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    北京南苑-通縣斷裂北東段結(jié)構(gòu)特征及第四紀(jì)活動(dòng)性研究

    2024-01-06 12:01:00牛文治何付兵劉振華崔玉斌白凌燕王安國(guó)張悅澤曹萌萌周捷銘
    關(guān)鍵詞:南苑孔深粉砂

    牛文治, 何付兵, 劉振華, 崔玉斌, 白凌燕, 王安國(guó), 張悅澤,曹萌萌, 周捷銘

    1.北京市地質(zhì)調(diào)查研究所,北京 100097;

    2.北京市市級(jí)職工創(chuàng)新工作室(城市地質(zhì)、活動(dòng)構(gòu)造與監(jiān)測(cè)),北京 100097;

    3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,北京 100037

    0 引言

    南苑-通縣斷裂是北京平原區(qū)一條重要的隱伏斷裂,是北京凹陷與大興凸起的邊界斷裂(趙忠海和朱紅軍,2003)。1976年北京開展地震地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)時(shí),因其重力梯度和磁性異常顯著,被明確提出并命名為“南苑-通縣斷裂”,該斷裂呈北東向展布,南起涿州,向北東方向延伸經(jīng)碼頭鎮(zhèn)、肖場(chǎng)村、葫蘆垡,過(guò)北西向永定河斷裂后,沿大興區(qū)南苑鎮(zhèn)、大紅門,至廣渠路、八里橋村,北至通州區(qū)平家疃村,呈“S”形展布,傾向北西(徐錫偉等,2015)。

    自北京地震地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)以來(lái),許多學(xué)者借助鉆探、物探、化探、地形地貌等多種手段,對(duì)南苑-通縣斷裂進(jìn)行過(guò)研究(劉保金等,2009;何付兵,2019;雷曉東等,2021;Zhao et al.,2021)。根據(jù)該斷裂的幾何結(jié)構(gòu)、活動(dòng)特征、深部構(gòu)造特征及與北西向斷裂的交切關(guān)系,將斷裂劃分為3段:北東段(平家疃村以東)、中段(平家疃村至南口-孫河斷裂)、南西段(南口-孫河斷裂至涿州)。對(duì)于斷裂的南西段先后進(jìn)行過(guò)3次大規(guī)模研究:1979年北京地震地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)308地球物理測(cè)線顯示,斷裂南西段沒(méi)有錯(cuò)斷第四紀(jì)地層(國(guó)家地震局地球物理研究所,1978);2007年北京市活斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)表明,該段第四紀(jì)以來(lái)沒(méi)有明顯活動(dòng)跡象(江娃利,2007);2009年北京大興規(guī)劃新城前期區(qū)域工程地質(zhì)勘查顯示,南苑-通縣斷裂南西段為一條基巖斷裂(黃驍?shù)龋?012)。對(duì)于斷裂的中段也開展過(guò)3次研究:1979年北京地震地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)317地球物理測(cè)線顯示,該段是全新世活動(dòng)斷裂(國(guó)家地震局地球物理研究所,1978);2016—2017年通州城市副中心地區(qū)重大地質(zhì)問(wèn)題調(diào)查與評(píng)價(jià)表明,中段斷裂錯(cuò)斷整個(gè)第四紀(jì)地層至地表(方同明等,2016);2018年宋莊地裂縫地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查出現(xiàn)不同觀點(diǎn),認(rèn)為南苑-通縣斷裂中段沒(méi)有錯(cuò)斷整個(gè)第四紀(jì)地層至地表,但為地裂縫形成提供了應(yīng)力傳遞與積累(趙龍等,2018)。綜上,目前的研究認(rèn)為南苑-通縣斷裂南西段是前第四紀(jì)斷裂,但關(guān)于斷裂中段是否斷錯(cuò)第四紀(jì)地層至地表還存在爭(zhēng)議;而對(duì)于北東段(即過(guò)通州區(qū)平家疃村后)的勘探研究相對(duì)薄弱,僅根據(jù)重力資料大致確定了其走向?yàn)榻鼥|西向延伸,但斷裂活動(dòng)情況尚不清楚。

    南苑-通縣斷裂是影響北京市地質(zhì)安全的重要地質(zhì)要素,歷史地震顯示,北京地區(qū)1665年級(jí)地震震中距離該斷裂較近,可能與該斷裂密切相關(guān)。盡管該斷裂研究意義重大,但目前對(duì)該斷裂的認(rèn)識(shí)尚不能滿足首都和諧宜居示范區(qū)發(fā)展目標(biāo)的需求(豐成君,2014)。因此,文章基于野外地表調(diào)查,采用高精度重力、縱波地震和橫波地震綜合物探剖面方法、鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)和年代學(xué)方法,對(duì)南苑-通縣斷裂北東段進(jìn)行勘探,對(duì)其結(jié)構(gòu)特征和活動(dòng)時(shí)代等方面進(jìn)行探討,以期為首都地區(qū)國(guó)土空間規(guī)劃及防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)提供了重要的地質(zhì)依據(jù)。

    1 研究區(qū)地質(zhì)背景

    研究區(qū)位于華北平原北部(圖1a),大地構(gòu)造位于華北陸塊中北部、燕山中新生代陸內(nèi)造山帶西段。自太古宙以來(lái)經(jīng)歷了一系列構(gòu)造運(yùn)動(dòng),新生代古近紀(jì)始新世至漸新世時(shí)期,在強(qiáng)烈伸展裂谷作用背景下,北東向斷裂發(fā)生了不同規(guī)模的引張正斷層活動(dòng),形成“兩隆、兩凹”盆地與山嶺相間排列的盆嶺構(gòu)造(黃秀銘等,1991)。宏觀上,這些引張正斷層呈北東向展布,可進(jìn)一步劃分為京西凸起、北京凹陷、大興凸起、大廠凹陷和廊固凹陷。新近紀(jì)晚期至第四紀(jì)時(shí)期,北京平原區(qū)的斷陷盆地持續(xù)下降,接受沉積,積累了數(shù)百米厚的松散沖積物和洪積物。同時(shí),由于新生代北西向和北東向斷裂復(fù)活,導(dǎo)致斷裂兩盤第四紀(jì)沉積物存在明顯差異(倪敬波等,2023)。

    F1—南口山前斷裂;F2—黃莊-高麗營(yíng)斷裂;F3—順義斷裂;F4—南苑-通縣斷裂;F5—禮賢斷裂;F6—夏墊斷裂;F7—南口-孫河斷裂;F8—二十里長(zhǎng)山斷裂;F9—永定河斷裂;F10—桐柏?cái)嗔?;F11—李橋斷裂;F12—樓梓莊斷裂;F13—西集斷裂a(bǔ)—北京市平原區(qū)主要斷裂分布圖;b—南苑-通縣斷裂北東段斷裂分布圖及工作部署圖圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 Schematic map of geological structure in the study area(a) Distribution map of major faults in the plain area of Beijing; (b) Distribution map and work deployment map of Nanyuan–Tongxian faultF1–Nankou piedmont fault; F2–Huangzhuang–Gaoliying fault; F3–Shunyi fault; F4–Nanyuan–tongxian fault; F5–Lixian fault; F6–Xiadian fault;F7–Nankou–Sunhe fault; F8–Ershilichangshan fault; F9–Yongdinghe fault; F10–Tongbai fault; F11–Liqiao fault; F12–Louzizhuang fault;F13–Xiji fault

    研究區(qū)內(nèi)分布著4條隱伏斷裂:南苑-通縣斷裂、夏墊斷裂、李橋斷裂和西集斷裂。南苑-通縣斷裂是大興凸起和北京凹陷的邊界斷裂,斷裂北側(cè)位于北京凹陷,南側(cè)位于大興凸起(圖1b)。北京凹陷整體走向?yàn)楸睎|向,新生代下伏地層主要為元古宇、古生界和中生界。始新世時(shí)期,地層沉積主要在黃莊-高麗營(yíng)斷裂和南苑-通縣斷裂之間,呈北北東向展布,沉積中心大致在豐臺(tái)一帶。漸新世起,由于南苑-通縣斷裂中段活動(dòng)加強(qiáng),沉降中心較始新世時(shí)期向東南移動(dòng),以北京市區(qū)為沉積中心。新近紀(jì)時(shí)期,地層分布范圍也在黃莊-高麗營(yíng)斷裂和南苑-通縣斷裂之間,但沉積厚度遠(yuǎn)超古近紀(jì)時(shí)期(孫永華,2021)。大興凸起整體走向呈北東向,其基底以中元古代及早古生代地層為主,晚三疊世末期開始遭到抬升剝蝕,新生代沉積厚度一般在50~160 m(張曉亮等,2016;李正芳等,2021)。

    2 研究方法

    綜合物探剖面能夠在不同深度對(duì)斷裂進(jìn)行探測(cè),同時(shí)互相驗(yàn)證減少多解性的影響。此次研究包括高精度重力勘探和淺層地震勘探。前者確定斷裂的深部特征,后者可獲取上斷點(diǎn)埋深。其中淺層地震勘探方法是活動(dòng)斷層探測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中重要的工作方法之一,縱波地震用于探測(cè)數(shù)十米至數(shù)百米的斷裂埋深特征,橫波地震用于探測(cè)數(shù)米至數(shù)十米的斷裂埋深特征。最后,利用鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面進(jìn)一步驗(yàn)證物探剖面成果,研究斷裂準(zhǔn)確空間位置及最新活動(dòng)時(shí)代(Zhao et al.,2004;曹新文等,2017;何付兵等,2020;云龍等,2021;王超群等,2022)。

    2.1 儀器設(shè)備及數(shù)據(jù)采集

    此次高精度重力測(cè)量使用加拿大Scintrex儀器公司生產(chǎn)的CG-5型重力儀,采用2000國(guó)家重力基準(zhǔn),利用國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的1980年大地測(cè)量參考系統(tǒng)的正常重力公式計(jì)算正常重力值,按照《大比例尺重力勘查規(guī)范》(DZ/T 0171—2017)中相關(guān)要求執(zhí)行??v波地震剖面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為法國(guó)SERCEL公司生產(chǎn)的408UL數(shù)字地震儀,激發(fā)震源使用抗干擾能力強(qiáng)的美國(guó)Metrz 公司的M18-612型可控震源,設(shè)置道間距2 m、炮間距10 m、單邊激發(fā),地震波接收滿足檢波器位置準(zhǔn)確的要求,目標(biāo)層反射信噪比高,記錄合格率不低于95%。橫波地震剖面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為美國(guó)SI儀器公司生產(chǎn)的SLand全數(shù)字地震儀,激發(fā)震源使用河北北奧生產(chǎn)的KZ3型可控震源車,設(shè)置道間距2 m、炮間距10 m、中間激發(fā)。地震波接收滿足水平安置,最大靈敏度方向垂直測(cè)線方向,記錄合格率不低于95%。此次地震剖面數(shù)據(jù)處理以Geoeast處理系統(tǒng)為主,速度分析和質(zhì)量控制利用Geoeast和Omega軟件,靜校正利用Tomodel軟件,合理選擇參數(shù)及流程,確保最終成果滿足斷裂調(diào)查要求。

    2.2 工作量布置

    為了揭示南苑-通縣斷裂北東段的空間展布和活動(dòng)性特征,按照綜合物探剖面垂直布線原則,結(jié)合地表調(diào)查成果認(rèn)識(shí),對(duì)目標(biāo)斷裂布置了2條綜合物探剖面L01和L02(圖1b)。L01綜合物探剖面位于順義區(qū)木燕路輔路,包括高精度重力G1(7.2 km)、縱波地震D1(4.6 km)和橫波地震S1(2.6 km);L02綜合物探剖面位于順義區(qū)李大線及木北路輔路,包括高精度重力G2(5.0 km)、縱波地震D2(5.0 km)和橫波地震S2(2.5 km)。經(jīng)綜合物探剖面解譯和斷裂精確定位后,鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面最終布置在目標(biāo)斷裂特征明顯的L02綜合物探剖面上,共施工8口鉆孔,行政區(qū)隸屬于北京市順義區(qū)北務(wù)村。

    3 研究成果

    3.1 綜合物探聯(lián)合剖面

    L01綜合物探剖面見圖2a。在高精度重力成果剖面圖中(圖2a),布格重力異常變化范圍在-17~-8 mGal,宏觀上表現(xiàn)為由南向北遞減,揭示基底埋深由南向北逐漸變深;在剩余重力異常曲線上,450~690號(hào)點(diǎn)間形成一個(gè)波峰,對(duì)應(yīng)水平一階導(dǎo)數(shù)負(fù)極大值,而二階導(dǎo)數(shù)為0,表現(xiàn)為淺部地質(zhì)體密度變化最大處,推測(cè)為南苑-通縣斷裂;在剖面北端,剩余重力異常曲線也存在異常反映,可能為地質(zhì)體密度差異或基底地層巖性界面。縱波地震解譯結(jié)果顯示(圖2a),反射波疊加深度剖面震相豐富,剖面顯示新近系及以上地層整體表現(xiàn)出南薄北厚的傾斜形態(tài);在剖面中段樁號(hào)2430附近,解譯出1個(gè)視傾向北的斷裂,該斷裂新近系TN和第四系TQ界面反射同相軸發(fā)生明顯的錯(cuò)斷或扭曲現(xiàn)象,向上錯(cuò)斷了第四系內(nèi)部反射波同相軸T1,上斷點(diǎn)埋深解譯深度約60 m,視傾角上陡下緩,約56°~72°,表現(xiàn)出典型伸展正斷層屬性。橫波地震解譯結(jié)果顯示(圖2c),在剖面南部樁號(hào)2400附近,解譯出1個(gè)視傾向北的斷裂,該斷裂新近系以上反射波同相軸出現(xiàn)明顯錯(cuò)斷,其上斷點(diǎn)埋深解譯深度為37 m,視傾角上陡下緩,約66°~84°。

    圖2 南苑-通縣斷裂北東段物探解譯綜合剖面圖Fig.2 Comprehensive profile of geophysical exploration and interpretation for the Northeast section of the Nanyuan–Tongxian fault

    L02綜合物探剖面見圖2b。在高精度重力成果剖面圖中(圖2b),布格重力異常變化范圍在-19~-9 mGal,宏觀上也表現(xiàn)為由南向北遞減,揭示基底埋深由南向北逐漸變深;在剩余重力異常曲線上,284~446號(hào)點(diǎn)間形成一個(gè)波谷,對(duì)應(yīng)水平一階導(dǎo)數(shù)曲線上一正、一負(fù)兩個(gè)極值,且兩處的垂向二階導(dǎo)數(shù)均為0,推測(cè)306號(hào)點(diǎn)為南苑-通縣斷裂,426號(hào)點(diǎn)為拉張作用下產(chǎn)生的次級(jí)斷裂??v波地震解譯結(jié)果顯示(圖2b),其反射波疊加深度剖面震相豐富,在剖面上解譯出2個(gè)斷裂,樁號(hào)1050附近為視傾向北的主斷裂,樁號(hào)2001附近為主斷裂上盤反向次級(jí)斷層,主斷裂上斷點(diǎn)埋深為57 m,視傾角上陡下緩,約60°~71°。橫波地震解譯結(jié)果顯示(圖2b),反射波疊加深度震相比縱波地震更豐富,根據(jù)剖面特征在剖面上解譯出2個(gè)斷裂,在剖面中部樁號(hào)970附近為視傾向北的斷裂,在剖面南段樁號(hào)2067附近為視傾向南的反向次級(jí)斷裂,2條斷裂新近系以上反射波同相軸出現(xiàn)明顯錯(cuò)斷現(xiàn)象,向上分別錯(cuò)段了第四系內(nèi)部反射波同相軸T1和T3,解譯主斷裂上斷點(diǎn)埋深22 m,視傾角上陡下緩,約56°~73°。

    3.2 鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面

    3.2.1 鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面地層分層特征

    鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面揭示地層巖性較多,包括黏土、粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂、粉砂、細(xì)砂、中粗砂、砂礫石等;細(xì)顆粒含有炭斑、銹斑、鈣質(zhì)和鐵猛質(zhì)結(jié)核等特殊成分,反映鉆孔沉積環(huán)境復(fù)雜多變。根據(jù)巖性及其組合特征,自上而下可以劃分為21層(圖3)。第①層:孔深0~3.4 m,以黃褐色細(xì)砂為主;上部為表耕土,可見植物根系;中部含厚0.5~1.0 cm黏土夾層。第②層:孔深3.4~6.4 m,黃色粉砂,松散,發(fā)育水平層理。第③層:孔深6.4~8.1 m,以灰色黏土質(zhì)粉砂為主,較上層顏色突變,正粒序。第④層:孔深8.1~9.5 m,灰色粉砂質(zhì)黏土,含炭斑,發(fā)育近水平層理,下部9.0~9.5 m以深灰色黏土為主。第⑤層:孔深9.5~11.5 m,灰色黏土質(zhì)粉砂,較松散,粒度隨深度增加逐漸變大。第⑥層:孔深11.5~14.1 m,灰色黏土,近水平層理,可見炭斑,中部粉質(zhì)組分含量較多。第⑦層:孔深14.1~21.5 m,以灰色黏土質(zhì)粉砂為主,近水平層理,偶見炭斑,下部為黏土質(zhì)粉砂與粉砂質(zhì)黏土互層沉積。第⑧層:孔深21.5~25.4 m,深灰色黏土,巖性單一,塊狀,含鈣質(zhì)結(jié)核,局部存在銹斑。第⑨層:孔深25.4~30.2 m,灰色細(xì)砂,正粒序?qū)永恚喜恳约?xì)砂為主,下部逐漸過(guò)渡到中砂,磨圓度中等。第⑩層,孔深30.2~33.4,灰色粉砂質(zhì)黏土,底部顏色逐漸過(guò)渡為灰綠色。第?層,孔深33.4~34.0 m,灰色砂礫石,礫石成分主要為花崗巖、石英巖類等,磨圓好,分選差。第?層,孔深34.0~36.2 m,淺灰色粉砂質(zhì)黏土,發(fā)育近水平層理。第?層,孔深36.2~38.9 m,深灰色粉砂質(zhì)黏土,上部夾有深灰色黏土。第?層,孔深38.9~42.6 m,褐色黏土,厚層狀,發(fā)育有銹斑和鈣核。第?層,孔深42.6~46.0 m,黃色黏土質(zhì)粉砂,下部顏色逐漸變深。第?層,孔深42.6~55.3 m,灰色黏土,厚層狀,偶見鈣質(zhì)結(jié)核,底部顏色漸變成灰綠色。第?層,孔深55.3~59.6 m,灰綠色粉砂質(zhì)黏土,偶見鈣質(zhì)和鐵猛質(zhì)結(jié)核。第?層,孔深59.6~62.3 m,黃褐色粉砂質(zhì)黏土,底部發(fā)育鈣核。第?層,孔深62.3~74.1 m,主體為灰色、灰褐色粉砂質(zhì)黏土,夾有深灰色黏土和灰綠色黏土質(zhì)粉砂(含有鈣質(zhì)結(jié)核)。第?層,孔深74.1~80.9 m,褐色含鈣質(zhì)結(jié)核黏土質(zhì)粉砂,上部含有灰褐色黏土和灰褐色粉砂質(zhì)黏土。第?層,孔深80.9~92.0 m,以黃色黏土質(zhì)粉砂為主,無(wú)層理,含有銹斑和鈣質(zhì)結(jié)核。

    圖3 鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面綜合解釋Fig.3 Comprehensive interpretation map of composite drilling geological section

    3.2.2 第四紀(jì)地層劃分

    此次分別在鉆孔ZK05和ZK06中各采集1件14C年齡樣品(表1),在鉆孔ZK04和ZK07中各采集1件光釋光年齡樣品(表2)。在ZK05深度6.7 m處取得含有機(jī)質(zhì)灰色黏土質(zhì)粉砂年齡樣品,測(cè)試年齡為(11.84±0.04) ka,與全新世底界11.7 ka年齡接近,推斷出鉆孔聯(lián)合剖面全新世底界為6.5 m。根據(jù)深海氧同位素曲線的氣候變化反映,上更新統(tǒng)底界的暖期氣候與MIS5基本一致,在這一界線下伏地層中,由于土壤干濕交替引起的氧化與還原交替過(guò)程,在鉆孔內(nèi)形成銹斑甚至鐵錳結(jié)核且出現(xiàn)含鈣質(zhì)結(jié)核的層位(高秀林等,1986;趙勇等,2019)。研究發(fā)現(xiàn)ZK02孔36.1 m處,下伏地層中鈣核和銹斑等特征基本與之相符;地層顏色也由灰色突變成黃褐色,故將36.1 m作為上更新統(tǒng)底界。中更新統(tǒng)底界應(yīng)位于古地磁B/M界面0.78 Ma,根據(jù)ZK02孔古地磁項(xiàng)目資料,孔深74.1 m處為中更新統(tǒng)底界(何付兵,2021)。下更新統(tǒng)底界應(yīng)位于古地磁M/G界面2.58 Ma,此次鉆孔剖面位置與ZK01孔位置相距約500 m,其測(cè)年數(shù)據(jù)具有一定的可比性,根據(jù)ZK01孔古地磁項(xiàng)目資料,古地磁2.58 Ma界面孔深189.6 m(何付兵,2021)。下更新統(tǒng)底界埋深約為189.6 m,其下伏地層為鈣質(zhì)膠結(jié)紅褐色黏土,為上新世晚期地層。

    表1 碳十四樣品測(cè)試結(jié)果一覽表Table 1 Test Results of 14C Samples

    表2 光釋光樣品測(cè)試結(jié)果一覽表Table 2 Test results of OSL samples

    4 斷裂活動(dòng)性分析

    4.1 主要的標(biāo)志層位錯(cuò)特征

    通過(guò)對(duì)比鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面,8個(gè)鉆孔所揭露的地層中有4個(gè)典型標(biāo)志層具有落差(圖3)。第⑧層為一套深灰色黏土,黏土含量達(dá)到95%以上,上、下巖性界面清晰;ZK02與ZK05地層中的第⑧層頂界高差約2.1 m,時(shí)代為晚更新世。第?層為一套灰色礫石,磨圓好,直徑1~6 cm;ZK02與ZK09地層中的第?層頂界高差約為3.4 m,時(shí)代為晚更新世。第?層為一套褐色黏土,可從黏土顏色和發(fā)育的銹斑和鈣核識(shí)別出該套黏土;ZK05與ZK04中第?層的頂界高差約為4.8 m,時(shí)代為中更新世。第?層為一套灰綠色粉砂質(zhì)黏土,粉砂質(zhì)黏土顏色在鉆孔剖面中與其他地層區(qū)別較大,呈現(xiàn)易于識(shí)別的灰綠色;ZK07與ZK04中第?層的層頂界高差約為6.1 m,時(shí)代為中更新世。

    4.2 南苑-通縣斷裂北東段活動(dòng)性分析

    通過(guò)綜合物探剖面方法、鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)和年代學(xué)方法,認(rèn)為該斷裂經(jīng)過(guò)通州區(qū)平家疃村后總體走向轉(zhuǎn)為近東西向。斷裂高精度淺層地震剖面反射波組振幅和頻率在南苑-通縣斷裂北東段均有所顯示,解譯斷裂呈現(xiàn)上陡下緩鏟式斷層特征,且在斷裂上盤發(fā)育與之相交的次級(jí)斷裂,組合呈Y字形產(chǎn)出,且該斷裂主斷層傾角較為陡峭,達(dá)56°~75°,表現(xiàn)出典型正斷層特征。淺層地震剖面上還顯示上斷點(diǎn)最淺處埋深約22 m,活動(dòng)時(shí)代較新。南苑-通縣斷裂近東西向展布格局在第四紀(jì)以來(lái)呈現(xiàn)正斷層屬性是符合區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)規(guī)律的(張磊等,2014;豐成君,2014;白凌燕等,2018)。

    根據(jù)鉆孔聯(lián)合剖面顯示,第⑦層巖性以水平層理灰色黏土質(zhì)粉砂為主,頂部因沉積物顏色不同而界線清晰,下部發(fā)育黏土質(zhì)粉砂與粉砂質(zhì)黏土互層沉積,特征也較明顯。該層頂部各鉆孔地層近水平,而底部在斷裂兩盤略有差異,表現(xiàn)出斷裂兩盤沉積物厚度有所差異,推斷南苑-通縣斷裂北東段上斷點(diǎn)埋深至少延伸至第⑦層底部。因此,推斷上斷點(diǎn)埋深約在21.6 m處?;诖舜毋@孔第四系地層劃分并結(jié)合鄰區(qū)已有鉆孔地層年代學(xué)資料(孫永華,2021),推斷南苑-通縣斷裂北東段屬于晚更新世活動(dòng)斷裂。

    5 結(jié)論

    文章通過(guò)綜合物探聯(lián)合剖面和鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面,結(jié)合鉆孔第四紀(jì)地層年代劃分,對(duì)南苑-通縣斷裂北東段結(jié)構(gòu)和活動(dòng)性得到如下結(jié)論。

    (1)查明了南苑-通縣斷裂北東段結(jié)構(gòu)特征:南苑-通縣斷裂至通州區(qū)平家疃村后走向轉(zhuǎn)近東西向,傾向北,傾角56°~75°,表現(xiàn)為張性的正斷層特征。

    (2)通過(guò)綜合物探聯(lián)合剖面和鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面揭示了斷裂的上斷點(diǎn)位置,斷裂最淺的上斷點(diǎn)埋深為21.6 m,為一條晚更新世活動(dòng)斷裂。

    (3)綜合物探剖面法是平原區(qū)隱伏斷裂定位的有效手段。高精度重力對(duì)于確定斷裂位置有很好的效果,淺層地震具有較高的分辨率,對(duì)于判斷斷裂性質(zhì)、傾向傾角、上斷點(diǎn)埋深及斷距有很好的研判作用。

    致謝:感謝中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所胡道功研究員、王超群博士和曹新文博士在成文過(guò)程中的指導(dǎo)與幫助;感謝審稿專家及編輯對(duì)文章提出的寶貴意見。

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