华北盆地北缘宝坻断裂晚更新世以来的活动性研究

通过人工浅层地震反射剖面发现,在香河县荆庄地区,宝坻断裂表现为一条近EW走向的南倾正断层,剖面上呈铲状,对第四系沉积具有一定的控制作用,为一条第四纪活动断裂。通过部署在断层两侧的构造观察孔岩芯对比及14C测年、光释光测年数据可知,宝坻断裂上断点距地表5~7 m左右,主要活动时间为晚更新世,全新世及中更新世晚期无明显活动。岩芯对比表明,距今10万年以来,宝坻断裂共发生2次地震活动,累积位移2.6 m,其中最近一次地震发生于22 740±70 a BP,同震位移1.4 m;另一次地震发生于距今97.1±4.4~98.0±5.3 ka之间,同震位移1.2 m。根据本次钻孔结果,结合前人对张家口-渤海构造带东段断裂活动性及发震规律的研究,判断宝坻断裂全新世以来整体处于不活跃状态,诱发中强地震和大地震的可能性较低。此外,香河县荆庄一带发育的地裂缝为受宝坻断裂控制的构造型地裂缝,断裂南北两侧的不均匀地面沉降产生的剪切应力会加速荆庄地裂缝的发展。

宝坻-苗庄凸起新生断裂脆韧性转换深度研究

现今地震是最新构造活动的最直接表现,是认识大陆内部非刚性变形特征的最有力工具。尤其是对晚更新世以来开始活动的新生断裂来说,由于发育成熟度低,几何构造上贯通性差且不同区段走向/不同深度倾向差异明显,地震能够揭示其三维空间的变化,尤其是脆韧性转换深度特征,促进对新生活动断裂孕育、发震过程的认识。渤海湾盆地新生走滑活动断裂曾多次发生强震,如唐山M_(S)7.8、三次宁河M_(S)≥6.2地震,这些地震揭示的地壳脆-韧性转换深度对认识该地区地震发震机理和活动性具有重要的现实意义。本文以渤海湾盆地内宝坻-苗庄凸起新生断裂为目标断裂,以发生于宝坻凸起的2012年宝坻M_(S)4.0、M_(S)3.5地震以及发生于苗庄凸起的1976年宁河M_(S)6.2、M_(S)6.9、1977年宁河M_(S)6.2地震为研究对象,基于首都圈数字地震台网的波形资料,采用CAP方法研究宝坻M_(S)4.0、M_(S)3.5地震震源机制解和震源深度,利用近震转换波Sp精确确定震源深度,采用双差方法定位两个地震序列的震源位置,并结合其他资料探讨该地区地震的发震机理以及新生断裂脆韧性转换深度。结果显示:(1)宝坻M_(S)4.0、M_(S)3.5地震震源性质与宝坻-苗庄凸起出露地表的已知断裂不尽相符,结合宁河三次MS≥6.2地震震源参数的有关研究成果,推测它们均发震于宝坻-宁河深大断裂;(2)结合震源区电性结构以及流变结构等模型,宝坻-苗庄凸起这五次显著地震揭示出宝坻-宁河深大断裂的脆韧性转换深度为15km左右;(3)结合渤海湾盆地动力演化过程以及深部地球物理探测等相关资料,推测该地区地震活动主要是宝坻-宁河深大断裂与深部流体作用的结果。