裂

通縣—南苑斷裂F3位于測線樁號26．5km，在剖面上判定該斷裂存在的主要依據(jù)是TB1、TB2反射震相的消失和TB3反射波同相軸的明顯錯斷．該斷裂視傾向北西，傾角較陡，斷裂東南側(cè)為大興凸起，在大興凸起TQ之下至2s以上的基巖地層內(nèi)部幾乎看不到明顯的反射，而在斷裂的西北側(cè)，可以看到多組明顯的地層反射，表明該斷裂的西北側(cè)為一個沉積巖凹陷區(qū)．?dāng)嗔袴3錯斷了淺部的TQ、TB1、TB2和TB3反射同相軸，向下延伸至深度5．8km 左右終止在結(jié)晶基底TG之上．從斷裂F3所處的位置和斷裂兩側(cè)的反射波特征來看，它應(yīng)該是通縣—南苑斷裂向南的延伸．

5．4 夏墊斷裂

在測線樁號40．8km 和42．1km 左右存在2條斷裂（F4和F5），這2 條斷裂明顯錯斷了剖面上TN以下的反射震相，把整條剖面分成了西北和東南特征截然不同的2部分．西北段反射能量較弱，反射震相較少，僅存在一些向西北或東南傾斜的反射震相（如TB和TG），斷裂也不發(fā)育．東南段反射能量較強，反射震相較多，斷裂構(gòu)造發(fā)育，地層和斷裂構(gòu)造特征明顯．沿該斷裂往下TB3反射震相明顯終止于該斷裂西北側(cè)，難以向斷裂的東南側(cè)繼續(xù)追蹤．F4斷裂向下還錯斷了基底反射波TG和深約10～11km的反射帶RB，大約在深度16～18km 左右終止在上、下地殼分界面反射TC上，并有可能與其下的切穿莫霍面的深大斷裂FM相聯(lián)．F5斷裂向下終止于結(jié)晶基底反射TG之上．沿這2條斷裂往上TQ及TQ和TN之間的反射震相錯斷不明顯，但也存在反射同相軸扭曲或輕微錯動的現(xiàn)象，表明該斷裂可能繼續(xù)向上延伸至TQ以上，應(yīng)為第四紀(jì)活動斷裂．該斷裂為大興凸起的東邊界斷裂，從位置來看，它應(yīng)是夏墊斷裂向南的延伸．

5．5 地殼深斷裂

在剖面樁號56km 的下方，來自上、下地殼分界面和Moho界面的反射明顯比其兩側(cè)的反射能量要弱，同相軸的形態(tài)也明顯存在扭曲、錯斷等畸變現(xiàn)象．以樁號56km 為界，在樁號56km 西北，西段TC和TM表現(xiàn)為一系列產(chǎn)狀近水平的疊層結(jié)構(gòu)；在靠近56km 附近，TC和TM都表現(xiàn)為向東南傾伏的單斜形態(tài)．在樁號56km 東南，TC反射震相為一組向西北傾斜的反射同相軸，而TM反射震相為一組上拱的弧形反射同相軸．剖面所揭示的這些現(xiàn)象表明，在樁號56km 左右應(yīng)存在一條切穿上、下地殼分界面和莫霍面的深大斷裂FM，該斷裂在北京南部的文安—蔚縣—察右中旗深地震測深剖面和北京北部的2 條深地震反射剖面上也都有明顯的顯示［17，20，23］，在下地殼存在一條切穿上、下地殼分界面和莫霍面的深大斷裂，該斷裂為上地幔物質(zhì)的上涌提供了通道．該斷裂傾角較陡，近于直立，寬度約為2～3km．該斷裂上部的F4～F12等斷裂的形成與發(fā)展有可能與該深大斷裂有關(guān)，尤其是夏墊斷裂F4有可能與該深大斷裂相通．

5．6 其它斷裂

除上述斷裂之外，在剖面的東南段（40～90km）還存在8條斷裂（F6—F13）．在這8條斷裂中，F(xiàn)6—F12這7條斷裂為一組，并與位于測線樁號42．1km、傾向南東的F5斷裂一起形成了一個斷陷盆地，在斷陷盆地內(nèi)反射同相軸受斷裂構(gòu)造的影響，呈現(xiàn)出嚴(yán)重的扭曲、錯斷等畸變現(xiàn)象．這些斷裂都是正斷層，它們向上錯斷到TN地層界面，向下終止于結(jié)晶基底TG之上．其中F7斷裂應(yīng)為寶坻斷裂的反映，F(xiàn)12斷裂應(yīng)為牛坨鎮(zhèn)斷裂的反映．F13斷裂位于測線樁號76．6km，視傾向南東，向上錯斷到TQ地層界面，為另一凹陷的西北邊界斷裂．

6 結(jié)論與討論

本次探測研究獲得了北京南部淺至100 m、深至Moho面清晰的地殼結(jié)構(gòu)與構(gòu)造圖像，剖面特征反映了本區(qū)地殼具有清晰的雙層結(jié)構(gòu)特征，而作為上下地殼分界的反射疊層TC在華北地區(qū)的地殼結(jié)構(gòu)中是一個具有普遍意義的反射界面［24－25］，有著特定的地質(zhì)含義，它將脆性的上地殼與相對塑性的下地殼區(qū)分開來，并在上、下地殼之間起傳遞和解耦的作用．該區(qū)上地殼厚約18～19km，Moho界面深度約為34～35km．上、下地殼分界面和Moho界面都是一個具有一定厚度的反射疊層，其中上、下地殼過渡帶厚度約為1．2～2．5km，殼幔過渡帶厚度約為3．0～4．5km．剖面中上地殼的復(fù)雜性和下地殼的“透明”性形成了鮮明的對比，在上地殼內(nèi)，結(jié)晶基底以上的沉積地層反射能量較強，地層特征明顯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜．基底以下的地層相對簡單，除強反射層RB之外僅存在一些能量較弱、連續(xù)性較差的反射，表現(xiàn)出了上地殼由脆性向脆－韌性過渡的典型的結(jié)晶基底特征．在下地殼內(nèi)，除斷裂FM兩側(cè)存在一些較強的反射之外其它地方幾乎是“透明”的，表明下地殼應(yīng)是變質(zhì)程度較高的結(jié)晶變質(zhì)巖系．FM兩側(cè)的強反射帶可能是由于斷裂形成的破碎帶或巖漿沿斷裂侵入從而形成的巖性差異產(chǎn)生的較強反射．

該剖面經(jīng)過地區(qū)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，共存在14條斷裂，這些斷裂形態(tài)各異、錯斷深度不等，其中13條位于上地殼內(nèi)，僅一條深大斷裂FM切穿了上、下地殼分界面和Moho界面，表現(xiàn)出了上地殼的脆性和下地殼的韌性的破裂性質(zhì)．由于這些斷裂的作用在該區(qū)上地殼內(nèi)形成了明顯的地壘和地塹結(jié)構(gòu)，而F4—F12等斷裂的形成與發(fā)展以及由F4—F12斷裂控制的固安盆地的形成與演化明顯受其下面深大斷裂FM的影響與制約．在上地殼的13條斷裂中，尤以斷裂F4規(guī)模最大、切割深度最深．它向上明顯錯斷了新近系底界的反射TN，并影響到第四系底界反射TQ，向下切穿了結(jié)晶基底和下面的反射界面RB，一直延伸到深約16～18km 左右的上下地殼分界面附近，并有與下面切穿莫霍面的深大斷裂FM相匯的趨勢．以夏墊斷裂F4和深斷裂FM為界該區(qū)地殼在橫向上被分為西北和東南兩部分，各自具有明顯不同的結(jié)構(gòu)特征．在西北部除上地殼內(nèi)幾個強反射層之外地殼反射總體表現(xiàn)為相對“透明”的反射性質(zhì)，上、下地殼分界面反射TC和Moho面反射TM基本呈水平形態(tài)，起伏變化不大，斷裂也較少，表明這部分地殼的變形程度相對較弱，結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定．在東南部不僅上地殼內(nèi)反射層位和斷裂較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上、下地殼分界面反射TC和Moho面反射TM也呈傾斜和彎曲形態(tài)，表明這部分地殼的變形程度相對較強，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜．這些不僅反映了該區(qū)西北部和東南部受構(gòu)造應(yīng)力的作用明顯不同，也反映了該區(qū)地殼構(gòu)造的局部活躍性和強烈的橫向非均勻性，因此對該深大斷裂FM及其上面盆地內(nèi)的斷裂活動應(yīng)密切關(guān)注．

（References）

［1］ 趙伯明，徐錫偉．汶川Ms8．0地震斷層與地震災(zāi)害初步分析．地震地質(zhì)，2008，30（4）：839－854．

Zhao B M，Xu X W．An analysis onMs8．0 Wenchuan earthquake fault and seismic disaster．Seismologyand Geology（in Chinese），2008，30（4）：839－854．

［2］ Scholz H C．The Mechanics of Earthquakes and Fau1ting．Cambridge：Cambridge University Press，l990，73－96．

［3］ Crone A J，Haller K M．Segmentation and the seismic behavior of basin and range normal faults：Examples from east－central Idaho and southwestern Montana，U．S．A．J．Struct．Geol．，1991，13（2）：151－164．

［4］ 徐錫偉．活動斷層、地震災(zāi)害與減災(zāi)對策問題．震災(zāi)防御技術(shù)，2006，1（1）：7－14．

Xu X W．Active faults，associated earthquake disaster distribution and policy for disaster reduction．Technologyfor EarthquakeDisasterPrevention（in Chinese），2006，1（1）：7－14．

［5］ 徐錫偉，聞學(xué)澤，葉建青等．汶川Ms8．0地震地表破裂帶及其發(fā)震構(gòu)造．地震地質(zhì)，2008，30（3）：597－629．

Xu X W，Wen X Z，Ye J Q，et al．TheMs8．0 Wenchuan earthquake surface ruptures and its seismogenic structure．SeismologyandGeology（in Chinese），2008，30（3）：597－629．

［6］ 鄧起東．城市活動斷裂探測和地震危險性評價問題．地震地質(zhì)，2002，24（4）：601－605．

Deng Q D．Exploration and seismic hazard assessment of active faults in urban areas．SeismologyandGeology（in Chinese），2002，24（4）：601－605．

［7］ 王培德，李春來，E Wetzig等．用地震層析成像方法研究北京西北地區(qū)的活動斷裂．地震學(xué)報，2007，29（1）：11－19．

Wang P D，Li C L，Wetzig E，et al．Seismic active faults in the northwestern Beijing by seismic tomography．Acta SeismologicaSinica（in Chinese），2007，29（1）：11－19．

［8］ 李樂，陳棋福．利用重復(fù)地震估算北京平原地區(qū)隱伏斷裂深部的活動速率．地震地質(zhì)，2010，32（3）：508－519．

Li L，Chen Q F．Slip rates at depth along the buried faults in Beijing plain area etstimated from repeating microearthquakes．SeismologyandGeology（in Chinese），2010，32（3）：508－519．

［9］ 祝治平，張先康，張建獅等．北京—懷來—豐鎮(zhèn)剖面地殼上地幔構(gòu)造與速度結(jié)構(gòu)研究．地震學(xué)報，1997，19（5）：499－505．

Zhu Z P，Zhang X K，Zhang J S，et a1．Study on crustmantle tectonics and its velocity structure along the Beijing－Huailai－Fengzhen profile．ActaSeismologicaSinica（in Chinese），1997，10（5）：615－623．

［10］ 趙金仁，張先康，張成科等．利用寬角反射/折射和深反射探測剖面揭示三河—平谷大震區(qū)深部結(jié)構(gòu)特征．地球物理學(xué)報，2004，47（4）：646－653．

Zhao J R，Zhang X K，Zhang C K，et al．Deep structural features of the Sanhe－Pinggu great earthquake area imaged by wide－angle and deep seismic reflection profiling．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2004，47（4）：646－653．

［11］ 趙金仁，張先康，張成科等．香河—北京—涿鹿及其相鄰地區(qū)殼幔構(gòu)造與速度結(jié)構(gòu)特征．地震地質(zhì)，1999，21（1）：29－36．

Zhao J R，Zhang X K，Zhang C K，et al．The crust－mantle tectonics and velocity structure characteristics in Xianghe－Beijing－Zhulu and its adjacent areas．SeismologyandGeology（in Chinese），1999，21（1）：29－36．

［12］ 王夫運，張先康，陳棋福等．北京地區(qū)上地殼三維細(xì)結(jié)構(gòu)層析成像．地球物理學(xué)報，2005，48（2）：359－366．

Wang F Y，Zhang X K，Chen Q F，et al．Fine tomographic inversion of the upper crust 3－D structure around Beijing．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2005，48（2）：359－366．

［13］ 焦青，邱澤華，范國勝．北京地區(qū)八寶山—黃莊—高麗營斷裂的活動與地震．大地測量與地球動力學(xué)，2005，25（4）：50－54．

Jiao Q，Qiu Z H，F(xiàn)an G S．Analysis on recent tectonic activity and seismicity of Babaoshan－Huangzhuang－Gaoliying fault in Beijing region．JournalofGeodesyandGeodynamics（in Chinese），2005，25（4）：50－54．

［14］ 高文學(xué)，馬瑾．首都圈地震地質(zhì)環(huán)境與地震災(zāi)害．北京：地震出版社，1993：3－51．

Gao W X， Ma J．Seismo－Geological Background and Earthquake Hazard in Beijing Area（in Chinese）．Beijing：Seismological Press，1993：3－51．

［15］ 徐錫偉，馬文濤，于貴華等．華北平原北部最新構(gòu)造變動環(huán)境及其構(gòu)造模式——三河—平谷地震斷層深淺構(gòu)造關(guān)系分析．∥盧演儔等主編．新構(gòu)造與環(huán)境．北京：地震出版社，2001，267－281．

Xu X W，Ma W T，Yu G H，et al．The Background of Mostrecent Tectonic Events in the Northern North China Plain and Its Structural Pattern－Analysis of Correlation Between Shallow and Deep Structures Along the Sanhe－Pinggu Seismic Fault．∥Lu Y C，ed．Recent Tectonics and Environment（in Chinese）．Beijing：Seismological Press，2001，267－281．

［16］ 高戰(zhàn)武，陳棋福，黃金莉等．北京地區(qū)主要活動斷裂深部速度結(jié)構(gòu)特征及強震構(gòu)造分析．震災(zāi)防御技術(shù)，2010，5（3）：271－280．

Gao Z W，Chen Q F，Huang J L，et al．Velocity structure beneath the active faults in Beijing area and their seismotectonic characteristics．TechnologyforEarthquakeDisaster Prevention（in Chinese），2010，5（3）：271－280．

［17］ 劉保金，胡平，孟勇奇等．北京地區(qū)地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)的深地震反射剖面探測研究．地球物理學(xué)報，2009，52（9）：2264－2272．

Liu B J，Hu P，Meng Y Q，et al．Research on fine crustal structure using deep seismic reflection profile in Beijing region．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2009，52（9）：2264－2272．

［18］ 高景華，徐明才，劉建勛等．高分辨率城市活斷層地震資料處理技術(shù)．物探化探計算技術(shù)，2005，27（3）：209－213．

Gao J H，Xu M C，Liu J X，et al．High resolution seismic data processing technique of detecting active fault in city．ComputingTechniquesforGeophysicalandGeochemical Exploration（in Chinese），2005，27（3）：209－213．

［19］ 王麗娜，王建民，王元波等．DMO 校正技術(shù)在深層地震資料處理中的應(yīng)用．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2003，22（5）：63－64．

Wang L N，Wang J M，Wang Y B，et al．The application of DMO method in deep seismic data processing．Petroleum Geology＆ OilfieldDevelopmentinDaqing（in Chinese），2003，22（5）：63－64．

［20］ 張成科，張先康，蓋玉杰等．文安—蔚縣—察右中旗剖面地殼上地幔速度結(jié)構(gòu)與構(gòu)造研究．華北地震科學(xué)，1997，15（3）：18－28．

Zhang C K，Zhang X K，Gai Y J，et al．A study of crust and upper mantle structure on Wen′an－Yuxian－Qaharyouyizhongqi profile．NorthChinaEarthquakeSciences（in Chinese），1997，15（3）：18－28．

［21］ 陸涵行，曾融生，郭建明等．唐山震區(qū)深反射剖面分析．地球物理學(xué)報，1988，31（1）：27－36．

Lu H X，Zeng R S，Guo J M，et al．Results from deep seismic reflection profiling in Tangshan region．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），1988，31（1）：27－36．

［22］ Meissner R，The‘Moho’as a transition zone．Geophys．Survey．，1973，1（2）：195－216．

［23］ 趙金仁，張先康，張成科等．利用寬角反射/折射和深反射探測剖面揭示三河—平谷大震區(qū)深部結(jié)構(gòu)特征．地球物理學(xué)報，2004，47（4）：646－653．

Zhao J R，Zhang X K，Zhang C K，et al．Deep structural features of the Sanhe－Pinggu great earthquake area imaged by wide－angle and deep seismic reflection profiling．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2004，47（4）：646－653．

［24］ 張先康，王椿鏞，劉國棟等．延慶—懷來地區(qū)地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)—利用深地震反射剖面．地球物理學(xué)報，1996，39（3）：356－364．

Zhang X K，Wang C Y，Liu G D，et al．Fine crustal structure in Yanqing－Huailai region by deep seismic reflection profiling．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），l996，39（3）：356－364．

［25］ 王椿鏞，王貴美，林中洋等．用深地震反射方法研究邢臺地震區(qū)地殼細(xì)結(jié)構(gòu)．地球物理學(xué)報，1993，36（4）：445－452．

Wang C Y，Wang G M，Lin Z Y，et al．A study on fine crustal structure in Xingtai earthquake area based on deep seismic reflection profiling．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），1993，36（4）：445－452．