大地测量与地球动力学

编号	地层岩性	上盘(下降盘)		下盘(上升盘)	断距/m	地质时代
B1	浅红棕色-灰色粉质粘土	顶界	35.6~36.9	1.4~3.0		顶界	37.2~37.4	0.7~1.9	无错断	Q_P³
底界	37.0~38.6	底界	37.9~39.1	无错断
B2	浅绿灰色粘土-黄棕色含钙核粘土	顶界	40.1~41.0	1.3~3.0	顶界	39.3~40.1	1.3~2.5	0.9	Q_P²
底界	42.3~43.1	底界	40.8~42.2	0.9
B3	浅红棕色-青灰色-浅绿灰色粘土	顶界	44.9~45.2	1.0~1.1	顶界	43.9~44.3	0.8~1.4	1.0	Q_P²
底界	46.1~46.2	底界	44.7~45.5	1.1
B4	黄灰色含钙核粉质粘土	顶界	57.1~57.5	0.9~1.9	顶界	55.1~56.2	1.2~1.7	1.5	Q_P²
底界	58.4~59.0	底界	56.7~57.4	1.6
B5	浅红棕色含钙核粉质粘土	顶界	64.9~65.1	1.3~2.1	顶界	61.1~62.2	1.9~2.4	2.6	Q_P²
底界	66.5~67.0	底界	63.0~64.3	3.4

编号	地层岩性	上盘(下降盘)		下盘(上升盘)	断距/m	地质时代
B1	浅红棕色-灰色粉质粘土	顶界	35.6~36.9	1.4~3.0		顶界	37.2~37.4	0.7~1.9	无错断	Q_P³
底界	37.0~38.6	底界	37.9~39.1	无错断
B2	浅绿灰色粘土-黄棕色含钙核粘土	顶界	40.1~41.0	1.3~3.0	顶界	39.3~40.1	1.3~2.5	0.9	Q_P²
底界	42.3~43.1	底界	40.8~42.2	0.9
B3	浅红棕色-青灰色-浅绿灰色粘土	顶界	44.9~45.2	1.0~1.1	顶界	43.9~44.3	0.8~1.4	1.0	Q_P²
底界	46.1~46.2	底界	44.7~45.5	1.1
B4	黄灰色含钙核粉质粘土	顶界	57.1~57.5	0.9~1.9	顶界	55.1~56.2	1.2~1.7	1.5	Q_P²
底界	58.4~59.0	底界	56.7~57.4	1.6
B5	浅红棕色含钙核粉质粘土	顶界	64.9~65.1	1.3~2.1	顶界	61.1~62.2	1.9~2.4	2.6	Q_P²
底界	66.5~67.0	底界	63.0~64.3	3.4

钻孔编号	样品埋深/m	地层/标志层	所处构造位置	测试类型	距今年龄
CZ04-G21	23.43	层③	上覆地层	OSL	94±9 ka
CZ04-G27	30.80	层④	上覆地层	OSL	98±7 ka
CZ04-G29	33.86	层⑤	上覆地层	OSL	167±12 ka
QK08-C01	15.33	层③	上覆地层	¹⁴C	26 345±185 a
QK12-G32	36.19	层⑤	上覆地层	OSL	178±17 ka
QK12-G33	36.99	层⑤	上覆地层	OSL	105±14 ka
QK12-G34	38.49	层⑤/B1	上覆地层	OSL	86±6 ka
QK12-G36	40.81	层⑤/B2	断层上盘	OSL	153±12 ka
QK12-G37	45.66	层⑤/B3	断层上盘	OSL	148±9 ka

钻孔编号	样品埋深/m	地层/标志层	所处构造位置	测试类型	距今年龄
CZ04-G21	23.43	层③	上覆地层	OSL	94±9 ka
CZ04-G27	30.80	层④	上覆地层	OSL	98±7 ka
CZ04-G29	33.86	层⑤	上覆地层	OSL	167±12 ka
QK08-C01	15.33	层③	上覆地层	¹⁴C	26 345±185 a
QK12-G32	36.19	层⑤	上覆地层	OSL	178±17 ka
QK12-G33	36.99	层⑤	上覆地层	OSL	105±14 ka
QK12-G34	38.49	层⑤/B1	上覆地层	OSL	86±6 ka
QK12-G36	40.81	层⑤/B2	断层上盘	OSL	153±12 ka
QK12-G37	45.66	层⑤/B3	断层上盘	OSL	148±9 ka

南华北盆地典型走滑断裂第四纪活动特征

王帅 ¹^,² , 张扬 ¹^,²^,³^,* , 赵显刚 ¹ , 花鑫升 ⁴

大地测量与地球动力学 | 地震地质 2025,45(5): 447-455

收起

大地测量与地球动力学 |地震地质 2025 , 45 (5) : 447 -455

南华北盆地典型走滑断裂第四纪活动特征

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王帅¹^,², 张扬¹^,²^,³^,*, 赵显刚¹, 花鑫升⁴

作者信息

1 河南省地震局, 郑州市正光路10号, 450016

2 河南省城市地震地质安全工程技术研究中心, 郑州市正光路10号, 450016

3 中国地震局地质研究所, 北京市华严里甲1号, 100029

4 中国地震局地球物理勘探中心, 郑州市文化路75号, 450002

通讯作者:

张扬, 高级工程师, 主要从事构造地质研究, E-mail: 949510935@qq.com

ZHANG Yang, senior engineer, majorsinstructural geology, E-mail: 949510935@qq.com

作者简介:

王帅, 工程师, 主要从事地壳反射地震探测研究, E-mail: 562283485@qq.com

Quaternary Activity Characteristics of Typical Strike Slip Faults in Southern North China Basin

Shuai WANG¹^,², Yang ZHANG¹^,²^,³^,*, Xiangang ZHAO¹, Xinsheng HUA⁴

Affiliations

1 Henan Earthquake Agency, 10 Zhengguang Road, Zhengzhou 450016, China

2 Henan City Seismic and Geological Safety Engineering Technology Research Center, 10 Zhengguang Road, Zhengzhou 450016, China

3 Institute of Geology, CEA, A1 Huayanli, Beijing 100029, China

4 Geophysical Exploration Center, CEA, 75 Wenhua Road, Zhengzhou 450002, China

WANG Shuai, engineer, majorsin crustalreflection seismic detection, E-mail: 562283485@qq.com

出版时间: 2025-05-15 doi: 10.14075/j.jgg.2024.06.268

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摘要

收起

综合分析南华北盆地沈丘凹陷2条浅层地震剖面、VSP实测纵波速度数据和1条钻孔联合地质剖面, 研究沈丘凹陷走滑断裂带浅部一系列负花状构造的几何学特征和可分辨的上断点深度。结果表明, 该断裂向上错断第四纪地层, 浅层地震勘探剖面上可分辨的上断点埋深为60 m左右, 钻孔联合地质剖面可分辨的上断点埋深为38.6~40.1 m, 推断该断裂错断中更新世地层。探测结果揭示该断裂为一组呈NWW向排列的雁列状左旋走滑断裂, 说明南华北盆地第四纪具有NW向的走滑剪切作用, 表明受秦岭造山控制的北西向构造体系在第四纪以来仍有活动, 对分析华北板块东部平原区盆地演化具有重要意义。

关键词

南华北盆地 / 沈丘凹陷 / 浅层地震勘探 / 钻孔联合地质剖面 / 走滑断裂

Abstract

收起

By conducting a comprehensive analysis of two shallow seismic profiles, VSP-measured P-wave velocity data, and one drilling joint geological profile from the Shenqiu depression in the southern north China basin, this study investigates the geometric characteristics and discernible upper fault depths of a series of negative flower-like structures in the shallow part of the strike-slip fault zone. The results indicate that the fault displaces the Quaternary strata upwards, with the discernible upper fault depth on the shallow seismic exploration profile being approximately 60 meters, and the discernible upper fault depth on the drilling joint geological profile ranging from 38.6 to 40.1 meters, suggesting that the fault displaces the middle Pleistocene strata. The exploration findings reveal that the fault is a set of left-lateral strike-slip faults arranged in a NWW direction, resembling a line of geese. This indicates that the southern north China basin has experienced NW-directed strike-slip shearing during the Quaternary, suggesting that the NW-directed tectonic system, controlled by the Qinling orogeny, has remained active since the Quaternary. This has significant implications for analyzing the evolution of the basins in the eastern plains of the north China block.

Key words

southern north China basin / Shenqiu depression / shallow seismic exploration / drilling joint geological profile / strike-slip fault

引用本文

王帅, 张扬, 赵显刚, 花鑫升. 南华北盆地典型走滑断裂第四纪活动特征. 大地测量与地球动力学, 2025 , 45 (5) : 447 -455 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.06.268

Shuai WANG, Yang ZHANG, Xiangang ZHAO, Xinsheng HUA. Quaternary Activity Characteristics of Typical Strike Slip Faults in Southern North China Basin[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2025 , 45 (5) : 447 -455 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.06.268

正文

收起

南华北盆地早期构造受秦岭-大别造山带影响较大，形成的构造呈NW-NWW方向分布，主体构造方向和秦岭-大别造山带相同^[1]。新生代至今，受区域构造应力场的影响，生成了一些断陷盆地，如襄城凹陷、谭庄凹陷、沈丘凹陷和倪丘集凹陷等。由于华北平原覆盖着大面积的第四纪地层，控制新生代沉积盆地的大部分断裂为隐伏状态^[2]。相关研究表明，地震的发生不仅与地壳深部的构造活动相关，而且与地壳浅部的活动断层也密不可分^[3]。

在周口坳陷中央部位有一组呈NWW展布的二级构造单元——沈丘凹陷(图1)。北以郸城凸起和商水断裂分界，南以三门峡-鲁山-淮南断裂为边界，西与舞阳凹陷、谭庄凹陷相连接，东以古城低凸起和倪丘集凹陷为界，是在华北古生界台地基础上发育起来的中、新生代叠合凹陷，中生界的最大埋深为10 km^[4]。其中，三门峡-鲁山-淮南断裂对沈丘凹陷的形成、演化和发展起着重要的控制作用。王志铄^[5]分析二维石油地震资料认为，三门峡-鲁山-淮南断裂分布于华北盆地南部周口坳陷，在沈丘凹陷表现为北倾较短正断层，与该断裂南华北盆地NWW-NW向区域性断层的认识并不一致^[6]。张扬等^[7]以南华北盆地三维地震资料为依据，采用方差体技术对沈丘凹陷走滑断裂进行较为精细的解释，并依托二维地震勘探剖面，获得沈丘凹陷中-深部断裂结构特征。以上研究成果为认识沈丘凹陷的形成演化、壳幔结构形态以及南华北盆地新构造时期断裂的结构特征提供了研究基础。张扬等^[7]认为，沈丘凹陷走滑断裂带上部纵剖面为一组负花状构造，沈丘凹陷在新构造期以发育走滑断裂为主，具有左旋走滑特征，浅层活动差异明显。该研究成果为南华北盆地沈丘凹陷内地质构造和地震危害性评估提供了基础科研资料。

本文在分析研究区域现有中-深层地震剖面的基础上，对沈丘凹陷走滑断裂以“十字”走向开展高分辨率的浅层地震勘探，获得具有良好信噪比的叠加时间剖面，并结合实测纵波速度，解释地层分布和断裂信息；沿NW-SE方向布设1条钻孔联合地质剖面，并对采集的样品进行年代测定，以重新解释南华北盆地沈丘凹陷中典型走滑断裂的结构特征，确定其活动时代为中更新世。

1 地质构造背景和地震剖面位置

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周口坳陷为中新生代发育的断陷盆地，新近纪、第四纪为继承性坳陷沉积，新生代沉积盆地最大厚度达7 000 m以上，坳陷东部第四系厚达260 m，向西逐渐变薄为40~60 m。针对三门峡-鲁山-淮南断裂带的新近纪前的断裂构造特征、演化过程的研究较多，普遍认为其是早白垩世末印支期或古近纪前逆冲，晚白垩世或古近纪正断层^[8-9]。随着三维地震勘探的应用，证实该断裂带新近纪以来主要以水平走滑为主^[7]。新桥-太和断裂位于周口坳陷中部，为新桥凹陷南部边界断裂，长140 km，是走向NWW、倾向北的正断层，主要活动时期为古近纪，新近纪仍有活动，新近系底界断距为20~150 m。其西段新近系底界断距为60~150 m，内部断距明显；中段为沈丘凹陷南部边界断裂，控制古近系沉积，新近系底界断距约20 m，新近系内部仍有错断；东段是倪丘集凹陷南部边界断裂，控制倪丘集凹陷古近系沉积，新近系底界断距约30 m，新近系内部仍有错断，推测该断裂为早更新世断裂。

石油探测资料表明，沈丘凹陷走滑断裂在第四纪期间可能仍具有活动性^[7]。为验证其第四纪晚期断裂构造特征和活动性，在项城市南部跨沈丘凹陷雁列状走滑断裂布设2条近垂直的测线(图1)进行高分辨率的浅层地震勘探。其中，XT8-4测线布设于汾河北岸、项城市高寺镇西的乡道，道路较窄，施工环境安静，自东向西施工，测线全长6 237 m；XT8-5测线布设于项城市秣陵镇北的G106国道，沿国道自北向南施工，测线全长5 520 m。

2 地震数据采集和资料处理

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选用单边激发的观测系统采集反射地震数据，炮间距12 m，道间距3 m，600道接收，75次覆盖。采用Mertz SM26可控震源激发地震波，扫描方式为连续变频，扫描频带20~120 Hz，扫描时长12 s。仪器设备使用60 Hz的检波器和428XL地震仪。为使检波器的灵敏度更高，使用3个地震检波器组合成单串来接收地震波，记录时长和采样间隔分别为2 s、0.5 ms。

资料处理使用Grisys & Focus地震数据处理软件系统，处理方法主要为静校正、叠前去噪和叠后偏移处理等。本次浅层地震勘探采用倾角时差校正技术(DMO)及差分偏移法进行数据处理，使地震剖面地质构造变化特征更显著。为计算浅层地震勘探反射波在剖面上不同地层界面的埋深，采用资料处理过程中获得的叠加速度，并通过速度平滑、地下不同介质反射波的双程走时(TWT)，结合研究区的VSP测井实测波速数据，绘制QK1孔深度和TWT曲线图(图2)，依据DIX公式^[10]求得界面的平均速度，进一步计算求得TWT对应的剖面深度。通过采用多种处理手段与方法，获得高信噪比、高分辨率的浅层地震剖面(图3、4)，并根据地质资料、钻孔联合地质剖面，对获得的浅层地震剖面进行地质解释，为研究南华北盆地的浅层地下结构和断裂活动性提供参考依据。

3 地震反射剖面特征

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3.1 XT8-4测线浅层地震反射剖面特征

XT8-4和XT8-5测线的探测目标是控制沈丘凹陷的雁列状走滑构造。XT8-4测线地震反射叠加时间剖面具有较高的信噪比和分辨率(图3)，剖面中显示的多组浅层地震反射波可以连续可靠地追踪，地层界面起伏形态也非常清晰。根据剖面中反射波组的特征和该区地层特性，可识别出具有强能量和可横向追踪的4组反射震相(

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

、

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

、Q和T_N)。根据研究区地质资料^[11]和剖面反射波特征，将剖面上的反射波

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

、

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

和Q分别解释为晚更新世地层底界面反射、中更新世地层底界面反射和第四纪地层底界面反射，T_N是新近纪地层底界面反射。从横向上看，第四纪内部地层

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

大致呈水平展布，反射能量较强。在剖面上解释出3组断裂，在剖面的西侧有2条断裂，其倾向为西，倾角较陡，时间剖面上可识别上断点约94 ms，深度60 m左右。在剖面的中部，是一组呈Y字型组合的断裂，断裂向下错断了新近系T_N底部界面，上断点埋深较深。剖面东部是一组负花状断裂，根据浅层地震勘探结果，XT8-4测线的上断点埋深最浅为60 m左右。

3.2 XT8-5测线浅层地震反射剖面特征

XT8-5浅层地震测线时间剖面同样具有较高的信噪比和分辨率(图4)，断裂构造特征较为清晰。根据剖面纵、横向反射波组的特征，重点标注了4组能量强、可连续追踪的反射震相(

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

、

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

、Q和T_N)，根据研究区地质资料^[11]和剖面反射波的震相特征，将剖面上反射波

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

、

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

和Q分别解释为晚更新世地层底界面反射、中更新世地层底界面反射和第四纪地层底界面反射，T_N是新近纪地层底界面反射。4组反射震相基本呈水平分布，相对起伏较小。从各反射震相的横向连续性来看，

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

和

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

的走时小于210 ms的反射震相具有良好的横向连续性，无明显的不连续，而走时大于441 ms的Q~T_N反射震相在桩号4 371~6 378 m之间表现出明显的波形畸变和不连续。剖面在桩号4 371~6 378 m之间展现出一个呈负花状构造的断裂带，断裂错断Q的底界面，浅层地震勘探剖面可识别的上断点约200 ms，深度160 m左右。

3.3 SN向三维地震剖面

图1区域放大图为沈丘凹陷三维地震数据体新近系中部

${\rm{T}}_{\rm{N}}^1$

反射界面的构造分布。可以看出，一排沿NWW向展布的雁列状断裂发育在沈丘凹陷，呈右阶式排列。雁列状断层系由20多条NE向的断裂组成，断裂间距在2 km左右，每条断裂的长度在2~4 km。断陷区是一个典型的走滑拉分盆地，由一系列次级地堑构成，这些次级地堑由相邻的正断裂形成。从980~940 m的等深线可见，

${\rm{T}}_{\rm{N}}^1$

层为鼻状褶皱构造，整体呈NWW向，雁列状断层表现为左旋走滑特征。通过横穿SN向三维地震剖面(图5，剖面与浅层地震勘探测线XT8-5重合)可见，断裂系统发育负花状构造，新近系底部T_N层断层距离为10~20 m(天蓝色线)，新近系

${\rm{T}}_{\rm{N}}^1$

层断距较大，最大断距约80 m(橘红色线)，浅层走滑性质的断裂向已存在的娄堤断裂深部交会，表明沈丘凹陷雁列式断裂系统发育在白垩纪-古近纪成生的娄堤断裂之上。

分析2条浅层地震勘探剖面和1条三维地震剖面可知，在XT8-4剖面的西侧有2条断裂，在时间剖面上可识别的上断点约94 ms，深度60 m左右。据河南省第四系底界面深度图^[11]，沈丘凹陷

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^3$

底界面深度为40~50 m，

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

底界面深度为100~110 m，推断该条次级断裂向上错断中更新世

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

的底界。XT8-5反射剖面在桩号4 371~6 378 m之间，有一组负花状断裂向上错断Q的底界面，可识别的上断点约200 ms，深度160 m左右。据河南省第四系底界面深度图^[11]，沈丘凹陷

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

底界面深度为100~110 m，

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^1$

底界面深度为160~180 m，推断该组断裂向上错断早更新世

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^1$

的底界。综上所述，华北盆地南部沈丘凹陷上典型走滑断裂在浅层是一排NWW向的雁列式走滑断裂，最浅错断至中更新世地层

${\rm{Q}}_{\rm{P}}^2$

，判断其为一组中更新世断裂。

4 钻孔联合地质剖面特征

收起

由于施工条件限制，三门峡-鲁山-淮南断裂带桥口钻孔联合地质剖面位置沿XT8-4浅勘测线向东北方向偏移约60 m布置，横跨于三门峡-鲁山-淮南断裂带之上，共布设7个钻孔(图6)，相邻钻孔间距5.6~21.2 m。钻孔联合地质剖面(图7)在断层下盘的控制性钻孔编号为QK08，孔深为71.2 m；断层上盘控制性钻孔编号为QK12，孔深为91.8 m，2个钻孔均穿透上更新统底界。除控制性钻孔外，其余钻孔的终孔深度为60.1~67.8 m，该条钻孔联合地质剖面浅层人工地震勘探识别的上断点埋深为40 m左右。

桥口钻孔联合地质剖面共识别出5套标志层，各标志层自上而下分布(表1)。根据桥口钻孔联合地质剖面地层岩性特征，结合收集到的有年代学约束的地层地质资料，对照分析该钻孔联合地质剖面的年龄样测试结果(表2)。

根据XT8-4浅层地震勘探成果，三门峡-鲁山-淮南断裂带主体倾向NW。根据剖面各钻孔揭露的地层情况，通过对比标志层B1~B5在各孔中的落差变化，可确定桥口村剖面中断层的位置和最新活动时代。随着深度逐步增加，标志层断距逐步增大，存在系统落差逐步增大的趋势。断层两侧岩性组合及厚度也发生一定程度的变化，证实了该断层的存在。分析标志层与断层断距，在钻孔联合地质剖面中观察到该断层上断点明显切割B2顶界，并被B1所限制，进而将断点埋深区间限制在38.6~40.1 m之间。在平面上，钻孔联合地质剖面将断层上断点限定在QK13和QK14之间，二者间距8.7 m。钻孔联合地质剖面图显示，断裂通过QK12孔和QK13孔的深度大约为82 m和55 m，确定断层倾角为69.7°。

综上，桥口钻孔联合地质剖面探测可识别的上断点埋深区间为38.6~40.1 m，未错断上更新统。这表明在现有控制精度下，三门峡-鲁山-淮南断裂带为中更新世断裂(图7)。

5 讨论

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华北地区在欧亚大陆的东部，由华北平原和鄂尔多斯地块构成。新构造期以来华北地区地质地貌、构造特征和构造应力状态与古近纪相比有明显差异^[12-14]。古近纪中晚期，印度板块和欧亚板块发生碰撞，印度板块继续向北推进，挤压、缩短青藏地区地壳，使其变厚、隆起，进而向东“逃逸”，推动华北地区^[15-16]。古新世末至始新世初，太平洋板块俯冲方向发生明显的逆时针偏移，由NNW向NWW方向俯冲，俯冲角度逐渐增大，由于受到俯冲带东向跃迁的影响，中国东部新构造时期处于弧后扩张阶段。所以，自新构造期起华北地区形成NNW-SSE引张应力场^[17]。在新构造应力作用下，华北地区发育北西、北东向共轭剪切断裂体系^[13]。

华北平原多数强震的震源机制皆具有走滑特征^[18-19]，断层面解中往往有一组节面呈NNE走向，为右旋走滑，和华北平原发生强震后地表观测结果相符^[20]。GPS研究结果表明，近20年来华北平原未发生大规模的张性变形^[21]，近南北向断裂系上历史地震破裂以右旋走滑为主，未表现出强烈正断层特征和拉张分量。利用覆盖东北、华北和华南3个地块的最新GPS资料，从地块相互作用的角度研究华北平原现今地壳变形的运动学特征，观测到阿穆尔地块和华南地块内GPS测站的平均运动速度分量存在大约6.0±1.5 mm/a的差异运动，这些差异运动形成宽达1 100 km、近东西向的巨型左旋剪切带^[22]。阿穆尔和华南地块差异运动形成左旋剪切力偶，华北平原南北两侧遭到近东西方向的左旋剪切。GPS数据观测到的左旋剪切是跨整个华北平原的震间瞬时应变，由于华北平原内部的地质构造以近南北走向为主，不发育大规模的近东西向活动断裂，那么近东西向左旋剪切力偶是如何转换为近南北向右旋剪切的？变形前的华北平原被一系列近南北向断裂所切割，阿穆尔地块和华南地块之间形成左旋剪切力偶，华北平原逆时针旋转，近南北向断裂发生应变积累，待应变积累超过断裂摩擦强度，从而发生地震释放积累的应变；一段时期过后，所有断裂均以发生地震的形式将变形积累的能量全部释放出来。阿穆尔地块和华南地块之间差异运动使整个华北平原成为左旋剪切带，近南北向正断裂转换成右旋走滑剪切断裂，吸收和调整了华北平原总体的左旋剪切震间变形^[22]。

华北平原南部的断裂体系推断是在印度板块向北挤压欧亚板块和太平洋板块向西俯冲的合力作用下形成的。华北平原南部浅层NWW-NW向、近EW向和NNE-NE向断裂将基底断块切割成各种次级隆起和凹陷构造模式，形成受雁列走滑断裂控制的拉分盆地群，控制盆地内断裂为NW向和NE向，大多倾向坳陷或盆地(图8)。运动学观测表明，北西向和近东西向断裂表现为左旋走滑性质，而北东向断裂表现为右旋走滑性质^[6]。在南华北盆地太康隆起南缘曾发生过2次4级以上地震，震源机制解反演结果为走滑型^[23]。据河南及邻区52个震源机制参数可知^[24]，震源大致表现为走滑错动型，区域内地震震源机制2组节面走向大多为NNE向和NWW向；主压应力P轴多为NEE向，主张应力T轴多为NNW向。华北盆地南部沈丘凹陷在新构造运动期以发育雁列式走滑断裂系为主，具有左旋走滑性质，活动性在浅层差异较为明显，特别是在断裂中部活动最为强烈。走滑断裂带的演化特征表明，新构造时期沈丘凹陷上走滑断裂穿过构造发育，向深部已存在的娄堤断裂会合^[7]。走滑断裂是在地壳剪切或扭转应力场的作用下，2个断层板块相对水平运动生成的，和大地震的发生密切相关^[25]。图1表明，在沈丘凹陷走滑断裂带南部发生过一次M_S5.5地震，从走滑断裂形成和演化的规律分析，沈丘凹陷走滑断裂向深部会聚为古近纪盆地的边界控制断裂，并延伸至盆地基底之下。结合该组断裂的最新活动性，南华北盆地中生代以来形成的北西向深大断裂在新构造期仍持续活动，认为沈丘凹陷雁列式断裂系具有发生中强地震的构造背景。

6 结语

收起

1) 浅层地震勘探确定了本文研究断裂的空间位置；钻孔联合地质剖面确定该断裂为正断层、上断点埋深38.6~40.1 m、断距0.9 m、倾向NW、倾角69.7°，年代测试结果确定该断裂的最新活动时代为中更新世。

2) 基于新构造应力场的作用，华北地区发育NW、NE向共轭剪切断裂体系，该地区基底断块的各种次生隆起和坳陷构造模式是由NWW-NW和NNE-NE向断裂切割造成的，从而形成华北地区受典型走滑断裂控制的拉分盆地群，震源机制解和强震震后观测表明，NW向断层呈左旋走滑特征，NE向断层呈右旋走滑特征。

3) 南华北盆地沈丘凹陷新构造时期发育右阶式走滑断层，具有左旋走滑特征，从纵向剖面上看，南华北盆地典型走滑断裂带为负花状构造，断裂向深部会聚为古近纪盆地的边界控制断裂。通过分析走滑断裂的演化过程，得出该雁列式断裂带具有发生中强地震的可能性。

4) 新生代以来，南华北盆地的构造样式从古近纪断陷逐步演化至新近纪坳陷-第四纪走滑拉分，在后续的地震危险性研究工作中应予以重视。

基金

收起

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(IGCEA1902)
河南省科技攻关项目(232102320018)
河南省科技攻关项目(242102320043)
河南省地震构造探查工程项目(YCZC-2020-950)
河南省地震局第四批科技创新团队

参考文献

收起

文献

收起

参考文献引证文献

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2025年第45卷第5期

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doi: 10.14075/j.jgg.2024.06.268

接收时间：2024-06-03
首发时间：2026-10-30
出版时间：2025-05-15

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出版历史

收稿日期：2024-06-03

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Special Fund for Basic Scientific Research of Central Public Research Institutes(IGCEA1902)

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Scientific and Technological Key Projectof Henan Province(232102320018)

河南省科技攻关项目(232102320018)

Scientific and Technological Key Projectof Henan Province(242102320043)

河南省科技攻关项目(242102320043)

Seismic Structure Exploration Projectof Henan Province(YCZC-2020-950)

河南省地震构造探查工程项目(YCZC-2020-950)

The 4th Science and Technology Innovation Team of Henan Earthquake Agency

河南省地震局第四批科技创新团队

作者信息

1 河南省地震局, 郑州市正光路10号, 450016

2 河南省城市地震地质安全工程技术研究中心, 郑州市正光路10号, 450016

3 中国地震局地质研究所, 北京市华严里甲1号, 100029

4 中国地震局地球物理勘探中心, 郑州市文化路75号, 450002

通讯作者:

张扬, 高级工程师, 主要从事构造地质研究, E-mail: 949510935@qq.com

ZHANG Yang, senior engineer, majorsinstructural geology, E-mail: 949510935@qq.com

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

编号	地层岩性	上盘(下降盘)		下盘(上升盘)	断距/m	地质时代
B1	浅红棕色-灰色粉质粘土	顶界	35.6~36.9	1.4~3.0		顶界	37.2~37.4	0.7~1.9	无错断	Q_P³
底界	37.0~38.6	底界	37.9~39.1	无错断
B2	浅绿灰色粘土-黄棕色含钙核粘土	顶界	40.1~41.0	1.3~3.0	顶界	39.3~40.1	1.3~2.5	0.9	Q_P²
底界	42.3~43.1	底界	40.8~42.2	0.9
B3	浅红棕色-青灰色-浅绿灰色粘土	顶界	44.9~45.2	1.0~1.1	顶界	43.9~44.3	0.8~1.4	1.0	Q_P²
底界	46.1~46.2	底界	44.7~45.5	1.1
B4	黄灰色含钙核粉质粘土	顶界	57.1~57.5	0.9~1.9	顶界	55.1~56.2	1.2~1.7	1.5	Q_P²
底界	58.4~59.0	底界	56.7~57.4	1.6
B5	浅红棕色含钙核粉质粘土	顶界	64.9~65.1	1.3~2.1	顶界	61.1~62.2	1.9~2.4	2.6	Q_P²
底界	66.5~67.0	底界	63.0~64.3	3.4

编号

地层岩性

上盘(下降盘)

下盘(上升盘)

断距/m

地质时代

埋深/m

厚度/m

埋深/m

厚度/m

浅红棕色-灰色粉质粘土

顶界

35.6~36.9

1.4~3.0

顶界

37.2~37.4

0.7~1.9

无错断

Q_P³

底界

37.0~38.6

底界

37.9~39.1

无错断

浅绿灰色粘土-黄棕色含钙核粘土

顶界

40.1~41.0

1.3~3.0

顶界

39.3~40.1

1.3~2.5

0.9

Q_P²

底界

42.3~43.1

底界

40.8~42.2

0.9

浅红棕色-青灰色-浅绿灰色粘土

顶界

44.9~45.2

1.0~1.1

顶界

43.9~44.3

0.8~1.4

1.0

Q_P²

底界

46.1~46.2

底界

44.7~45.5

1.1

黄灰色含钙核粉质粘土

顶界

57.1~57.5

0.9~1.9

顶界

55.1~56.2

1.2~1.7

1.5

Q_P²

底界

58.4~59.0

底界

56.7~57.4

1.6

浅红棕色含钙核粉质粘土

顶界

64.9~65.1

1.3~2.1

顶界

61.1~62.2

1.9~2.4

2.6

Q_P²

底界

66.5~67.0

底界

63.0~64.3

3.4

钻孔编号	样品埋深/m	地层/标志层	所处构造位置	测试类型	距今年龄
CZ04-G21	23.43	层③	上覆地层	OSL	94±9 ka
CZ04-G27	30.80	层④	上覆地层	OSL	98±7 ka
CZ04-G29	33.86	层⑤	上覆地层	OSL	167±12 ka
QK08-C01	15.33	层③	上覆地层	¹⁴C	26 345±185 a
QK12-G32	36.19	层⑤	上覆地层	OSL	178±17 ka
QK12-G33	36.99	层⑤	上覆地层	OSL	105±14 ka
QK12-G34	38.49	层⑤/B1	上覆地层	OSL	86±6 ka
QK12-G36	40.81	层⑤/B2	断层上盘	OSL	153±12 ka
QK12-G37	45.66	层⑤/B3	断层上盘	OSL	148±9 ka

钻孔编号

样品埋深/m

地层/标志层

所处构造位置

测试类型

距今年龄

CZ04-G21

23.43

层③

上覆地层

OSL

94±9 ka

CZ04-G27

30.80

层④

上覆地层

OSL

98±7 ka

CZ04-G29

33.86

层⑤

上覆地层

OSL

167±12 ka

QK08-C01

15.33

层③

上覆地层

¹⁴C

26 345±185 a

QK12-G32

36.19

层⑤

上覆地层

OSL

178±17 ka

QK12-G33

36.99

层⑤

上覆地层

OSL

105±14 ka

QK12-G34

38.49

层⑤/B1

上覆地层

OSL

86±6 ka

QK12-G36

40.81

层⑤/B2

断层上盘

OSL

153±12 ka

QK12-G37

45.66

层⑤/B3

断层上盘

OSL

148±9 ka