北京平原区黄庄—高丽营断裂北段结构特征及活动特点研究

黄庄—高丽营断裂是横穿北京市城区的一条规模较大的隐伏深大活动断裂,是北京凹陷和西山隆起的分界构造。本次研究工作区选在黄庄—高丽营断裂北段昌平未来科技城一带,对目标断裂先后开展了地震勘探、高密度电阻率法勘探以及槽探3种方法组合对其结构与活动性进行综合分析研究,查明了目标断裂的结构及其活动性。研究表明,黄庄—高丽营断裂由主断裂和次级断裂组成的断裂带,断裂带内次级断层也较为发育。断裂带在基岩中表现为阶梯状断层,向上延伸至第四系内部,形成"Y"字形断层组合。该断裂在全新世以来断裂活动明显,物探解译结果的上断点以及探槽中的现象均已达到地表。由此可见,本次工作所采用的3种物探方法组合,对探测城市隐伏断裂并探究其活动性,具有明显的效果,对减轻城市地震灾害实际应用评估具有十分重要的意义。

北京八宝山断裂和黄庄—高丽营断裂构造活动性的初步分析

本文根据近期取得的一些新资料并结合前人的工作结果,分析了八宝山断裂和黄庄-高丽营断裂的构造活动性。新生代时期,黄庄-高丽营断裂是北京拗陷的主要西界断裂,八宝山断裂的活动远不及它强烈,前一条断裂活动强烈的部分随时间具有自南而北转移的特点。两条断裂第四纪均有活动,但八宝山断裂活动主要在早更新世,此后活动甚弱;黄庄一高丽营断裂中更新世仍显著活动,其北段活动持续到晚更新世甚至全新世。黄庄-高丽营断裂的活动强度,总体表现南弱北强;活动时间南部早而北部延续到很晚;活动性质,中段和南段右旋水平剪切显著,北段的垂直差异活动占优势。

北京平原区黄庄—高丽营断裂(房山—涞水段)第四纪活动特征的浅层综合探测证据

黄庄—高丽营断裂是北京平原区主要的隐伏活动断裂之一,其第四纪活动性对北京及邻区的城市规划、建设具有重要的意义。针对该隐伏断裂的复杂特征,本文通过可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层人工地震、高密度电阻率法等地球物理探测技术,结合联合钻孔剖面方法,揭示了黄庄—高丽营断裂房山—涞水段的第四纪活动性及主要特征,探测结果与综合分析表明:(1)该断裂走向NE,倾向SE,倾角为60°~70°,具典型的正断活动特征。(2)推断黄庄—高丽营断裂(房山—涞水段)上断点埋深约10 m,上更新统欧庄组底界错距约16 m,可能为晚更新世早期活动断裂,并可能是1658年涞水6级地震的发震构造,并对浅地表地裂缝地质灾害具有一定的控制作用。因此,对黄庄—高丽营断裂房山—涞水段的几何学与运动学的综合探测结果可为该地区重大工程建设的区域地壳稳定性评价及防灾减灾等提供关键地质依据。(3)综合物探结果可知,CSAMT法对隐伏活动断裂的初期探测有重要意义,在第四系松散沉积层内浅层地震勘探剖面揭示的断裂特征不如其在坚硬岩石地层内揭示的断裂特征明显,但通过多种物探方法的综合探测,能够做到优势互补,增加隐伏活动断裂探测的确定性。

北京黄庄-高丽营断裂土壤气体地球化学特征及其对地震活动的指示

通过对2017年5月土壤气CO_(2),Rn和Hg的野外流动测量以及2020年9月1日至2021年6月30日期间土壤气监测站Rn的连续监测,利用残差法和地震指数KS方法对黄庄—高丽营断裂南北段的活动差异和区域地震活动进行了分析。结果表明,与首都圈地区其它断裂相比,黄庄—高丽营断裂是首都圈地区活动性相对较强的活动断裂,断裂北段的土壤气体浓度和通量较南段更高,且北段上盘的CO_(2)和Rn浓度明显高于下盘,指示断裂北段具有更强的活动性。对土壤气连续监测站数据进行分析,结果显示监测站的Rn浓度与气温、土壤温度和气压之间无明显相关性。2021年3月25日北京顺义ML3.0地震前6天,监测站记录到Rn浓度出现异常升高,增加了一倍,且震后异常持续了一个月。顺义ML3.0地震前后Rn浓度的异常变化表明监测站的土壤气Rn浓度对KS>0.1的地震有很好的响应。

北京地区黄庄——高丽营断裂北段活动性研究与灾害效应分析

通过浅层人工地震、高密度电阻率法及钻探工程等综合方法,对穿越北京市重要创新产业基地的未来科技城内的隐伏黄庄—高丽营活动断裂进行了精细研究,揭示了其结构特征、第四纪活动性及其致灾机理。研究表明:黄庄—高丽营断裂北段总体上表现为张性正断层特征、倾向南东、倾角70°~80°、基岩深度附近垂直断距较大,断裂向上延伸至第四系产状逐渐变陡,具有"铲式"断层的特点,局部表现为"Y"字形组合特征;黄庄-高丽营断裂北段第四纪以来活动迹象明显。钻孔对比表明,早、中、晚更新世和全新世以来平均垂直活动速率分别为0.07mm/a、0.04 mm/a、0.23 mm/a、0.10 mm/a,其变化特点与北京西山隆升所反映的新构造运动的特征吻合;黄庄—高丽营断裂北段全新世以来表现为强烈蠕滑变形,沿断裂下盘诱发了线性分布的地裂缝、地面塌陷、墙体路面开裂等地质灾害现象。

应用三分量浅层地震反射方法探测隐伏活动断裂

多波多分量地震勘探方法在油气田勘探开发中日益受到重视,但在工程和活动断裂探测中过去还没有开展多波多分量地震勘探的先例.本文简要介绍了在北京黄庄—高丽营断裂上开展的三分量浅层地震反射试验数据采集和资料处理方法,以及取得的初步结果.试验结果表明,采用纵波震源或横波震源激发、三分量接收的浅层地震勘探方法,可获得较高信噪比的浅层地震纵波、横波和转换波剖面,特别是水平分量采集的横波和转换波可提供很有意义的地下结构和构造信息.综合利用纵波、横波和转换波剖面特征进行的地质分层和断层解释结果取得了与跨断层的钻孔联合地质剖面结果较好的一致性.

结合波形互相关的双差定位在北京西北地区地震活动性研究中的应用

采用2002年—2012年首都圈台网事件目录和2008年12月—2011年11月中国地质科学院地质力学研究所布设的微震台网记录的地震事件目录,分别运用结合波形互相关的双差定位和Geiger定位方法进行精确定位,对北京西北地区的活动地震构造进行了研究。结果表明北京西北地区分布两条NW向地震断裂带和两条NE向地震断裂带及两个地震密集分布区,地震活动密集分布区均位于NE向地震断裂带与NW向地震断裂带相交处及地处山区平原过渡区,可能是东北旺断裂与南口—山前断裂活动的反映。该地区地震震源深度分布范围主要为5～30km,主要分布在上地壳和中地壳。