范 強(qiáng)， 孟立朋， 周月玲， 馬 棟， 邊慶凱

(河北省地震局，石家莊 050021)

桐柏?cái)嗔鸦顒?dòng)時(shí)代研究

范 強(qiáng)， 孟立朋， 周月玲， 馬 棟， 邊慶凱

(河北省地震局，石家莊 050021)

在前人工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)收集石油部門(mén)的鉆孔資料，依據(jù)桐柏?cái)嗔涯媳眱蓚?cè)的2條鉆孔聯(lián)合剖面，給出桐柏?cái)嗔阎車(chē)谒南岛穸确植紙D，圖中顯示桐柏?cái)嗔阉趨^(qū)域缺失早更新世地層，斷裂北部的第四系厚度小于南部，表明桐柏?cái)嗔严蚰蟽A；同時(shí)利用廊坊城市活斷層探測(cè)成果，根據(jù)跨桐柏?cái)嗔崖?lián)合鉆孔剖面、桐柏?cái)嗔言敿?xì)勘探地震剖面和桐柏?cái)嗔迅浇氖豌@孔資料，綜合判定桐柏?cái)嗔训幕顒?dòng)時(shí)代，認(rèn)為桐柏?cái)嗔炎钚禄顒?dòng)至中更新世。

桐柏?cái)嗔?；第四系厚度；淺層地震勘探；聯(lián)合鉆孔剖面；活動(dòng)時(shí)代

0 引言

桐柏?cái)嗔咽抢裙贪枷莸谋边吔纾呦騈EE，傾向S，傾角60°，正斷層，全長(zhǎng)約30 km，向東延伸與河西務(wù)斷層相接，其走向與NE向的凹陷以大角度相交，是廊固凹陷內(nèi)重要的橫向轉(zhuǎn)換斷層。

石油部門(mén)在廊固凹陷曾做過(guò)大量的地震勘探工作，積累了豐富的資料和成果。在桐柏?cái)嗔盐鞫蔚氖偷刭|(zhì)LF562剖面(圖1)上，桐柏?cái)嗔驯憩F(xiàn)為2條平行斷層，即一條主斷裂和一條分支斷裂，主斷裂上斷點(diǎn)埋深在500 m左右，分支斷裂上斷點(diǎn)埋深200多米，均錯(cuò)斷新近系地層。

圖1 桐柏?cái)嗔袻F562人工地震地質(zhì)解釋剖面(據(jù)石油部門(mén)資料，1982)

圖2是廊固凹陷石油地震T2反射層等值線和斷層構(gòu)造分布圖(T2反射層相當(dāng)于新近系底界)，從圖中可以看出桐柏?cái)嗔训淖呦蚪麰W，斷層北邊的新近系底界埋深為650～750 m，斷層南部新近系底界埋深為850～1 250 m，斷裂兩側(cè)同一地層底界的埋深差異顯示桐柏?cái)嗔严蚰蟽A，且桐柏?cái)嗔言谛陆翟缙诨顒?dòng)，新近系底界斷距達(dá)200～500 m，與石油地質(zhì)剖面LF-562顯示的結(jié)果一致。

圖2 廊固凹陷石油地震T2反射層等值線圖(據(jù)石油部門(mén)資料，1982)

前人對(duì)桐柏?cái)嗔阉龅墓ぷ髦饕怯蜌獬刹胤矫娴难芯浚P(guān)注的地層界面為新近系底界，以活動(dòng)斷裂的角度來(lái)看，對(duì)桐柏?cái)嗔蜒芯康膫?cè)重點(diǎn)是斷裂在第四紀(jì)的最新活動(dòng)時(shí)代，上斷點(diǎn)埋深及斷裂平面位置展布。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，利用已有石油、水文鉆孔資料對(duì)桐柏?cái)嗔阎車(chē)貐^(qū)的第四系地層進(jìn)行劃分，對(duì)廊坊城市活斷層項(xiàng)目中關(guān)于桐柏?cái)嗔训馁Y料進(jìn)行分析，最終綜合判定桐柏?cái)嗔训淖钚禄顒?dòng)時(shí)代。

1 工作區(qū)第四系地層

根據(jù)收集的石油鉆孔資料，在桐柏?cái)嗔涯媳眱蓚?cè)分別做了2條鉆孔聯(lián)合剖面，并給出了桐柏?cái)嗔阎車(chē)谒南岛穸确植紙D[1](圖3，圖中星號(hào)代表鉆孔位置)?？傮w上來(lái)看，該地區(qū)第四系地層底界東南深西北淺，從西北到東南第四系底界由220 m左右逐步變?yōu)?20 m左右，沿?cái)嗔阉^(guò)之處分布有幾處凹陷，如在鳳河營(yíng)附近和侯1井的東北部，第四系厚度分別達(dá)350 m和480 m左右。

圖3 桐柏?cái)嗔阎車(chē)貐^(qū)第四系厚度分布圖

圖4是桐柏?cái)嗔涯稀⒈甭?lián)合鉆孔剖面，鉆孔是按照從北向南的順序排列的，各個(gè)鉆孔間距依次為1.00 km，1.84 km，6.64 km，1.42 km，3.33 km，9.46 km。從圖中可以看出，桐柏?cái)嗔岩员钡貐^(qū)缺失早更新世地層，中更新世地層直接覆蓋在上新世地層之上，中更新世地層底界埋深284～356 m，晚更新世地層底界埋深120～147 m，全新世地層底界埋深15～20 m。桐柏?cái)嗔岩阅系貐^(qū)也缺失早更新世地層，中更新世地層底界埋深以河4井與河6井之間為界，兩邊存在30多米的落差，西邊中更新世地層底界埋深325 m，東邊中更新世地層底界埋深359～364 m，晚更新世地層底界埋深178～186 m，全新世地層底界埋深17～22 m。

由桐柏?cái)嗔涯?、北?lián)合鉆孔剖面可以看出，桐柏?cái)嗔阉趨^(qū)域缺失早更新世地層，斷裂北部的第四系厚度小于南部，表明桐柏?cái)嗔严蚰蟽A。

圖4 桐柏?cái)嗔涯?、北?lián)合鉆孔剖面圖

2 跨斷層聯(lián)合鉆孔剖面

為了得到桐柏?cái)嗔训淖钚禄顒?dòng)時(shí)代[2-3]，在堤上營(yíng)做了一條跨斷層聯(lián)合鉆孔剖面。堤上營(yíng)場(chǎng)地位于LF01測(cè)線的東側(cè)約4 km，L03X測(cè)線斷層Fp3-1西側(cè)(圖5)。在控制性鉆孔研究基礎(chǔ)上，堤上營(yíng)場(chǎng)地實(shí)施了4個(gè)鉆孔的鉆探。這4個(gè)鉆孔自北向南的分布和孔間距為：LD-4←25 m→LD-1←31 m→斷點(diǎn)←13 m →LD-2←45 m→LD-3，平均孔間距為28.5 m，各孔分段深度見(jiàn)表1，詳細(xì)描述如下[4]。

圖5 堤上營(yíng)場(chǎng)地(LD)鉆孔分布平面位置圖[5]

表1 廊坊堤上營(yíng)場(chǎng)地各孔分段深度統(tǒng)計(jì)表[5]

1)全新統(tǒng)天津組(QhT)：堤上營(yíng)場(chǎng)地4個(gè)鉆孔在該層的厚度從南到北依次埋深為L(zhǎng)D-3(23.93 m)—LD-2(24.20 m)—LD-1(24.23 m)—LD-4(25.20 m)，其厚度逐漸加厚，但整體變化不大，未見(jiàn)斷錯(cuò)跡象(圖6)。

2)更新統(tǒng)上部歐莊組(Qp3O)：與下伏地層不整合接觸。頂界平均埋深58.17 m，更新統(tǒng)上部的底界埋深自西向東依次為L(zhǎng)D-3(169.70 m)—LD-2(168.80 m)—LD-1(167.00 m)—LD-4(165.90 m)，平均埋深為167.85 m，地層結(jié)構(gòu)對(duì)比清楚，埋深非常一致，接近水平，未見(jiàn)斷錯(cuò)跡象(圖6)。

3)更新統(tǒng)中部楊柳青組(Qp2Y)：頂界平均埋深167.85 m，底界平均埋深259.05 m，平均厚度為92.09 m(圖6)。其可分為4個(gè)層段：Qp2-4、Qp2-3、Qp2-2、Qp2-1。其中，Qp2-4、Qp2-3層段底界埋深相差不大，說(shuō)明該地層未出現(xiàn)斷錯(cuò)；Qp2-2、Qp2-1層段出現(xiàn)地層錯(cuò)斷現(xiàn)象。 Qp2-2層段從南向北4個(gè)鉆孔，北側(cè)2孔的底界埋深與南側(cè)2孔存在明顯落差，南側(cè)(上盤(pán))2孔的底界埋深分別為238.60 m和239.20 m，北側(cè)(下盤(pán))2孔的底界埋深分別為237.00 m和232.00 m，斷點(diǎn)兩側(cè)鉆孔對(duì)應(yīng)層段相差2.20 m，上斷點(diǎn)埋深約為236 m，在230 m部位4個(gè)鉆孔的巖性標(biāo)志和底界深度對(duì)比良好；Qp2-1層段內(nèi)可識(shí)別出3個(gè)對(duì)比明顯的旋回層及其底界深度的明顯落差。該層段分為上、中、下3部分，斷點(diǎn)兩側(cè)鉆孔對(duì)應(yīng)層段分別相差2.20 m、3.80 m和3.82 m，總體斷距為9.82 m。

圖6 堤上營(yíng)場(chǎng)地(LD)跨斷層鉆孔下部對(duì)比圖[5]

圖7為該場(chǎng)地詳勘地震勘探剖面[5]，圖上顯示1、2號(hào)孔之間的下部地層出現(xiàn)地震波同相軸不連續(xù)現(xiàn)象，即斷層錯(cuò)斷下部地層導(dǎo)致的，錯(cuò)斷位置與鉆孔剖面圖有較好的一致性。由圖7可見(jiàn)，該場(chǎng)地4個(gè)鉆孔在236.00 m以上(Qp3和Qp2上部)，各地層單元厚度及其底界埋深基本一致，未見(jiàn)斷錯(cuò)現(xiàn)象；236.00 m以下(Qp2-2和Qp2-1層段)地層錯(cuò)斷清楚，自上而下4個(gè)錯(cuò)斷界面錯(cuò)距依次為2.20 m，2.20 m，3.80 m，3.82 m，且斷錯(cuò)逐漸變大。斷裂上斷點(diǎn)埋深236.00 m，錯(cuò)斷中更新世地層底界，未錯(cuò)斷中更新世地層中部。

用收集到的石油鉆井和水文地質(zhì)鉆孔做出一條A-A′廊帶(圖8)，從北向南依次是：桐06井—河10井—LD-1—LD-2—河2井—河20井。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)(表2)：①位于斷裂同一側(cè)的鉆井(或鉆孔)，其巖性、旋回性和測(cè)井曲線特征近似，對(duì)比性好，而位于斷層兩側(cè)的鉆井，其對(duì)比性和相似性相差較遠(yuǎn)；②斷裂兩側(cè)鉆孔全新世地層底界平均埋深分別為23.58 m和24.10 m，差別很小，說(shuō)明桐柏?cái)嗔言谌率酪郧耙淹Ｖ够顒?dòng)；桐柏?cái)嗔褍蓚?cè)鉆孔晚更新世和中更新世地層底界平均埋深落差達(dá)26.00 m和37.40 m，北高南低，由此判斷斷裂向南傾。

圖7 堤上營(yíng)場(chǎng)地(LD)鉆孔分布詳勘測(cè)線地震剖面圖[5]

圖8 北側(cè)廊帶(A-A′)附近石油鉆孔位置圖

3 結(jié)論

桐柏?cái)嗔咽抢裙贪枷莸谋边吔?，是一條介于河西務(wù)斷裂帶和大興凸起東緣斷裂之間的轉(zhuǎn)換斷層，走向近EW，傾向南，視傾角50°～70°，長(zhǎng)度約30 km。由探測(cè)剖面可見(jiàn)桐柏?cái)鄬訑嗝孑^陡立，下部有所變緩，主斷層上斷點(diǎn)埋深200 m左右，錯(cuò)斷中更新統(tǒng)(Qp2)底界面，未錯(cuò)斷中更新統(tǒng)(Qp2)中部地層；分支斷層上斷點(diǎn)埋深為150 m左右，錯(cuò)斷中更新統(tǒng)(Qp2)底界面，未錯(cuò)斷中更新統(tǒng)(Qp2)頂界。桐柏?cái)嗔炎钚禄顒?dòng)至中更新世。

表2 北側(cè)廊帶(A-A′)第四系鉆孔分層數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

[1] JSGC 04-2005, 中國(guó)地震活動(dòng)斷層探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S]. 北京: 中國(guó)地震局, 2005.

[2] DB/T 15-2005, 活動(dòng)斷層探測(cè)方法[S]. 北京: 中國(guó)地震局, 2005.

[3] 張利利. 廊坊第四紀(jì)地層劃分與對(duì)比研究[D]. 北京: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 2012: 38-49.

[4] 王強(qiáng), 劉立軍, 徐海振, 等. 華北平原第四系下限的再研究[J]. 地質(zhì)調(diào)查與研究, 2003, 26(1): 52-60.

[5] 王振東. 淺層地震勘探應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1988.

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Activity Age Study of Tongbai Fault

FAN Qiang, MENG Li-peng, ZHOU Yue-ling, MA Dong, BIAN Qing-kai

(Earthquake Administration of Hebei Province, Shijiazhuang 050021, China)

On the basis of existing works, using the complementary survey and collection of Oil drilling data, according to two drilling joint section of Tongbai fault on either side of the north and south, the distribution map of quaternary thickness around Tongbai fault is given. The results show that the area around Tongbai fault missing early Pleistocene stratum, the Quaternary thickness in the north of Tongbai is less than that in the south, which indicates that Tongbai fault is dipping to the south. This article also uses the result of the Langfang city active fault detection combined with the result of borehole profile across the Tongbai fault, accurately survey seismic profiles of Tongbai fault and oil borehole data near the Tongbai fault to judge activity age of Tongbai fault. We can get the conclusions that the active age of Tongbai fault is to the latest Pleistocene.

Tongbai fault; Quaternary thickness; shallow strata seismic survey; combined borehole profile; activity age

2016-12-09

河北省地震局地震科技星火計(jì)劃項(xiàng)目：河北省跨斷層短水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)場(chǎng)地優(yōu)化方案研究(DZ20170504017)

范 強(qiáng)(1984—)，男，河北石家莊人，工程師，研究方向?yàn)閺?qiáng)地面運(yùn)動(dòng)模擬.E-mail：fq1984@tom.com

P315.2

A

1003-1375(2017)03-0020-07

10.3969/j.issn.1003-1375.2017.03.004

范強(qiáng)，孟立朋，周月玲，等．桐柏?cái)嗔鸦顒?dòng)時(shí)代研究[J]. 華北地震科學(xué)，2017，35(3):20-26.