浅层地震勘探资料揭示汤东断裂特征

汤东断裂是汤阴地堑的东界断裂,也是太行山山前一条重要的隐伏活动断裂。为了查明汤东断裂的产状、性质及其浅部构造特征,跨断裂开展了高分辨率浅层地震剖面探测,获得了高信噪比的浅层地震反射波叠加剖面。本文根据浅层地震剖面结果并结合研究区地质资料和已有深地震探测成果,对汤东断裂的浅部构造特征进行了分析和讨论。结果表明:汤东断裂为1条走向NNE、倾向NWW的铲型正断层,其浅部表现为由2—3条断层组成的Y字形构造,并错断了埋深约30—50m第四纪地层,断裂向下延伸至上地壳底部,属晚第四纪以来的隐伏活动断裂。汤东断裂两侧新生代沉积差异明显,断裂上升盘内黄隆起一侧,新生代沉积层较薄,其底界埋深约480m,下降盘汤阴地堑一侧,沉积了巨厚的新生代地层。研究结果为确定汤东断裂位置、评价断裂的活动性提供了基础资料。

地质雷达在城市活动断层探测中的应用——以鹤壁市汤东断裂为例

城市地区人口密集、经济发达,发生在城市之下的大地震是对城市危害最大的突发性自然灾害,会造成巨大的生命财产损失,并引发一系列社会安全问题。位于城市之下的活动断层是造成城市地震灾害的元凶,地震发生时活动断层沿线也是建筑物破坏最严重、造成人员伤亡最集中的地带,例如1906年旧金山8.1级地震,1999年集集7.6级地震。

汤东断裂地热异常特征及成因机制探析

地热资源是一种清洁的复合型资源,豫北地区有着丰富的地下热水资源。在某预查工作中发现汤东断层附近钻孔井温异常,系统搜集研究区区域地质构造等资料,分析该区域地温梯度、热储结构特征等,研究汤东断层附近地区地热系统的地温梯度变化范围。通过预查区地震地质成果及高分辨率地震剖面,结合该地区地质构造特征,说明了地热异常带控制因素及地热系统的成因机制。

浅层人工地震和地质雷达在城市活动断层探测中的联合应用--以鹤壁市汤东断裂为例

浅层人工地震勘探是探查城市隐伏活动断层最有效的手段之一,然而受近地表探测盲区和探测分辨率的限制,该方法难以获取活动断层超浅层上断点的准确埋深位置。地质雷达探测方法在一定程度上可弥补浅层人工地震勘探的不足。为探索浅层人工地震勘探和地质雷达探测的联合应用效果,分析其在城市隐伏活动断层探测中的应用潜力,选取河南省鹤壁市汤东断裂西支为研究对象,并在冯屯村和前交卸村分别开展联合探测,获取高信噪比的浅层人工地震反射剖面和地质雷达剖面。浅层人工地震勘探揭示的冯屯村处汤东断裂西支上断点埋深为60~70 m,地质雷达探测揭示的上断点埋深约为2.5 m,结合平均沉积速率推测汤东断裂西支在冯屯村的最新活动时代约为25 ka。浅层人工地震勘探揭示的前交卸村处汤东断裂西支上断点埋深为50~60 m,地质雷达探测揭示出汤东断裂西支在前交卸村处未造成近地表约10 m以内的地层断错。研究结果表明,在城市隐伏活动断层探测中,采用浅层人工地震勘探和地质雷达探测相结合的方法,不但可有效确定活动断层的位置,且可进一步约束活动断层上断点的准确埋深,有利于指导后期地震地质勘探中的探槽和钻孔布设。

地震勘探在汤东断裂空间展布特征研究中的应用

为了查明太行山东麓汤东断裂的产状、性质及构造特征,垂直于断层走向开展了不同勘探深度的地震剖面探测,获得了“高分辨率、高信噪比、高保真”的地震反射波时间剖面。通过分析认为,汤东断裂是一条走向北北东,倾向北西,断层倾角上陡下缓,形似铲型的正断层,向上错断了埋深30~40m的第四系地层,属于第四纪以来的隐伏活动断裂,且在地震反射波时间剖面上呈“Y”字形显示。该文对汤东断裂这一第四纪活动断裂的研究为城市的发展、大型工程选址提供了可靠的基础资料。

汤东活动断裂带气体地球化学特征

本文采用野外多期跨断层流动观测测定了汤东活动断裂带H2,Rn和CO2的分布特征,以此分析了该断裂带的气体地球化学特征及其活动背景,从而揭示了气体地球化学特征与构造之间的联系。分析结果显示:不同测量期次的H2,Rn和CO2浓度存在显著差异,其中张河村测线的各期次测量结果中6月份各组分气体浓度均显著高于其它期次,而邢李庄测线的测量结果中1月份各组分气体浓度均显著高于其它期次;各测量期次的各气体组分分布曲线特征相似,高值异常点的重现性较好。张河村测线多期测量的H2和Rn浓度背景值分别为(8.93±3.92)×10-6和(17.38±4.28) kBq/m3,在测线西部距汤东主断裂135 m和230 m处H2与Rn同步出现高值异常;邢李庄测线H2和Rn的背景值分别为(41.20±16.64)×10-6和(29.00±8.28) kBq/m3,H2与Rn在测线西部距汤东主断裂60 m处同步出现异常。两测线的气体浓度高值异常部位与地球物理、跨断层联合钻孔详勘结果之间存在较好的对应关系,由此可推断观测气体浓度能够敏感地指示断裂带位置,而且H2和Rn浓度是汤东断裂带气体地球化学观测的关键指标。

汤东活动断裂带土壤H_2、Rn地球化学特征

为研究汤东断裂带土壤气体地球化学特征及其所反映的构造地球化学背景,采用野外监测的方法分析了张河村与邢李庄村两条测线的土壤H_2、 Rn分布特征。结果表明,张河村H_2浓度、 Rn活度浓度的分布范围分别为0.24×10^(-6)～174.7×10^(-6)、 13.3～69.8 kBq·m^(-3),背景值分别为14.26×10^(-6), 24.8 kBq·m^(-3)。邢李庄测线H_2浓度、 Rn活度浓度的分布范围11.8×10^(-6)～67.06×10^(-6)、 43.6～72.6 kBq·m^(-3),背景值分别为37.13×10^(-6)、 72.6 kBq·m^(-3)。张河村测线在90～105 m处, H_2、 Rn出现强烈高值异常,而120～150 m处出现高值异常。异常值位于断裂带附近, H_2、 Rn气体测值对断裂位置具有良好的指示作用。气体异常主要受汤东活动断裂构造控制,汤东断裂下方的深大断裂和汤阴地堑中下地壳的低速体对深部气体释放有重要作用。

用地震反射剖面研究汤阴地堑上地壳结构与断裂特征

汤阴地堑位于太行山脉与华北平原的过渡带,是太行山前重要的地质构造单元。为研究汤阴地堑上地壳结构和断裂特征,利用安阳市与新乡市活断层探测获得的深、浅地震反射剖面,结合研究区已有地震、地质资料,对汤阴地堑浅部结构、汤东断裂特征进行分析研究。结果表明,汤阴地堑北部与南部地壳结构差异明显。地堑北部是由汤东断裂控制的半地堑,地堑内反射震相丰富、反射波层组关系清晰,多组新生代、古生代沉积层强反射不整合地覆盖在自西向东倾伏的结晶基底反射Tg上,且随着深度增加,地层倾角增大,显示出明显的多期掀斜运动特征。地堑南部表现为由汤东、汤西断裂共同控制的断陷型地堑,地堑内新近系底界面反射波TN自西向东倾伏,其下为一些横向呈水平或东倾、延续性较短的反射震相。地堑南部与北部不同的反射震相特征表明,测线控制区域内的汤阴地堑沉积环境与运动特征可能有所差异。汤东断裂为走向NE,倾向NW的铲型正断层,汤西断裂为走向NE、倾向SE的正断层,北部中深层地震反射剖面上未发现该断层的存在。