冉志杰，李 皓，呂國軍，溫 超，楊 柳，楊歧炎，孟立鵬，彭遠黔，駱艷欣

（1．河北省地震局，河北 石家莊 050011；2．石家莊市地震局，河北 石家莊 050020）

0 引言

夏墊斷裂是華北平原區(qū)北部一條重要的全新世活動斷裂［1］，它北起平谷岳各莊，向西南經(jīng)馬坊西、潘各莊，南至永樂店村南，總體走向NE45°，全長45 km。1679年該斷裂上曾發(fā)生三河－平谷8級大地震。20世紀(jì)70年代末以來，許多學(xué)者對夏墊斷裂的第四紀(jì)活動特征及1679年8級地震的發(fā)震構(gòu)造進行了研究。孟憲梁等（1983，1988）、向宏發(fā)等（1988，1994）調(diào)查了該8級地震的地表破裂帶［2］，并開挖了潘各莊等探槽；冉勇康［3］開挖了東柳河屯探槽；江娃利等［4］對地表破裂帶的古地震特征進行了研究，確定了斷裂的最新活動時代；向宏發(fā)等（1995）、黃禮良（1997）、張先康等（2002）、高景華等（2008）、趙成彬等（2010）、劉保金等（2011）對夏墊斷裂進行了探測研究［5－8］，顯示了夏墊斷裂的深、淺部構(gòu)造特征和地層結(jié)構(gòu)及斷裂特征等信息，但夏墊斷裂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所獲得該斷裂的淺部構(gòu)造特征并不完全準(zhǔn)確。為此，我們在進行河北省地震局地震科研基金重點課題項目中采用高分辨率地震勘探技術(shù)，對夏墊鎮(zhèn)附近的夏墊斷裂淺部活動特征進行詳細探測，進一步展示夏墊斷裂的淺部特征。

1 地震測線布設(shè)與地震數(shù)據(jù)采集處理

在分析已有地震構(gòu)造、斷裂出露情況以及物探資料的基礎(chǔ)上，在夏墊鎮(zhèn)夏墊斷裂經(jīng)過的大棋盤村東側(cè)、永太辛莊村西側(cè)之間布設(shè)地震勘探剖面XD－1測線（圖1）。剖面走向NW15°，起點坐標(biāo)116°56′03．7515″，39°58′04．8432″；終點坐標(biāo)116°55′52．5353″，39°58′37．3745″。剖面與斷裂走向相交，長度為1 054m。地震數(shù)據(jù)采集使用Geometries公司StrataVisornzxp－96淺層高分辨率地震儀，24位A／D轉(zhuǎn)換，動態(tài)范圍144dB，儀器頻帶為1．75Hz～20kHz。數(shù)據(jù)采集的儀器采樣參數(shù)為：采樣間隔0．25ms，記錄時間為1 000ms，低截頻率15Hz、高截頻率500Hz的帶通濾波器。采用單邊激發(fā)滾動方式，72道記錄、道間距4m、炮間距8m的18次共中心點疊加觀測系統(tǒng)，60Hz垂直組合檢波器接收。80kg夯錘人工夯擊震源激發(fā)，在每個震源上錘擊25次以上進行共炮點疊加，以便提高信號能量，壓制噪聲和干擾［9－10］。

應(yīng)用Vista2D／3D地震處理軟件對資料進行處理，重點注意以下方面的處理工作：細致切除初至波，確保取得盡可能淺的反射波，以滿足斷裂淺部活動特征的研究；進行振幅補償和地表一致性振幅處理，壓制干擾、提高信噪比；反褶積和地表一致性子波處理，以便提高分辨率和保真；剩余靜校正和速度分析反復(fù)迭代，提高動靜校正精度，確保反射界面疊加成像準(zhǔn)確；做好疊后偏移處理，確保構(gòu)造形態(tài)正確和斷裂清晰；通過反射波資料處理時獲得的疊加速度（也稱NMO速度）和時間剖面上不同界面反射波的雙程垂直到時t0，由迪克斯（DIX）公式獲得不同地層反射界面以上的平均速度（ˉV），經(jīng)時－深轉(zhuǎn)換獲得地震勘探的深度剖面，以便了解反射波的地層埋深度、斷裂的空間位置等參數(shù)。通過這樣的處理，為夏墊斷裂研究提供高品質(zhì)的地震剖面［11］（圖2）。

圖1 夏墊斷裂夏墊段地震勘探剖面位置圖Fig．1 Location of the seismic detecting profile cross Xiadian fault near Daqipan village

2 地震剖面的解釋分析

夏墊斷裂的淺部特征是本文的研究重點。因此針對能夠很好反映斷裂淺部特征的XD－1線偏移剖面（圖2（b））以及深度剖面進行了詳細的解釋和地質(zhì)分析［12］，結(jié)果示于圖3。

2．1 剖面的地震特征

2．1．1 波組特征

豐富的地層界面反射波組出現(xiàn)在剖面700ms以上的時間范圍內(nèi)。根據(jù)剖面波組特征，以CDP341為界，剖面大致可以分為南、北兩部分。在南段剖面上反射震相較多，反射能量較強，連續(xù)性較好；在北段反射能量較弱，連續(xù)性較差。

在剖面南段的600ms之上，存在3組反射能量較強、橫向連續(xù)性較好的反射波組，自上至下命名為T1、T2、T3。這些反射波組呈略微向北傾斜展布，并且在一些地段出現(xiàn)同相軸的扭曲和變形現(xiàn)象。在剖面北段存在反射能量較強、橫向連續(xù)性較好的T1、T2反射波組，基本呈水平狀展布，T3反射波組極不明顯。

值得注意的是在剖面南段350～750ms之間存在一傾斜的反射波組，錯斷T3波組，終止于T2波組之下。

總體而言，3套波組的波形有明顯的橫向變化，從南向北振幅由弱變強、由強變?nèi)踔敝料?，反射波組的同相軸出現(xiàn)扭曲和變形現(xiàn)象。

2．1．2 斷裂特征

由圖3可見，剖面上總體被斷裂切割形成相間排列的“斷陷構(gòu)造”。根據(jù)地震剖面中反射同相軸出現(xiàn)錯動、扭曲等斷裂構(gòu)造特征，整個剖面劃分出9條斷裂構(gòu)造。以斷裂F5為界，剖面的南段和北段反射波顯示出明顯的差異性。南段的反射同相軸較連續(xù)，層狀性明顯，而北段反射同相軸零亂。細致分析，在圖3上可以看到，斷裂F4、F5和F7共存于T3反射波組中，視傾都向SE，由此可見夏墊斷裂是由4條斷裂組成（F4～F7），F(xiàn)4、F5和F7是夏墊斷裂的主體斷裂，F(xiàn)6則是伴生斷裂，其中F5是目前通常所指的夏墊斷裂，F(xiàn)4視傾角稍緩，并呈鏟型向下延伸，與趙成彬等［1］發(fā)現(xiàn)的斷裂形態(tài)一致，但斷裂的上斷點埋深存在差異。

為進一步確認(rèn)夏墊斷裂的組構(gòu)形態(tài)，在XD－1線西側(cè)200m處，平行于XD－1測線布設(shè)一條526 m的勘探測線XD－2。剖面起點坐標(biāo)116°55′53．5694″，39°58′10．2650″；終點坐標(biāo)116°55′46．8016″，39°58′26．5867″。根據(jù)斷裂構(gòu)造在地震剖面上特征，劃分出3條斷裂構(gòu)造，分別與XD－1測線上的斷裂F4、F5、F7具有相似的構(gòu)造特征（圖4）。

圖2 XD－1測線處理后的地震剖面Fig．2 Seismic profiles of XD－1line

圖3 XD－1測線偏移地震剖面解釋結(jié)果Fig．3 Offset seismic profile of XD－1line

表1 斷裂參數(shù)Table 1 The parameters of faults

根據(jù)剖面上所反映的特征，可以看出夏墊斷裂是一條高傾角、錯斷至近地表的第四紀(jì)活動斷裂帶，該斷裂帶由四條斷裂組成，視傾向SE，其中斷裂F7是本次發(fā)現(xiàn)的一條新斷裂。

由地震剖面可見，在夏墊斷裂的上盤還存在一些規(guī)模較大的斷裂（F1～F3），在下盤有一些規(guī)模小的斷裂（F8、F9）。

2．2 XD－1線剖面的地質(zhì)特征分析

圖5為XD－1測線經(jīng)時－深轉(zhuǎn)換后所獲得地震勘探的深度剖面。對比夏4＃孔地層資料（Q344．7m、Q1370m），反射時間剖面中的波組T1對應(yīng)于上更新統(tǒng)（Q3）的底界面，T3對應(yīng)于下新統(tǒng)（Q1）的底界面。

在XD－1剖面上所有劃分出的9條斷裂構(gòu)造參數(shù)見表1。

從上述分析可以看出：①夏墊斷裂是由四條斷裂組成，其中F4斷裂視傾角稍緩，并呈鏟型向下延伸，錯斷了下新統(tǒng)（Q1）界面，斷裂上斷點埋深285 m；F5斷裂傾角較陡，斷裂出露地表（圖6，中國地震局震害防御中心清理出的斷層剖面，2012）；F7斷裂傾角較陡，錯斷了下新統(tǒng)（Q1）界面，斷裂上斷點埋深205m；F6則是伴生斷裂，斷裂上斷點埋深140 m。②斷裂F4、F7在T2之后停止了活動；斷裂F5則目前仍在活動；伴生斷裂F6僅在一定的時段活動。③斷裂的上盤存在一系列活動時代較新的斷裂（F1～F3），其中F2斷裂錯斷了F3斷裂。

圖4 XD－2測線偏移地震剖面解釋結(jié)果Fig．4 Offset seismic profile of XD－2line

圖5 XD－1測線地質(zhì)分析剖面Fig．5 Geological sections of XD－1line

圖6 夏墊斷裂的地表出露（鏡頭向東）Fig．6 The photo of exposure site of Xiadian fault

3 結(jié)論

采用高分辨率淺層地震勘探技術(shù)，獲得夏墊斷裂淺部清晰的斷裂結(jié)構(gòu)形態(tài)，為進一步開展夏墊斷裂探測研究提供了可靠資料，并為夏墊斷裂的整體特征研究提供了可靠的依據(jù)。結(jié)果表明，夏墊斷裂構(gòu)造復(fù)雜，在其附近還存在一系列斷裂，這些斷裂與夏墊斷裂組成了夏墊斷裂帶。

（References）

［1］ 趙成彬，酆少英，秦學(xué)業(yè)，等．夏墊斷裂淺部特征高分辨率反射地震探測研究［J］．地震研究，2010，33（1）：81－85．

ZHAO Cheng－bin，F(xiàn)ENG Shao－ying，QIN Xue－ye，et al．Research on the Shallow Structure Characteristics of Xiadian Fault Using High－resolution Artificial Seismic Exploration Method［J］．Seismological Research，2010，33（1）：81－85．（in Chinese）

［2］ 盂憲粱，杜春濤，王瑞．1679年三河一平谷大震的地震斷裂帶［J］．地震，1983，（3）：18－23．

MENG Xian－liang，DU Chun－tao，WANG Rui．Rupture of the Sanhe－Pinggu earthquake of 1679［J］．Earthquake，1983，（3）：18－23．（in Chinese）

［3］ 冉勇康，鄧起東，楊曉平，等．1679年三河—平谷8級地震發(fā)震斷層的古地震及重復(fù)間隔［J］．地震地質(zhì)，1997，19（3）：193－201．

RAN Yong－kang，DENG Qi－dong，YANG Xiao－ping，et al．Paleoearthquakes and Recurrence Interval on the Seismogenic Fault of 1679Sanhe－PingguM8Earthquake，Hebei and Beijing［J］．Seismology and Geology，1997，19（3）：193－201．（in Chinese）

［4］ 江娃利，侯治華，肖振敏，等．北京平原夏店斷裂齊心莊探槽古地震事件分析［J］．地震地質(zhì)，2000，22（4）：413－422．

Jang Wa－li，Hou Zhi－h(huán)ua，Xiao Zheng－min ，et al．Study on Paleoearthquakes of Qixinzhuang Trench at the Xiadian Fault，Beijing Plain［J］．Seismology and Geology，2000，22（4）：413－422．（in Chinese）

［5］ 徐錫偉，計鳳桔，于貴華，等．用鉆孔地層剖面記錄恢復(fù)古地震序列：河北夏墊斷裂古地震研究［J］．地震地質(zhì)，2000，22（1）：9－19．

XU Xi－wei，JI Feng－ju，YU Gui－h(huán)ua，et al．Reconstruction of Paleoearthouake Sequence Using Stratigraphic Records from Drill Logs：A Study at the Xiadian Fault，Hebei［J］．Seismology and Geology，2000，22（1）：9－19．（in Chinese）

［6］ 張先康，趙金仁，劉國華，等．三河—平谷8．0級大震區(qū)震源細結(jié)構(gòu)的深地震反射探測研究［J］．中國地震，2002，18（4）：326－336．

ZHANG Xiang－kang，ZHAO Jin－ren，LIU Guo－h(huán)ua，et al．Study on Fine Crustal Structure of the Sanhe－Pinggu Earthquake（M8．0）Region by Deep Seismic Reflection Profiling［J］．Earthquake Research in China，2002，18（4）：326－336．（in Chinese）

［7］ 劉保金，張先康，陳颙，等．三河—平谷8．0級地震區(qū)地殼結(jié)構(gòu)和活動斷裂研究——利用單次覆蓋深反射和淺層地震剖面［J］．地球物理學(xué)報，2011，54（5）：1251－1259．

LIU Bao－jin，ZHANGg Xiang－kang，CHEN Yong，et al．Research on Crustal Structure and Active Fault in the Sanhe－Pinggu Earthquake（M8．0）Zone Based on Single－fold Deep Seismic Reflection and Shallow Seismic Reflection Profiling［J］．Chinese J．Geophys．，2011，54（5）：1251－1259．（in Chinese）

［8］ 高景華，徐明才，榮立新，等．利用地震剖面研究夏墊斷裂西南段的活動性［J］．地震地質(zhì)，2008，30（2）：497－503．

GAO Jing－h(huán)ua，XU Ming－cai，RONGg Li－xin，et al．Activity of the Southwest Segment of Xiadian Fault Investigated by Seismic Reflectlon Profiling［J］．Seismology and Geology，2008，30（2）：497－503．（in Chinese）

［9］ 馬文濤，唐文榜，徐錫偉，等．北京黃莊—高麗營隱伏斷裂立水橋段淺部活動特征的地震探測［J］．物探與化探，2005，29（6）：503－505．

MA Wen－tao，TANG Wen－bang，XU Xi－wei，et al．Seismic Exploration of Shallow Deformation along Lishuiqiao Section of Huangzhuang－Gaoliying Active Fault in Bering Urban Area［J］．Geophysical and Geochemical Exploration，2005，29（6）：503－505．（in Chinese）

［10］ 李曉妮，馮希杰，任雋，等．臨潼—長安斷裂第四紀(jì)活動性勘探［J］．西北地震學(xué)報．2012，34（4）：398－404．

LI Xiao－ni，F(xiàn)ENG Xi－jie，REN Jun，et al．Exploration on Lintong－ Chang′an Fault for Its Activities since Quaternary Period［J］．Northwestern Seismological Journal，2012，34（4）：398－404．（in Chinese）

［11］ 盧育霞，王振明，王蘭民，等．蘭州盆地活斷層的高分辨率淺層地震勘探技術(shù)［J］．西北地震學(xué)報，2008，30（4）：344－353．

LU Yu－xia ，WANG Zhen－ming ，WANG Lan－min，et al．High－resolution Shallow Seismic Prospecting Techniques for Active Fault Investigation in Lanzhou Basin［J］．Northwestern Seismological Journal，2008，30（4）：344－353．（in Chinese）

［12］ 付兆輝，秦偉軍．?dāng)嘞菖璧囟钙聨Ц呔鹊卣鹂碧郊夹g(shù)應(yīng)用［J］．西北地震學(xué)報，2012，34（2）：114－120．

FU Zhao－h(huán)ui，QIN Wei－jun．High－precision Seismic Exploration Techniques and Application on the Abrupt Slope Belt of Faulted Basin［J］． Northwestern Seismological Journal，2012，34（2）：114－120．（in Chinese）