活动断裂的浅层人工地震勘查

如题所述

在许多第四系覆盖或受人文活动影响较大的地区,特别是杭州、宁波、温州、湖州等城市周边地区,地表往往难以观察到断裂活动的迹象,与断裂有关的遥感信息也不明显。对于查明这些地区的断裂活动情况,浅层人工地震勘查是一种有效的技术方法。为此,针对一些重要工程建设的需要,在遥感信息解译和野外研究的基础上开展了浅层人工地震勘查。下面给出几个具体的应用实例。

(1)萧山-球川大断裂。这是本次卫星遥感断裂解译所确认的一条重要断裂(带)。该断裂带走向NE,由多条长约50~80km的断裂呈斜列或平行断续分布组成,在浙江境内延伸总长度大于350km。断裂分布位置与前人的结论基本一致,但是在杭嘉湖地区由于受第四系覆盖及人文活动的影响,地表难以看到明显的与断裂相关的遥感影像信息,而区域航磁异常、自由空间重力场及现代地震记录均显示该断裂继续延伸至这一地区。为进一步查明断裂在这些地区的活动情况,在萧山农场及海宁盐官镇西分别进行了二维及三维浅层人地震探查。在杭州市近郊萧山农场进行的浅层人工地震结果(图7.12)表明,在宽约2.5km的范围内,发育有多条断层。这些断层倾角陡竖,断错埋深75~80m的基岩面和上覆中更新统(Q2)地层,断至地表下45m左右的上更新统上部地层(

),从而证实了萧山-球川断裂(带)在晚更新世(Q3)晚期在该地区曾活动过,并具有正断层性质。在位于“临浦-海盐隆起带”隆起轴部的海宁盐官镇西进行的三维地震勘探试验(图7.13)亦表明断裂断错了深80m左右的第四系地层。对断错和未断错的第四系地层样品的热释光测年数据进一步指示该断裂的最新活动年代为晚更新世(见表7.3)。

图7.12 萧山钱江农场附近浅层人工地震CDP叠加剖面和地质解释剖面

图7.13 海宁盐官镇西三维地震勘探基岩顶面等深线图等深线数值 单位:m

表7.3 浙江省主要活动断裂热释光年龄测定结果

注:热释光年龄测定在中国地震局地壳应力研究所热释光实验室进行。

(2)北西走向的孝丰-三门湾断裂。该断裂由多条30~50km断层断续组成,从杭州市区西南的钱塘江直角转折段和萧山元宝沙一带通过,是杭嘉湖平原与浙西南山区的分界,在地貌上断层带使富春江河道发生直角转折成反“之”字形,并控制了支流浦阳江河道分布。在萧山元宝沙的浅层人工地震勘查剖面及其地质解释结果如图7.14所示,断裂面倾向北东,北东盘逆冲于南西盘之上,断层断距最大处可达17m左右。断层经历了先正断后逆冲的运动过程,断层断错埋深60m左右的基岩面,断层顶面影响到埋深40m左右的上更新统(Q3)卵石层,表明断层最新活动年代为晚更新世(Q3)早期。

图7.14 萧山元宝沙附近浅层人工地震CDP叠加剖面和地质解释剖面

(3)庆元(鹤溪)-丽水-奉化断裂(带)。这是浙江境内NE向线性影像构造形迹最为清晰的一条断裂(带)。在卫星遥感影像图上,该断裂由北向南依次表现为中新生代断陷盆地边缘界线、不同地貌单元分界线、绢云母化带、片理化带。宁波盆地、天台盆地分列在该断裂东西两侧。前人研究表明,庆元(鹤溪)-丽水-奉化断裂在宁波—北仑港一带,自中新生代以来一直表现为张—张扭—压—右行压扭活动性质。由于该断裂在宁波大碶盆地—北仑港一带被第四系所覆盖,还缺乏有关断裂性质及活动时间的直接证据。

为此,在宁波北仑进行了浅层人工地震探查(图7.15),其结果提供了庆元(鹤溪)-丽水-奉化断裂(带)在宁波大碶盆地—北仑港这一段第四纪晚更新世以来活动的证据。图7.15显示该测线处共有6个断面,4个断面向西倾,倾角约60°~750,属逆断裂性质,其余2个断面近于直立。断错了上更新统海相砾石及砂质沉积层,断面顶点埋深约36~63m。在宁波大碶盆地边缘断裂带中采集的断层泥的热释光年龄测定结果也表明,该断裂(带)的最新活动年龄为(95.60±7.54)ka前(表7.3)。

图7.15 宁波北仑港附近浅层人工地震CDP叠加剖面和地质解释剖面

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