山西太原田莊斷裂晚更新世活動(dòng)的證據(jù)

韓曉飛　杜燕林　賈建喜　董斌　史雙雙

關(guān)鍵詞：田莊斷裂;沉積相;錯(cuò)斷地層

中圖分類(lèi)號(hào)：P66 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2022.01.016

0引言

山西斷陷盆地位于華北克拉通中部，介于秦嶺構(gòu)造帶和陰山構(gòu)造帶之間，區(qū)域上山西斷陷盆地東與淮河斷塊毗鄰，南依秦嶺地槽褶皺帶，西與鄂爾多斯斷塊相接，北領(lǐng)內(nèi)蒙古斷塊.太原盆地是在沁水復(fù)式向斜的基礎(chǔ)上斷陷成盆的新構(gòu)造單元，北接五臺(tái)復(fù)背斜，與東西兩邊的太行復(fù)背斜和呂梁復(fù)背斜呈現(xiàn)兩山夾一盆的地質(zhì)現(xiàn)象，而田莊斷裂位于沁水復(fù)式向斜和五臺(tái)復(fù)背斜的連接區(qū)，又是盆地關(guān)聯(lián)東西兩個(gè)復(fù)背斜的重要斷裂.因而厘清田莊斷裂的活動(dòng)習(xí)性，不僅有利于研究盆地北部晚更新世以來(lái)的活動(dòng)構(gòu)造特征，而且可以為山西省正在實(shí)施的國(guó)家資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)和正在建設(shè)的武宿機(jī)場(chǎng)T3航站樓提供場(chǎng)地?cái)嗔鸦顒?dòng)依據(jù)[1].

田莊斷裂西起太原市清徐縣清源鎮(zhèn)上固驛村，經(jīng)候家寨至田莊，全長(zhǎng)約35km，最早是根據(jù)石油物探、地質(zhì)、遙感等資料證實(shí)其存在的，該斷裂走向由西向東呈近EW—NEE—NE向變化，為一高角度正斷層，傾向SE，其地質(zhì)構(gòu)造背景見(jiàn)圖1.江娃利等[2]、李時(shí)毓等[3]的研究資料表明：斷裂兩側(cè)下更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)厚度存在明顯差異，全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)厚度基本相同，最新活動(dòng)時(shí)代為第四紀(jì)中更新世，同時(shí)認(rèn)為在晚更新世以前，交城斷裂帶不是從晉祠向北通過(guò)，而是呈NEE方向從太原市南側(cè)田莊通過(guò).楊承先[4]認(rèn)為該斷裂為盆地內(nèi)太原凹陷和晉中凹陷兩級(jí)構(gòu)造單元的分界線.李自紅等[5-6]研究發(fā)現(xiàn)：上新世以來(lái)該斷裂以南斷陷幅度為1200～3600m，以北斷陷幅度為200～1000m，上新統(tǒng)底界的斷距達(dá)1000～2500m.曾金艷等[7]認(rèn)為：田莊斷裂與前人研究結(jié)果相比，北移了250～600m;東段（西溫莊—濱河?xùn)|路）由一南一北兩條斷裂組成，北側(cè)斷裂傾向南東，為主斷層，南側(cè)斷裂傾向北西，為次級(jí)伴生斷裂，共軛成小型地塹，見(jiàn)圖1標(biāo)注的F3主次兩條斷裂，田莊斷裂一帶震群活動(dòng)突出，近50年來(lái)共有8次震群活動(dòng)，且沿線小震密集（圖2），結(jié)合現(xiàn)今田莊斷裂附件地震震源機(jī)制解的認(rèn)識(shí)，田莊斷裂深部還具有構(gòu)造活動(dòng)能力，應(yīng)加強(qiáng)重視.韓曉飛等[8]通過(guò)西攢村剖面認(rèn)為田莊斷裂錯(cuò)斷上更新統(tǒng)上部地層，上斷點(diǎn)位于地表下58～60m處，活動(dòng)時(shí)代為晚更新世.

前人雖然做了大量研究，但對(duì)田莊斷裂最新活動(dòng)時(shí)代和上斷點(diǎn)埋深位置認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一.本次綜合對(duì)比跨斷層鉆孔組揭露出的地層巖性、巖相、粒度，確定鉆孔剖面上的地層沉積特征，等時(shí)沉積地層的空間變化等，進(jìn)而得出斷層兩盤(pán)之間的相對(duì)垂直活動(dòng)特征[9]，最終確定斷裂活動(dòng)時(shí)代和最新錯(cuò)動(dòng)地層.

1鉆孔布設(shè)

因淺勘測(cè)線TZ6（馬練營(yíng)路）位于馬練營(yíng)路中央，鉆孔在測(cè)線上布設(shè)施工影響太大，故將鉆孔在馬練營(yíng)路中線西側(cè)約25m的空地上平行測(cè)線布設(shè).探測(cè)場(chǎng)地及鉆孔位置見(jiàn)圖3、圖4.

2太原盆地第四紀(jì)沉積地層特征

早更新世初期，太原盆地為湖岸沉積環(huán)境，其邊緣接受了一套砂礫為主的粗粒沉積物，而盆地繼續(xù)在太原以南下沉，主要沉積了湖相的細(xì)粒粉質(zhì)黏土、黏土.總體來(lái)看，早更新世盆地沉積物的厚度盆地中心大于盆地邊緣，盆地北部與東部的局部地區(qū)此時(shí)相對(duì)上升，接受剝蝕.

中更新世初期，地殼抬升，盆地邊山形成洪積物，盆地中心為砂礫石層組成的汾河階的沖積物，此時(shí)盆地沉積環(huán)境為湖積或者洪積相.中更新世晚期，在邊界斷裂活動(dòng)尤其右旋剪切作用的影響下，盆地湖水外泄加大，風(fēng)積黃土開(kāi)始在盆地外圍堆積[10].盆地中更新世沉積厚度為50～100m，盆地中東側(cè)沉積厚度小于盆地西側(cè)，盆地北部和東部則繼續(xù)接受剝蝕.

盆地晚更新世中心沉積物以淤泥、砂為主，可見(jiàn)黏土夾層，盆地中心沉積環(huán)境以河流相為主.盆地邊緣沉積了一套厚層黃土夾砂礫石[10]，沉積環(huán)境經(jīng)歷了風(fēng)成黃土—河流相—風(fēng)成黃土的變化.這一時(shí)期盆地內(nèi)沉積的松散地層厚度約幾十米.區(qū)域上沉積物厚度表現(xiàn)為西厚東薄，盆地東部、西南部和北部部分地區(qū)接受剝蝕.

盆地全新世廣泛沉積淤泥質(zhì)層和砂礫石層沉積，此時(shí)的沉積環(huán)境為沖洪積或沼澤相，形成了太原盆地現(xiàn)今的地貌形態(tài).盆地全新世沉積物厚度基本在50m以?xún)?nèi)，北部、東部、西南部大面積抬升接受剝蝕[11].

2.1已有資料對(duì)場(chǎng)地晚第四紀(jì)地層的認(rèn)識(shí)

現(xiàn)收集到資料中對(duì)場(chǎng)地晚第四紀(jì)地層研究的有兩個(gè)，場(chǎng)地位置見(jiàn)圖5.場(chǎng)地A為本次鉆孔場(chǎng)地，場(chǎng)地B為太原大學(xué)新校區(qū)西側(cè)唐槐公路附近開(kāi)展的小店鉆孔聯(lián)合剖面，場(chǎng)地C為在西攢村開(kāi)展的鉆孔場(chǎng)地.場(chǎng)地B和場(chǎng)地C晚第四紀(jì)地層概述如下.

（1）在太原大學(xué)新校區(qū)西側(cè)唐槐公路附近（場(chǎng)地B）開(kāi)展的小店鉆孔聯(lián)合剖面揭示的晚第四紀(jì)地層特征如下：

①全新統(tǒng)（Qh） 中上部地層為黃褐色粉質(zhì)黏土、粉土;下部地層由黃褐色粉砂層組成，由上向下粒度逐漸變粗，形成一個(gè)完成的沉積旋回.該統(tǒng)厚為19.2～20.0m，底界埋深為19.2～20.0m.

②上更新統(tǒng)（Qp3） 為一套灰褐、褐黃色的細(xì)粒堆積，由3個(gè)次級(jí)旋回構(gòu)成一個(gè)大的主沉積旋

回.上部巖性為粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂，粒度向下逐漸變粗，形成一個(gè)次級(jí)旋回;中部巖性為粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂組成，粒度也逐漸變粗，此為第二個(gè)次級(jí)沉積旋回;下部沉積物為粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂、細(xì)砂組成，粒度變粗，構(gòu)成第三個(gè)次級(jí)沉積旋回.該統(tǒng)厚為75.01～75.60m，底界埋深為94.80～95.2m.

（2）2016年5月在西攢村（場(chǎng)地C）橫跨田莊斷裂開(kāi)展的鉆孔聯(lián)合剖面揭示的晚第四紀(jì)地層如下：

①全新統(tǒng)（Qh）上部為紫紅褐、黃褐色粉砂和灰褐色、黃褐色粉土，下部為一套褐色至淺灰褐色粉土、粉砂，厚度為35～38m.

②上更新統(tǒng)（Qp3） 由多套粉黏、粉土互層組成，多處夾粉砂或細(xì)砂薄層，終孔91.6m未揭穿.

2.2本次場(chǎng)地晚第四紀(jì)地層研究

本次鉆孔場(chǎng)地位置見(jiàn)圖5中場(chǎng)地A，揭示的晚第四紀(jì)沉積為河流相—沼澤相—湖相沉積;整個(gè)剖面以粉砂—粉質(zhì)黏土的細(xì)粒沉積為主，沒(méi)有卵石、礫石層沉積;巖性整體較為均質(zhì)，包含物較少;沉積物的顏色以褐色、褐黃、青灰色為主.

2.2.1沉積旋回地層劃分

沉積旋回是指沉積作用和沉積條件按相同的次序不斷重復(fù)沉積而組成的一個(gè)層序，而在砂泥互層的水平層理中由不同粒度、不同成分、不同顏色的單層在厚度較薄時(shí)（小于5mm）所形成的紋層狀互層，稱(chēng)為韻律層理[12].

本場(chǎng)地地層巖性按沉積物粒徑由細(xì)到粗主要為褐色、青灰色粉質(zhì)黏土;褐色、淺紅褐色粉土;黃褐、褐黃、紅棕色粉砂、細(xì)砂及表層素填土.從上到下，按照沉積物粒徑變化次序，對(duì)本場(chǎng)地實(shí)施的7個(gè)鉆孔巖芯進(jìn)行了沉積旋回劃分，劃分原則為巖芯粒徑由細(xì)變粗為正向沉積旋回，由粗變細(xì)為反向沉積旋回，劃分結(jié)果見(jiàn)表1.

沉積旋回的變化綜合反映了沉積物物源、氣候、水動(dòng)力環(huán)境和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素的變化.

本文所探討的地層厚度都在10cm以上，因此擬通過(guò)研究地層的沉積旋回規(guī)律，查找斷層兩側(cè)斷層的地層沉積旋回差異.如圖4所示，ZK7基本對(duì)應(yīng)著淺層地震勘探所揭示的上斷點(diǎn)位置，通過(guò)表1可以看出在鉆孔揭示深度范圍內(nèi)各鉆孔巖芯沉積旋回?cái)?shù)為25～29，各孔間變化幅度不大;在80m深度范圍內(nèi)，按沉積旋回?cái)?shù)量變化趨勢(shì)可劃分為3段.

（1）80～60m段，沉積旋回?cái)?shù)量整體由2→3呈上升趨勢(shì)，反映了沉積環(huán)境總體變化逐步頻繁，但從上斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的上盤(pán)的ZK2、ZK3和下盤(pán)對(duì)應(yīng)的ZK5、ZK1來(lái)看：下盤(pán)的沉積旋回規(guī)律不明顯，但上盤(pán)呈現(xiàn)出明顯的遞增型，上下兩盤(pán)差異明顯.

（2）60～30m段，沉積旋回?cái)?shù)量由5→2→5呈U型，反映了沉積環(huán)境變化由頻繁趨于穩(wěn)定再到頻繁，并且此旋回過(guò)程還包含了類(lèi)似的亞旋回，結(jié)合淺層地震數(shù)據(jù)推測(cè)位于上盤(pán)的ZK2、ZK3與整體規(guī)律基本一致，而ZK4、ZK7、ZK6、ZK5、ZK1之間的沉積旋回規(guī)律表現(xiàn)出不一致性，這可能意味著當(dāng)時(shí)下盤(pán)所處的水位較淺，受到的外來(lái)擾動(dòng)變化更大，使得沉積不穩(wěn)定所致.

（3）30～0m段，沉積旋回?cái)?shù)量由4→3→2呈下降趨勢(shì)，反映了沉積環(huán)境逐步趨于穩(wěn)定.從各個(gè)鉆孔來(lái)看，整體符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，說(shuō)明這個(gè)深度內(nèi)的地層基本未受到斷層錯(cuò)段影響，由于此時(shí)主要為河流相沉積環(huán)境，沉積旋回各孔一致性不強(qiáng).

2.2.2巖石地層劃分

本場(chǎng)地鉆孔揭示地層巖性為褐色、青灰色粉質(zhì)黏土;褐色、淺紅褐色粉土和黃褐、褐黃、紅棕色粉砂、細(xì)砂;巖性整體上較為均質(zhì)，包含物較少;其中褐色粉土、粉質(zhì)黏土出現(xiàn)較多;特征地層為青灰色粉質(zhì)黏土和粉砂、細(xì)砂.本沉積區(qū)，地層多處可見(jiàn)銹黃色，地層含鐵較普遍，推斷青灰色地層沉積深度大，屬于湖相靜水缺氧環(huán)境，沉積地層中Fe增多，所以地層顏色偏青色或綠色;褐色或者灰褐色地層為沼澤相富有機(jī)質(zhì)地層，碳含量高，可作為14C地層測(cè)年標(biāo)志;黃褐、褐黃色粉砂—細(xì)砂粒度最粗，為河流相沉積，按由南至北的方向?qū)Ω縻@孔特征地層參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表2.

從表2可以看出：

（1）青灰色粉質(zhì)黏土在從南至北方向上，最小深度變深，終止深度變淺，在鉆孔巖芯中所占比例變小趨勢(shì)，在鉆孔ZK3←→ZK4←→ZK7間均出現(xiàn)量級(jí)的轉(zhuǎn)折變化.

（2）黃褐、褐黃色粉砂、細(xì)砂在從南至北方向上、整體上出現(xiàn)深度在20～30m，浮動(dòng)不大，終止深度變深，在鉆孔巖芯中所占比例變大的趨勢(shì).粉砂、細(xì)砂的規(guī)律變化出現(xiàn)波動(dòng)，考慮與鉆探過(guò)程中砂層的取樣率有關(guān).

綜上可知，場(chǎng)地第四紀(jì)地層在水平方向由北向南細(xì)粒沉積逐漸加厚，粗粒沉積變薄;在鉆孔ZK3←→ZK4←→ZK7間出現(xiàn)量級(jí)的轉(zhuǎn)折變化;在垂直方向的第一層粗顆粒沉積出現(xiàn)在20～30m、且浮動(dòng)不大;沉積旋回?cái)?shù)由深至淺大致成“M”分布，在30～40m、50～60m段沉積旋回?cái)?shù)達(dá)到峰值.

結(jié)合斷裂周邊及太原市晚第四紀(jì)地層劃分情況，認(rèn)為聯(lián)合鉆孔揭露的第一層砂層為場(chǎng)地全新統(tǒng)（Qh）地層底界，埋深平均深度為31.5m，與上部的細(xì)粒沉積構(gòu)成一個(gè)大的沉積旋回;31.5m以下為上更新統(tǒng)（Qp3）地層，本次鉆探未揭穿，與周邊場(chǎng)地對(duì)比本場(chǎng)地全新統(tǒng)（Qh）埋藏較深，推測(cè)在沉積時(shí)期該處曾發(fā)育過(guò)有徑流補(bǔ)充的古湖泊，由于斷層作用場(chǎng)地南側(cè)較北側(cè)水位深，水動(dòng)力條件產(chǎn)生差異，深水弱水動(dòng)力條件多沉積富含有機(jī)質(zhì)的細(xì)顆粒，淺水強(qiáng)水動(dòng)力條件多沉積徑流帶來(lái)的粗顆粒.

結(jié)合鉆探場(chǎng)地周邊第四紀(jì)地層對(duì)場(chǎng)地第四系進(jìn)行對(duì)比劃分，各鉆孔均有出露的地層共有7套，其中全新世地層4套，晚更新世地層3套.部分典型地層特征見(jiàn)圖6.

層①為素填土或者回填土，埋深2.4～3.2m.

層②為褐色粉質(zhì)黏土、粉土，可見(jiàn)二者互層，偶見(jiàn)黑色斑或者炭屑，層厚4.4～6.0m，地層底界埋深6.8～8.9m，為沼澤相沉積.

層③頂部為淺青灰色、青灰色和灰褐色粉質(zhì)黏土、粉土，層厚1.1～3.0m，地層底界埋深8.1～10.9m，偶見(jiàn)褐色細(xì)紋，該地層整體可判斷為含炭的淤泥質(zhì)標(biāo)志層，在整套地層可以做連續(xù)對(duì)比，而且也可以和黃土沉積里的古土壤層作對(duì)比，湖相沉積;該層中部、底部以深褐色、褐色粉質(zhì)黏土和粉土為主，可見(jiàn)大量繡黃斑，部分鉆孔為淺紅褐色粉質(zhì)黏土夾粉土，可見(jiàn)黑色炭屑及銹斑，層厚5.7～8.2m，地層底界埋深15.6～16.7m，主要為沼澤相沉積.

層④地層整體相變頻繁，整體以褐色粉土或粉質(zhì)黏土為主，偶見(jiàn)銹黃和鈣質(zhì)結(jié)核，層厚12.0～14.4m，地層底界埋深28.4～30.1m;頂部和底部分布有褐灰色、黑灰色、青灰色淤泥質(zhì)的粉土、粉質(zhì)黏土，也是該套地層的特色標(biāo)志，主要為沼澤相沉積.

層⑤為全新統(tǒng)底部，為一套基本連續(xù)的褐黃色細(xì)砂，局部為棕紅色粉砂或者深褐色粉土，層厚1.8～3.9m，地層底界埋深31.1～32.6m，為河流相沉積.

層⑥整體以褐色粉質(zhì)黏土、粉土為主，局部夾褐黃色粉砂，可見(jiàn)銹黃色細(xì)紋和灰斑.上盤(pán)層厚5.0～6.1m，地層底界埋深37.0～38.2m.下盤(pán)層厚4.8～7.1m，地層底界埋深37.1～38.4m.上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)落差0.4m，為沼澤相沉積.

層⑦表現(xiàn)為明顯的3套地層.上部地層為青灰色、灰青色、黑青色、灰褐色的淤泥質(zhì)標(biāo)志層，以粉質(zhì)黏土為主，粉土為輔，見(jiàn)銹黃色團(tuán)塊和細(xì)紋，偶見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核，上盤(pán)地層層厚6.8～7.8m，地層底界埋深44.4～46.0m，下盤(pán)層厚3.6～4.8m，地層底界埋深41.7～42.5m，上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)落差3.1m，主要為湖相沉積.中部為連續(xù)可追蹤的粉砂層，以淺紅棕色、褐黃色粉砂為主，局部可見(jiàn)褐黃色粉土，此層可以作為標(biāo)志層，上盤(pán)地層層厚3.0～5.7m，地層底界埋深49.0～50.1m，下盤(pán)層厚2.4～3.4m，地層底界埋深44.1～45.7m，上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)落差3.5m，主要為河流相沉積.下部地層上盤(pán)以褐色的粉質(zhì)黏土和粉土為主，局部見(jiàn)褐黃色粉砂，可見(jiàn)繡黃、鈣質(zhì)結(jié)核，上盤(pán)層厚4.3mm，地層底界埋深53.3～54.4m，下盤(pán)以青灰色粉質(zhì)黏土為主，局部為粉土，可見(jiàn)繡黃、鈣質(zhì)結(jié)核，層厚2.3～4.5m，地層底界埋深48.0～48.8m，上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)落差3.4m，主要為沼澤相沉積.

層⑧也可區(qū)分為3套地層.上部地層以褐色、褐黃色的粉土、粉質(zhì)黏土為主，主要為沼澤相沉積.中部以連續(xù)可追蹤的褐黃色粉土、粉砂為主，此層亦可以作為標(biāo)志層，為河流相沉積.下部地層均為褐色的粉質(zhì)黏土，該套地層上盤(pán)地層層厚9.3～10.1m，地層底界埋深62.6～64.5m，下盤(pán)層厚7.3～8.4m，地層底界埋深55.8～56.7m，上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)落差7.2m，主要為沼澤相沉積.

層⑧以下地層上盤(pán)以褐灰色和青灰色粉土、粉質(zhì)黏土為主，局部夾有褐黃色粉砂透鏡體，下盤(pán)地層以褐色、黃褐色粉土、粉質(zhì)黏土為主，期間沉積有兩套黃褐色粉砂層，上下兩盤(pán)地層差異明顯，表現(xiàn)出顯著的地層錯(cuò)斷特征，主要為湖泊相沉積.

3地層斷錯(cuò)解釋

3.1場(chǎng)地?cái)噱e(cuò)地層解釋

從本次聯(lián)剖鉆孔探測(cè)揭示地層看（圖7），層⑤為全新統(tǒng)底部，為一套基本連續(xù)的褐黃色細(xì)砂，局部為棕紅色粉砂或者深褐色粉土，各鉆孔均有出露，深度上下浮動(dòng)較小，為河流相沉積，考慮是各鉆孔砂層采樣率不一致所致，故認(rèn)為田莊斷裂未斷錯(cuò)全新世地層.

層⑥整體以褐色粉質(zhì)黏土、粉土為主，局部夾褐黃色粉砂，可見(jiàn)銹黃色細(xì)紋和灰斑，為沼澤相沉積，該套地層錯(cuò)斷的依據(jù)首先是淺層地震勘探解譯剖面顯示反射波同相軸在深度30～40m處錯(cuò)位明顯，聯(lián)合鉆孔剖面顯示在層⑥底部地層存在細(xì)微錯(cuò)動(dòng)，錯(cuò)動(dòng)量約為0.4m.

層⑦表現(xiàn)為明顯的3套地層，上部地層錯(cuò)動(dòng)3.1m，中部和下部錯(cuò)動(dòng)約3.5m.層⑦上部地層為青灰色、灰青色、黑青色、灰褐色的淤泥質(zhì)標(biāo)志層，主要為湖相沉積，這一套地層在上下盤(pán)都可以追蹤識(shí)別，可以從巖性、粒度、色澤和沉積相進(jìn)行對(duì)比，其中鉆孔ZK4對(duì)應(yīng)的該段地層上部為褐色粉土，下部為青灰色粉土，與上下盤(pán)臨近地層表現(xiàn)出明顯的差異性，顯示了斷層活動(dòng)對(duì)該段地層正常沉積環(huán)境的改變.層⑦中部為連續(xù)可追蹤的粉砂層，以淺紅棕色、褐黃色粉砂為主，局部可見(jiàn)褐黃色粉土，該套地層也可以作為標(biāo)志層，主要為河流相沉積.層⑦下部地層上盤(pán)以褐色的粉質(zhì)黏土和粉土為主，局部見(jiàn)褐黃色粉砂，可見(jiàn)繡黃、鈣質(zhì)結(jié)核，下盤(pán)以青灰色粉質(zhì)黏土為主，局部為粉土，可見(jiàn)繡黃、鈣質(zhì)結(jié)核，層⑦下部斷層上下盤(pán)地層表現(xiàn)出明顯的沉積環(huán)境差異，上盤(pán)為河流相或沼澤相，表明上盤(pán)不能始終處于水下環(huán)境，且水位要淺，下盤(pán)為沼澤相，水位較深且基本保持水下沉積環(huán)境，兩種沉積環(huán)境提供了很好的斷層錯(cuò)斷佐證.

層⑧也可區(qū)分為3套地層：上部地層以褐色、褐黃色的粉土、粉質(zhì)黏土為主，主要為沼澤相沉積;中部以連續(xù)可追蹤的褐黃色粉土、粉砂為主，此層亦可以作為標(biāo)志層，為河流相沉積;下部地層均為褐色的粉質(zhì)黏土，上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)落差7.2m，主要為沼澤相沉積.

依據(jù)本次聯(lián)合鉆孔剖面所揭示的錯(cuò)斷特征，認(rèn)為目標(biāo)斷裂未斷錯(cuò)Qp3-3（層⑥）地層中上部，能識(shí)別出斷裂錯(cuò)斷Qp3-2（層⑦）、Qp3-2-1（層⑦中部）、Qp3-1地層（層⑧），見(jiàn)表3.

綜合聯(lián)合鉆孔剖面地層展現(xiàn)特征，總結(jié)認(rèn)為：斷錯(cuò)地層在下降盤(pán)的沉積厚度均大于同層在上升盤(pán)的厚度，符合正斷層斷錯(cuò)盤(pán)的沉積特征;錯(cuò)距在鉆孔所揭露深度內(nèi)有兩次3m左右的同震位移，可以判斷在該識(shí)別層內(nèi)發(fā)生兩次主錯(cuò)動(dòng)事件，這為分析田莊斷裂的地震危險(xiǎn)性提供了可靠的地質(zhì)證據(jù);田莊斷裂在本場(chǎng)地未斷錯(cuò)全新世地層，斷錯(cuò)地層為3套晚更新世地層，從上到下，斷錯(cuò)地層錯(cuò)距逐漸加大，依次為0.4m、3.5m、7.2m.

3.2地層年代學(xué)對(duì)比

根據(jù)鉆孔地層巖芯對(duì)比結(jié)果（圖7），同時(shí)參考美國(guó)bata實(shí)驗(yàn)室6個(gè)C和山東省地震工程勘察研究院的11個(gè)光釋光測(cè)年結(jié)果，考慮到不同測(cè)年方法的測(cè)年結(jié)果差異問(wèn)題，最終本次用于標(biāo)定地層年齡主要采用4個(gè)C測(cè)年結(jié)果（表4）.

ZK4鉆孔42.1m處巖芯和ZK7鉆孔39.4m處巖芯對(duì)應(yīng)的C測(cè)年結(jié)果相差380年（本次測(cè)試C測(cè)年最大誤差為270年），對(duì)應(yīng)取樣沉積深度相差2.7m，對(duì)應(yīng)巖芯巖性分別為粉土和粉質(zhì)黏土.綜合排鉆巖芯特征對(duì)比，可以進(jìn)一步輔助證明該處地層發(fā)生錯(cuò)動(dòng).

綜合排鉆揭露的地層錯(cuò)動(dòng)特征，結(jié)合ZK1鉆孔38.4m處C測(cè)年結(jié)果，判定斷層初始錯(cuò)斷地層年齡為（27620±110）BP，田莊斷裂主斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世晚期.

4認(rèn)識(shí)及討論

開(kāi)展隱伏斷裂活動(dòng)性研究，首先要把握地層的整體沉積環(huán)境及沉積韻律，重點(diǎn)把握旋回地層中的一些顯著標(biāo)志層，便于地層追蹤和對(duì)比.本剖面中層③頂部的淤泥質(zhì)標(biāo)志層，層④頂、底的沼澤相沉積層，層⑦頂部的淤泥質(zhì)標(biāo)志層，層⑦中部的粉砂層標(biāo)志層，層⑧中部的褐黃色粉砂標(biāo)志層，都為斷層的位錯(cuò)對(duì)比提供了很好的示蹤對(duì)比.

通過(guò)鉆孔揭示場(chǎng)地地層為河流相-沼澤相-湖相沉積.整個(gè)剖面以粉砂—粉質(zhì)黏土的細(xì)粒沉積為主，沒(méi)有卵石、礫石層沉積;巖性整體較為均質(zhì)，包含物較少.沉積物的顏色以褐色、褐黃、青灰色為主.場(chǎng)地地層在水平方向變化較為明顯，北側(cè)主要為河流相、沼澤相的粉砂—粉質(zhì)黏土細(xì)粒沉積，南側(cè)主要為湖相、沼澤相的粉土—粉質(zhì)黏土沉積，轉(zhuǎn)折變化明顯;垂直方向上在深度30～40m、50～60m段沉積旋回變化頻繁.

綜上，田莊斷裂未錯(cuò)斷全新統(tǒng)地層，斷錯(cuò)最新地層為上更新統(tǒng)，為晚更新世活動(dòng)斷裂.目標(biāo)斷裂在探測(cè)場(chǎng)地可識(shí)別的斷錯(cuò)地層最淺埋深為37.6m，起始錯(cuò)距0.4m;最大埋深60m，最大錯(cuò)距7.2m.

（責(zé)任編輯：李萬(wàn)會(huì)）