三河-平谷8.0级地震区地壳结构和活动断裂研究--利用单次覆盖深反射和浅层地震剖面

跨1679年三河—平谷8.0级地震区完成的单次覆盖深地震反射剖面和浅层地震反射剖面,揭示了三河—平谷地震区的地壳结构和断裂的深、浅构造特征.结果表明,该区地壳以TWT6～7 s左右的强反射带为界分为上地壳和下地壳,上地壳厚约18～21 km,下地壳厚约13～15 km.剖面揭示的地壳深断裂和浅部活动断裂具有上下一致的对应关系,其中,陡倾角的深断裂切割了下地壳和壳幔过渡带,向上延伸至上地壳,将地壳深部构造与浅部活动断裂联系在一起,这种深、浅共存的断裂构造体系是控制该区地震孕育和发生的重要因素,也是三河—平谷8.0级地震的深、浅构造背景.

三河-平谷8.0级大震区震源细结构的深地震反射探测研究

在 1679年三河 -平谷 8 0级大震的震源区布置了两条总长 140km ,2 4次覆盖的近垂直深地震反射剖面 ,剖面穿过夏垫断裂及二十里长山断裂。结果表明 ,该区以双程走时 7 0s(2 1km)左右和 11 0～ 12 5s(33～ 37km)左右的两个强反射叠层把地壳分为上地壳、下地壳和壳幔过渡带 ;地壳结构在纵向上差异较大 ,浅部成层性较好 ,层组较多 ,结构复杂 ;上地壳总体呈反射“透明”性质 ,下部地壳表现为明显的反射性质 ;在横向上也具有明显的差异 ;深部断裂主要有夏垫断裂下方的地壳深断裂 ,断层面较陡 ,近于直立 ,该断裂可能为三河 -平谷 8 0级大地震的发震断裂 ;分别在两条剖面下地壳和上地壳下部存在局部强反射能量团 ,应为上地幔物质上涌冷却形成的岩墙或岩体 ;由于该处的岩浆活动造成了局部应力分布的差异 ,导致了地壳深断裂的形成 ,这可能是三河 8

三河-平谷8级大震区地壳上地幔电性结构特征研究

用电磁阵列剖面法 (EMAP)、大地电磁测深方法 (MT) ,沿三河 -平谷 8级大震震源区 ,作了 31 8km长的EMAP探测和两条总长 150 0 5km共 36个点的MT探测。获得了研究范围内的地壳上地幔电性结构、高导层特征和陡变带、高导异常体、断裂展布、岩石圈结构等结果 ,为搞清地震危险区的深浅构造关系、从电性结构特征推测发震模式和预测未来强震的可能地点提供了介质电性的多种参数。

三河-平谷活断层汞地球化学特征

应用QM201G便携式测汞仪在河北省潘各庄进行野外现场勘测,研究了三河 平谷活断层汞地球化学特征,确定了该区段断层的具体位置。测区土壤中气态汞浓度为0.001～0.246ng/L,背景值为0.015ng/L。在断裂破碎带的土壤中气态汞含量高出背景值十多倍。地震断裂带由多个单条断裂组成,断层走向为N45～60°E。

1679年三河-平谷8级地震破裂带的大地切片实验研究

大地切片调查法,就是在不搅动的状态下从地下切出未固结的第四纪浅部地层的垂直断片,它是一种较新的活动断层探测技术。发生在1679年9月2日的三河-平谷8级地震(烈度Ⅺ),是北京及附近地区历史上记录到的最大地震。在该地震的宏观震中——潘各庄附近,运用大地切片调查法对该地震破裂带进行了实验性探测,获得了较好的效果。实验研究表明:大地切片保留了完好的沉积细结构特征;大地切片调查实施时,要选择合适的动力源,对于北京平原这种黏土含量较高的沉积层,挖掘机加振动锤的动力组合优于吊车加振动锤的动力组合;大地切片由于振动会造成一定地层厚度的压缩,但黏土含量较高的北京地区,压缩比例基本<5%。另外,结合探槽和大地切片的对比分析,揭示了最近2次古地震事件,分别是1679年事件和该地震之前的一次事件,两次地震的垂直同震位移分别是1·4m和1·2m。

京津冀地区再现三河-平谷8.0级地震的人员伤亡分析

京津冀地区1679年曾发生三河-平谷8.0级大地震,造成了严重的人员伤亡,严重影响当时的社会经济。本文对三河-平谷8.0级地震进行原地再现,分析所造成的人员伤亡。首先,基于最新的建筑物竣工面积统计资料更新建筑物公里网格数据,基于普查数据对人口公里网格进行了更新,并采用热力图对人口的时空流动进行了预测,得到了符合当地特征的承灾体的数量和分布。在此基础上,采用分区分类地震易损性模型和人员伤亡评估模型,对京津冀地区遭受三河-平谷8.0级设定地震的人员伤亡进行了分析。分析结果表明:京津冀地区现今的人口数量相对于1679年成百倍增加,但人员伤亡率大幅降低。

北京地区地壳精细结构的深地震反射剖面探测研究

长度100 km、NW向穿过三河-平谷8.0级地震区和北京地区主要断裂构造的深地震反射剖面,揭示了该区地壳精细结构图像和断裂的深浅构造特征.结果表明,该区地壳以TWT6-7 s左右的强反射带为界分为上地壳和下地壳,上地壳厚约18-21 km,下地壳厚约13-1 5 km.剖面TWT3-4s以上,反射层位丰富,构造形态清晰,且在剖面上具有明显不同的构造特征;在三河平谷地震区以西,剖面揭示了2-3组反射能量较强的反射震相和一系列错断基底面的断裂,在三河-平谷地震区以东,为一套自东向西倾伏的密集强反射层,这套反射具有典型的沉积盆地特征,盆地最深处约为8-9 km.剖面揭示的地壳深断裂倾角陡直,该断裂切割、扰动了下地壳物质和壳幔过渡带,向上延伸至上地壳,将地壳深部构造与浅部断裂联系在一起,构成了该区最主要的深浅构造特征.

夏垫活动断裂两盘岩心氧化铁变化

采用全取岩心的钻探方法,在1679年三河-平谷8级地震的地震断层两侧各完成了一个深约50m的钻孔。在2个钻孔中分别采集了14C、OSL和TL测年样品,且测定了样品的沉积年代。结合钻孔中揭露出地层的沉积特征,可以把XD1孔中晚更新世地层划分为4段,相应地也可把XD6孔揭露的晚更新世地层划分为4段。2个孔中的地层段可以相互对应,它们的地层沉积时代大致相同。在断层上升盘的XD1孔岩心中,大致按照0.5m的间隔采集样品,在断层下降盘的XD6钻孔岩心中,大致按照1m的间隔采集样品,实验室用高锰酸钾滴定法、邻菲啰啉分光光度法分别测定了每件样品的FeO和Fe2O3含量。分析2个钻孔中同沉积时段地层中FeO、Fe2O3含量,以及Fe2+/Fe3+比值,发现灰黑色沉积物中Fe2+/Fe3+比值大于灰黄色沉积物中Fe2+/Fe3+比值,灰黑色沉积物处于较强的还原环境中。断层上升盘、下降盘同沉积时段地层均为灰黑色时,断层下降盘地层中Fe2+/Fe3+比值大于断层上升盘相应的地层,其沉积的还原环境强于断层上升盘。

华北克拉通破坏区最新构造运动起始时间讨论

华北克拉通破坏区是历史破坏性地震频发区,震源机制解和地震地表破裂带等反映出历史地震的发震断层为新生走滑断层,很难用地壳的伸展构造系统来合理解释.首先对1679年三河-平谷M8.0级地震的大厂隐伏凹陷西边界夏垫断裂进行高分辨率地震勘探和上盘钻孔地层进行标定,然后在河套断陷盆地带大青山南麓晚更新世湖相地层中识别出2期角度不整合面(UC1和UC2),并进行了系统测年,综合近年来活动断层比例尺填图和城市活动断层探测成果,明确指出,在华北克拉通破坏区,代表新生代早期地壳伸展运动的铲形正断层的活动性在上新世至第四纪早期逐渐减弱,到晚更新世早期基本停止活动;晚更新世中期以来大青山构造运动为华北克拉通破坏区最新一期构造运动,主要表现为区域剪切应变条件下新生走滑断层形成和扩展,并伴随相关地震活动.最新构造运动的主要动力来源于青藏高原物质东向挤出,以及其对鄂尔多斯块体西南缘强烈东向推挤作用.这些新认识对深化华北克拉通破坏区地震发震机理研究,理解板内最新变形动力学,均具有十分重要的科学价值.