張 超，沈 軍，趙江濤，周晨陽，李 青

（1.防災(zāi)科技學(xué)院，河北 三河 065201;2.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029）

北京平原夏墊斷裂沉積旋回研究

張 超1，2，沈 軍1*，趙江濤1，周晨陽1，李 青1

（1.防災(zāi)科技學(xué)院，河北 三河 065201;2.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029）

通過對夏墊斷裂下降盤（上盤）第四紀堆積物逐層分析和對比，定性的分析出夏墊斷裂下降盤（上盤）距地表10 m范圍內(nèi)，各層的沉積環(huán)境和相應(yīng)的沉積韻律特征。研究發(fā)現(xiàn)：由探槽所揭露的地層可以分為7個沉積旋回，每個沉積旋回由上部的細粒層和下部的粗粒層組成，粒度上細下粗；細粒層均為含碳粘土和粉砂質(zhì)粘土，具有湖相沉積的特點，其沉積環(huán)境多為還原環(huán)境或弱還原環(huán)境；粗粒層一般為細砂、粗砂層，具有快速堆積的特點，其沉積環(huán)境多為氧化環(huán)境或弱氧化環(huán)境；分析認為，斷塞沉積所顯示的韻律性結(jié)構(gòu)是地震周期性活動的結(jié)果，這一研究是揭示夏墊斷裂的古地震事件，反演古地震活動并預(yù)測其未來行為的基礎(chǔ)。

夏墊斷裂；探槽；沉積韻律；古地震

0 引言

斷塞塘是指在地震斷層活動過程中錯斷斷裂附近地質(zhì)體等而引起的局部堵塞或下陷形成的負地形積水洼地。其在形成過程中以及形成之后所接受的沉積被稱為斷塞塘沉積。由于斷塞塘沉積是沿著斷裂帶發(fā)育的，并具有典型的斷裂成因的沉積物，可以比較完整地記錄其自形成以來斷裂的各種活動信息［1］，因此對于夏墊斷裂斷塞塘沉積的研究具有重要意義。

夏墊斷裂位于華北板塊北部，以其獨特的地理位置和典型的地震構(gòu)造樣式，一直成為活動構(gòu)造研究的熱點地區(qū)之一。自上世紀80年代以來，許多學(xué)者通過地質(zhì)、地貌、鉆探、探槽以及淺層物理探、地球化學(xué)勘探等一系列綜合現(xiàn)代探測手段，對1679年三河-平谷8.0級地震的宏觀震中、構(gòu)造背景、發(fā)震斷層及其破裂方式、大地震的復(fù)發(fā)周期等問題進行過不同程度的研究。90年代以后，冉勇康［2］、江娃利［3］和徐錫偉［4］等人又開展了探槽和鉆探研究?！笆濉逼陂g北京市開展了城市活斷層探測，圍繞1679年三河-平谷8.0級地震和夏墊斷裂開展了多手段的深部構(gòu)造探測工作［5］。

前人做了很多開創(chuàng)性的研究，獲得了一系列重要的認識。主要包括：

（1）沉積環(huán)境。楊曉平等［5］研究發(fā)現(xiàn)在夏墊活動斷裂上、下盤地層中，大致可以將其分為深色地層和淺色地層，并指出大致沉積時段一致的地層沉積物成分大致相同，且上盤地層的還原環(huán)境明顯強于下盤地層。

（2）斷裂活動與氣候的關(guān)系。徐錫偉等［4］指出全新世以來夏墊斷裂作用（垂直運動）的強度有從末次冰期鼎盛期向冰后期減弱的趨勢。

（3）斷裂滑動速率。向宏發(fā)等［6］研究認為夏墊斷裂10 ka來的平均位移速率為0.12 mm/a，15 000 a以來的平均滑動速率為0.2 mm/a；徐錫偉等［4］通過鉆孔得出距今26 000 a夏墊斷裂的平均垂直位移速率為0.76 mm/a。

（4）古地震復(fù)發(fā)間隔。徐錫偉等［4］通過對東柳河屯鉆孔的分析，指出距今26 000 a以來夏墊斷裂發(fā)生過11次古地震事件，其復(fù)發(fā)間隔為2 000～5 800 a，最近5次地表破裂型（古）地震的復(fù)發(fā)間隔介于3 700～5 800 a之間；江娃利等［3］利用探槽發(fā)現(xiàn)夏墊斷裂上曾發(fā)生過4次古地震事件，并指出其平均強震間隔為（3.336±0.396）ka，且具有準周期復(fù)發(fā)的特點。

（5）斷裂沉積韻律。李傳友等［1］認為斷塞塘沉積序列一般由幾個沉積韻律組成。每個沉積韻律組合分為下部的粗粒層和上部的細粒層，粗粒層具有快速堆積的特點，細粒層具有湖相沉積的特點；向宏發(fā)等［6］發(fā)現(xiàn)在沿著斷裂的方向上，可以看到多個斷塞塘，且具有良好的韻律性。

本文是在前人對夏墊斷裂研究的基礎(chǔ)之上，旨在通過對夏墊斷裂兩側(cè)沉積物成分及結(jié)構(gòu)的分析，揭露出夏墊斷裂的沉積韻律特征，從而分析古地震事件。

1 構(gòu)造背景

夏墊斷裂是華北平原區(qū)北部一條重要的北東向隱伏活動斷層，走向N50°E，傾向SE，傾角50°～70°，位于大廠第四紀凹陷和通縣第四紀凸起兩個新構(gòu)造單元間的邊界。受夏墊新斷裂正斷傾滑性質(zhì)的影響，大廠第四紀凹陷連續(xù)沉降，堆積的第四紀松散沉積物的厚度達600～700 m；而通縣凸起相對隆升，堆積的第四紀松散沉積物厚度僅為300～400 m?，F(xiàn)有的研究表明：夏墊斷裂兩側(cè)第四紀下更新統(tǒng)夏墊組的垂直位移達319 m，中更新統(tǒng)翟里組139 m，上更新統(tǒng)軍營組僅15 m［7、8］。1679年三河—平谷8.0級大地震是夏墊新斷裂最新的一次地表破裂型地震事件。在地震過程中，在地表處形成了一條西起東柳河屯，經(jīng)夏墊鎮(zhèn)北，東止東興莊，長約10 km的斷層陡坎（圖1），顯示出東南盤下降、西北盤抬升的正斷傾滑性質(zhì)，兼有右旋走滑分量［6，9］。冉永康等［9］根據(jù)古地震探槽資料推出：夏墊新斷裂上20 ka以來，曾發(fā)生過4次地表破裂型古地震事件，其平均復(fù)發(fā)間隔為（6561±691）a；向宏發(fā)等［6］推論得出：在距今約15 ka以來，僅發(fā)生過1679年三河-平谷8.0級大地震。

下文將通過對夏墊斷裂兩盤沉積物成分的分析與對比，揭示出夏墊斷裂的沉積特點，分析夏墊斷裂沉積韻律特征、地震復(fù)發(fā)行為與古氣候環(huán)境變遷的關(guān)系。

圖1 1679年三河-平谷8級地震斷層的空間展布圖（據(jù)徐錫偉等，2002資料修改）Fig.1 D istribution of M 8 Earthquake Fau lt in Sanhe-Pinggu in 1967（adap ted from XU Xi-wei et al.，2002）

2 探槽剖面的沉積物分析

2.1 探槽的空間位置

探槽位于齊心莊附近夏墊斷裂的上、下盤（E116°55′54.68″，N39°58′28.55″）（圖2A）。該探槽分為B、C兩個部分（圖2）。由野外實地測繪得出：

圖2 夏墊斷裂探槽位置圖Fig.2 Location of Trench on Xiadian Fau lt

B部分探槽可以分為8層（圖2 B），從上到下依次為：灰褐色土壤層；黃褐色粘土層；灰黃色粉砂層；灰色粘土層；灰黃色粉砂層；黑色粘土層；灰褐色粉砂質(zhì)粘土層；灰白色粉砂層。

C部分探槽可以分成17層（圖2 C），從上到下依次為：黃褐色粉砂質(zhì)粘土層；灰黃色粘土質(zhì)粉砂層；灰黑色粘土質(zhì)粉砂層；土灰色粉砂層；灰黑色粘土質(zhì)粉砂層；土灰色粉砂層；黑色粉砂質(zhì)粘土層；灰黑色細砂層；黑色粘土層；灰白色粉砂層；灰黑色粘土層；灰色細砂層；灰黑色粘土層；灰黑色砂質(zhì)粘土層；灰黑色粘土層；灰白色中細砂層；灰黑色粘土層。

本次的七個旋回剖面都是在該探槽剖面基礎(chǔ)上手工挖掘而成的，所有的旋回剖面均嚴格的局限于各自的旋回期次中。

2.2 第一個沉積旋回剖面

該剖面（圖3）位于第一個沉積旋回中，剖面深約72 cm，距離地表約1.2 cm，剖面由①、②兩套地層組成：下部②層為灰褐色粘土層，約47.5 cm，上部①層為土黃色細砂層，約24 cm。

圖3 夏墊第一沉積旋回剖面圖Fig.3 Profile of the First Sedim entary Cycle on Xiadian Fau lt

在②層中，見大量的黃色銹斑，疑為地表層的植物根系在重力作用下下扎形成的，而在同層中部位置出現(xiàn)的粘土空隙中殘留有植物根系的現(xiàn)象更加證實了這一推斷。大約在離②層頂面28.5 cm處發(fā)育有殼體，經(jīng)鑒定為田螺殼體。

②層之上為土黃色細砂層，其實①、②層之間的界限并不清晰，在兩層的接觸部位出現(xiàn)了粘土和細砂的互層現(xiàn)象，這是由于當時的沉積環(huán)境不穩(wěn)定，來回重復(fù)變化造成的。本層結(jié)構(gòu)比較簡單，現(xiàn)象以出現(xiàn)不明顯的層理為主。

2.3 第二個沉積旋回剖面

在第二個沉積旋回中我們挖掘了兩個剖面，由于兩個剖面顯示出的現(xiàn)象基本一致，所以我們擇其一進行介紹，如圖4所示剖面深約84 cm，與第一個旋回類似，該剖面由兩套地層組成，其中①為土黃色細砂層，約為29.5 cm；②為灰褐色粘土層，約為54 cm。

在①、②層中都見有黃色銹斑與沉積物充分混合，相互摻雜。但在②層中也出現(xiàn)與第一個沉積旋回相類似的現(xiàn)象：殘余的植物根系直立于沉積物空隙中。在該層的中下部位（圖4）發(fā)現(xiàn)田螺殼體，可知該層為湖塘相沉積。此外，在②層中間部位，發(fā)育有一薄碳層，碳含量相對較低，其層狀的沉積特征反映出該碳層同沉積性。

圖4 夏墊第二沉積旋回剖面Fig.4 Profile of the Second Sedim entary Cycle on Xiadian Fau lt

總的說來，第一二個沉積旋回成分和結(jié)構(gòu)都比較簡單，只發(fā)育了一套細砂和一套粘土，其各自的沉積特征也較少，主要受到了黃色銹斑的污染，在地層年代學(xué)上，很難用以準確定年。

2.4 第三個沉積旋回剖面

2.4.1 第三個沉積旋回a剖面

該剖面（圖5左）位于第三旋回的底部，與位于第三旋回頂部的剖面b（圖5右），共同反映出整個第三旋回的沉積特征。

由圖5（左）可知，構(gòu)成本剖面的沉積物基本可以分為①～④層，從上到下依次是①為土黃色細砂層，②為灰褐色粘土層，③為土黃色細砂層，④為灰褐色—深褐色粘土層，其中④又可以根據(jù)顏色的差異分為④、⑤兩層。④層為灰褐色層，而⑤為深黑色層。該剖面中每層的特征現(xiàn)象都較為明顯。

①層中，存在地層擾動現(xiàn)象。地層擾動現(xiàn)象實際上是由于地震作用使得層位發(fā)生褶皺，在沉積物的沉積上表現(xiàn)為擾動。所以該現(xiàn)象的出現(xiàn)說明了存在一次古地震，由于該擾動現(xiàn)象只存在①層中，在其上的地層中均未出現(xiàn)，故本次古地震的大致年齡在①層地層沉積之后，在①層之上地層的沉積之前。

在②層中，見有植物根系豎直貫穿②層，其頂?shù)撞糠謩e被①、③層所封閉。因此此根系的年齡可代表①層沉積的年齡。

③層為土黃色細砂層，根據(jù)地震陡坎沉積原理可知，該層亦不可用于地層年代的學(xué)的測年。因為該層中碳的來源存在不確定性：其一，假如碳來自斷裂的上盤，這類碳屬于“外源碳”，那么樣品測定年齡大于③層的沉積年齡；其二，假如碳來自同沉積，那么該樣品的年齡與本層的沉積年齡一致。

④層集中反映出一個現(xiàn)象：在④層中部發(fā)育有一薄碳層，該碳層只存在于局部，并沒有延伸至剖面兩測。從碳層呈層狀的沉積特點可以判斷其為同沉積形成的，在年代學(xué)上此處的碳可反映該層的沉積年齡。

④、⑤層沒有明顯的分界面，兩層呈漸變關(guān)系。在⑤層頂部發(fā)現(xiàn)有殘余的田螺殼體，反映出該層的沉積相為湖塘相，該殼體的的測年結(jié)果在年代學(xué)上的意義為本層的沉積年齡。此外，在殼體產(chǎn)出處的右側(cè)見一局部薄碳層，長約2 cm，可以判斷其亦為同沉積所得，其測定年齡與附近的田螺殼體大致相同。

2.4.2 第三個沉積旋回b剖面

該剖面（圖5右）位于第三旋回的頂部，從圖5中可以看出，該剖面有以下幾套沉積物組成：①為土黃色細砂層；②為灰褐色泥質(zhì)粘土層；③為土黃色細砂層；④為灰褐色—深褐色的粘土層。

①層厚約12 cm，具有明顯的層理現(xiàn)象，代表著穩(wěn)定的沉積環(huán)境，不存在植物根系的影響，也沒有腐殖質(zhì)。

②層厚約9 cm，含有大量的腐殖質(zhì)，并與粘土充分混合，難以剔除粘土中的腐殖質(zhì)，對于14C測年的影響較大，不利于年代學(xué)的測年。

③層厚約17.5 cm，發(fā)育有不明顯的層理，局部地方可見結(jié)核。該層與其上的②層分界不明顯，在兩層的接觸處可見粘土和細砂的交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，代表著不穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

圖5 夏墊第三旋回剖面圖Fig.5 Profile of Third Sedim entary Cycle on Xiad ian Fau lt

④層，由于所挖掘深度的關(guān)系，并沒有見到該粘土層的底部。本層粘土中出現(xiàn)了大量的黃色腐殖質(zhì)，含有少許植物的殘余根系。其實，本層最明顯的現(xiàn)象為：出現(xiàn)了兩個砂柱，相距約為5 cm，直徑約為0.8 cm，與周圍粘土沉積物分界明顯。該砂柱的頂部被上層的細砂層所封閉，其下端一直向下延伸超出剖面而至更深的層位，初步推斷為：由于地震等地質(zhì)作用引起粘土層向上噴涌，形成狹長的空隙，上層的細砂沉積物在沉積的過程中由于重力作用而向下充填形成砂柱。砂柱側(cè)向上還表現(xiàn)出延伸的現(xiàn)象，在砂柱的頂部出現(xiàn)了砂柱的分支，該砂柱中心的細砂具有重要的年代學(xué)意義，其測年年齡大致可以代表③層的沉積年齡，同時要比④層的沉積年齡小。此外，在砂柱的附近區(qū)域，發(fā)現(xiàn)有一薄碳層，長約2 cm，屬于局部同沉積碳層，其理論年代學(xué)年齡代表著④層的沉積年齡，應(yīng)該比砂柱中心的細砂的年齡小。

2.5 第四個沉積旋回剖面

該剖面位于第四個沉積旋回中，剖面深約80 cm，從圖6可以得出：本剖面由四套沉積物組成：①土黃色細砂層；②深褐色泥質(zhì)粘土層；③土黃色細砂層；④灰褐色—深黑色粘土層。

圖6 夏墊第四旋回剖面圖Fig.6 Profile of Fourth Sedim entary Cycle on Xiadian Fau lt

①層是約為40 cm深的土黃色細砂層，該層中發(fā)育有許多明顯的無規(guī)則層理。挖掘出的剖面顯示，該細砂層中含有少量植物根系遺留下的黃色遺跡。

①層以下緊接著是一條厚約1 cm的褐色泥層②，其中含有大量的腐殖質(zhì)，沉積物較濕潤，從其沉積學(xué)特征可以推出該泥質(zhì)層被①層封閉，因此②被封閉的時間就代表了①層開始沉積的時間。但由于該層中有大量的腐殖質(zhì)，并與泥完全混合，難以剔除，所以在年代學(xué)上此層的年齡為混合年齡，不能代表其上①層開始沉積的年齡。

③層是一套約為19.5 cm的土黃色細砂層，發(fā)育有不明顯的層理現(xiàn)象，與①層不同的是，該層沉積物中無遺留的黃色銹斑和空隙。

從野外的觀察和②層厚度這兩個方面可推論：①和③層實際為上盤中氧化環(huán)境中沉積的同一層。只是在其沉積過程中，由于外界條件的改變，比如氣溫升高等，使得沉積物來源嚴重不足，沒有足夠的能量來搬運粗粒物質(zhì)沉積，從而使得細粒物質(zhì)進行沉積，但隨著外界條件的迅速變化，沉積環(huán)境恢復(fù)到原始狀態(tài)，所以②層的沉積厚度很小。

④層為一套厚約11 cm的灰褐色—深褐色的粘土層，并未顯示出其底部，在④層的頂部位置出現(xiàn)了一個很明顯的碳層，與前幾個旋回不同，該碳層的碳含量相對較多，并且在橫向上貫穿了整個剖面，從其形態(tài)可知，該碳層為湖塘相中的同沉積碳。從該碳層的彎曲形態(tài)可知：在該碳層沉積之后，還受到了地震作用的影響，使得原本平直的碳層發(fā)生了彎曲，因此該碳層彎曲形態(tài)的出現(xiàn)也代表著一次古地震。在該層的局部位置發(fā)現(xiàn)了少量的田螺，也反映出了本層的沉積為湖塘相沉積。在剖面的底部位置還出現(xiàn)有：空隙中見有殘余的植物根系，進一步說明了本層中的銹斑和空隙是由于植物根系造成的。

2.6 第五個沉積旋回剖面

該剖面位于第五個沉積旋回中，剖面深約134 cm，從圖7可以看出：本剖面主要由兩套沉積物組成，由上至下依次為①土黃色細砂層；②灰褐色粉砂質(zhì)粘土層。

①層是約為60 cm厚的細砂層，層理發(fā)育不明顯，該層的硬度很大，不易被劃動，層內(nèi)無植物根系留下的黃色銹斑。在該層的中下部位，發(fā)育有隱約的碳層，碳含量相對較低，呈層狀分布，亦可知其為同沉積碳層。緊接著①層是一條約為4 cm寬的粘土層，由圖7可知，該粘土層產(chǎn)狀傾斜。

②層是約為70 cm厚的粘土質(zhì)粉砂層，該層沉積物頂部略有傾斜，沉積層向下逐漸變水平。在該層的中部位置發(fā)現(xiàn)有少量殘余田螺殼體，說明此層的沉積相為湖相沉積。

圖7 夏墊第五沉積旋回剖面圖Fig.7 Profile of Fifth Sedim en tary Cycle on Xiadian Fau lt

總的來講，第五個沉積旋回沉積物成分比較簡單，其沉積特征也比較少。各層內(nèi)的沉積物幾乎沒有被黃色銹斑所污染，在地層年代學(xué)上，其沉積物屬于良好的測年材料。

2.7 第六沉積旋回剖面

該剖面位于第六沉積旋回中，剖面深約117 cm，該旋回主要由以下沉積物組成：①土黃色細砂層；②土黃色細砂層；③深黑色粘土層。

①層為厚約39 cm的細砂層，層理發(fā)育不明顯，不含黃色銹斑，底部層位的產(chǎn)狀較傾斜。緊接著為一條厚約6～7 cm的深灰色粘土層，含有大量的腐殖質(zhì)和黃色銹斑，其間見有少量的植物殘余根系。由圖8可知，該粘土層出現(xiàn)類似“褶皺”現(xiàn)象，這是在古地震事件中形成的。因此，此處也代表著一次古地震事件。

②層也為細砂層，厚約35 cm，該層整體傾斜，層理發(fā)育明顯，與①層的細砂層明顯區(qū)別，在本層的底部還出現(xiàn)細砂和粘土層的互層。

③層為厚約36 cm的深灰色粘土層，該層中間斜插著一粘脈，野外初步鑒定為：在該深灰色粘土層沉積后，由于地震、氣候等各種內(nèi)外地質(zhì)作用，在該層中形成了一條傾斜裂縫，后來的粘土在沉積過程中由于重力作用充填形成的，但由于粘脈并沒有穿過其上的細砂層，故其形成的時代是位于這兩套地層形成時代之間。

圖8 夏墊第六沉積旋回剖面圖Fig.8 Profile of Sixth Sedimentary Cycle on Xiadian Fau lt

2.8 第七個沉積旋回剖面

該剖面位于第七個沉積旋回中，剖面深約63 cm，從圖9中可以看出，該剖面可以分成以下幾層：①土黃色細砂層；②灰白色粘土質(zhì)粉砂層；③深黑色粘土層。

①層是厚約31 cm的細砂層，具有明顯的傾斜層理，在其頂部位置見有一橫向長約20 cm，寬約1 cm的泥碳層，碳含量相對較高，為同沉積碳。

②層為灰白色粘土質(zhì)粉砂層，約10 cm厚，產(chǎn)狀極其不規(guī)則，形似“褶皺”，推斷其也是由于古地震的作用而形成的，因此該層也代表著一次古地震事件。

③層為粘土層，厚約22 cm，由于探槽深度的限制，并未出露該層的底部，在粉砂層和粘土層中的分界面處存在一寬約2 cm，長約10 cm的粉砂條，該粉砂條從粉砂層向下延伸一直到粘土層中部位置，初步推斷為：某次古地震事件中，在地震作用的影響下，該粘土層向上發(fā)生噴涌，之后沉積的細砂在沉積過程中，在重力作用下充填而形成的。

圖9 夏墊第七沉積旋回剖面圖Fig.9 Profile of Fifth Sedimen tary Cycle on Xiadian Fau lt

3 沉積旋回成因分析

上述7個剖面的位置，均在夏墊探槽（E116° 55′54.68″，N39°58′28.55″）附近，該探槽具有上下兩部分，其中第一、二沉積旋回剖面和第三沉積旋回剖面b均出現(xiàn)在探槽上半部分，第三旋回剖面a與第四、五、六、七旋回剖面均出現(xiàn)在探槽下半部分。

探槽揭露的沉積剖面顯示：夏墊斷裂沉積層序顯示出良好的韻律性，一個沉積旋回由下部的粗粒層與上部的細粒層組成，粒度下粗上細。每一個沉積韻律沉積物成分基本相似。粗粒層為中細砂，在崩積和沖積作用下形成的，屬于快速堆積。細粒層主要為粘土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)粘土和粘土層，屬于湖塘相沉積。從各旋回剖面來看，盡管各沉積韻律的粗、細粒層的沉積物成分相似，但其厚度各不相同。

討論導(dǎo)致沉積韻律出現(xiàn)的因素。分析是濕潤和干旱交替的氣候，還是諸如地震之類的構(gòu)造活動。

（1）氣候的變化具有區(qū)域性，在時間和空間上的尺度較大。因此由氣候變化引起的地貌在一定區(qū)域內(nèi)可以對比。若夏墊斷裂的沉積韻律是由氣候引起的，則其反映出全新世以來氣候的反復(fù)變化。通過對中國北方和黃土高原全新世以來古氣候的對比，并未發(fā)現(xiàn)全新世的氣候會如此的動蕩不定［10-11］。

（2）由夏墊斷裂上、下兩盤地層的對比可知：大致沉積時段一致的地層在兩盤中的厚度明顯不一致，且沉積物成分也有一定的區(qū)別。位于上盤中的地層相對于下盤中同時代地層較厚，且在地層的頂部常常沉積有薄層的粗粒沉積物（中、細砂），呈楔形分布。這并非氣候因素引起的沉積特征。

（3）野外觀察發(fā)現(xiàn)，夏墊斷裂附近的沉積物，一般為粗粒沉積物（中、細砂），造成沉積物成分的突變，形態(tài)呈不規(guī)則的楔形，與其下地層呈角度不整合接觸。如果這是由氣候變化引起的流水沖擊沉積作用形成的，那么這類沉積物的形態(tài)往往為對稱的新月形，這與實際觀察到的野外情況不符。

（4）夏墊斷裂下盤臨近斷裂處，出現(xiàn)了一些小型的局部斷塞塘，發(fā)育有湖相沉積的碳層。這是因為受到了地震事件中兩盤相對運動的影響，在下降盤處形成了積水洼地，植被發(fā)育，富集碳。

因此，造成夏墊斷裂沉積韻律的主要因素是構(gòu)造活動，即古地震。

4 結(jié)論

利用探槽對夏墊斷裂沉積物的研究顯示，堰塞塘沉積表現(xiàn)為一系列的旋回沉積，出現(xiàn)多個沉積韻律。每一個沉積韻律在成分上都可以分為三部分：底部的粗粒層—中、細砂，屬于快速堆積層；中上部的細粒層—粘土、粉砂質(zhì)粘土和粘土質(zhì)粉砂，屬于斷塞塘沉積層；頂部的土壤層，屬于正常沉積層。

每一個沉積韻律均代表著一次地震事件，粗粒沉積層代表著地震事件的活躍期。期內(nèi)由于兩盤的相對運動，引起兩側(cè)地層發(fā)生斷錯，在臨近斷裂處形成積水洼地，引發(fā)強烈的坡積作用，從而造成了粗粒沉積層的楔形形態(tài)。細粒沉積層代表著地震事件的平靜期，期間會在洼地處進行斷塞塘沉積，主要沉積諸如粘土類的細粒沉積物。土壤層代表著地震事件的穩(wěn)定期，標志著地震事件的結(jié)束。

通過對夏墊斷裂沉積韻律的研究，（1）有利于幫助我們進一步分析年代樣品的測試結(jié)果，如14C測年，因為每個樣品中碳的來源情況各異，有“外源碳”、“穿層碳”、“封閉碳”、以及“同沉積碳”等情況，對于每種情況都有著與之相對應(yīng)的樣品分析過程和分析結(jié)果，所以對夏墊斷裂沉積旋回的研究有利于分析和確定碳的來源。（2）有利于幫助我們進一步識別古地震事件，分析和確定古地震期次、地震發(fā)生時間、復(fù)發(fā)周期以及離逝時間等參數(shù)。

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Research on Sedim entary Cycles of Xiadian Fau lt near Beijing

Zhang Chao1，2，Shen Jun1*，Zhao Jiangtao1，Zhou Chenyang1，Li Qing1）

（1.Iinstitute of Disaster Prevention，Sanhe 065201，China；2.Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China）

By drilling and contrasting the lithology of Xiadian fault，we completed the qualitative analysis of sedimentary environment and the corresponding sedimentary rhythm characteristics within the scope of 10 meters away from the earth's surface in Xiandian fracture.The result shows that the formation revealed by the trench consists of seven sedimentary series，each of which contains upper fine layers and lower coarse layers.The upper fine layers are commonly constituted by carbonaceous clay and silty clay，showing characteristics of lacustrine sedimentation，and representing the reductive environment.The lower coarse layers generally consist of fine sand and coarse sand，which suggests a fast depositing，and representing the oxidizing environment.Observations suggest that the deposition rhythms were the result of the periodic behavior of the earthquake.This study lays foundation for revealing the paleo earthquake，deducing the p rocess of seismic activity and forecasting its upcoming behavior.

Xiadian fault；trench；sedimentary rhythm；paleo earthquake

P315.2

A

1673-8047（2014）02-0049-09

2014-02-26

國家自然科學(xué)基金（41372216）；中國地震局教師科研基金（20120101）

張超（1991—），男，碩士研究生在讀，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方面研究。