张家口-渤海地震构造带的地壳形变研究

华北北部地区的张家口-渤海断裂带是控制现代强震的一条地震构造带。新近纪以来,在区域NEE向主压应力的作用下,新发育了一系列的NE向构造活动带,与张家口-渤海断裂带组成1组共轭的剪切破裂系统,控制了近代强震的发生。文中主要探讨了这条断裂带的地壳形变特征。长趋势GPS地壳形变图像反映了这条活动断裂带相对完整的左旋走滑活动。分期的地壳形变图像揭示了在中强地震前,沿该断裂带出现一系列的NE向梯度异常带,分别指示了唐山-河间、三河-涞水以及延怀-山西地震构造活动带的活动,表明了沿张家口-渤海断裂带出现了中强地震的中期前兆。研究认为,强震前地壳形变揭示的是深部蕴震层的应变活动信息,而强震之后比较杂乱的图像特征体现了盖层的调整运动。

张家口—渤海地震带天津—塘沽段的电性结构及其意义

华北北部的张家口—渤海地震带是一条新生地震断裂带。位于其中段的蓟运河断裂构成了唐山菱形块体的西边界,一直被认为与1979年宁河M 6.9地震密切相关。然而,该区域的深部结构与孕震动力学环境尚未得到有效揭示。大港—玉田大地电磁测深剖面直接穿越宁河M 6.9地震的震中区,大致与张家口—渤海断裂带相垂直。探测结果显示,区域电性结构具有显著的“横向分块、纵向分层”特征。大地电磁测深剖面还揭示了张家口—渤海断裂带中段的海河断裂、汉沽断裂、蓟运河断裂等区域性断裂的深部构造特征,且汉沽断裂可能为切穿地壳的深断裂。深部低阻体边缘的高低阻梯度带与宁河M 6.9地震和汉沽两次M 6.2地震的震中具有良好的对应关系,揭示了研究区中强地震的发生与深部显著高低阻梯度带的发育密切相关。

利用地震前兆综合异常识别方法跟踪分析张家口-渤海构造带地震活动

张家口-渤海构造带(下文简称张渤带)为地处华北地区的活动构造带,走向NW,规模巨大,构造复杂,沿走向与NE向断裂带形成多处交汇。以地震对应概率谱计算为核心的地震前兆异常识别法(简称ECRS方法)由王海涛等(2008)提出,后被应用于不同研究区域的地震活动分析(唐兰兰等,2011;冯建刚等,2012;卢显等,2012;李红等,2017)。本文采用此方法,以张渤带为研究区,建立该构造带各地震活动性参数的概率谱数据库,通过回顾性震例研究和外推式预测,开展中强地震前综合异常识别分析。

张家口-蓬莱断裂带地震构造特征的初步探讨

北西向张家口－蓬莱断裂带由近２０条北西至北西西向断裂组成，是一条对新生代区域地质构造发育起到重要控制作用的地壳构造带。断裂带新生代活动由中部向西北和东南部发展，总体表现左旋走滑性质。断裂带有山西断陷盆地带等几条北东向活动构造带与之交汇，形成北西和北东向两组断裂相互交切的构造组合，出现５个复杂的构造交接段。６级以上强震和大多数中小地震群集于这些地段，其中北西和北东向断裂都可能发生地震，显示共轭破裂错动特征，但北东向断裂发生的地震强度较大。张北－尚义６．２级地震发生于断裂带与山西断陷盆地带交接段的西缘，是断裂带向西北扩展的结果。

张家口-渤海地震活动带及其邻区的地壳厚度与泊松比分布

利用山东、河北、辽宁、北京、天津等区域地震台网记录的远震资料,采用接收函数H-k叠加搜索方法,得到了张家口—渤海地震活动带及其邻区99个台站下方的地壳厚度和平均泊松比估计.研究结果显示:研究区地壳厚度在30—46km之间显著变化,地壳厚度与地表地形相关性很好,呈现出从隆起区到盆地区逐渐减薄的变化趋势;研究区地壳泊松比具有明显的分区特点,燕山地区泊松比偏低可能与该地区克拉通破坏方式以拆沉为主有关,郯城—庐江断裂带山东段出现的泊松比高低混杂现象可能与该地区火山活动有关,张家口—渤海地震活动带西段与隆起的交汇地带,部分台站下方地壳的泊松比值偏高,可能是断裂带附近岩石比较破碎与岩石部分熔融共同作用的结果.此外,位于渤海湾中间岛链上的北隍城台下方地壳较厚,泊松比较低,其原因尚待查明.

利用最小二乘配置方法研究张家口-渤海地震带周边地区应变场

利用张家口-渤海地震带周边地区1999、2001、2004、2007、2008、2009年6期143个GPS站的流动观测数据,给出了1999—2009年张家口-渤海地区水平形变运动速度场,并应用最小二乘配置方法获得了区域应变场分布图像和形变图像。区域形变分布初步显示:1)相对于欧亚板块,其年平均最大变化为5～6 mm/a;2)张家口-渤海地震带具有2.0 mm/a左右的左旋走滑运动,其耦合深度为25～45 km;3)研究区内最大剪切应变为3×10-8/a,高值区集中在北京-天津及唐山地区。

张家口-渤海地震带断层地震危险性分析

1研究背景张家口-渤海地震带(下文简称张渤带)是我国华北地区一条重要的NW向活动构造地震带,西起张北和尚义一带,经张家口向东南,穿过怀来、顺义、三河、天津等地,再经渤海向SE延伸至蓬莱以北的黄海海域。其规模巨大,构造复杂,沿走向在多处与NE向断裂带形成交会,其构造新活动具有显著的分段活动性质,不同地段地质、地貌、地震活动特征等不尽相同,有的甚至差异较大(高战武等,2001)。张渤带也是我国著名的强震集中带,地震以强度大、频度高、破坏性严重为特点,该带沿线曾发生1548年渤海海峡7级、1679年三河-平谷8.0级、1720年怀来6.8级、1888年渤海7级、1969年渤海7.4级、1976年唐山7.8级、1998年张北6.2级等强烈地震。因此,基于张渤带三维非线性断层模型,模拟了该构造带第三活动期以来6.5级及以上地震的断层应力演化过程,以探讨张渤带现今地震危险性,此项研究具有重要现实意义。

张家口-渤海地震活动带地壳厚度和泊松比分布

张家口一渤海地震活动带（以下简称张一渤带）是华北地区的一条大致为北西西走向的地震活动带，长约600余千米，宽十几至数十千米。在张一渤带发生过1969年渤海7．4级、1976年唐山7．8级等大地震和大量中小地震。莫霍界面深度是讨论区域地质构造环境的一个重要参数，地壳平均泊松比能够反映岩石性质和矿物成分的变化，它们是了解地壳形变和动力学改造的重要信息。接收函数方法是研究地球内部结构的重要手段之一，利用接收函数Ps转换震相和多次反射＋转换震相可以得到地壳厚度和地壳平均泊松比信息。本研究利用接收函数H-to扫描方法研究张一渤带两侧及周边地区的莫霍界面起伏特征和地壳平均泊松比分布。

张家口—渤海地震活动带中东段地壳剪切波分裂研究

张家口—渤海地震活动带是我国华北地区一条重要的地震带。该区域的主压应力场方向为近EW向。本文利用2005年9月—2010年9月首都圈地区地震台站记录到的数字波形资料,采用SAM方法(剪切波分裂系统分析法),研究讨论张家口—渤海地震带中东段地壳介质各向异性的空间分布特征。结果显示:张渤活动带中部及以东区域总体的优势方向明显,为近EW方向。横跨张渤活动带两侧的快剪切波优势偏振方向的空间分布显示,地震带北侧燕山隆起区内、地震带范围内和地震带南侧华北盆地内的快剪切波优势偏振方向均为近EW方向,差异不大。

燕山-渤海地震带的现今构造应力环境

应用中小地震的震源机制解资料，分析了燕山一渤海地震带现今构造应力场总体与分区特征。分析发现，该带现今构造应力场总体方向为：主压应力轴方位大约为７０－８０°，主张应力轴方位大约为 ３４０－ ３５０°；该带现今以水平、近于水平兼有一定斜向作用的主压应力为主。同时，结合有关资料分析了该带的地震活动。

张家口-宣化地区断裂构造与地震带分布

通过对张家口地区区域重力调查资料编图,系统探讨研究区内北西西向构造带、北北东构造带的地质构造背景及其与地震带分布的对应关系.认为区内地震活动受北西西向张家口-蓬莱构造带和北北东向山西断陷带的控制作用明显.新生代以来,在NEE-SWW向挤压,NNW-NNE向拉张应力作用下,NWW向张家口—蓬莱断裂带持续发育和活动.研究结果为深入研究该区地壳深部结构、地震活动等提供重要依据.

张家口—渤海地震带中小地震应力降分布特征

采用河北测震台网资料,分析了张家口—渤海地震带2008—2018年1220条M_(L)≥2.0地震的应力降。结果表明,应力降可能与应力有关,并且随震级的增加而出现不同尺度的变化,该区域应力降优势分布为0.70—3.00 MPa。

张家口—渤海地震带岩石圈磁场时空变化特征

利用2016—2018年3期华北地区流动地磁矢量原始测量资料,经数据计算获得2期华北地区和张家口—渤海地震活动带及邻区岩石圈磁场时空变化模型。研究结果显示:张家口—渤海地震带岩石圈磁场变化空间分布不均匀,具有明显的分区特征,在张家口段(西段)与北京段(中西段)分界处和北京段(中西段)与唐山段(中东段)分界处岩石圈磁场各要素具有明显的异常变化,如水平矢量存在转向和幅值变化,磁偏角与磁倾角具有正负异常高梯度带的特征,这与张家口—渤海地震带构造分段性特征密切相关。张家口—渤海地震带位于燕山块体与华北平原块体之间,两者运动的平动速率之差是张家口—渤海地震带左旋走滑的直接动力来源,而各断裂带左旋走滑速率之差很可能是岩石圈磁场空间变化分段性分布的主要原因。

渤海海域渤中19-6构造带深层潜山储层特征及其控制因素

渤海湾盆地渤中凹陷西南部的渤中19-6深层潜山构造带是新近勘探发现的特大型含油气区,该区的储层研究尚处于起步阶段,对储层发育特征及其控制因素的认识还不够深入。为此,基于对钻井岩心、井壁岩心、岩石薄片的观察和描述,结合区域构造背景、录井及测井等资料,对该区潜山储层的岩石学特征、储集空间类型、物性特征等进行分析,探讨控制储层发育的内在因素,研究储层展布规律。结果表明:(1)渤中19-6构造带深层潜山储层是由太古界潜山变质花岗岩主体及上覆的古近系古新统—始新统孔店组砂砾岩组成的泛潜山储集系统,形成砂砾岩孔隙带+风化壳溶蚀裂缝带+内幕裂缝带的多层次储层结构,储层成因复杂、类型多样;(2)太古界变质花岗岩潜山储集体内部在垂向上可划分为风化壳、内幕裂缝带和致密带,具有孔隙型和裂缝型的双重特性;(3)潜山风化壳主要受到强烈的溶蚀淋滤作用叠加断裂作用的影响,形成裂缝—孔隙型储集空间,内幕裂缝带储层的发育规模与分布受控于3期裂缝的叠加作用,燕山期以来是潜山裂缝的主要发育时期;(4)孔店组砂砾岩为典型的筛积沉积,后期溶蚀作用为其主要的控制因素;(5)混合岩化作用及超临界流体隐爆作用对储层发育起到了建设性作用。结论认为,渤中19-6构造带发育砂砾岩+变质岩潜山储集系统的认识,有助于确定该区下一步油气勘探的目标与方向。

渤海周围地震构造带的前兆异常分布与震情趋势估计的研究

借鉴已有研究成果 ,进一步对渤海周围地区地震构造带的分布、区域构造背景及其活动性做了分析 ,在此基础上 ,对张北 6.2级地震前至目前 ,华北北部前兆异常的总体数量及其沿地震构造带分布的变化 ,以及该区主要地震构造带的地震危险趋势进行了分析研究。

渤海湾盆地“埕北-垦东”构造转换带形成演化及成藏特征

以渤海湾盆地“埕北-垦东”构造转换带为研究对象,通过几何学特征的静态刻画和形成演化过程的动态分析,系统揭示了该转换带与两侧坳陷及其内部发育演化的时-空差异,明确了油气成藏特征。结果表明,“埕北-垦东”构造转换带呈NW向展布的凸凹格局,被NNE向和NEE向断裂切割改造,与由NEE向伸展断裂主控的济阳坳陷和NNE向伸展-走滑断裂主控的渤中坳陷既有联系又有差异;NW向的埕北-五号桩断裂是新生代盆地的先存基底断裂,对构造转换带的形成起到了决定性作用;在古近纪近SN向区域拉张的背景下,构造转换带受郯庐断裂走滑的影响程度不同,发生了差异演化并出现分区效应;该构造转换带是潜山油气藏发育的有利区带,古近纪的差异演化使得带内埕北、桩海-桩西、长堤-孤东-垦东等不同区段的油气成藏各具特点。对“埕北-垦东”构造转换带的研究有利于指导渤海湾盆地的构造解析及油气勘探实践。

中国南北地震带岩石层壳-幔组合结构特征及其构造效应

根据前人和作者最新深部地球物理研究成果，在计算机上完成了中国南北地震带１°×１°岩石层壳－幔结构比值Ｒ分布图的编绘；并根据该图研究了南北地震带的岩石层壳－幔组合结构特征及其与地震活动、大地热流分布、壳内高导低速层分布之间的联系；对地震活动等构造效应问题进行了讨论．

断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应——以渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡古近系源-汇系统为例

寻求盆外物源通量变化与盆内沉积体系的定量耦合响应仍然是源-汇系统研究的薄弱环节,也是断陷湖盆源-汇系统研究框架下的一个重要命题。基于渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡全覆盖的3D地震资料和岩心、测井数据,结合碎屑锆石U-Pb定年技术,对研究区古近系沙(沙河街组)二段与沙一段开展物源体系定量化表征,并通过定量沉积构造解释和定量地震地貌测量,建立了浅水三角洲的定量化表征方法。研究显示,沙一段-沙二段沉积时期,古永定河分支被古大清河袭夺,造成蠡县斜坡A区特征锆石含量由37%下降至26%,对应的A区浅水三角洲面积由144 km2减小至38 km2,平均水下分流河道宽度由104 m减小至47 m;古唐河水系特征锆石含量由31%上升至39%,对应的B区浅水三角洲面积由71 km2增加至94 km2,平均水下分流河道宽度由77 m增加至88 m;古大沙河水系沉积物通量未观察到明显变化,对应的C区浅水三角洲面积由206 km2降低至185 km2,平均水下分流河道宽度由120 m减小至81 m。构造作用、气候变化及湖平面升降等异旋回作用影响范围较大,将会造成沉积体系的同步响应;而物源通量变化将影响特定沉积体系,是研究区浅水三角洲沉积响应的主要驱动机制。

唐山-河间-磁县地震构造带浅层地震勘探

鉴于唐山-河间-磁县地震构造带东边界断裂的位置、断错层位与上断点的埋深尚不明确,在临西、临清附近布设了4条浅层地震勘探测线,获得了4条高分辨率的浅层地震勘探剖面,DZ1、DZ2测线探测馆陶西断裂,断层上断点埋深300 m,馆陶西断裂最新活动时代为中更新世;DZ3、DZ4测线探测沧东断裂,断层上断点埋深270 m,沧东断裂的最新活动时代为中更新世。

用浅层人工地震方法探测唐山-河间-磁县地震构造带内的活动断裂

由于唐山-河间-磁县地震构造带的位置、断错层位与上断的埋深尚不明确,在大名断裂、沧西断裂、大城东断裂附近布设了4条浅层地震勘探测线。测线DZ1位于邯郸市大名县东南部的龙王庙镇,以探测大名断裂。在该测线上共探测出5个断点,均为正断裂,上断点埋深95~125m,断距为6~12m,错断晚更新统而未错断全新统。DZ2测线位于沧州市献县县城东部,以探测沧西断裂。在该测线上共探测出3个断点,均为正断裂,上断点埋深170~190m,断距为7~10m,断裂上断点切割中更新统。DZ3和DZ4测线位于大城县里坦镇西,共探测出4个断点,上断点埋深120~130m,断距为5~15m,均为正断裂,断裂上断点切割中更新统。根据探测结果分析认为:大名断裂是晚更新世活动断裂,沧西断裂和大城东断裂是中更新世活动断裂,这3条断裂均有发生6级左右地震的能力。大城东断裂是先存地壳"深断裂"向上撕裂状扩展的"新生断裂"。