張 鵬 李麗梅 許漢剛 劉建達(dá) 李金良 顧勤平 王金艷 蔣 新

（江蘇省地震局，南京 210014）

徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目主要斷層活動(dòng)性研究1

張 鵬 李麗梅 許漢剛 劉建達(dá) 李金良 顧勤平 王金艷 蔣 新

（江蘇省地震局，南京 210014）

對(duì)徐州市主要可能的發(fā)震斷層開(kāi)展了活動(dòng)性探測(cè)及地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作，這對(duì)徐州市開(kāi)展防震減災(zāi)工作具有重大意義。根據(jù)前人資料，分析了威脅徐州市區(qū)安全的主要5條隱伏斷層，它們分別為幕集-劉集斷裂、不老河斷裂、廢黃河斷裂、班井?dāng)嗔押蜕蹣菙嗔?。同時(shí)根據(jù)徐州市活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目的要求，針對(duì)這5條主要斷層開(kāi)展了淺層地震勘探、鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)、野外地震地質(zhì)調(diào)查等相關(guān)工作，評(píng)價(jià)了這5條斷層的活動(dòng)歷史、活動(dòng)性質(zhì)、規(guī)模、展布和地貌特征，及其最新活動(dòng)時(shí)代。結(jié)果表明，廢黃河斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中期，邵樓斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為早更新世，這2條斷層是目標(biāo)區(qū)具備一定程度發(fā)震能力和地震危險(xiǎn)性最大的斷層。

徐州 活動(dòng)斷層探測(cè) 活動(dòng)性 廢黃河斷裂 淺層地震勘探 鉆孔聯(lián)合剖面

引言

活動(dòng)斷層與地震的發(fā)生關(guān)系密切，城市活動(dòng)斷層探測(cè)及其活動(dòng)性評(píng)價(jià)是城市建設(shè)和防震減災(zāi)工作中極其重要的基礎(chǔ)性工作（鄧起東等，2007；任俊杰等，2008）。對(duì)徐州市主要可能的發(fā)震斷層開(kāi)展活動(dòng)性探測(cè)及地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作，并作為防震減災(zāi)的依據(jù)，對(duì)減輕因城市“直下型”破壞性地震或遠(yuǎn)場(chǎng)破壞性大地震對(duì)徐州市造成的地震災(zāi)害損失具有重大意義。由江蘇省地震工程研究院承擔(dān)的“徐州市新城區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)活動(dòng)斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)”項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目）的目標(biāo)區(qū)，以徐州市為中心、同時(shí)兼顧了未來(lái)城市重點(diǎn)擴(kuò)建區(qū)的規(guī)劃要求，其范圍為南北長(zhǎng)約37km，東西寬約46km，面積約1700km2的區(qū)域。目標(biāo)區(qū)經(jīng)緯度范圍為：北緯34°05′—34°25′，東經(jīng)116°55′—117°25′。

目標(biāo)區(qū)及鄰區(qū)位于華北板塊東南緣，東鄰郯廬斷裂帶，南與大別造山帶相望。目標(biāo)區(qū)中部的低山丘陵區(qū)是著名的徐宿弧形構(gòu)造的一部分。徐州丘陵山區(qū)以西，上新生界（N+Q）的厚度向西漸增，從小于20m增至100m以上。在丘陵山區(qū)以東，上新生界向東增厚，在目標(biāo)區(qū)東部的大廟、賈汪一帶厚度為20—40m左右。根據(jù)前人的研究成果（陳希祥等，1988），確定第四紀(jì)地層劃分的主要標(biāo)志為：①全新統(tǒng)連云港組（Qh）上部為灰黃色亞砂土或亞粘土；下部為灰黑色淤泥質(zhì)粘土、粉砂質(zhì)粘土，大致以深灰色淤泥質(zhì)粘土層的底為底界。②上更新統(tǒng)（Qp3）以灰色、黃灰色、褐灰色粘土、粉砂質(zhì)粘土、粉砂為主，含較豐富的鈣質(zhì)結(jié)核及其富集層。③中更新統(tǒng)（Qp2）以灰褐色、黃褐色、紫紅色、雜色粘土為主，富含鐵錳質(zhì)結(jié)核。④下更新統(tǒng)（Qp1）地層和新近系在目標(biāo)區(qū)大部分地區(qū)缺失，僅發(fā)育于西北角的鄭集、劉集一帶。目標(biāo)區(qū)內(nèi)沒(méi)有破壞性地震記載。

圖1 徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目實(shí)際材料簡(jiǎn)圖Fig. 1 Index map of field work in carrying out project of “Urban active fault exploration of Xuzhou city”

據(jù)前人資料分析1江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984．徐州南部區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（1:5萬(wàn)）（徐州市幅、大廟幅、桃山集幅、房村幅）．，對(duì)徐州市威脅較大的主要隱伏斷層有5條，它們?cè)诘刭|(zhì)地貌上或地球物理探測(cè)資料上有明顯的顯示。其次從區(qū)域地質(zhì)資料分析，5條主要隱伏斷層均屬橫切或平行徐宿弧形構(gòu)造而發(fā)育的斷裂構(gòu)造，對(duì)徐宿弧形構(gòu)造的早期形成或后期改造起到了控制作用。按其斷裂走向可分為兩組，即北東向組和北西向組。5條主要斷裂分別為：北西向的廢黃河斷裂、班井?dāng)嗔?、不老河斷裂和北東向的幕集-劉集斷裂、邵樓斷裂（見(jiàn)圖1）。

筆者對(duì)目標(biāo)區(qū)開(kāi)展了遙感解譯與地球物理場(chǎng)分析、淺層地震勘探、鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)、野外地震地質(zhì)調(diào)查等相關(guān)工作。本文在這些工作的基礎(chǔ)上，對(duì)5條主要斷層活動(dòng)性鑒定成果進(jìn)行了總結(jié)和探討。

1 斷層活動(dòng)性研究方法

根據(jù)徐州市的具體地質(zhì)條件，徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目主要斷層的活動(dòng)性鑒定工作分為3個(gè)部分：目標(biāo)斷層的地震地質(zhì)調(diào)查；隱伏斷層的淺層人工地震勘探；鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)工作。

筆者首先在遙感數(shù)據(jù)、重力和航磁數(shù)據(jù)搜集的基礎(chǔ)上，得到了目標(biāo)區(qū)主要斷裂的基本構(gòu)造特征，并在此基礎(chǔ)上于2009—2011年對(duì)目標(biāo)區(qū)主要的5條斷層進(jìn)行了野外調(diào)查工作，調(diào)查點(diǎn)共計(jì)132個(gè)（見(jiàn)圖1）。由于目標(biāo)斷層基本發(fā)育在隱伏區(qū)內(nèi)，因此采用淺層地震勘探方法進(jìn)行斷層的探測(cè)。淺層地震勘探使用S-Land全數(shù)字化高密度地震儀，配置28Hz縱、橫波兩用檢波器，同時(shí)根據(jù)具體條件綜合采用橫波反射、縱波反射及折射波方法，點(diǎn)距為2—4m，采樣率0.5ms，記錄長(zhǎng)度1024ms，48道記錄，探測(cè)精度為1—2m。共完成淺層人工地震勘探測(cè)線26條（見(jiàn)圖1），測(cè)線全長(zhǎng)58709.5m，其中，反射測(cè)線長(zhǎng)56132.5m，折射測(cè)線長(zhǎng)2577m。斷點(diǎn)的判定以同相軸不連續(xù)或明顯錯(cuò)斷為標(biāo)志，共解釋出斷點(diǎn)30個(gè)。對(duì)控制性人工地震探測(cè)得到的目標(biāo)斷層的斷點(diǎn)開(kāi)展了鉆孔聯(lián)合探測(cè)工作，共計(jì)鉆探施工6個(gè)場(chǎng)地，39個(gè)鉆孔，鉆探總進(jìn)尺為1386.9m，獲得熱釋光（TL）和光釋光（OSL）測(cè)年20件。

2 徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目主要斷層活動(dòng)性鑒定成果

2.1 廢黃河斷裂

廢黃河斷裂全長(zhǎng)約75km，西北起自?shī)A河塞，向東南經(jīng)蘇山頭、徐州市，沿廢黃河經(jīng)梁堂至睢寧縣王集鎮(zhèn)以北，整體隱伏于地表之下?？傮w走向北西西，傾向南西。斷裂延伸方向基本與廢黃河發(fā)育方向一致?？傮w走向呈北東向的徐宿弧形構(gòu)造體，在徐州市區(qū)附近被廢黃河斷裂截切，斷裂兩側(cè)山體普遍出現(xiàn)斷頭現(xiàn)象，形成地貌上明顯的斷階帶。沿該區(qū)域發(fā)育的廢黃河，明顯受到了斷裂帶的控制作用。廢黃河斷裂橫切區(qū)內(nèi)所有復(fù)式褶皺，在斷裂兩側(cè)的梁堂、褚蘭，不同時(shí)代地層不連續(xù)，斷裂北側(cè)地層在梁堂一帶明顯相對(duì)向西移動(dòng)，表現(xiàn)出左行走滑性質(zhì)1江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984. 徐州南部區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（1:5萬(wàn)）（徐州市幅、大廟幅、桃山集幅、房村幅）．。

廢黃河斷裂自徐州市區(qū)向東南方向繼續(xù)發(fā)育，沿?cái)嗔焉险共嫉?、7個(gè)小湖泊呈一條串珠狀，這些小湖泊能間接反映斷層的存在。據(jù)前人資料（賈曉娟等，1996；徐智敏等，2006），斷裂帶內(nèi)巖石破碎，溶蝕孔洞發(fā)育，廢黃河斷裂帶中某些層段巖溶率達(dá)50%以上，高于斷裂帶外1倍以上，表明廢黃河斷裂帶具有破碎和富水性好的特點(diǎn)（馮啟言，1990）。

在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，斷裂兩側(cè)山體未見(jiàn)斷層三角面及斷層崖地貌；山體朝向廢黃河斷裂一側(cè)坡度都較為平緩。在閻窩、鄧樓、梁塘一帶，廢黃河斷裂北側(cè)的山體中均發(fā)育密集的北西向節(jié)理。沿廢黃河斷裂分布著張集、七里溝等幾個(gè)向徐州市供水的大型水源地，這也從另一方面佐證了廢黃河斷裂帶的導(dǎo)水和富水性。在鳳山南麓見(jiàn)到發(fā)育在輝綠巖體與灰?guī)r之間的北西向次級(jí)斷層，該斷層早期以左行走滑為主，第四紀(jì)以來(lái)為張性活動(dòng)，在地貌上表現(xiàn)為負(fù)地形。結(jié)合斷層泥膠結(jié)程度、測(cè)年結(jié)果和地貌特征等，可判定北西向次級(jí)斷層最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中期。

人工地震勘探共對(duì)廢黃河斷裂布置了13條反射測(cè)線和數(shù)個(gè)折射測(cè)線，共發(fā)現(xiàn)12個(gè)歸屬于廢黃河斷裂的斷點(diǎn)。以下是對(duì)該斷裂淺層地震勘探獲得的典型斷點(diǎn)的簡(jiǎn)要說(shuō)明。

f3-5斷點(diǎn)：位于L3-3測(cè)線（圖2a）。由圖2a可見(jiàn)，斷點(diǎn)附近基巖反射波組（P2）在斷點(diǎn)處同相軸不連續(xù)，南部（左側(cè)）整體雙程走時(shí)較小，大致在75—90ms左右；北部（右側(cè)）穩(wěn)定在95ms左右。斷點(diǎn)傾向北，視傾角較陡，約60°左右?？傮w表現(xiàn)為上盤(pán)下降、下盤(pán)上升的正斷層，視斷距約3m。判斷該斷點(diǎn)歸屬于廢黃河斷裂的南邊界斷裂。

圖2 廢黃河斷裂地震剖面（局部）Fig. 2 Profile of shallow seismic exploration crossing Feihuanghe fault

f3-7斷點(diǎn)：位于L3-5測(cè)線（圖2b），由圖2b可見(jiàn)，基巖反射波組（P2）在斷點(diǎn)處同相軸明顯錯(cuò)斷，南部（左側(cè)）整體雙程走時(shí)較大，大致在400ms左右；北部（右側(cè)）在330—350ms之間，存在60ms左右的時(shí)差。斷點(diǎn)傾向南，視傾角較陡，約65°左右?？傮w表現(xiàn)為上盤(pán)下降、下盤(pán)上升的正斷層，視斷距約7m。判斷該斷點(diǎn)歸屬于廢黃河斷裂的北邊界斷裂。

經(jīng)過(guò)對(duì)所有斷點(diǎn)的分析對(duì)比，同時(shí)結(jié)合廢黃河斷裂的斷裂特征比較，可判斷廢黃河斷裂由南北2條主干斷裂組成：南支斷裂總體走向約北70°西、傾向北東、視傾角約60°；北支斷裂總體走向約北70°西、傾向南西、視傾角約60°。廢黃河斷裂總體上表現(xiàn)為地塹形式，北邊界斷裂視斷距較大，本次揭示的最大斷距為7m；南邊界視斷距較小，不大于5m，斷裂寬度在1—2km之間，東南較窄，西北接近幕集-劉集斷裂處較寬，呈發(fā)散狀。

廢黃河斷裂鉆孔聯(lián)合剖面（圖3）分布于淺層人工地震勘探測(cè)線的L3-5測(cè)線上的f3-7斷點(diǎn)（圖2b），其位于徐州市大廟鎮(zhèn)溝西村，共有5個(gè)鉆孔控制廢黃河斷裂。綜合這5個(gè)鉆孔的巖性和顏色特征，在分層和主要地層界面確定中主要采用了顏色和巖性標(biāo)志層法。

圖3 廢黃河斷裂鉆孔聯(lián)合剖面綜合解釋圖Fig. 3 Correlation of drilling sections around Feihuanghe fault

在項(xiàng)目研究區(qū)場(chǎng)地內(nèi)，地層厚度較薄，沉積物以洪沖積和沖湖積為主。結(jié)合前人的劃分方案（陳希祥等，1988），利用巖性標(biāo)志層和沉積物顏色特征，筆者將場(chǎng)地年代地層和巖石地層劃分為全新統(tǒng)連云港組（Qh）、上更新統(tǒng)戚咀組（Qp3）、中更新統(tǒng)泊崗組（Qp2），基巖為上侏羅統(tǒng)蒙陰組（J3m）火山碎屑巖和震旦系白云巖。場(chǎng)地XZ4-2孔20.5m深度的粉砂層熱釋光（TL）測(cè)年數(shù)據(jù)為59.44±5.05ka（由中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所測(cè)試），與筆者的劃分方案相吻合。上更新統(tǒng)底界深度為25—25.5m，底界埋深基本一致，沒(méi)有斷錯(cuò)跡象。中部出現(xiàn)一層1—1.5m左右厚的粉砂層標(biāo)志層；底部出現(xiàn)一層1—1.5m厚的砂姜層（鈣質(zhì)結(jié)核富集層）標(biāo)志層。這2個(gè)標(biāo)志層對(duì)比良好，也沒(méi)有斷錯(cuò)跡象。

在中更新統(tǒng)層段，斷點(diǎn)兩側(cè)的巖性具有明顯的斷錯(cuò)特征。斷點(diǎn)南側(cè)2個(gè)孔的底部為紫紅色粘土，上部為黃褐色夾紅褐色粘土；斷點(diǎn)北側(cè)的3個(gè)孔僅發(fā)育黃褐色夾紅褐色粘土。在中更新統(tǒng)上部，地層在斷點(diǎn)兩側(cè)的落差為2.4m，這表明該斷點(diǎn)已進(jìn)入了中更新統(tǒng)層位的中部。

斷點(diǎn)南側(cè)2個(gè)孔的基巖為雜色和紫紅色上侏羅統(tǒng)火山碎屑巖；斷點(diǎn)北側(cè)3個(gè)孔的基巖為灰色震旦系白云巖。其基巖斷距達(dá)7.2m，可判斷該處為廢黃河斷裂通過(guò)。結(jié)合地震剖面和鉆孔聯(lián)合剖面綜合解釋判斷，在該場(chǎng)地內(nèi)廢黃河斷裂斷錯(cuò)了中更新統(tǒng)層位（圖3），但中更新統(tǒng)頂面未被斷錯(cuò)。

綜合以上證據(jù)，可判定廢黃河斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為第四紀(jì)中更新世中期。

2.2 邵樓斷裂

邵樓斷裂處于目標(biāo)區(qū)的中南部，北部自大廟鎮(zhèn)向南延伸，經(jīng)柳集、棠張鎮(zhèn)，到達(dá)永安鎮(zhèn)附近，長(zhǎng)約60km。該斷裂是潘塘中新生代斷陷盆地的西緣斷裂，自北向南由55o逐漸轉(zhuǎn)為10o，呈弧形。斷面傾向東南，傾角大于45o。斷面西側(cè)為淮河群及寒武系組成的弧形山體；東側(cè)為潘塘斷陷盆地，其內(nèi)堆積900m厚的白堊系火山碎屑巖。該斷裂是隆起和坳陷同時(shí)生成的同沉積斷裂（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984），斷裂兩側(cè)航磁異常差異明顯。

邵樓斷裂在晚古生代末期－中生代早期，作為大型徐宿弧形推覆構(gòu)造的次級(jí)派生構(gòu)造而生成，在推覆過(guò)程結(jié)束后，沿早期的推覆擠壓面反向運(yùn)移，形成晚侏羅—白堊紀(jì)的陸相拉伸半地塹盆地——潘塘斷陷盆地。從野外地質(zhì)考察來(lái)看，邵樓斷裂作為盆地邊界的同沉積斷裂，上部為第四系所覆蓋。西側(cè)的弧形山體中普遍發(fā)育與其平行的老斷裂。

該斷層上盤(pán)（東側(cè)）以王氏組（K2w）砂巖為主，下盤(pán)（西側(cè)）為震旦系白云巖。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，斷層具有多期活動(dòng)的特性，早期為壓扭性，后由于受構(gòu)造應(yīng)力作用，上盤(pán)產(chǎn)生大幅度斜落，故推測(cè)斷層為一壓扭性的同生正斷層。

從野外調(diào)查結(jié)果來(lái)看，邵樓斷裂全段為第四系所覆蓋，西側(cè)的山體中普遍發(fā)育與其平行的老斷裂，邵樓斷裂對(duì)斷裂兩側(cè)各級(jí)地貌面發(fā)育無(wú)影響。

針對(duì)邵樓斷裂布置了6條測(cè)線，共發(fā)現(xiàn)6個(gè)斷點(diǎn)，測(cè)線位置見(jiàn)圖1?，F(xiàn)將該斷裂淺層地震勘探獲得的典型斷點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹如下。

f5-1斷點(diǎn)：位于L5-1測(cè)線（圖4a）。由圖4a可見(jiàn)，f5-1斷點(diǎn)附近基巖反射波組（左側(cè)為P2波組，基巖巖性為灰?guī)r；右側(cè)為P1波組，基巖巖性為白堊系砂巖）在斷點(diǎn)處同相軸不連續(xù)，兩側(cè)雙程走時(shí)差異較小。但同相軸的整體形態(tài)差別較為明顯，左側(cè)呈穩(wěn)定的逐步下傾狀，右側(cè)則較為平坦，在斷點(diǎn)處同相軸形成轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近有同相軸能量減弱特征，符合斷裂破碎帶特征。斷點(diǎn)傾向東，視傾角約65°左右，總體表現(xiàn)為上盤(pán)下降、下盤(pán)上升的正斷層，基巖面視斷距約1m?？v波折射勘探時(shí)距曲線反映出斷點(diǎn)兩側(cè)基巖折射波速度差異大，左側(cè)約4300m/s，右側(cè)約2800m/s，表明斷點(diǎn)兩側(cè)巖性不同。

f5-2斷點(diǎn)：位于L5-2測(cè)線（圖4b）。由圖4b可見(jiàn)，f5-2斷點(diǎn)附近基巖反射波組（左側(cè)為P2波組，基巖巖性為灰?guī)r；右側(cè)為P1波組，基巖巖性為白堊系砂巖）在斷點(diǎn)處同相軸不連續(xù)，斷點(diǎn)附近具有斷裂破碎帶特征?？v波折射勘探時(shí)距曲線反映出斷點(diǎn)兩側(cè)基巖折射波速度差異大，左側(cè)約4200m/s，右側(cè)約2600m/s，表明斷點(diǎn)兩側(cè)巖性不同。斷點(diǎn)傾向東，視傾角約65°左右，總體表現(xiàn)為上盤(pán)下降、下盤(pán)上升的正斷層，基巖面視斷距約2m。

淺層地震勘探表明該斷裂總體走向約為北30°東，呈自南向北逐步向東偏轉(zhuǎn)的弧形展布特點(diǎn)，傾向南東，視傾角約65°，視斷距約1—2m。斷裂最大特征就是斷裂兩側(cè)巖性不同，西北側(cè)為寒武紀(jì)灰?guī)r，東南側(cè)為古近紀(jì)砂巖。

圖4 邵樓斷裂地震剖面（局部）Fig. 4 Profile of shallow seismic exploration crossing Shaolou fault

邵樓斷裂鉆孔聯(lián)合剖面（圖5）分布于淺層人工地震勘探測(cè)線L5-2測(cè)線上的f5-2斷點(diǎn)（圖4b），該測(cè)線位于徐州市銅山經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)東部，畢莊以東。共計(jì)實(shí)施了6個(gè)鉆孔的探測(cè)。結(jié)合前人的劃分方案（陳希祥等，1988），利用巖性標(biāo)志層和沉積物顏色特征，筆者將場(chǎng)地地層劃分為：全新統(tǒng)連云港組（Qh）、上更新統(tǒng)戚咀組（Qp3）、中更新統(tǒng)泊崗組（Qp2），之下為震旦系白云巖及上白堊統(tǒng)王氏組（K2w）。

圖5 邵樓斷裂鉆孔聯(lián)合剖面綜合解釋圖Fig. 5 Correlation of drilling sections around Shaolou fault

在項(xiàng)目研究區(qū)場(chǎng)地內(nèi)，上更新統(tǒng)底界深度為17.3—18.3m，底界埋深基本一致，沒(méi)有斷錯(cuò)跡象。上部有一層1—1.5m厚的砂姜層（鈣質(zhì)結(jié)核富集層）標(biāo)志層，對(duì)比良好，也沒(méi)有斷錯(cuò)跡象。中更新統(tǒng)底界深度為20—23.8m，斷層西側(cè)基巖為震旦系白云巖，東側(cè)巖性為王氏組砂礫巖（圖5）；基巖落差和巖性差異明顯，但因中更新統(tǒng)較薄，難以判定上斷點(diǎn)是否進(jìn)入了中更新統(tǒng)地層。各鉆孔的基巖巖芯除XZ6-1、XZ6-2鉆孔較為完整外，在XZ6-3、XZ6-5、XZ6-6和XZ6-4鉆孔中，基巖中夾有大量雜色斷層物質(zhì)，含有泥質(zhì)、角礫巖等，且發(fā)育透鏡體及片理。這表明XZ6-3、XZ6-5、XZ6-6和XZ6-4鉆孔，均位于邵樓斷裂形成的斷層破碎帶和影響帶之內(nèi)。鉆探所揭示的物質(zhì)表明，2個(gè)斷點(diǎn)共同組成了邵樓斷裂寬約30余米的斷層帶。巖芯中所見(jiàn)破裂面為泥質(zhì)所充填（圖6），斷層泥未完全固結(jié)。邵樓斷裂錯(cuò)距為2—2.2m，斷錯(cuò)的層位為基巖面頂界，中更新統(tǒng)頂面未被斷錯(cuò)（圖5），表明該斷裂晚更新世后未有活動(dòng)。由巖芯中斷層物質(zhì)膠結(jié)程度判斷，邵樓斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為早更新世。

綜合以上證據(jù)，判斷邵樓斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為早更新世。

圖6 XZ6-6孔中的巖芯（側(cè)面）Fig. 6 The core sample in XZ6-6 borehole（from side view）

2.3 幕集-劉集斷裂

幕集-劉集斷裂延伸于徐州弧形構(gòu)造西北邊緣，走向約北45°東，總體傾向北西，斷層經(jīng)歷了多期正斷活動(dòng)和逆沖活動(dòng)。該斷裂向南至蕭縣孫圩子鄉(xiāng)一帶，向北至微山湖西南側(cè)，總長(zhǎng)度約65km。幕集-劉集斷裂在目標(biāo)區(qū)內(nèi)均為第四系所覆蓋，對(duì)地形地貌無(wú)控制作用。淺層人工地震勘探結(jié)果表明，該斷裂由東、西2條邊界斷裂組成，斷裂寬度自南西向北東方向逐漸變窄，邊界斷裂外側(cè)附近發(fā)育有次生斷裂。斷裂帶內(nèi)基巖為二疊紀(jì)煤系地層，兩側(cè)基巖巖性為古近系砂巖。斷裂帶總體表現(xiàn)為中間抬升，兩側(cè)斷陷，呈地壘狀?；鶐r頂面視斷距較小，表明斷裂形成后已經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化剝蝕，雖然兩側(cè)基巖巖性不同，但頂面已經(jīng)基本夷平至同一高程，表明其第四紀(jì)以來(lái)無(wú)活動(dòng)跡象，該斷裂對(duì)第四系層位無(wú)控制作用。針對(duì)該斷裂的鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)結(jié)果也表明，該斷裂未斷入上更新統(tǒng)。綜合分析認(rèn)為，幕集-劉集斷裂活動(dòng)性較弱，是一條前第四系斷裂。

2.4 不老河斷裂

不老河斷裂在徐州以北，大體沿北西西向的不老河延伸，主斷面傾向南，自西部張谷山，經(jīng)茅村延伸到上店子，總體走向約285°，總長(zhǎng)度約7km，為一條南盤(pán)下降的左行張扭性隱伏斷裂。該斷裂在地形地貌上表現(xiàn)明顯，不老河北側(cè)的北東向山體向南西延伸到不老河附近突然消失成平原。不老河斷裂雖然切斷山系，但沿不老河北岸未見(jiàn)斷層崖、三角面山等斷層地貌?，F(xiàn)今沿不老河的小山山頂圓滑，呈饅頭狀，山坡平緩。在不老河斷裂兩側(cè)山體中的各考察點(diǎn)所見(jiàn)斷層走向以北東向、北北東向?yàn)橹?。目前所?jiàn)兩條同方向斷層均規(guī)模很小，且為基巖內(nèi)老斷層，說(shuō)明不老河斷裂主體隱伏于不老河中，其規(guī)模和對(duì)兩側(cè)地層的影響范圍都不大。經(jīng)過(guò)控制性人工地震勘探和鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)，在可能存在的區(qū)域內(nèi)未能發(fā)現(xiàn)該斷裂主斷面的直接證據(jù)，且該斷裂向東未延伸至目標(biāo)區(qū)東北部的青山泉鎮(zhèn)附近，為小規(guī)模的發(fā)育于基巖中的前第四紀(jì)斷裂。這些現(xiàn)象都說(shuō)明，不老河斷裂活動(dòng)性較弱，為一條前第四紀(jì)斷裂。

2.5 班井?dāng)嗔?/p>

班井?dāng)嗔盐挥谛熘菽香~山縣漢王鄉(xiāng)一帶，西起班井以西，經(jīng)三堡至褚蘭以北，走向北西，全長(zhǎng)約50km，為一條左行張扭性質(zhì)斷層。班井?dāng)嗔言诘匦蔚孛采嫌幸欢ǚ从?，如沿?cái)嗔言诘孛采媳憩F(xiàn)為北西向?qū)捁?，北東向的山體在班井?dāng)嗔迅浇蝗恢袛嘈纬蓽瞎取０嗑當(dāng)嗔炎鳛橹猩鷰r體侵入的通道，控制了北西向巖體的分布（林景仟等，2000），其主斷面被巖體所覆蓋。班井巖體在形成后被風(fēng)化剝蝕，巖體與灰?guī)r的接觸帶未再遭受明顯的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，表明班井?dāng)嗔言诒粠r體覆蓋后未有明顯活動(dòng)。班井?dāng)嗔训臏\層人工地震勘探結(jié)果和鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)結(jié)果也表明，斷裂兩側(cè)灰?guī)r和閃長(zhǎng)玢巖頂面經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化剝蝕后已基本夷平至同一高程，基巖面視斷距很小，僅在主斷裂南側(cè)的灰?guī)r地層中探測(cè)到小規(guī)模斷點(diǎn)。綜合判斷，班井?dāng)嗔褳榍暗谒募o(jì)斷裂。

3 討論與結(jié)論

徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目目標(biāo)區(qū)的北東-北北東向斷裂構(gòu)造走向與徐宿弧形構(gòu)造的弧形褶皺平行，多具壓扭性活動(dòng)特征，主要發(fā)育在背斜、向斜的翼部和向斜的核部。中生代，沿北東向邵樓斷裂東側(cè)發(fā)育了潘塘斷陷盆地，盆地內(nèi)沉積了巨厚的青山組（K1q）和王氏組（K2w）地層，沉積厚度自東向西加大，表明邵樓斷裂在形成后又發(fā)生了強(qiáng)烈的繼承性活動(dòng)，控制了潘塘斷陷盆地的發(fā)育。幕集-劉集斷裂也控制了古近系地層的發(fā)育。

北西-北西西向斷裂力學(xué)性質(zhì)則為張性、張扭性（楊柳，1989），以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主，兼具左行走滑活動(dòng)。北西向斷裂為弧形構(gòu)造的配套構(gòu)造，與弧形構(gòu)造同期形成，并在后期活動(dòng)中左行錯(cuò)斷了弧形構(gòu)造。目標(biāo)區(qū)的北西向斷裂基本隱伏于第四系之下，地表形跡出露不好。據(jù)煤田物探資料及1:5萬(wàn)航磁資料推斷，廢黃河斷裂及班井?dāng)嗔亚懈盍伺颂翑嘞菖璧?，表明北西向斷裂具多期活?dòng)性質(zhì)。

目標(biāo)區(qū)古近紀(jì)以來(lái)以上升運(yùn)動(dòng)為主，局部出現(xiàn)差異性斷塊沉降。晚新生代以來(lái)總體以不均衡的升降運(yùn)動(dòng)為主，包括繼承性斷陷沉積作用和不均衡的抬升作用。在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下，廢黃河斷裂繼續(xù)活動(dòng)，斷裂帶內(nèi)堆積洼地相對(duì)緩慢下降，而兩側(cè)低山丘陵繼續(xù)抬升，沿廢黃河斷裂形成了地塹式的構(gòu)造格局。

結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查、淺層人工地震探測(cè)和鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)的成果，筆者對(duì)徐州地區(qū)主要5條斷層的性質(zhì)、規(guī)模和最新活動(dòng)時(shí)代給出了如表1所示的總體判斷。其中，廢黃河斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中期，邵樓斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為早更新世，這兩條斷裂是目標(biāo)區(qū)內(nèi)具備一定程度發(fā)震能力和地震危險(xiǎn)性最大的兩條斷層。徐州地區(qū)為弱地震活動(dòng)區(qū)，主要斷層均為隱伏斷層，斷層活動(dòng)性弱，地表無(wú)出露，地貌顯示差。在這類(lèi)地區(qū)開(kāi)展斷層活動(dòng)性鑒定工作是較大的挑戰(zhàn)。筆者采用遙感、物探、地質(zhì)調(diào)查多種手段相結(jié)合，尤其在物探工作中用橫波反射方法和折射波方法聯(lián)合探測(cè)，使斷層的定位最終達(dá)到了很好的效果，并在鉆孔聯(lián)合剖面探測(cè)工作中得到了驗(yàn)證。不足之處是，該地區(qū)第四系地層以粘土為主，采集適宜的年齡樣品較為困難；且物探反映的斷層兩側(cè)基巖面斷距小，第四系薄，對(duì)斷層最新活動(dòng)時(shí)代的判定造成了很大困難，其結(jié)果尚不能達(dá)到較高的定量化的精度。斷層活動(dòng)性鑒定結(jié)果顯示，該地區(qū)活動(dòng)性最強(qiáng)的斷裂是北西向的廢黃河斷裂，最新活動(dòng)時(shí)代為中更新世中期，這與徐州地區(qū)所處的地震構(gòu)造背景是吻合的。該結(jié)果可為徐州市進(jìn)一步開(kāi)展防震減災(zāi)工作提供重要依據(jù)。

表1 目標(biāo)區(qū)主要斷裂特征表Table 1 List of parameters of faults in the target zone

致謝 野外工作中得到了中國(guó)地震局地質(zhì)研究所汪一鵬研究員、向宏發(fā)研究員，中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所田勤儉研究員，江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五大隊(duì)房尚明老師等許多專(zhuān)家的指導(dǎo)幫助，在此向他們表示衷心的感謝！

陳希祥，韓志剛，張道政等，1988．江蘇省徐淮地區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)．北京：海洋出版社．

鄧起東，盧造勛，楊主恩，2007．城市活動(dòng)斷層探測(cè)和斷層活動(dòng)性評(píng)價(jià)問(wèn)題．地震地質(zhì)，29（2）：189—200．

馮啟言，1990．徐州弧形構(gòu)造與地下水．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，19（2）：87—91．

賈曉娟，韓寶平，1996．北西向斷裂對(duì)徐州市巖溶水的控制作用．徐煤科技，4：25—26．

江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984．江蘇省及上海市區(qū)域地質(zhì)志．北京：地質(zhì)出版社．

林景仟，譚東娟，厲建華，2000．華北陸塊南緣帶早侏羅世徐州班井侵入雜巖體．長(zhǎng)春科技大學(xué)學(xué)報(bào)，30（3）：209—214.

任俊杰，張世民，冉洪流，2008．活斷層定量資料在大震年發(fā)生率評(píng)定中的應(yīng)用．震災(zāi)防御技術(shù)，3（3）：282—291．

徐智敏，孫亞軍，劉沂軒，2006．徐州廢黃河斷裂帶對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶地面塌陷控制作用研究．能源技術(shù)與管理，（3）：54—55.

楊柳，1989．徐州地區(qū)北西西向斷裂及其富水性初探．江蘇地質(zhì)，1：25—28．

Identification of Fault Activity in“Urban Active Fault Exploration and Seismic Risk Assessment in Xuzhou City”

Zhang Peng，Li Limei，Xu Hangang，Liu Jianda，Li Jinliang，Gu Qinping,Wang Jinyan and Jiang Xin

（Earthquake Administration of Jiangsu Province，Nanjing 210014，China）

Identification of fault activity and assessment of seismic risk to the main seismogenic faults of Xuzhou city is of great significance to earthquake disaster prevention and reduction in Xuzhou．The previous studies suggested that there exist five buried faults which have greater threat to Xuzhou：Muji-Liuji fault；Bulaohe fault；Feihuanghe fault；Banjing fault and Shaolou fault．In carrying out the project of “Urban active fault exploration and seismic risk assessment in Xuzhou city”，we conducted field geological survey，shallow artificial seismic exploration and drilling joint profiling work，and analyzed the active history and characteristics，the distribution，the topography features and the latest active times of these five faults．Our preliminary results indicate that Feihuanghe and Shaolou are two faults which have higher degree of seismogenic capability and greater seismic risk in the target zone with the latest active time of Q1and Q2respectively．

Xuzhou；Active fault exploration；Fault activity；Feihuanghe fault；Shallow seismic exploration；Composite drilling section

張鵬，李麗梅，許漢剛，劉建達(dá)，李金良，顧勤平，王金艷，蔣新，2014．徐州活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目主要斷層活動(dòng)性研究．震災(zāi)防御技術(shù)，9（4）：801—812．

10.11899/zzfy20140407

徐州市政府項(xiàng)目“徐州市新城區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)活斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)”資助

2013-12-14

張鵬，男，生于1981年。南京大學(xué)地球科學(xué)系構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)博士，高級(jí)工程師。研究方向?yàn)闃?gòu)造地質(zhì)與地震地質(zhì)。E-mail：zhpnju@163.com