1976年唐山MS7.8地震樂(lè)亭—灤南地區(qū)NW向地裂縫帶趙灘點(diǎn)位調(diào)查*

郭 慧 江娃利 謝新生

(中國(guó)北京100085中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所)

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1976年唐山MS7.8地震樂(lè)亭—灤南地區(qū)NW向地裂縫帶趙灘點(diǎn)位調(diào)查*

郭 慧*江娃利 謝新生

(中國(guó)北京100085中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所)

1976年唐山MS7.8地震的早期野外調(diào)查結(jié)果顯示，在樂(lè)亭—灤南地區(qū)存在一條NW走向的地裂縫帶，自灤南縣申?duì)I村往南斷續(xù)延伸至樂(lè)亭縣王灘鎮(zhèn)王各莊村，長(zhǎng)度大于30 km，以右旋走滑為主．該地裂縫是1976年唐山MS7.8地震形成的，但其地理位置接近1976年唐山地震序列中灤縣MS7.1地震形成的NW向地表破裂帶延伸方向上．為進(jìn)一步研究唐山地震的發(fā)震構(gòu)造，本文擬基于前人資料，對(duì)樂(lè)亭—灤南地區(qū)NW向地裂縫帶趙灘點(diǎn)位展開(kāi)調(diào)查，并實(shí)施探槽開(kāi)挖和鉆孔探測(cè)．探槽揭示出小型砂脈和寬1.0—1.2 m的大型砂脈分別為1976年唐山MS7.8地震和該地震之前另一次強(qiáng)震事件的產(chǎn)物；鉆孔探測(cè)結(jié)果表明主砂脈兩側(cè)地層不存在明顯的垂直落差，這與1976年唐山MS7.8地震時(shí)該點(diǎn)位出現(xiàn)的地裂縫現(xiàn)象是右旋剪切以及趙灘探槽揭示的兩側(cè)垂直位移不明顯的現(xiàn)象相吻合．

1976年唐山MS7.8地震 NW向地裂縫帶 探槽 鉆孔測(cè)線

引言

1976年7月28日北京時(shí)間3時(shí)42分，河北省唐山市發(fā)生MS7.8地震，其宏觀震中位于唐山市南部；當(dāng)日18時(shí)45分，灤縣緊接著發(fā)生MS7.1地震，其宏觀震中位于灤縣三山院村北，兩次地震的宏觀震中僅相距約40 km．該地震序列是華北平原近300年以來(lái)最大的一次，死亡人數(shù)高達(dá)24.2萬(wàn)．

1976年唐山地震后，該地震的地表破裂、發(fā)震構(gòu)造等引起了國(guó)內(nèi)外地震學(xué)界的關(guān)注．震后現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果顯示，唐山地震導(dǎo)致唐山市南部出現(xiàn)了一條走向?yàn)镹E30°、長(zhǎng)為8—11 km、最大右旋走滑位移為1.5—2.3 m、垂直位移為0.2—0.7 m的地表破裂帶(虢順民等，1977；王景明等，1981b；國(guó)家地震局《一九七六年唐山地震》編輯組，1982；杜春濤等，1985)，地表破裂帶遺跡現(xiàn)今仍可在唐山市吉祥路、原唐山十中和唐柏路牛馬庫(kù)等地見(jiàn)到(Guoetal，2011)．近年來(lái)對(duì)唐山地震地表破裂帶的研究仍在進(jìn)行，并對(duì)其有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)．郭慧等(2011)認(rèn)為唐山MS7.8地震NNE向地表破裂帶的長(zhǎng)度大于47 km，起自唐山市市區(qū)南部，向南過(guò)豐南區(qū)稻地鎮(zhèn)孫家樓村西側(cè)，止于豐南區(qū)西河村南．1976年灤縣MS7.1地震的地表破裂帶呈向西凸出的弧形，南起王莊，經(jīng)三山院村轉(zhuǎn)折至鐵局寨，其中：南段為NNW走向，長(zhǎng)度大于4 km；北段為NNE走向，長(zhǎng)度大于2 km(王景明等，1981a；國(guó)家地震局《一九七六年唐山地震》編輯組，1982；杜春濤等，1985)．

除唐山MS7.8地震和灤縣MS7.1地震造成的地表主破裂帶外，張振江(1986)震后考察結(jié)果顯示，從灤南縣申?duì)I村往南延伸至樂(lè)亭縣王灘鎮(zhèn)王各莊村也存在斷斷續(xù)續(xù)的地裂縫，長(zhǎng)度大于30 km，總體走向呈NW50°，其地理位置接近灤縣MS7.1地震產(chǎn)生的NW向地表破裂帶往南的延伸方向．自唐山地震發(fā)生后近40年間，未對(duì)該地裂縫帶展開(kāi)進(jìn)一步的調(diào)查研究．鑒于此，為了深入研究1976年唐山MS7.8地震的發(fā)震構(gòu)造，本文擬基于前人資料，對(duì)樂(lè)亭—灤南一帶NW向地裂縫帶開(kāi)展調(diào)查，走訪當(dāng)?shù)卮迕?，核?duì)地裂縫位置，并選取趙灘村北的地裂縫實(shí)施探槽開(kāi)挖與鉆孔探測(cè)，以揭示該地裂縫帶的成因及其與地下地層之間的關(guān)系．

1 樂(lè)亭—灤南地區(qū)地貌與地質(zhì)概況

唐山地區(qū)地勢(shì)北高南低，北依燕山，南臨渤海．北部為燕山及其余脈的低山丘陵區(qū)；中部為遭受輕微侵蝕的、準(zhǔn)平原化的山前平原區(qū)；南部為廣闊的濱海平原沉降區(qū)．1976年的唐山MS7.8地震和灤縣MS7.1地震即位于燕山南緣的低山丘陵地區(qū)；樂(lè)亭—灤南地區(qū)位于唐山市東南部的濱海平原區(qū)，該地區(qū)海拔低于10 m，地勢(shì)平坦．樂(lè)亭境內(nèi)的主要水系為灤河，由NW穿過(guò)燕山，向SE經(jīng)遷安盆地進(jìn)入灤縣以南的平原，在樂(lè)亭縣東匯入渤海灣(圖1)．

圖1 1976年唐山MS7.8、灤縣MS7.1地震震中位置和唐山及周邊地區(qū)地理環(huán)境(引自Guo et al，2011，斷層展布略加修改)左上角附圖為本文研究區(qū)在華北地區(qū)的位置. 1. 基巖；2. 上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)沉積物；3. 圖3位置；4. 地表河流；5. 1976年唐山MS7.8地震和灤縣MS7.1地震的地表破裂帶；6. 樂(lè)亭—灤南地裂縫帶；7. 隱伏或半隱伏斷裂；8. 震中. F1：野雞坨斷裂；F2：唐山斷裂帶；F3：薊運(yùn)河斷裂；F4：寧河—昌黎斷裂；F5：灤縣西斷裂；F6：灤縣—盧龍斷裂；F7：灤縣—樂(lè)亭斷裂；F8：塘沽斷裂；F9：柏各莊斷裂；F10：遷安北斷裂，下同

如圖1所示，唐山地區(qū)主要有5條斷裂，其西側(cè)和東側(cè)分別為NW向的薊運(yùn)河斷裂(F3)和NW向?yàn)纯h—樂(lè)亭斷裂(F7)、NE轉(zhuǎn)NW向的灤縣西斷裂(F5)；NNE向的唐山斷裂帶(F2)從唐山市區(qū)穿過(guò)；NEE向的寧河—昌黎斷裂(F4)全長(zhǎng)約100 km，為燕山隆起與華北平原坳陷的分界斷裂．其中，唐山斷裂帶為1976年唐山MS7.8地震的發(fā)震斷裂，灤縣西斷裂為1976年灤縣MS7.1地震的發(fā)震斷裂(郭慧等，2014)；灤縣—樂(lè)亭斷裂和寧河—昌黎斷裂主要分布在樂(lè)亭—灤南地區(qū)，目前對(duì)后者晚第四紀(jì)的活動(dòng)情況尚不清楚．

圖2給出了唐山地區(qū)的地質(zhì)圖，可以看出：唐山MS7.8地震震中位于開(kāi)平復(fù)式向斜的倒轉(zhuǎn)西翼，其NE向地表破裂帶與向斜西翼的唐山斷裂帶Ⅴ號(hào)逆沖斷層位置吻合(郭慧等，2011)；灤縣MS7.1地震的震中則位于開(kāi)平復(fù)式向斜東翼的東北端；樂(lè)亭—灤南地裂縫帶位于開(kāi)平復(fù)式向斜的東南側(cè)、NEE向?qū)幒印钄嗔训哪蟼?cè)．

圖2 唐山地區(qū)基巖地質(zhì)圖(修改自河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)1. 太古界；2. 震旦紀(jì)；3. 寒武—奧陶紀(jì)；4. 石炭—二疊紀(jì)；5. 侏羅—白堊紀(jì)；6. 燕山旋回Ⅲ期酸性巖漿巖；7. 第三紀(jì)；8. 斷裂；9. 1976年唐山地震序列地表破裂帶; 10. 震中；11. 背斜；12. 向斜; Ⅰ. 唐山MS7.8地震NE向地表破裂帶；Ⅱ. 灤縣MS7.1地震地表破裂帶；Ⅲ. 樂(lè)亭—灤南地裂縫帶；綠框?yàn)閳D3位置

1. Archaeozoic；2. Sinian；3. Cambrian-Ordovician；4. Carboniferous-Permian；5. Jurassic-Cretaceous；6. Acidic magmatic rock in Yanshan Ⅲ Period；7. Tertiary；8. Fault；9. Surface rupture of the 1976 Tangshan earthquake sequence；10. Epicenter；11. Anticline；12. Syncline；Ⅰ. NE-trending surface rupture zone ofMS7.8 Tangshan earthquake；Ⅱ. NW-trending surface rupture zone ofMS7.1 Luanxian earthquake；Ⅲ. Laoting-Luannan ground fissure zone；The green frame is the position of Fig.3

2 樂(lè)亭—灤南地裂縫帶調(diào)查

1976年唐山地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查(張振江，1986)結(jié)果顯示，除唐山MS7.8地震和灤縣MS7.1地震的地表主破裂帶外，在樂(lè)亭—灤南地區(qū)的王灘—常家鋪一帶，另有一條規(guī)模較大、方向穩(wěn)定的地裂縫帶展布*杜春濤，孟憲梁，陳書賢. 1980. 唐山大震地裂縫與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng). 地殼應(yīng)力研究所檔案室：9--12.，其位置如圖3所示．該地裂縫帶從灤南縣申?duì)I村往南一直延伸至樂(lè)亭縣王灘鎮(zhèn)王各莊村，斷斷續(xù)續(xù)展布，單條地裂縫長(zhǎng)度從一百米到幾百米不等，總體長(zhǎng)度大于30 km，走向由南往北從NW50°轉(zhuǎn)為近NS向，垂直位錯(cuò)不明顯，以右旋活動(dòng)為主，其中，樂(lè)亭縣王灘鎮(zhèn)王各莊村走滑位移最大為2.0 m，灤南縣申?duì)I村走滑位移最小為0.12 m，樂(lè)亭縣董家鋪村地裂縫點(diǎn)位存在左旋活動(dòng)和右旋活動(dòng)(圖3)．地裂縫展布點(diǎn)位列于表1．

圖3 樂(lè)亭—灤南地區(qū)地裂縫位置展布圖(修改自張振江，1986)圖中地裂縫序號(hào)與表1中的序號(hào)對(duì)應(yīng)

依據(jù)張振江(1986)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料，對(duì)樂(lè)亭、灤南等地的地裂縫帶展開(kāi)調(diào)查．由于唐山地震已過(guò)去近40年，震后建筑物規(guī)劃重建以及當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)的耕種田地等使地震時(shí)形成的地裂縫難以保存，因此本次野外調(diào)查未見(jiàn)地震遺跡，只能根據(jù)前人資料提及的地裂縫位置，詢問(wèn)當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)并確認(rèn)．此次調(diào)查結(jié)果表明：部分地裂縫可指出確切位置、地裂縫規(guī)模及位移等；其余地裂縫由于在田地中或離村莊較遠(yuǎn)，老鄉(xiāng)沒(méi)有看到而無(wú)法確認(rèn)．其中，據(jù)老鄉(xiāng)回憶地裂縫地點(diǎn)并確認(rèn)的有王各莊東北、趙灘村西北和常家鋪至郭家房子等3處地裂縫；其余地裂縫據(jù)老鄉(xiāng)回憶也存在，但由于缺少明顯的標(biāo)志，至今仍不能準(zhǔn)確判斷其位置．總體來(lái)說(shuō)，這些地裂縫均由1976年唐山MS7.8地震造成．

表1 前人提及和本研究確認(rèn)的樂(lè)亭—灤南地裂縫點(diǎn)位

3 樂(lè)亭趙灘探槽和鉆孔聯(lián)合測(cè)線

在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取樂(lè)亭縣趙灘村出現(xiàn)地裂縫的位置進(jìn)行探槽開(kāi)挖和鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)，以揭示地表地裂縫的成因及其與地下地層之間的關(guān)系．

圖4 樂(lè)亭縣王灘鎮(zhèn)趙灘村機(jī)耕路及兩側(cè)白楊樹(shù)被錯(cuò)斷(鏡像N)(引自國(guó)家地震局地震地質(zhì)大隊(duì)，1986)

3.1 樂(lè)亭趙灘探槽

據(jù)老鄉(xiāng)指認(rèn)，唐山地震后，位于樂(lè)亭縣趙灘村西北的一條呈NS走向的機(jī)耕路及其兩側(cè)白楊樹(shù)行均被右旋錯(cuò)斷形成地裂縫，水平位移達(dá)0.8 m，如圖4所示．將探槽設(shè)置于村西北約500 m處，開(kāi)挖地點(diǎn)位于機(jī)耕路西側(cè)約130 m的玉米地中; 由于趙灘村大面積種植葡萄，該探槽是距被扭錯(cuò)的土路可開(kāi)挖的最近地點(diǎn)(圖5a)．該探槽走向?yàn)镹E25°，長(zhǎng)36 m，深2.0—2.5 m，寬5 m．由于該地距海邊約15 km，地下水位較淺，探槽開(kāi)挖至2 m時(shí)出水，到2.5 m時(shí)開(kāi)始垮塌，無(wú)法繼續(xù)開(kāi)挖(圖5b)．由于該探槽中有水，造成清理探槽壁面及掛網(wǎng)困難，故僅對(duì)NW壁剖面以條帶形式剝落了11個(gè)條帶剖面，并繪制比例尺為1:50的剖面圖(圖6a)，又在砂脈附近兩壁分別剝落長(zhǎng)為6—7 m的剖面，并繪制比例尺為1∶20的剖面圖(圖6b，c)．

圖5 樂(lè)亭趙灘探槽和鉆孔平面圖及照片(a) 探槽和鉆孔平面分布圖；(b) 探槽景觀圖，鏡像NE；(c) 探槽SE壁主砂脈近景，砂脈內(nèi)黑色細(xì)砂界線呈漏斗形態(tài)，底部細(xì)沙含褐色黏土團(tuán)塊；(d) 探槽NW壁主砂脈北側(cè)細(xì)砂脈近景，斷錯(cuò)地層③—④，層③底部出現(xiàn)近20 cm的斷距，北升南降

趙灘探槽共揭示出6層地層，均屬于細(xì)顆粒沉積，為灤河洪積扇沉積物．該探槽兩壁剖面揭示地層相同，地層編號(hào)一致(圖6b，c)．該探槽包含14C測(cè)年樣品1個(gè)，熱釋光(thermoluminescene，簡(jiǎn)寫為TL)測(cè)年樣品3個(gè)，探槽中各層測(cè)年樣品及測(cè)試結(jié)果列于表2．

探槽地層分層及描述如下：

層①-1：現(xiàn)今耕植土(地震后)，厚0.3—0.6 m；

層①-2：地震前耕植土，與層①-1之間有地震時(shí)噴水冒砂現(xiàn)象殘留下的透鏡狀砂層，該層頂面為地震前的地表面，厚0.6—0.7 m；

層②：褐色、黃色亞砂土混雜，厚0.2 m；

層③：褐色黏土為主，底部褐色黏土與黃色亞砂土薄層互層，局部剖面由于地震振動(dòng)呈波狀層理，厚0.4—0.5 m；

層④：黃色亞砂土，夾薄層褐色亞砂土，厚0.3—0.4 m；

層⑤：褐色黏土夾黃色亞砂土，上部主要為褐色黏土，下部主要為黃色亞砂土，厚0.4m,該層的14C樣品測(cè)年結(jié)果為距今(1.55±0.03) ka；

圖6 樂(lè)亭趙灘探槽剖面圖(a) 趙灘探槽NW壁剖面圖，圖中藍(lán)框?yàn)閎圖位置；(b) 趙灘探槽NW壁砂脈出露段落的照片拼圖(上)和剖面圖(下)；(c) 趙灘探槽SE壁砂脈出露段落的照片拼圖(上)和剖面圖(下)1. 黏土；2. 砂層；3. 層號(hào)；4. 14C測(cè)年樣品；5. TL測(cè)年樣品

表2 樂(lè)亭縣王灘鎮(zhèn)趙灘探槽、鉆孔測(cè)線樣品測(cè)年結(jié)果

注：表中14C樣品由美國(guó)BETA14C實(shí)驗(yàn)室完成，其中ZK1-3-14C-1-P為AMS植物材料測(cè)年，其它為AMS有機(jī)質(zhì)測(cè)年；TL測(cè)年樣品由中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所地質(zhì)年代實(shí)驗(yàn)室完成.

層⑥：黃色細(xì)砂，純凈，水平層理，探槽中僅揭露0.3 m．該層的TL樣品測(cè)年結(jié)果為距今(1.94±0.16) ka；

層⑦：白色細(xì)砂，純凈，無(wú)層理．探槽SE壁依據(jù)砂脈中出現(xiàn)的黑色細(xì)砂分為層⑦-1與⑦-2．層⑦-2中包含褐色黏土團(tuán)塊，與層③的巖性一致．該探槽所揭露砂脈最大厚度為2 m．層⑦中有2個(gè)TL測(cè)年樣品，砂脈上部樣品測(cè)年結(jié)果為距今(7.83±0.66) ka，下部測(cè)年結(jié)果為距今(6.33±0.54) ka；

層⑧：細(xì)砂與土混雜，人工改造或其它原因形成．

依據(jù)趙灘探槽的地層描述、樣品測(cè)年結(jié)果和剖面圖等，該探槽所揭示的構(gòu)造現(xiàn)象如下：

1) 探槽兩壁剖面均揭示出一條寬1.0—1.2 m的主砂脈，由白色純凈細(xì)砂組成．此外，NW壁剖面在主砂脈兩側(cè)各有一條寬2—10 cm的細(xì)砂脈，SE壁剖面僅在南側(cè)出現(xiàn)一條寬約4 cm的細(xì)砂脈(圖6b，c)；

2) 探槽SE壁剖面主砂脈為白色純凈細(xì)砂，在砂脈中還存在一條呈漏斗狀的黑色細(xì)砂界線，在主砂脈下部含有褐色黏土團(tuán)塊，巖性與層③一致，為強(qiáng)烈震動(dòng)時(shí)層③受到擾動(dòng)所致(圖5c)；

3) 探槽NW壁剖面的主砂脈南側(cè)的細(xì)砂脈兩側(cè)地層出現(xiàn)垂直落差，從層⑥往上一直錯(cuò)斷到層②頂面，SW盤上升，NE盤下降，落差為2—4 cm；北側(cè)細(xì)砂脈的兩側(cè)地層也同樣從層⑥往上一直錯(cuò)斷到層②頂面，NE盤上升，SW盤下降，落差為8—20 cm(圖5d)．在這兩條細(xì)砂脈的南北兩側(cè)，層②—層⑤未顯示垂直落差．探槽SE壁剖面的主砂脈僅在南側(cè)出現(xiàn)一條細(xì)砂脈，兩側(cè)地層出現(xiàn)4—20 cm的垂直落差，且從層⑥往上一直錯(cuò)斷到層①-2頂面，SW盤上升，NE盤下降；

4) 層②頂面殘留有白色純凈細(xì)砂，呈透鏡體零星分布，該層面為地震前地表，1976年唐山地震時(shí)有噴砂冒水現(xiàn)象，在主砂脈附近形成白色細(xì)砂堆積．經(jīng)過(guò)近40年的土地耕種，地表以下0.5 m呈褐色黏土耕植土；

5) 該剖面揭示的大型砂脈中距地表0.9 m和1.5 m的地層樣品的TL測(cè)年結(jié)果分別為距今(7.83±0.66) ka和(6.33±0.54) ka，較該探槽剖面距地面3.0 m的層⑥距今(1.94±0.16) ka的TL測(cè)年結(jié)果早4 ka．從趙灘鉆孔聯(lián)合剖面可見(jiàn)，ZK1-5鉆孔地表以下11—17 m的純凈砂可能是趙灘探槽大型砂脈的母層；

6) 該探槽剖面顯示寬1.0—1.2 m的白色純凈砂脈雖然直通當(dāng)時(shí)地表，但不是1976年唐山MS7.8地震所形成，而該大型砂脈兩側(cè)的細(xì)小砂脈應(yīng)是該地震所造成的．在1976年唐山MS7.8地震中，該直徑1.0—1.2 m的砂脈并未在地表形成與之規(guī)模匹配的大沙丘，該探槽剖面揭示的當(dāng)年地表的殘留砂層只與巨型砂脈兩側(cè)的細(xì)小砂脈匹配，且該巨型砂脈切過(guò)該剖面距今1.5 ka的地層，所以該砂脈的形成應(yīng)是近代周邊強(qiáng)震事件的產(chǎn)物．

3.2 樂(lè)亭趙灘鉆孔聯(lián)合剖面測(cè)線

趙灘鉆孔聯(lián)合剖面測(cè)線位于樂(lè)亭縣趙灘村西北被右旋錯(cuò)斷的機(jī)耕路上，在探槽開(kāi)挖后實(shí)施(圖5a)．該測(cè)線在99.3 m范圍內(nèi)共實(shí)施9個(gè)鉆孔，其中兩個(gè)鉆孔因鉆機(jī)原因未完成，鉆孔深39.0—49.5 m不等，最大孔距為16.5 m，最小孔距為7.9 m，總進(jìn)尺為372.3 m．鉆孔取芯孔徑為97—110 mm，單次取芯長(zhǎng)度為2.0 m．粉砂、亞砂土、亞黏土及黏土類取芯率達(dá)90%，細(xì)砂、中砂的取芯率為60%—80%，粗砂及礫石的取芯率不足40%．

該測(cè)線共揭示出7層地層，砂與黏土、亞黏土粗細(xì)相間，以砂為主，各鉆孔間的地層可大體對(duì)比(圖7)．該鉆孔測(cè)線共包含14C測(cè)年樣品3個(gè)，TL測(cè)年樣品4個(gè)，鉆孔測(cè)線中各層測(cè)年樣品及測(cè)試結(jié)果列于表2．

圖7 樂(lè)亭趙灘鉆孔探測(cè)剖面圖1. 淤泥質(zhì)黏土；2. 粉砂；3. 粉細(xì)砂；4. 細(xì)砂；5. 中砂；6. 中粗砂；7. 粗砂；8. 含礫石砂；9. 礫石層；10. 亞砂土；11. 亞黏土；12. 黏土；13. 14C測(cè)年樣品；14. TL測(cè)年樣品；15. 地層編號(hào)

趙灘鉆孔測(cè)線地層分層及描述如下：

層①：地表耕植土，褐黃色亞黏土、亞砂土，厚2.0—4.0 m；

層②：灰色粉細(xì)砂、細(xì)砂、中粗砂，厚5.6—8.9 m，該層中有2個(gè)14C測(cè)年樣品，其中一個(gè)樣品采用植物材料和有機(jī)質(zhì)兩種測(cè)年方法，測(cè)年結(jié)果分別為距今(2.92±0.03) ka，(8.11±0.04) ka和(8.54±0.04) ka；

層③：灰黑色淤泥質(zhì)黏土、亞黏土，厚3.8—5.0 m，該層中有1個(gè)14C測(cè)年樣品，測(cè)年結(jié)果為距今(9.38±0.04) ka；

層④：灰色細(xì)砂、中砂、粗砂，厚9.4—12.0 m，有的鉆孔中含礫石，礫石直徑約5 mm；

層⑤：灰黃或青灰色黏土、亞黏土，層厚0.9—2.5 m，該層中有2個(gè)TL測(cè)年樣品，測(cè)年結(jié)果分別為距今 (46.15±3.92) ka和(45.23±3.84) ka；

層⑥：灰色中粗砂，層厚6.4—8.1 m；

層⑦：灰黃色亞黏土、黏土，夾灰黃色中粗砂、中砂層，該鉆孔測(cè)線揭示的最大層厚為15.5 m．該層中含有2個(gè)TL測(cè)年樣品，測(cè)年結(jié)果分別為距今(54.50±4.63) ka和(61.17±6.73) ka．

依據(jù)趙灘鉆孔聯(lián)合剖面測(cè)線的地層描述、樣品測(cè)年結(jié)果和剖面圖等，該鉆孔測(cè)線所展示的構(gòu)造現(xiàn)象如下:

1) 該剖面揭露7層地層，這些地層以砂為主，其中亞黏土類的地層占鉆孔地層的比例為30%—40%；

2) 鉆孔中孔深為7 m和13—15 m地層的14C年代分別為距今2.9 ka和8—9 ka，孔深25 m和37 m地層的TL年代分別為距今45—46 ka和61 ka．從地層深度和測(cè)年結(jié)果可知，該地點(diǎn)的全新統(tǒng)地層厚度接近20 m，上更新統(tǒng)地層厚度超過(guò)50 m，則全新世時(shí)期的沉積速率更快；

3) 地裂縫兩側(cè)的地層呈近水平分布，南北兩側(cè)地層巖性大體可對(duì)比，樣品的深度與測(cè)年結(jié)果大體也可對(duì)比，但剖面中位于地表扭錯(cuò)裂縫南側(cè)的地面以下8—15 m深、4—5 m厚的灰黑色淤泥質(zhì)黏土、亞黏土層在地裂縫北側(cè)鉆孔中并未出現(xiàn).

4 討論與結(jié)論

對(duì)1976年唐山MS7.8地震在樂(lè)亭—灤南地區(qū)形成的地裂縫及趙灘點(diǎn)位的調(diào)查研究表明，該地震地表破裂呈現(xiàn)了一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，獲得的認(rèn)識(shí)如下：

1) 通過(guò)人員采訪調(diào)查確認(rèn)，1976年唐山MS7.8地震在樂(lè)亭—灤南形成了一條長(zhǎng)達(dá)30 km呈斷續(xù)展布的NW向右旋地裂縫帶；

2) 跨1976年唐山MS7.8地震出現(xiàn)的地裂縫帶開(kāi)挖的趙灘探槽揭示出：該次地震形成了小型砂脈，而在該地震之前形成了更大規(guī)模的砂脈；該大型砂脈是該地區(qū)在1976年唐山地震之前另一次強(qiáng)震事件的產(chǎn)物．依據(jù)地層測(cè)年結(jié)果和趙灘鉆孔資料推測(cè)該大型砂脈的母層是地下深度為15.0 m的砂層，其14C測(cè)年結(jié)果為距今(6.33±0.54)—(8.11±0.04) ka；

3) 趙灘鉆孔聯(lián)合剖面揭示出：在地下約15 m深、地裂縫以北約50 m地段，較地裂縫以南相同地段缺失厚約5 m的黏土地層；地下深度約40 m地層無(wú)垂直落差的現(xiàn)象，這與1976年唐山MS7.8地震時(shí)該點(diǎn)位出現(xiàn)的地裂縫現(xiàn)象是右旋剪切和趙灘探槽揭示的唐山地震地裂縫兩側(cè)垂直位移不明顯的現(xiàn)象相吻合．故該鉆孔剖面未獲取該點(diǎn)唐山地震地裂縫之下地層斷錯(cuò)的依據(jù)，同時(shí)要解釋該剖面層③在剖面北段的缺失是由于相變或河流侵蝕形成，尚需更大范圍的鉆孔資料．

然而，關(guān)于樂(lè)亭—灤南地裂縫的成因及其地理位置與灤縣西斷裂的關(guān)系等仍存在如下問(wèn)題：

1) 樂(lè)亭—灤南地裂縫帶所在的地區(qū)為濱海平原區(qū)，地表坡度不到1°，其NE方向的海岸邊界線與NW向的地裂縫垂直，這種地貌的形成無(wú)法用重力及海岸滑移的非構(gòu)造成因解釋；

2) NW向的樂(lè)亭—灤南地表右旋剪切地裂縫帶如不屬于震源破裂，而是松散土層中應(yīng)力場(chǎng)作用下的破裂，且不論該破裂的規(guī)模、方向性及明顯的右旋剪切，其活動(dòng)方式與ENE向的主壓應(yīng)力場(chǎng)明顯不協(xié)調(diào)；

3) 樂(lè)亭—灤南NW向地裂縫帶的地理位置不在1976年灤縣MS7.1地震出現(xiàn)的灤縣西斷裂帶的延長(zhǎng)線上，但在其延長(zhǎng)方向上，二者關(guān)系尚待進(jìn)一步研究．

杜春濤，孟憲梁，陳書賢. 1985. 唐山地震的地裂縫[G]∥唐山大地震震害(一). 北京: 地震出版社：174--189.

Du C T，Meng X L，Chen S X. 1985. Ground fissures of the Tangshan earthquake[G]∥DisasterofTangshanGreatEarthquake(1). Beijing: Seismological Press: 174--189 (in Chinese).

郭慧，江娃利，謝新生. 2011. 對(duì)1976年河北唐山MS7.8地震地表破裂帶展布及位移特征的新認(rèn)識(shí)[J]. 地震地質(zhì)，33(3): 506--524.

Guo H，Jiang W L，Xie X S. 2011. New evidence for the distribution of surface rupture zone of the 1976MS7.8 Tang-shan earthquake[J].SeismologyandGeology，33(3): 506--524 (in Chinese).

郭慧，江娃利，謝新生. 2014. 1976年唐山MS7.8地震強(qiáng)震序列灤縣MS7.1地震發(fā)震構(gòu)造三山院探槽地震事件分析[C]∥中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì). 北京：中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)：806--807.

Guo H，Jiang W L，Xie X S. 2014. The seismic events of the seismogenic fault of the 1976MS7.1 Luanxian earthquakes on the 1976MS7.8 Tangshan earthquake sequence，as revealed by Sanshanyuan trench[C]∥AnnualMeetingofChineseGeoscienceUnion. Beijing：Chinese Geophysical Society: 806--807 (in Chinese).

國(guó)家地震局《一九七六年唐山地震》編輯組. 1982. 一九七六年唐山地震[M]. 北京: 地震出版社: 1--32.

Editorial Group ofThe1976TangshanEarthquake，State Seismogical Bureau. 1982.The1976TangshanEarthquake[M]. Beijing: Seismological Press: 1--32 (in Chinese).

國(guó)家地震局地震地質(zhì)大隊(duì). 1986. 地裂縫照片20[G]∥唐山大地震震害(四). 北京: 地震出版社：30.

Seismo-Geological Brigade，State Seismological Bureau. 1986. Photos of surface fissure No.20 [G]∥DisasterofTang-shanGreatEarthquake(4). Beijing: Seismological Press：30 (in Chinese).

虢順民，李志義，程紹平，陳獻(xiàn)程，陳孝德，楊主恩，李如成. 1977. 唐山地震區(qū)域構(gòu)造背景和發(fā)震模式的討論[J]. 地質(zhì)科學(xué)，12(4): 305--321.

Guo S M，Li Z Y，Cheng S P，Chen X C，Chen X D，Yang Z E，Li R C. 1977. Discussion on the regional structure background and the seismogenic model of the Tangshan earthquake[J].ScientiaGeologicaSinica，12(4): 305--321 (in Chinese).

河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 1989. 河北省-北京市-天津市區(qū)域地質(zhì)志[M]. 北京: 地質(zhì)出版社：1.

Geology and Mineral Resource Bureau of Hebei Province. 1989.RegionalGeologicalRecordsofHebei，BeijingandTianjin[M]. Beijing: Geology Publishing House: 1 (in Chinese).

王景明，陳國(guó)順，鄭文俊，楊文田. 1981a. 唐山7.8級(jí)和7.1級(jí)地震地裂縫及地震成因探討[J]. 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，3(2): 61--72.

Wang J M，Chen G S，Zheng W J，Yang W T. 1981a. A study on the surface rupture and reason of Tangshan 7.8 earthquake and Luanxian 7.1 earthquake [J].JournalofEarthSciencesandEnvironment，3(2): 61--72 (in Chinese).

王景明，鄭文俊，陳國(guó)順，楊文田，陳國(guó)林，潘祖壽. 1981b. 唐山地震地面主破裂帶及地震成因探討[J]. 地震研究，4(4): 437--449.

Wang J M，Zheng W J，Chen G S，Yang W T，Chen G L，Pan Z S. 1981b. A study on the principal surface fracture belt and the cause of occurrence of the Tangshan earthquake[J].JournalofSeismologicalResearch，4(4)：437--449 (in Chinese).

張振江. 1986. 唐山地震樂(lè)亭縣王灘地裂縫的探討[J]. 華北地震科學(xué)，4(4): 102--104.

Zhang Z J. 1986. Discussion on the surface fissure of Tangshan earthquake in Wangtan，Laoting county[J].NorthChinaEarthquakeSciences，4(4): 102--104 (in Chinese).

Guo H，Jiang W L，Xie X S. 2011. Late-Quaternary strong earthquakes on the seismogenic fault of the 1976 TangshanMS7.8 earthquake，Hebei，as revealed by drilling and trenching[J].ScienceChinaEarthScience，54(11): 1696--1715.

Investigation on Zhaotan site in NW-trending ground fissure zone of 1976MS7.8 Tangshan earthquake in Laoting-Luannan region

Guo Hui*Jiang Wali Xie Xinsheng

(InstituteofCrustalDynamics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100085，China)

Field investigation after the 1976MS7.8 Tangshan earthquake reveals that，in Laoting and Luannan region exists a NW-trending ground fissure zone, which is from Shenying village，Luannan county and extended to Wanggezhuang village，Wangtan town，Laoting county，with more than 30 km in length and mainly in dextral strike slip. Laoting-Luannan ground fissures are formed by the 1976 TangshanMS7.8 earthquake，but its position closes to the extending line of the NW-trending surface rupture zone of LuanxianMS7.1 earthquake. In order to further study the seismogenic structure of the TangshanMS7.8 earthquake，based on previous data，we investigated the Zhaotan site on the NW-trending Laoting-Luannan ground fissure zone，implemented the trench excavation and drilling exploration. The trench reveals small sand veins and sand vein approximately 1.0—1.2 m wide, which are formed by the 1976MS7.8 Tang-shan earthquake and another strong earthquake before the quake，respectively. The borehole profile shows that there is no clearly vertical displacement between the two sides of the main sand vein, which coincides with the pheno-mena that the ground fissures of the 1976MS7.8 Tangshan earthquake in this position is of dextral strike slip and the vertical displacement is not obvious that is revealed by the Zhaotan trench.

1976 TangshanMS7.8 earthquake; NW-trending ground fissure zone; trench; borehole profile

10.11939/jass.2016.04.010.

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(41202157)和中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(ZDJ2013-19)共同資助.

2016-04-20收到初稿，2016-06-13決定采用修改稿.

10.11939/jass.2016.04.010

P315.2

A

郭慧, 江娃利,謝新生. 2016. 1976年唐山MS7.8地震樂(lè)亭—灤南地區(qū)NW向地裂縫帶趙灘點(diǎn)位調(diào)查. 地震學(xué)報(bào), 38(4): 644--655.

Guo H, Jiang W L, Xie X S. 2016. Investigation on Zhaotan site in NW-trending ground fissure zone of 1976MS7.8 Tangshan earthquake in Laoting-Luannan region.ActaSeismologicaSinica, 38(4): 644--655.doi:10.11939/jass.2016.04.010.

*通訊作者 e-mail: huifeiyang@163.com