• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

邯东断裂浅部特征及第四纪活动性分析

南燕云 李亦纲 刘亢 裴跟弟 宋键

南燕云,李亦纲,刘亢,裴跟弟,宋键,2024. 邯东断裂浅部特征及第四纪活动性分析. 震灾防御技术,19(2):262−275. doi:10.11899/zzfy20240206. doi: 10.11899/zzfy20240206
引用本文: 南燕云,李亦纲,刘亢,裴跟弟,宋键,2024. 邯东断裂浅部特征及第四纪活动性分析. 震灾防御技术,19(2):262−275. doi:10.11899/zzfy20240206. doi: 10.11899/zzfy20240206
Nan Yanyun, Li Yigang, Liu Kang, Pei Gendi, Song Jian. Shallow Structure and Quaternary Activity Characteristics of Handong Fault[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2024, 19(2): 262-275. doi: 10.11899/zzfy20240206
Citation: Nan Yanyun, Li Yigang, Liu Kang, Pei Gendi, Song Jian. Shallow Structure and Quaternary Activity Characteristics of Handong Fault[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2024, 19(2): 262-275. doi: 10.11899/zzfy20240206

邯东断裂浅部特征及第四纪活动性分析

doi: 10.11899/zzfy20240206
基金项目: 国家重点研发计划(2021YFC3002104);邯郸市邯东断裂综合定位与地震危险性评价项目
详细信息
    作者简介:

    南燕云,女,生于1987年。博士,工程师。主要从事灾害分析、应急救援相关工作。E-mail:01107203nyy@163.com

    通讯作者:

    刘亢,男,生于1980年。博士,高级工程师。主要从事活动构造工作。E-mail:liukang028@163.com

  • 12 杨红宾,张兆袆,李锋等,2014. 1:25万邯郸市幅区域地质调查报告. 河北省地质调查院,106—185. 张兆袆,樊延恩,徐永利等,2014. 区域地质调查专题研究报告—第四纪地质结构与古气候环境演变(邢台市幅,邯郸市幅,1∶25万).

Shallow Structure and Quaternary Activity Characteristics of Handong Fault

  • 摘要: 邯东断裂为太行山山前断裂以东的一条隐伏断裂,是华北平原坳陷区内邯郸凹陷的东界断裂,位于邯郸东部新区规划建设范围内。研究其空间分布特征和活动性对于地震危险性评价及城区重大工程项目选址具有重要意义。本文采用浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测和年代学测试方法,对邯东断裂的展布特征及第四纪活动性进行系统研究,共布设跨断裂浅层地震勘探测线6条、钻孔联合地质剖面3条。综合分析表明,邯东断裂为一条近NNE-SSE走向的高角度正断层,倾向W,视倾角约50°~75°。断裂上断点埋深南浅北深,最新活动时代为中更新世晚期。中更新世早期,南段与北段相比较为活跃。
    1)  12 杨红宾,张兆袆,李锋等,2014. 1:25万邯郸市幅区域地质调查报告. 河北省地质调查院,106—185. 张兆袆,樊延恩,徐永利等,2014. 区域地质调查专题研究报告—第四纪地质结构与古气候环境演变(邢台市幅,邯郸市幅,1∶25万).
  • 城市隐伏断裂的准确定位和第四纪活动性是近年来活动构造研究的重要课题之一,探明隐伏断裂空间展布和活动性是地震危险性评价的先决条件,也是城市发展规划、基础设施建设、抗震减灾避险的重要依据(向宏发等,2000邓起东等,2007张晓亮等,2016)。浅层地震探测是控制断裂空间分布的重要手段(章振铨等,2001何强等,2004何正勤等,2007高景华等,2012章龙胜等,2016花鑫升等,2018李涛等,2022),钻孔联合剖面和年代学测试对于分析断裂活动年代及活动强度具有重要意义(高战武等,2014章龙胜等,2016商世杰等,2019张鹏等,20192021沈军等,2022)。

    邯东断裂是华北平原坳陷区临清坳陷西南部的隐伏断裂,为临清坳陷次级构造单元邯郸凹陷的东界断裂,对邯郸凹陷的生成、演化和发展具有重要控制作用。前期石油地震剖面资料显示,邯东断裂走向北北东,南端略向南东偏转,长度与断陷接近,断面西倾,倾角上部为60°左右,向下变缓,为铲式正断裂。在邯东断裂以西,有与之平行的次级断裂,为断陷的后生断裂。该断裂位于邯郸市东部,历史上曾发生过5.5级地震,对邯郸市城区东扩具有重大影响。本文在已有研究的基础上,通过浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测和年代学测试对邯东断裂空间展布特征和活动性进行研究,以期为邯郸市城区未来规划建设提供参考。

    邯郸地区构造上位于太行山隆起区和华北平原坳陷区的交界处,大致以贯穿南北的太行山山前断裂(邯郸断裂)为界,以西为太行山隆起区,以东为华北平原坳陷区,主体构造形成于燕山期,喜马拉雅期继续活动。太行山隆起区主要由前震旦纪变质岩和古生代地层组成,中生代地层零星分布,新生代地层主要分布于太行山山前隆起区。华北平原坳陷区由厚层第四系覆盖,以冲积、洪积、湖积及其过渡类型为主,间有海积、风积及冰水堆积和火山堆积等类型(图1)。

    图 1  邯东断裂及邻区地质构造
    Figure 1.  Geological structure map of Handong fault and adjacent area

    邯郸凹陷位于华北平原坳陷区临清坳陷西南部,东西分别受邯东断裂、太行山山前断裂(邯郸断裂)控制,南北分别以磁县断裂和曲陌断裂为界,整体呈北北东向展布,为东断西超的箕状断陷。凹陷内新生界呈现东薄西厚的沉积特征,中生界和古生界厚度变化较大,但石炭系稳定,推测其始于二叠纪。邯东断裂作为邯郸凹陷的主控断裂,断面向下延伸可超5 000 m,错断新近系底。此外,凹陷内有多条小级别断裂也错断新近系底,且有错断第四系底的迹象,活动性较强。

    为确定邯东断裂具体位置、空间展布,查明断裂上断点埋深,判定断层错断的最新地层,本文在前期大量石油地震勘探成果的基础上,横跨邯东断裂开展了浅层地震勘探工作(图1),测线参数如表1所示。

    表 1  浅层地震勘探测线参数
    Table 1.  Parameters of shallow seismic exploration lines
    测线名称 道间距/m 接收道数 炮间距/m 覆盖次数 有效炮数(物理点数)
    CK-1 3 360 12 45 150
    CK-2 3 360 12 45 285
    CK-3 5 480 15 80 360
    XK-4 3 436 12 54 128
    CK-5 5 480 15 80 340
    CK-7 5 480 15 80 450
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    CK-1、CK-2、CK-3、CK-5、CK-7测线选择M-26型可控震源车,XK-4测线选用KZ-28型可控震源车,吨位均为28 t。CK-3、CK-5、CK-7测线采用2台震源车进行数据采集,以确保浅中部地震资料的品质和断裂构造判定的准确性,其他测线采用单台震源车进行地震数据采集,可提高浅部分辨率。利用ARIES数字地震仪采集数据,采样间隔为0.5 ms,记录长度为2.0 s,使用60 Hz高频检波器接收。CK-3、CK-5、CK-7测线观测系统的道间距为5 m,炮间距为12 m,480道排列,中间激发,覆盖次数超过80次。CK-1、CK-2测线观测系统的道间距为3 m,炮间距为12 m,360道排列,中间激发,覆盖次数超过40次。XK-4测线观测系统的道间距为3 m,炮间距为12 m,不少于400道排列,中点不对称激发,覆盖次数不少于50次。

    在地震时间反射剖面上,根据相邻地震道反射波形进行断点判别,主要依据为反射波(波组)同相轴的错断、分叉合并、扭曲及产状突变等(沈军等,2022)。断层上断点的发育特征是判断其活动地质年代的重要依据之一。在地震时间剖面上,断层上断点最新活动年代主要根据断层切割的浅部地震反射波代表的地质层位进行分析。本次浅层地震勘探共划分出6组特征明显的反射波。结合区域地质资料、邻区已有钻孔资料和石油地震剖面资料(姚守皓,2015),自上而下依次为第四系内部反射波组(TQ3、TQ2和TQ1)、新近系内部反射层TN2、新近系底界反射层TN和古近系内部反射层TE 1

    2.2.1   CK-1测线

    CK-1测线位于邯郸市开发区南沿村镇北,呈东西向沿乡村道路布设,西端始于徐庄村西,东端止于前张庄村,长1 800 m。测线剖面显示,第四系及新近系内部岩层产状整体较平缓,新近系下伏地层反射信息较弱,古近系岩层变形强烈,其与新近系呈角度不整合接触。该剖面上解译了6个主要反射界面(TQ3、TQ2、TQ1、TN2、TN和TE)和1个断点F1图2)。断层为正断层,倾向西,视倾角60°~70°,可分辨上断点埋深约190 m。断层浅部错断了TQ1界面,断距约17 m,TQ2界面未见明显错断,下部错断了新近系底界面TN

    图 2  CK-1测线地震反射剖面图
    Figure 2.  Seismic reflection profile of CK-1 line
    2.2.2   CK-2测线

    CK-2测线位于邯郸市开发区南沿村镇南,呈东西向沿乡村道路布设,西端始于田寨村西,途经河北华裕农业科技有限公司和蔬菜大棚种植区,东端止于东张寨南村,长3 414 m。测线剖面显示,第四系及新近系内部岩层产状整体较平缓,新近系下伏地层反射信息较弱,古近系岩层变形强烈,仅测线东段部分残留,其与新近系呈角度不整合接触。该剖面上解译了6个主要反射界面(TQ3、TQ2、TQ1、TN2、TN和TE)和1个断点F2图3)。断层为高角度正断层,倾向西,视倾角60°~75°,可分辨上断点埋深约107 m。断层浅部错断了TQ2界面,断距约3 m,TQ3界面错断不明显,下部错断了新近系底界面TN

    图 3  CK-2测线地震反射剖面图
    Figure 3.  Seismic reflection profile of CK-2 line
    2.2.3   CK-3测线

    CK-3测线位于邯郸市邯山区和肥乡区,呈东西向沿人民东路和广府专线布设,西端始于小裴堡村南的人民东路,途经沙屯村和邯郸市绕城高速,东端止于南王庄村,长5 400 m。测线剖面显示,第四系及新近系内部岩层产状整体较平缓,新近系与上覆地层呈平行不整合接触,内部沉积稳定,反射界面较丰富;新近系下伏地层反射信息较弱,古近系岩层变形强烈,断层上盘古近系较厚,下盘古近系与新近系呈角度不整合接触。该剖面上解译了6个主要反射界面(TQ3、TQ2、TQ1、TN2、TN和TE)和1个断点F3图4)。断层为正断层,倾向西,视倾角50°~60°,可分辨上断点埋深约166 m。断层浅部错断了TQ1界面,断距约11 m,TQ2界面未见明显错断,下部错断了古近系内部界面TE

    图 4  CK-3测线地震反射剖面图
    Figure 4.  Seismic reflection profile of CK-3 line
    2.2.4   XK-4测线

    XK-4测线位于邯郸市肥乡区,沿新柏油路布设,西起小寺上村,途径高铁线,止于振兴四路,长1 305 m。该剖面上解译了4个主要反射界面(TQ3、TQ2、TQ1和TN2)和1个断点F4图5)。断层为正断层,倾向西,视倾角约65°,可分辨上断点埋深约132 m。断层浅部错断了TQ2界面未切穿TQ3界面,断距约4 m,TQ2界面以下断层两盘受断层影响明显,且上盘较下盘变形明显。

    图 5  XK-4测线地震反射剖面图
    Figure 5.  Seismic reflection profile of XK-4 line
    2.2.5   CK-5测线

    CK-5测线位于邯郸市邯山区,呈东西向沿铁路便道布设,西端始于杜家寺村南,东端止于小南头村南,长5 095 m。测线剖面显示,第四系内部岩层产状整体较平缓,新近系与上覆地层呈平行不整合接触,内部沉积稳定,反射界面较丰富;新近系下伏地层反射信息较弱,古近系岩层变形强烈,断层上盘古近系较厚,下盘古近系与新近系呈角度不整合接触。该剖面上解译了6个主要反射界面(TQ3、TQ2、TQ1、TN2、TN和TE)和1个断点F5图6)。断层为正断层,倾向西,视倾角65°~75°,可分辨上断点埋深约105 m。断层浅部错断了TQ2界面,断距约4 m,TQ3界面未见明显错断,下部错断了新近系底界面。

    图 6  CK-5测线地震反射剖面图
    Figure 6.  Seismic reflection profile of CK-5 line
    2.2.6   CK-7测线

    CK-7测线位于邯郸市成安县,呈东西向沿S315省道布设,西端始于邯郸绕城高速西,途经北郎堡村和东彭留村进入成安县城中心,东端止于富康南大街与S315省道十字路口的中心广场,长7 000 m。测线剖面显示,第四系内部岩层产状整体较平缓,新近系与上覆地层呈平行不整合接触,内部沉积稳定,反射界面较丰富;新近系下伏地层反射信息较弱,未见古近系发育。该剖面上解译了5个主要反射界面(TQ3、TQ2、TQ1、TN2和TN)和1个断点F6图7)。断层为高角度正断层,倾向西,视倾角50°~65°,可分辨上断点埋深约110 m。断层浅部错断了TQ2界面,断距约6 m,下部错断了新近系底界面TN

    图 7  CK-7测线地震反射剖面图
    Figure 7.  Seismic reflection profile of CK-7 line

    为查明邯东断裂第四纪活动性,在浅层地震勘探的基础上,选择错断第四纪地层明显、断层活动错位大的CK-2、XK-4、CK-5场地布设了3条钻孔联合剖面,钻孔布置如图1所示。同时,为揭示断层活动时代、强度、方式和错动序列,获取断层两侧不同构造层位错动量、发生年代、上断点埋深等,按照ESR测年要求,对部分钻孔样品进行了采集,并完成了ESR年代学测试,结果如表2所示。

    表 2  年龄样品测试结果
    Table 2.  The dating results of the samples
    样品编号 钻孔 埋深/m U/(ug·g−1) Th/(ug·g−1) K2O/% 含水量/% 古剂量/Gy 年剂量/(Gy·ka−1) 年龄/ka
    C-ESR-5 HDZKC 102.90 2.81 13.25 2.36 12 1 770±354 3.54 500±100
    D-ESR-2 HDZKD 104.10 3.02 15.33 2.44 15 2 406±481 3.64 661±132
    F-ESR-3 HDZKF 104.40 2.69 15.95 2.49 12 2 446±220 3.79 645±58
    F-ESR-4 HDZKF 114.40 2.37 12.18 2.16 13 2 566±513 3.19 804±161
    LZE-ESR-2 LZZKE 109.35 2.43 14.28 1.02 15 823±117 2.35 350±50
    LZE-ESR-4 LZZKE 117.90 2.38 10.35 2.08 16 1 263±193 3.27 386±58
    ESR-FA-3 FXZKA 117.30 2.23 12.20 2.18 18 2 225±399 2.97 749±134
    ESR-FC-1 FXZKC 97.30 2.04 10.83 1.75 16 1 341±83 2.6 516±32
    ESR-FF-1 FXZKF 97.50 2.16 11.08 1.67 25 1 258±48 2.29 549±21
    ESR-FF-3 FXZKF 118.06 2.61 14.00 2.28 27 1 904±277 2.84 670±97
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    根据已有资料、浅层地震探测成果及本次联合钻孔剖面揭露成果可知,本次联合钻孔剖面探测揭露第四纪地层有全新统双井组、上更新统孟关组、中更新统魏县组和下更新统杨柳青组(未见底)(姚守皓,2015),各场地钻遇地层厚度如表3所示。全新统双井组(Qp-Qhs)沉积物主要为耕植土、灰色粉砂质黏土及黏土质粉砂、棕黄色粉砂质黏土及黏土质粉砂、粉砂等,与下伏地层为整合接触,形成时代为距今0.012 Ma。上更新统孟观组(Qp3mg)沉积物主要为棕黄色粉砂质黏土及黏土质粉砂,浅黄色细砂、中砂,棕红色黏土等,与下伏地层为整合接触,形成时期为0.012—0.128 Ma。中更新统魏县组(Qp2w)沉积物主要以棕色黏土、粉砂质黏土、含黏土粉砂、黄色粉砂、灰黄色中粗砂为主,形成时期为0.128—0.78 Ma。下更新统杨柳青组(Qp1y)沉积物主要以棕红色黏土、棕红色粉砂质黏土、棕黄色含黏土粉砂、黄色粉砂、灰黄色中粗砂为主,某些层位富含大量白色钙质结核,此层未钻透。

    表 3  CK-2、XK-4、CK-5场地第四系厚度
    Table 3.  Summary of Quaternary stratum thickness at CK-2、XK-4 and CK-5 sites
    场地 钻孔 厚度/m
    全新统 上更新统孟观组 中更新统魏县组 下更新统杨柳青组(未钻穿)
    CK-2 HDZKA 25.20 43.30 38.60 42.90
    HDZKB 25.60 42.60 41.35 15.00
    HDZKC 25.10 43.40 40.80 22.10
    HDZKD 24.50 43.90 43.50 7.60
    HDZKE 25.40 43.20 44.40 35.70
    HDZKF 25.90 42.75 44.70 41.80
    XK-4 LZZKA 26.90 39.10 68.60 17.80
    LZZKB 27.00 39.20 53.84
    LZZKC 26.42 39.70 53.25
    LZZKD 27.09 39.30 67.40 1.60
    LZZKE 26.50 39.50 54.55
    LZZKF 27.00 38.35 72.45 14.73
    LZZKB’ 26.30 38.70 70.60
    CK-5 FXZKA 25.15 40.20 52.25 3.52
    FXZKB 25.35 40.00
    FXZKC 25.22 40.90
    FXZKD 24.90 40.35
    FXZKE 24.30 41.30
    FXZKF 24.35 40.60 56.30 2.10
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    CK-2场地钻孔布设在邯郸市肥乡区田寨村东侧菜地内,共布设6个钻孔(图8)。该场地钻孔最大深度为155.2 m,揭露第四纪地层有全新统、上更新统孟观组、中更新统魏县组、下更新统杨柳青组,未钻穿第四纪地层,各孔厚度如表3所示。全新统双井组(Qp-Qhs)地层平均厚度为25.25 m,上更新统孟观组(Qp3mg)地层平均厚度为43.20 m,中更新统魏县组(Qp2w)地层平均厚度为42.20 m,钻遇下更新统杨柳青组(Qp1y)地层最大厚度为42.90 m。

    图 8  CK-2场地钻孔联合剖面
    Figure 8.  The joint drilling profiling in CK-2 site

    CK-2场地上晚更新世以来地层均匀连续分布,未见断错迹象。中更统101.52~102.53 m深度处的棕红色黏土层(标志层⑧)被断层错断,断距约1.1 m,该层下部104.4 m处F-ESR-3样品年龄为(645±58) ka,104.1 m处D-ESR-2样品年龄为(661±132) ka,102.9 m处C-ESR-5样品年龄为(500±100) ka,前2个年龄数据较可靠,取其平均值653 ka。中更统93.5~95 m深度处的棕黄色含黏土粉砂层(标志层⑦)没有明显错断,因此上断点埋深为95~101.52 m。早更新统126.43~129.1 m深度处的棕褐色黏土层受断层影响明显,断距约2.4 m。早更新统146.3~151.78 m深度处存在淡黄色中细砂层,上下均为胶结层,断层错断明显,断距约3.9 m,场地内仅有HDZKA孔和HDZAF孔钻遇。早更新统顶部棕黄色含粉砂黏土层(标志层⑨)被断层错断约1.8 m,标志层中部114.4 m深度处F-ESR-4样品年龄为(804±161) ka。

    XK-4场地钻孔布设在邯郸市肥乡区柳庄区北侧振兴路上,共布设7个钻孔(图9)。该场地钻孔最大深度为152.53 m,揭露第四纪地层有全新统、上更新统孟观组、中更新统魏县组、下更新统杨柳青组。部分钻孔钻遇下更新统杨柳青组,但未钻穿第四纪地层,各孔厚度如表3所示。全新统双井组(Qp-Qhs)地层平均厚度为26.7 m,上更新统孟观组(Qp3mg)地层平均厚度为39.10 m,钻遇中更新统魏县组(Qp2w)地层最大厚度为72.45 m,钻遇下更新统杨柳青组(Qp1y)地层最大厚度为17.80 m。

    图 9  XK-4场地钻孔联合剖面
    Figure 9.  The joint drilling pfrofiling in XK-4 site

    XK-4场地上晚更新世以来地层均匀连续分布,未见断错迹象。早、中更新世地层中存在明显的断错迹象。中更统89~90.9 m深度处的灰绿色黏土层(标志层⑫)、101.8~103.4 m深度处的浅灰绿色黏土层(标志层⑬)、105.6~107.95 m深度处的浅灰绿色黏土层或浅灰绿色条带状黏土层(标志层⑭)、107~111.23 m深度处的棕黄色粉砂质黏土及棕黄色粉砂层(标志层⑮)、114.6~120.45 m深度处的灰色细砂层(标志层⑯)均受断层错断明显,断距分别为0.7、1.3、1.5、1.6、2.4 m。标志层⑮上部109.35 m深度处LZE-ESR-2样品年龄为(350±50) ka,标志层⑯上部117.9 m深度处LZE-ESR-4样品年龄为(386±58 )ka,而其上82~83.6 m深度处的灰绿色黏土层(标志层⑪)无明显断错现象,因此上断点埋深为83.6~89.4 m。早更新世地层仅少数钻孔钻遇,识别出1个断错界面,133.8~138.6 m深度处的棕红色黏土层被断层错断,断距约4 m。

    CK-5场地钻孔布设在邯郸市肥乡区寨中堡村铁路线村道南侧田地内,共布设6个钻孔(图10)。该场地钻孔最大深度为123.31 m,揭露第四纪地层有全新统、上更新统孟观组、中更新统魏县组、下更新统杨柳青组。部分钻孔钻遇下更新统杨柳青组,但未钻穿第四纪地层,各孔厚度如表3所示。全新统双井组(Qp-Qhs)地层平均厚度为24.88 m,钻遇的上更新统孟观组(Qp3mg)地层平均厚度为40.55 m,钻遇的中更新统魏县组(Qp2w)地层平均厚度为54.27 m,钻遇的下更新统杨柳青组(Qp1y)地层最大厚度为3.52 m。

    图 10  CK-5场地钻孔联合剖面
    Figure 10.  The joint drilling pfrofiling in CK-5 site

    CK-5场地上全新世地层及晚更新世地层均匀连续分布,对比性较好,未见断错迹象。中更统86.8~89 m深度处的棕红色黏土层(标志层⑦)、96.14~100.2 m深度处的棕黄色砂层(标志层⑧)、116.72~122.03 m深度处的棕色中细砂层(标志层⑨)受断层影响明显,断距分别为1.1、2、4.4 m。标志层⑧上部97.5 m深度处ESR-FF-1样品年龄为(549±21) ka,上部97.3 m深度处ESR-FC-1样品年龄为(516±32) ka,取其平均值532 ka。标志层⑨位于中更新统底部,118.06 m深度处ESR-FF-3样品年龄为(670±97) ka,117.3 m深度处ESR-FA-3样品年龄为(749±134) ka,而其上78.55~79.1 m深度处的棕红色含粉砂黏土层(标志层⑥)无明显错断现象,因此上断点埋深为79.1~86.8 m。该场地钻孔最大深度为124.11 m,中更新统底界埋深为122 m左右,揭示的早更新世地层厚度较小,无明显的标志层。

    本文通过浅层地震勘探确定了邯东断裂的具体位置和空间分布。邯东断裂为邯郸凹陷的东部边界断裂,与太行山山前断裂共同控制了邯郸凹陷的分布。总体走向近北北东-南南东,CK-5测线以南由北北东转为南南东(图1)。6条测线共解译构造断点6个,均为正断点,视倾向西,为西倾的高角度正断层(表4)。其中,CK-1、CK-3测线中可分辨上断点延伸到下更新统内部,CK-2、XK-4、CK-5和CK-7测线中可分辨上断点延伸到中更新统内部,显示邯郸断裂最新活动时代为中更新世。

    表 4  浅层地震探测结果
    Table 4.  Shallow seismic survey results
    测线名称 断点编号 性质 断点位置(CDP/桩号) 视倾向 视倾角/(°) 断距/m 可分辨的上断点埋深/m
    CK-1 F1 347/1219 W 60~70 17(TQ1 190
    CK-2 F2 676/1353 W 60~75 3(TQ2 107
    CK-3 F3 1853/1957 W 50~60 11(TQ1 166
    XK-4 F4 581/1292 W 65 4(TQ2 132
    CK-5 F5 903/1472 W 65~75 4(TQ2 105
    CK-7 F6 1433/1737 W 50~65 6(TQ2 110
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    CK-2、XK-4、CK-5场地钻孔揭露的第四纪地层有全新统、上更新统孟观组、中更新统魏县组、下更下统杨柳青组(未钻穿)。CK-2、XK-4、CK-5场地中全新统底界埋深分别为24.5~25.9、26.3~27.09、24.3~25.35 m,上更新统孟观组底界埋深分别为68.20~68.65、65~66.39、64.95~66.12 m,中更新统魏县组底界埋深分别为107.1~113.35、119.37~137.8、121.25~117.6 m。CK-2、XK-4、CK-5场地中断层上断点均位于中更新统魏县组内部,其中,CK-2场地中上断点埋深为95~101.52 m,XK-4场地中上断点埋深为83.6~89.4 m,CK-5场地中上断点埋深为79.1~86.8 m,断层南段上断点埋深与北段相比较浅。

    CK-2、XK-4、CK-5场地中晚更新世以来地层连续分布,未见明显错断,早、中更新世断层错断明显(图8图10)。结合明显断错界面断距、典型标志层错断距离、中更新统底界年龄和ESR测年结果,对邯东断裂活动时代和活动性进行讨论。CK-2场地中中更新统底界下方棕黄色粉砂黏土层(标志层⑨)断错约1.8 m,中更新世早期棕红色黏土层(标志层⑧)断错约1.1 m(图8),即780—653 ka期间断错约0.7 m,断层运动速率约为0.005 mm/a,表明 CK-2场地中中更新世早期断层运动速率约为0.005 mm/a。XK-4场地中中更新世中期棕黄色粉砂层(标志层⑮)断错约1.6 m,灰色细砂层(标志层⑯)断错约2.45 m,即386—350 ka期间断错约0.85 m,断层运动速率约为0.024 mm/a;中更新统底界棕红色黏土层(标志层⑰)断错4.0 m,即780—386 ka期间断错约1.55 m,断层运动速率约为0.004 mm/a,表明XK-4场地中中更新世早中期断层运动速率约为0.004 mm/a,中更新世中期断层运动速率约为0.024 mm/a。CK-5场地中中更新统底部棕色中细砂层(标志层⑨)顶、底部年龄分别为(670±97)、(749±134) ka,顶部断错约2.1 m、底部断错约4.4 m,即749—670 ka期间断错2.3 m,断层运动速率约为0.03 mm/a,表明CK-5场地中中更新世早期断层运动速率约为0.03 mm/a。

    本文利用浅层地震剖面、联合钻孔剖面和年代学测试综合分析,主要得出以下结论:

    (1)邯东断裂为西倾的高角度正断层,视倾角50°~75°,走向近北北东-南南东,CK-5测线以南走向由北北东转为南南东。

    (2)浅层地震勘探和钻孔联合剖面综合显示,晚更新世以来地层连续分布,未见明显错断迹象,早中更新世地层受断层影响明显。邯东断裂为中更新世断裂,南段上断点埋深与北段相比较浅,由北向南依次为95~101.52、83.6~89.4、79.1~86.8 m。

    (3)CK-2、XK-4、CK-5场地中中更新世早期断层运动速率分别为0.005、0.004、0.03 mm/a,XK-4场地中中更新世中期断层运动速度约为0.024 mm/a。早更新世时期,断层南段与北段相比运动较活跃。

    致谢 感谢河北省地震局、邯郸市应急管理局及中煤科工西安研究院(集团)有限公司、鲁东大学在本研究完成过程中给予的大力支持和帮助。

  • 图  1  邯东断裂及邻区地质构造

    Figure  1.  Geological structure map of Handong fault and adjacent area

    图  2  CK-1测线地震反射剖面图

    Figure  2.  Seismic reflection profile of CK-1 line

    图  3  CK-2测线地震反射剖面图

    Figure  3.  Seismic reflection profile of CK-2 line

    图  4  CK-3测线地震反射剖面图

    Figure  4.  Seismic reflection profile of CK-3 line

    图  5  XK-4测线地震反射剖面图

    Figure  5.  Seismic reflection profile of XK-4 line

    图  6  CK-5测线地震反射剖面图

    Figure  6.  Seismic reflection profile of CK-5 line

    图  7  CK-7测线地震反射剖面图

    Figure  7.  Seismic reflection profile of CK-7 line

    图  8  CK-2场地钻孔联合剖面

    Figure  8.  The joint drilling profiling in CK-2 site

    图  9  XK-4场地钻孔联合剖面

    Figure  9.  The joint drilling pfrofiling in XK-4 site

    图  10  CK-5场地钻孔联合剖面

    Figure  10.  The joint drilling pfrofiling in CK-5 site

    表  1  浅层地震勘探测线参数

    Table  1.   Parameters of shallow seismic exploration lines

    测线名称 道间距/m 接收道数 炮间距/m 覆盖次数 有效炮数(物理点数)
    CK-1 3 360 12 45 150
    CK-2 3 360 12 45 285
    CK-3 5 480 15 80 360
    XK-4 3 436 12 54 128
    CK-5 5 480 15 80 340
    CK-7 5 480 15 80 450
    下载: 导出CSV

    表  2  年龄样品测试结果

    Table  2.   The dating results of the samples

    样品编号 钻孔 埋深/m U/(ug·g−1) Th/(ug·g−1) K2O/% 含水量/% 古剂量/Gy 年剂量/(Gy·ka−1) 年龄/ka
    C-ESR-5 HDZKC 102.90 2.81 13.25 2.36 12 1 770±354 3.54 500±100
    D-ESR-2 HDZKD 104.10 3.02 15.33 2.44 15 2 406±481 3.64 661±132
    F-ESR-3 HDZKF 104.40 2.69 15.95 2.49 12 2 446±220 3.79 645±58
    F-ESR-4 HDZKF 114.40 2.37 12.18 2.16 13 2 566±513 3.19 804±161
    LZE-ESR-2 LZZKE 109.35 2.43 14.28 1.02 15 823±117 2.35 350±50
    LZE-ESR-4 LZZKE 117.90 2.38 10.35 2.08 16 1 263±193 3.27 386±58
    ESR-FA-3 FXZKA 117.30 2.23 12.20 2.18 18 2 225±399 2.97 749±134
    ESR-FC-1 FXZKC 97.30 2.04 10.83 1.75 16 1 341±83 2.6 516±32
    ESR-FF-1 FXZKF 97.50 2.16 11.08 1.67 25 1 258±48 2.29 549±21
    ESR-FF-3 FXZKF 118.06 2.61 14.00 2.28 27 1 904±277 2.84 670±97
    下载: 导出CSV

    表  3  CK-2、XK-4、CK-5场地第四系厚度

    Table  3.   Summary of Quaternary stratum thickness at CK-2、XK-4 and CK-5 sites

    场地 钻孔 厚度/m
    全新统 上更新统孟观组 中更新统魏县组 下更新统杨柳青组(未钻穿)
    CK-2 HDZKA 25.20 43.30 38.60 42.90
    HDZKB 25.60 42.60 41.35 15.00
    HDZKC 25.10 43.40 40.80 22.10
    HDZKD 24.50 43.90 43.50 7.60
    HDZKE 25.40 43.20 44.40 35.70
    HDZKF 25.90 42.75 44.70 41.80
    XK-4 LZZKA 26.90 39.10 68.60 17.80
    LZZKB 27.00 39.20 53.84
    LZZKC 26.42 39.70 53.25
    LZZKD 27.09 39.30 67.40 1.60
    LZZKE 26.50 39.50 54.55
    LZZKF 27.00 38.35 72.45 14.73
    LZZKB’ 26.30 38.70 70.60
    CK-5 FXZKA 25.15 40.20 52.25 3.52
    FXZKB 25.35 40.00
    FXZKC 25.22 40.90
    FXZKD 24.90 40.35
    FXZKE 24.30 41.30
    FXZKF 24.35 40.60 56.30 2.10
    下载: 导出CSV

    表  4  浅层地震探测结果

    Table  4.   Shallow seismic survey results

    测线名称 断点编号 性质 断点位置(CDP/桩号) 视倾向 视倾角/(°) 断距/m 可分辨的上断点埋深/m
    CK-1 F1 347/1219 W 60~70 17(TQ1 190
    CK-2 F2 676/1353 W 60~75 3(TQ2 107
    CK-3 F3 1853/1957 W 50~60 11(TQ1 166
    XK-4 F4 581/1292 W 65 4(TQ2 132
    CK-5 F5 903/1472 W 65~75 4(TQ2 105
    CK-7 F6 1433/1737 W 50~65 6(TQ2 110
    下载: 导出CSV
  • 邓起东,卢造勋,杨主恩,2007. 城市活动断层探测和断层活动性评价问题. 地震地质,29(2):189−200. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2007.02.001

    Deng Q. D., Lu Z. X., Yang Z. E., 2007. Remarks on urban active faults exploration and associated activity assessment. Seismology and Geology, 29(2): 189−200. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2007.02.001
    高景华,徐明才,2012. 地震方法确定活动断裂上断点的影响因素分析. 地震地质,34(2):338−347. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.012

    Gao J. H., Xu M. C., 2012. Analysis of influencing factors in determining the upper offset point of active faults using seismic method. Seismology and Geology, 34(2): 338−347. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.02.012
    高战武,吴昊,李光涛等,2014. 太行山山前断裂带中北段晚第四纪活动性研究. 震灾防御技术,9(2):159−170. doi: 10.3969/j.issn.1673-5722.2014.02.001

    Gao Z. W., Wu H., Li G. T., et al., 2014. Late quaternary activity of the central−north segment of Taihang Mountain piedmont fault zone. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 9(2): 159−170. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1673-5722.2014.02.001
    何强,李录明,赖敏等,2004. 凤凰山地区蒲江−新津−德阳隐伏断裂反射波法地震勘探与断裂活动性研究. 地震地质,26(4):706−715. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2004.04.016

    He Q., Li L. M., Lai M., et al., 2004. Seismic reflection surveying of the Pujiang-Xinjin-Deyang buried fault in Fenghuangshan area and the study of fault activity. Seismology and Geology, 26(4): 706−715. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2004.04.016
    何正勤,陈宇坤,叶太兰等,2007. 浅层地震勘探在沿海地区隐伏断层探测中的应用. 地震地质,29(2):363−372. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2007.02.014

    He Z. Q., Chen Y. K., Ye T. L., et al., 2007. Application of shallow seismic exploration in detection of buried fault in coastal areas. Seismology and Geology, 29(2): 363−372. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2007.02.014
    花鑫升,石金虎,谭雅丽等,2018. 浅层地震勘探资料揭示汤东断裂特征. 震灾防御技术,13(2):276−283. doi: 10.11899/zzfy20180203

    Hua X. S., Shi J. H., Tan Y. L., et al., 2018. The characteristics of the Tangdong fault revealed by shallow seismic survey. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 13(2): 276−283. (in Chinese) doi: 10.11899/zzfy20180203
    李涛,王志铄,高家乙等,2022. 兰聊断裂南段构造样式与最新活动性分析. 震灾防御技术,17(2):278−293. doi: 10.11899/j.issn.1673-5722.2022.2.zzfyjs202202009

    Li T., Wang Z. S., Gao J. Y., et al., 2022. Structural style and latest activity analysis of the southern segment of the Lanliao fault. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 17(2): 278−293. (in Chinese) doi: 10.11899/j.issn.1673-5722.2022.2.zzfyjs202202009
    商世杰,丰成君,谭成轩等,2019. 雄安新区附近主要隐伏断裂第四纪活动性研究. 地球学报,40(6):836−846. doi: 10.3975/cagsb.2019.033101

    Shang S. J., Feng C. J., Tan C. X., et al., 2019. Quaternary activity study of major buried faults near Xiongan New Area. Acta Geoscientica Sinica, 40(6): 836−846. (in Chinese) doi: 10.3975/cagsb.2019.033101
    沈军,戴训也,肖淳等,2022. 夏垫西断裂的晚第四纪活动性. 地震地质,44(4):909−924. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.04.006

    Shen J., Dai X. Y., Xiao C., et al., 2022. Study on the late quaternary activity of the West Xiadian fault in Beijing Plain. Seismology and Geology, 44(4): 909−924. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.04.006
    向宏发,王学潮,郝书俭等,2000. 聊城−兰考隐伏断裂的第四纪活动性−中国东部平原区一条重要的隐伏活动断裂. 中国地震,16(4):307−315. doi: 10.3969/j.issn.1001-4683.2000.04.002

    Xiang H. F., Wang X. C., Hao S. J., et al., 2000. Activity of Liaocheng−Lankao buried fault in Quaternary. Earthquake Research in China, 16(4): 307−315. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-4683.2000.04.002
    姚守皓,2015. 邯郸市第四纪岩石地层与年代地层划分与对比. 北京:中国地质大学(北京).

    Yao S. H. ,2015. Quaternary lithostratigraphy and chronostratigraphy division and correlation in Handan urban area. Beijing:China University of Geosciences. (in Chinese)
    章龙胜,周本刚,计凤桔等,2016. 广东信宜−廉江断裂带东支西南段断裂活动性研究. 地震地质,38(2):316−328. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.02.007

    Zhang L. S., Zhou B. G., Ji F. J., et al., 2016. Fault activity of the southwestern segment of the eastern branch of Xinyi−Lianjiang fault zone in Guangdong province. Seismology and Geology, 38(2): 316−328. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2016.02.007
    张鹏,张媛媛,许汉刚等,2019. 苏锡常断裂的第四纪活动性. 地震地质,41(5):1172−1184. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.05.007

    Zhang P., Zhang Y. Y., Xu H. G., et al., 2019. Research on the characteristics of Quaternary activities of Su-Xi-Chang fault. Seismology and Geology, 41(5): 1172−1184. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.05.007
    张鹏,许奎,范小平等,2021. 镇江地区主要NW向断裂的第四纪活动性. 地震地质,43(1):144−157. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2021.01.009

    Zhang P., Xu K., Fan X. P., et al., 2021. Research on the characteristic of quaternary activities of NW-trending faults in Zhenjiang area. Seismology and Geology, 43(1): 144−157. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2021.01.009
    张晓亮,张磊,蔡向民等,2016. 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. 中国地质,43(4):1258−1265. doi: 10.12029/gc20160412

    Zhang X. L., Zhang L., Cai X. M., et al., 2016. A study of structure and activity characteristics of the northern segment of Huangzhuang−Gaoliying fault in Beijing plain area. Geology in China, 43(4): 1258−1265. (in Chinese) doi: 10.12029/gc20160412
    章振铨,刘昌森. 2001. 上海两条隐伏第四纪断裂的研究. 地震地质, 23 (4):545−555.

    Zhang Z. Q. , Liu C. S. , 2001. Research on two buried Quaternary faults in Shanghai. Seismology and Geology, 23 (4): 545−555. (in Chinese)
  • 加载中
图(10) / 表(4)
计量
  • 文章访问数:  140
  • HTML全文浏览量:  65
  • PDF下载量:  29
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-25
  • 刊出日期:  2024-06-30

目录

/

返回文章
返回