北京南口-孙河断裂与黄庄-高丽营断裂交会区沉积速率差异对断裂活动性的响应

通过对北京地区南口-孙河断裂与黄庄-高丽营断裂交会处钻孔剖面开展磁性地层学研究,结合沉积物岩石组合特征以及浅部测年数据进行分析,建立了钻孔剖面的第四纪地层格架,由于地层沉积速率对控盆断裂的活动具有较好的响应,对比钻孔沉积速率的变化特征能够对目标断裂的第四纪活动性进行探讨。研究表明,南口-孙河断裂与黄庄-高丽营断裂交会处所控制的断块在第四纪时期存在明显的差异性沉降。早更新世至全新世,南口-孙河断裂活动性表现为强弱交替的特点,黄庄-高丽营断裂则表现为逐渐减弱的特点。早更新世,黄庄-高丽营断裂活动强度大于南口-孙河断裂,之后南口-孙河断裂的活动强度大于黄庄-高丽营断裂的活动强度,直至全新世,2条断裂的活动性趋于一致。

北京地区八宝山-黄庄-高丽营断裂的活动与地震

根据八宝山-黄庄-高丽营断裂第四纪地质构造活动特征和利用首都圈地区跨断层位移最新的观测资料求得的北京地区区域主压应力方向和区域构造活动特征,分析了八宝山-黄庄-高丽营断裂上7处跨断层位移测点的断层活动与地震活动的关系,得出了首都圈及邻近地区即将进入下一个地震活跃期的结论。认为:1)跨断层位移观测资料能够直接反映区内主要断层的最新活动情况;2)断层现今活动与地震活动在时间序列上相互对应,均有活跃期与平静期相互交替出现的活动特征;3)断层活动强弱是区域主压应力强弱的表现,亦是孕震强度的标志。

北京市平原区黄庄-高丽营断裂北段土壤气汞地球化学特征

选取地表变形痕迹明显的典型场地——温榆河北堤、中部绿化带和北部农田,开展土壤气汞、大气汞浓度和土壤汞含量监测研究。监测结果表明:1)地表覆盖层性质不同,对表层土壤气汞特征有显著的影响,表层(0~20 cm)土壤气汞浓度以及土壤汞(0~20 cm)含量均为绿化带>农田>河堤;2)深层(60~80 cm)土壤气汞浓度高于表层(0~20 cm)土壤气汞浓度,地表变形痕迹明显处为土壤气汞浓度异常地段,其曲线分布形态反映温榆河北堤和北部农田断裂结构特征不同,不同季度深层土壤气汞浓度特征表明黄庄-高丽营断裂带温榆河北堤和北部农田地段活动性相同;3)通过监测土壤气汞地球化学动态特征,有利于土壤气汞地球化学方法进行断裂带的控制性探测。

北京市立水桥附近黄庄-高丽营隐伏断裂的浅层地震勘探

利用高精度的浅层地震勘探手段,探测出北京市立水桥附近的黄庄-高丽营隐伏断裂,并进行了地质解释。结果表明北京市立水桥附近区域的浅部速度模型为4层结构。第1层至第2层的介质深度从0～150m,P波速度从800～2000m/s,介质为第四纪或古-新近纪覆盖层;第3层至第4层的介质深度为130～300m,P波速度在2000～2500m/s以上,推测为泥岩、砂岩类的基岩区。黄庄-高丽营隐伏活断裂其浅部由东西2条近似平行、相距1300m、走向N23°E、倾向SE的断裂所组成,西断裂F2倾角22°,东断裂F1倾角67°,在634m深度归结成单条断层,构成分叉状结构;断层上盘埋深101m,下盘埋深109m,断距为8m,为断错T2,T3地层界面、带走滑分量的正断层型。

北京黄庄—高丽营隐伏断裂立水桥段浅部活动特征的地震探测

采用浅层地震技术对北京市立水桥附近的黄庄—高丽营隐伏断裂浅部活动特征进行探测,研究其活动形变特征。结果表明:立水桥附近区域的浅部(150 m以内)地层为3层结构,黄庄—高丽营断裂是由多条断层组合而成的、至今仍在活动的隐伏断裂;断裂上盘存在沉降中心,不同时期沉降中心位置不同、沉降幅度不同;受沉降中心的牵引,沉降带边缘产生了多条小断裂。这些特征为黄庄—高丽营隐伏断裂的整体研究提供了可靠的依据,也为浅部活动性提供了证据。

奥林匹克公园地区隐伏断裂综合探测

2001～2003年为奥运工程规划、建设开展了对北京奥林匹克公园区域中黄庄—高丽营断裂的探测,本项工作另一探索性任务是为随后即将在全国开展的城市地区隐伏断裂探测工作摸索有效方法、积累经验.本次探测先采用电阻率层析成像和浅层地震勘探方法进行断裂定位,再钻探进行断裂准确定位并探测断裂结构和地层结构,结合对所采集样品进行的^(14)C、红外释光、古地磁、孢粉等多种测年方法进行地层年代划分.通过多种方法并行对比、验证、综合分析,以多方面综合性大量研究工作明确给出了断裂位置、结构、活动性,认为本段断裂最新活动时代为早更新世(非地震活断层).根据实践经验探讨了城市地区隐伏断裂探测的有效方法.

高密度电法在隐伏断裂探测中的应用

应用高密度电法中的温纳和偶极两种探测方法,对北京地区的黄庄-高丽营隐伏断裂进行了探测,结果表明,该断裂的走向、倾向与浅层地震勘探和探槽剖面探测结果非常一致,说明电法探测技术在隐伏断裂探测中有着良好的应用前景。

潮白河冲洪积扇下伏基岩面起伏及活动断裂电阻率特征显现——以雁栖湖开发区牤牛河区块为例

潮白河冲洪积扇中上部下伏基岩面起伏及活动断裂分布,是影响重大工程规划和设计方案的重要因素。为怀柔雁栖湖经济开发区北京光源场地选址,开展以高密度电法为主的地球物理勘探。结果发现,不同于以往该区200~300 m第四系厚度等值线,燕山晚期宰相庄花岗岩体埋深由东北的30 m到西南的250 m,存在着一个近NW走向的埋深剧变梯度带,地下100 m以内电阻率从2 000多Ω·m变化到20Ω·m,相差2个数量级,说明第四系厚度剧烈变化和岩性及构造作用影响之大。在场地西侧500 m外为黄庄-高丽营断裂,其东侧200 m处发育与主干断裂平行的分支,断裂带角度陡而电阻率低。下伏基岩埋深梯度带产生不均匀沉降和活断层,影响到工程地基稳定性,随后该工程场址北移另建。

北京地区高风险断裂及其强地面运动模拟

北京地区历史上发生多次破坏性地震.在未来50年超越概率10%的中国地震烈度区划中,北京地区烈度为Ⅷ度.北京邻区强震对北京地震烈度的影响已经有一些研究.然而,如果北京地区的断裂发生强震,其地震烈度将有多大?又是如何分布?这是防震减灾所关注的问题.北京活断层研究表明,黄庄-高丽营等断裂具有第四纪分段活动特征.本文首先用有限元方法对北京地区活动地震断裂地震安全度进行评估,确定了黄庄-高丽营断裂(北段)是其中地震安全度相对最低的断裂;然后在此断裂上设定一个MS7.2的情景地震,使用可以考虑真实起伏地形影响的任意曲线网格有限差分方法模拟了这个设定地震在北京地区引起的强地面运动特征和烈度分布细节.强地面运动模拟结果表明,峰值速度PGV>0.7 m·s^(-1)的区域集中在沿断裂东侧的8~9 km宽的条带内,最大值达1 m·s^(-1);烈度分布显示断裂周围20 km内大都超过Ⅷ度.本文结果可为防震减灾提供参考依据.

北京后沙峪凹陷的第四纪地层划分与构造演化

通过对北京平原北部昌平、顺义、朝阳等区域的多个深孔资料、尤其后沙峪地区G3钻孔资料的深入分析,并开展磁性地层学及孢粉测试成果研究,建立了钻孔的磁性地层序列,结合南口—孙河断裂、顺义断裂以及黄庄—高丽营断裂的活动性研究成果,确定了后沙峪凹陷的第四纪地层格架,分析了凹陷的构造演化过程。结果表明,后沙峪凹陷上G3孔下更新统底界为511.7 m,中更新统底界为175.5 m,上更新统底界为31.6 m。在燕山期晚期,黄庄—高丽营断裂形成,控制了北京凹陷的西部边界,在北东向顺义断裂和北西向南口—孙河断裂共同作用下形成后沙峪凹陷。进入第四纪后,G3钻孔地层在早、中、晚更新世的沉积速率分别为0.198 mm/a、0.255 mm/a和0.243 mm/a;各条断裂活动速率的差异性客观反映出各块体之间的升降特点。由于后沙峪凹陷处于黄庄—高丽营断裂的上盘,同时也是顺义断裂的下盘,因此,断裂间的相互运动在第四纪沉积作用下形成了后沙峪凹陷。