用地震反射资料研究太行山南端辉县—封丘剖面地壳细结构

发布时间：2020-10-12 15:05

　　 基于多次覆盖技术的深地震反射探测方法在探测地壳上地幔精细结构与构造方面具有独特优势,是能源和矿产资源勘探、研究孕震构造特征和深、浅构造关系的有效方法。太行山南端地处太行山脉与华北平原的过渡带上,是太行山山前断裂带与新乡‐商丘断裂的交汇部位。该区新构造运动强烈,活动断裂发育,是我国地震重点监视防御区之一。因此,采用深地震反射方法探测研究太行山南端地壳精细结构和断裂的深、浅构造关系,不但对深入认识该区复杂的地质构造特征、孕震构造背景和活动断裂研究具有科学意义,而且研究结果还可为该区防震减灾规划和重大生命线工程建设提供科学依据。本论文利用中国地震局地球物理勘探中心在该区完成的辉县‐封丘深地震反射剖面和浅层地震勘探资料,对太行山南端的地下结构进行了解剖,获得了该区地壳深度范围内的精细结构图像。研究结果表明,本区地壳结构具有明显的纵向分层和横向分块特征,地壳厚度33~39km,莫霍面自东向西逐渐加深。太行山南端的上地壳结构复杂,断裂构造发育,汤阴地堑与其两侧的隆起区在剖面上呈现为典型的盆岭构造,其边界明显受到铲形正断层的控制。地壳深断裂位于汤阴地堑的东侧,该断裂倾角陡直,错断了下地壳和莫霍面,是该区地震危险性评价中需重点关注的深部构造。为了研究该区的浅部结构和构造特征,本文还利用深反射剖面上大量的初至波资料,运用层析成像方法得到了该区的浅层P波速度结构,P波速度变化与沉积盖层厚度和断裂分布有着较好的对应关系。为了研究断裂的近地表特征,本论文还采用浅层地震反射方法对区内2条主要的第四纪隐伏活动断裂进行了高分辨率成像。结果表明,汤西断裂为东倾的正断层,控制了汤阴地堑的西边界,其活动年代为中更新世;汤东断裂是汤阴地堑的主控边界断裂,该断裂向西倾,为晚更新世活动的正断层。研究结果为进一步认识太行山南端的基底结构和隐伏断裂特征等提供了新的地震学依据。
【学位单位】：中国地震局地球物理研究所
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P631.4
【部分图文】：

2.1 区域地质构造概况太行山南端处于一级大地构造单元—华北断块内，是太行山脉与华北平原的过渡地带，同时也是南、北华北盆地的分界地带（图 2.1）。太行山山前断裂带和南缘断裂带是我国华北地区重要的新构造活动带，不仅控制了太行山的隆起地貌，也影响着华北平原区的侵蚀和沉积，同时它还是一条鲜明的地质构造分界带，将该区进一步划分为基底性质不同、构造样式各异的西北部太行山隆起区、东部北华北凹陷区和南部豫中差异沉降区（江娃利等，1984；荆智国等，2000；张岳桥等，2003；马寅生等，2007）。太行山南端及其邻区新构造运动较为活跃，活动断裂发育，是我国地震重点监视防御区之一。该区历史上曾发生过 4.7 级以上破坏性地震 6 次，且近年来时有弱震发生，故该区的发震构造背景，尤其是地壳精细结构与断裂分布特征，更引起人们的重视。

在汤阴宜沟附近逐渐隐伏于丘陵之中，全长约 90km。该断裂走向 NNE，倾向南东，地表倾角 60°～70°，为一正断层。汤西断裂南段古近纪时期活动强烈，卫辉次凹靠下降盘一侧古近系厚度 3600m，上升盘一侧仅有零星分布。 钻探及相关的人工地震研究资料表明：该断裂新近纪时期也有过强烈活动，断裂西侧主要出露太古界、古生界以及少量的新近系，而断裂东侧地层则以新近系‐第四系为主，厚度可达千米以上（其中第四系较薄仅 30m）。青羊口附近新 33孔孔深 896.14m，卫辉岱村附近陈 16 孔孔深 991.20m 均未穿透新近系，古近纪底板落差可达 1000m，可见该断裂在新近纪曾经有过强烈活动。 汤西断裂过鹤壁许家沟后，踪迹逐渐模糊，向北隐伏于上新世砂砾岩之下，仅局部见到小断裂面出露，如许家沟东淇河边上新统泥灰岩在断裂两侧被错开约10m。根据野外地质调查和钻孔资料，汤西断裂北段可能延伸到汤阴以西的汤河水库一带，据钻孔资料，断裂西侧晚新生代地层厚约 300m，东侧则增至 600m左右。由汤河水库北的汤西断裂剖面（图 2.2）可以看出，断裂两盘地貌落差约20m，上新统被错断并局部褶曲，上覆的中更新世红土层未变形。

2.2.3 汤中断裂 汤中断裂是一条纵穿汤阴地堑的中更新世断裂。断裂自汤阴附近，往南经宜沟、大赉店东、新庄、淇县东和前稻香一线，倾向东南，与汤东断裂基本平行延伸，总长约 60km。汤中断裂最早在石油物探结果中被发现，据人工地震勘探资料，在卫辉东北和安阳南，汤阴地堑中央有一条高角度向东倾的正断层，可能断错了新近纪地层。中国地震局分析预报中心（1997）曾对汤中断裂进行了较详细的地貌和物化探考察工作，中国地震局地球物理勘探中心在汤阴南采用两条高密度电阻率法测线（总长 2.7km）对该断裂进行了补充调查，确定了断裂的位置。汤中断裂的存在，在地貌上有明显的反映。汤阴－宜沟一带，汤中断裂是西部丘陵和东盘堆积平原的自然分界线，断裂以西上新统砂砾石层直接出露，地面侵蚀切割较强，多平缓山丘和浅沟，断裂东盘地面平坦，有第四纪堆积物覆盖。淇河在通过汤中断裂时，由早中更新统地层组成的河流阶地突然下沉成为掩埋阶地（图 2.3）。
【参考文献】

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本文编号：2837931