唐山地震区地壳结构和构造:深地震反射剖面结果

刘保金 曲国胜 孙铭心 刘 亢赵成彬 徐锡伟 酆少英 寇昆朋

1)中国地震局地球物理勘探中心，郑州 450002

2)中国地震局应急搜救中心，北京 100049

3)中国地震局地质研究所，北京 100029

唐山地震区地壳结构和构造:深地震反射剖面结果

刘保金1)曲国胜2)孙铭心2)刘 亢2)赵成彬1)徐锡伟3)酆少英1)寇昆朋1)

1)中国地震局地球物理勘探中心，郑州 450002

2)中国地震局应急搜救中心，北京 100049

3)中国地震局地质研究所，北京 100029

1976年7月28日，在唐山地区发生了7.8级大地震。为了研究该区的地壳结构和断裂的深浅构造关系，2009年，我们在唐山市南部的丰南地区，跨唐山断裂带完成了1条道间距40m、炮间距200m、50次覆盖的深地震反射探测剖面。结果表明:研究区的地壳厚度为32～34km，莫霍面自东向西逐渐加深，在丰南县和宣庄镇之间，中－下地壳反射和壳幔过渡带反射均被唐山深断裂错开，断裂两侧的莫霍面发生错断，显示出唐山深断裂的走滑作用。反射剖面揭示的唐山断裂带是一条规模较大的陆内走滑断裂，浅部表现为典型的花状构造，在深部切割和扰动了下地壳物质和壳幔过渡带。这种深、浅共存的断裂构造体系是控制该区地震孕育和发生的重要因素，也是唐山地震区的深、浅构造背景。

唐山地震区 深地震反射剖面 地壳细结构 花状构造 深浅构造关系

0 引言

1976年唐山7.8级地震发生在燕山褶皱带与华北平原凹陷带的接触部位。在唐山地震发生以来的30余年里，许多学者对唐山地震及其成因开展了多学科综合性探测和研究，并取得了一系列的研究成果。研究者认为，唐山地震发生在唐山菱形块体内部的唐山断裂带上(虢顺民等，1977);唐山断裂带由唐山－古冶断裂、陡河断裂和唐山－巍山－长山南坡断裂组成。唐山地震的地表破裂带为右旋走滑断裂，长度约为8km(张之立等，1980;国家地震局《一九七六年唐山地震》编辑组，1982)。唐山地震的构造基础是不同方向深断裂强烈活动的结果(李绍炳，1986;薛志照，1986)。一些学者在研究了唐山地震裂缝的分布规律后提出，唐山地震的发震断裂为陡河断裂，即倾向NWW，倾角70°～80°的唐山矿5号断层，其地表位置和走向与地震时出现的地裂缝颇为一致(王景明等，1981;杜春涛等，1985;桂焜长等，1987)。邱泽华等(2005)通过对唐山强震区地面塌陷的研究，并结合石油地震勘探资料发现了一条与唐山地震相关的大断层，即长约90km的付庄－西河断层，其地面垂直错距为3m，明显具有铲形正断层特点。尤惠川等(2002)根据地表破裂观察与浅层地震探测资料，获得了唐山地震区的第四纪结构，结合本区已有的深部探测成果，认为唐山断裂是一条高角度的西倾逆冲走滑断裂，晚更新世以来的垂直位错达15m。

穿过唐山地震区的深地震宽角反射/折射剖面结果表明，唐山地区的莫霍面存在一个自NW向SE方向变浅的斜坡，唐山7.8级地震的震中区两侧存在低速体，低速体下方对应着上地幔顶部的隆起区，且下地壳内的速度值明显偏低(刘昌铨等，1986)。陆涵行等(1988)根据深地震反射剖面资料，认为唐山地震的发生，应强调构造的复杂性和强烈的差异活动，唐山基底断裂对应着地表的唐山断裂带，其中陡河断裂是发震的重要构造之一。曾融生等(1988)的研究表明，在唐山地震区之下有一条高角度的隐伏深断裂伸抵上地幔顶部，且高角度的深断裂与浅部断层之间存在一个并未连通的闭锁区。陡河断裂是一条向SE方向倾斜的正断层，位于震源的上方;唐山地震的发生可能是在区域水平应力作用下，深部热物质沿深断裂上涌，且相互耦合的结果。刘启元等(2007)的密集地震台阵观测研究结果表明，唐山菱形地块下方的上地幔顶部存在高度达10km的异常隆起;唐山大震区之下应有幔源物质的大规模侵入，并在中上地壳形成壳内低速体，唐山大地震能量的积累并非限于震源附近的地壳深度，而是与地幔物质的运移和变形密切有关。

上述研究成果从不同学科、不同角度对1976年唐山7.8级地震进行了多方面的研究，获得了有关地震破裂与形变、地壳上地幔结构与构造、地震活动与灾害等多方面的丰富资料，但对唐山地震区浅、中、深层的构造特征及其相互关系还缺乏详细和深入的了解。为进一步了解唐山地震区的深部构造环境、浅部断裂与深部构造的关系，2009年，我们在唐山市区南部的丰南地区跨唐山断裂带完成了1条深地震反射剖面，通过精心设计和施工以及有针对性的数据处理方法，取得了沿剖面较清楚的地壳精细结构和构造图像，揭示了该区的深部构造背景和断裂的深浅构造特征，为理解该区的深部动力学过程、分析研究深浅断裂构造关系提供了地震学证据。

1 研究区构造概况和深地震反射剖面位置

唐山地区位于燕山褶皱带南缘与黄骅坳陷的交接部位，发育较厚的元古宙、下古生代和晚古生代含煤建造。燕山运动形成了一系列褶皱和断裂，并使本区缺失中生代沉积。新生代期间，该区构造分异明显，北部继续抬升，南部转而下降，使许多燕山期开始形成的构造隐伏于地下(尤惠川等，2002)。

唐山市所处的唐山菱形断块分别被NE向的宁河－昌黎断裂、丰台－野鸡坨断裂，以及NW向的蓟运河断裂与滦县－乐亭断裂所控制(图1)。新生代以来，研究区及邻区表现为较显著的断陷活动，第四纪地层在区内广泛分布，其厚度一般为100～800m，北薄南厚;唐山市区西侧，第四系最大厚度约为400m，丰南以南的尖字沽附近，第四系最大厚度达到800m(江娃利，2006;李传友等，2007)。

唐山断裂带是研究区内一条与褶皱相伴生的复杂断裂构造带，主要由一系列相互平行的NNE－NE向的断裂组成，控制着本区的地震与地质构造活动(虢顺民等，1977)。唐山断裂带基本上可划分为南、北两个段落，北段NW侧为陡河断裂，SE侧有唐山－巍山－长山南坡断裂和唐山－古冶断裂;南段西侧是唐山－丰南断裂，东侧为唐山－古冶断裂(尤惠川等，2002)。

本项研究实施的深地震反射剖面位于唐山市区南部的丰南地区，横跨唐山断裂带南段布设。剖面东南起点位于丰南县大新庄乡四间房村西南约 700m处(118°18'03.6″E，39°24'23.9″W);西北端点位于丰润县新军屯乡胡张坨村东(117°54'55.2″E，39°39'56″N)，其长度为50km(图1)。深地震反射剖面沿途的工作环境和地震波激发、接收条件较为复杂。剖面沿途经过了几十个人口稠密的村镇和开发区，跨过了多条大小不等的河流及交通繁忙的高速公路和铁路，在测线跨越较大的地表障碍时，采用观测系统变观技术确保了深部探测资料的连续性和完整性。

2 数据采集和资料处理

2.1 数据采集

深地震反射数据采集采用了道间距40m、炮间距200m、500道接收、50次覆盖的观测系统。为兼顾剖面浅部的地层反射和有利于倾斜界面成像，采用了排列内部激发、双边不对称零偏移距接收的工作方法。地震波激发采用钻孔爆破源，激发孔深25～30m，激发药量30kg。考虑到结晶岩内部的反射系数通常较小，由此产生的反射波能量较弱，现场工作中，平均每间隔800m还增加了1个药量100kg的大炮，以确保深层反射波的信噪比。地震仪器使用了美国I/O公司生产的SYSTEM－Ⅱ数字地震仪，采样间隔2ms，记录长度16s。

为确保探测成果质量，现场工作中除对获得的原始单炮记录及时进行现场回放和质量监控外，还采用GRISYS地震反射数据处理系统，对每天采集的原始数据进行了初步处理，根据初叠剖面检查数据采集质量。采用上述的工作方法和技术措施，保证了高质量原始资料的取得。

2.2 数据处理

深地震反射数据处理采用了FOCUS地震反射处理系统。其数据处理流程和方法主要包括，初至折射静校正、时变带通滤波、二维倾角滤波、时变谱白化、速度分析、正常时差校正(NMO)、倾角时差校正(DMO)、共中心点(CMP)叠加、剩余静校正、叠后偏移和叠后剖面去噪等。

速度分析对获得良好的反射剖面图像至关重要。在深地震反射资料处理时，发现来自中下地壳反射波的速度谱离散程度很高，难以用常规的速度分析方法确定合理的叠加速度，为此，我们参考了柏各庄－丰南－丰宁DSS剖面的速度结构资料作为相应深度上的叠加速度，使剖面深层的叠加效果有明显改善。在对剖面上部(TWT5.0s以浅)的反射资料进行动校正时，使用了速度扫描和速度谱分析方法得到的速度。采用上述数据处理方法获得了较高信噪比的深地震反射剖面图像。

3 地壳结构和构造特征

图2为获得的深地震反射叠加时间剖面图，与其相对应的解释剖面见图3。由图3可以看出，在整个地壳深度范围内，来自不同深度的地层反射信息非常丰富，揭示了该区地壳结构的基本轮廓。

深地震反射剖面在桩号3～9km、12～15km和23～26.5km之间，穿过了几个大的养殖场、高速公路立交以及厂房林立的工业区等地表障碍，在这些地段上由于不能进行地震波的爆破激发，从而使得相应剖面段的浅部地层反射在横向上不能被连续追踪，但根据地表障碍两侧的地层反射波特征，仍可看到它们的起伏变化形态和界面的纵横向展布。下面根据剖面反射波组特征，叙述剖面经过地区的地壳结构和构造情况。

图2 研究区深地震反射叠加时间剖面Fig.2 Stacked time section of deep seismic reflection profile in the research region.

图3 研究区深地震反射剖面解释结果图Fig.3 Interpretation profile corresponding to Fig.2.

3.1 地壳反射结构特征

在深地震反射剖面所经过的地段内，地表均被第四纪地层覆盖，第四系厚度总体表现为东南厚、西北薄的特点。在唐山断裂带至丰台－野鸡坨断裂之间，为基岩隆起区，第四系厚度较薄;唐山断裂带以东，为第四纪凹陷区。区内基岩主要为中生代、古生代奥陶纪、石炭纪和二叠纪地层，局部为元古界的震旦系(虢顺民等，1977;尤惠川等，2002)。根据图2的深地震剖面、本区地质和石油地震剖面以及深地震宽角反射/折射剖面结果(刘昌铨等，1986;曾融生等，1988;邱泽华等，2005)，我们把剖面上的反射波TQ解释为第四纪覆盖层的底界反射，TN解释为新近纪地层的底界，TMz解释为中生代地层的底界，TO和TC－P分别解释为来自古生代的奥陶纪和石炭纪、二叠纪地层的反射;反射波组TC为上、下地壳分界面反射，TM为壳幔过渡带的反射。

由图2，3可以清楚地看出，在整个地壳深度范围内，剖面反射波在纵向上具有明显的分带性，在横向上显示出以断裂为界的结构特点。该区地壳大约以出现在TWT6.0～6.5s的反射带TC和TWT10～11s的反射带TM为界，将地壳分为上、下两个部分，即上地壳和下地壳。其中，上地壳厚17～18km，下地壳厚15～16km。

从剖面上部的反射波特征来看，本区上地壳大约以TWT3.0～3.5s(深8～10km)的TG反射波为界，还可进一步分为上、下两部分。深度8～10km以浅，剖面反射层位丰富，反射能量较强，横向连续性较好，界面起伏变化形态清楚，这套反射具有典型的沉积层反射波特征;可能代表了新生代、中生代、古生代的沉积岩系。在沉积岩之下的上地壳下部，剖面揭示了一些横向延续长度较短、反射能量较弱、且无规律可寻的反射震相，推测可能为元古代及其以前的变质岩系。根据剖面上部的这些反射波场特征，我们把TG反射波解释为本区结晶基底的顶面，其埋深与刘昌铨等(1986)的深地震宽角反射/折射剖面结果一致。

与反射相对稀疏的上地壳下部相比，本区下地壳具有明显的反射性质，在强反射带TC和TM之间，下地壳反射总体上以条带状反射、弧形反射、楔状反射体、以及倾斜反射的相互交切或叠置为主要特征，这种复杂的下地壳反射图像与该区深部结构的复杂性密切相关，可能代表了地壳深部物质运移和强烈的热过程。壳幔过渡带反射波TM在剖面上有着较强的反射能量，它在剖面上出现的时间大约始于TWT10.5s，对应顶界面深度为30～31km;壳幔过渡带在剖面上的持续时间为0.8～1.0s，对应壳幔过渡带厚度为2.5～3.0km。壳幔过渡带的底界对应于莫霍面的位置，其深度为32～34km，且具有自东向西逐渐变深的特征。在剖面桩号约25km的下方(即丰南县至宣庄镇之间)，壳幔过渡带反射还出现反射能量的突变、反射同相轴错断以及壳幔过渡带反射波的横向间断。而在莫霍面之下的上地幔顶部，从剖面上几乎看不到明显的反射震相，具有近似“透明”的反射性质。

3.2 深反射剖面揭示的断裂构造特征

深地震反射剖面所揭示的断裂构造特征非常清楚。在断裂附近，从剖面上可看到反射波的能量、反射同相轴的连续性以及反射波的相位数均出现明显的变化。根据这些标志，在剖面上解释了8条特征明显的地壳浅部断裂和1条错断莫霍面的深断裂，现分别叙述如下:

F1断裂 该断裂位于剖面桩号38.35km附近，为一条向西倾的正断层。剖面浅部，该断裂错断了新近纪地层的底界反射波TN，向下错断了中生代、古生代地层和结晶基底。由于深地震反射剖面较短，从剖面上还不能看到该断裂向剖面深部的延伸情况。

F2和F3断裂 二者在剖面上呈“Y”字型分布，分别位于剖面桩号31.72km和29.75km附近。从断裂在剖面上的位置和规模来看，断裂F2可能是唐山－丰南断裂。由图2，3可以清楚地看到，断裂F2不但错断了第四纪覆盖层的底界TQ，向下还错断了中生代、古生代地层和结晶基底，在深度15km左右，终止于向西陡倾的断裂F5上。断裂F3为一条发育在新生代地层中的西倾正断层，在深度950～1 000m处归并到向东倾的断裂F2上。

F4断裂 该断裂在剖面上向西倾，位于剖面桩号25.6km左右，发育在中生代以下的地层中，在深度4～5km处终止于向东倾的断裂F2上。

F5和F6断裂 二者位于唐山－古冶断裂南延的位置上，分别位于剖面桩号22.0km和19.8km附近。在深地震反射剖面上，这两条断裂均错断了第四纪覆盖层的底界TQ，向下使得多组地层反射TN、TMz、TC－P和TO产生扭曲和错断。从断裂两侧的地层结构和界面展布特征来看，断裂F6以西为基岩凹陷区，以东为基岩隆起区，且新生代地层厚度向东逐渐加厚。断裂F5和F6均为向西倾的正断层，在深度6～8km处，这两条断裂汇聚成一条切割结晶基底的断裂，向下延伸至深18～20km的上、下地壳分界面附近，并可能与其下的地壳深断裂相联系。

F7和F8断裂 断裂F7和F8分别位于剖面桩号13.75km和8.0km附近。从剖面反射波组特征、地层界面产状和上、下反射波组的叠置关系来看，这两条断裂均表现为向西倾的逆断层。其中，断裂F7切断了石炭纪—二叠纪之下的地层，在深度8km左右，收敛到断层F8之上;断层F8在剖面上自西向东逆冲，它切断了中生代及其以前的地层，在深度15km左右与断裂F2和F5合并为一个断裂带。

地壳深断裂FS深地震反射剖面揭示的地壳深断裂位于丰南—宣庄之间，即剖面桩号25km的下方。由图2，3可见，深断裂附近的上、下地壳分界面反射和壳幔过渡带反射出现明显的横向间断，且其两侧的界面产状和下地壳反射波特征也明显不同。在深断裂的西侧，上、下地壳分界面反射波TC向东倾伏;下地壳内部出现楔状反射体，壳幔过渡带反射波TM为弧形，莫霍面出现隆起，并向两侧逐渐加深。在深断裂的东侧，上、下地壳分界面反射TC的产状较为平缓，反射相位数与断裂西侧相比明显增多;下地壳反射主要以条带状反射、弧形反射为主，并夹杂有不同程度的倾斜反射;壳幔过渡带反射波TM与断裂西侧相比其能量明显较强，壳幔过渡带厚度自东向西逐渐变薄，莫霍面自西向东逐渐加深。根据上述剖面反射波场特征，可以判定断裂TS应是一条错断上、下地壳分界和莫霍面的深断裂，该深断裂的存在为上地幔热物质的上涌和壳内构造变形提供了条件。

4 结果与讨论

基于“密集点距、密集炮距和多次覆盖”技术的深地震反射剖面方法用于地壳结构和构造成像具有较高的分辨率。本文在唐山地震区实施的道间距40m、炮间距200m、50次覆盖的深地震反射剖面，获得了研究区高分辨率的地壳结构和构造图像，这为进一步分析研究唐山地震的深部构造条件，讨论唐山大地震的动力学机理和深、浅断裂构造关系提供了地震学证据。

(1)本次深地震反射剖面揭示的唐山断裂带表现为一个由断裂F2～F8组成的、且与褶皱相伴生的复杂构造带。这些断裂在剖面上形态各异，错断深部不等，呈花状构造特征展布，具走滑断层性质，并共同控制了该区上地壳结构与构造的形成及地层沉积。

(2)在唐山断裂带下方，无论上下地壳分界面反射、下地壳强反射，还是壳幔过渡带强反射都出现明显的横向间断和反射波能量的明显变化，暗示在唐山断裂带的下方可能存在错断中下地壳和莫霍面的地壳深断裂。该地壳深断裂在剖面上倾角陡直，其断裂面略向东倾，由下地壳和莫霍面展布特征来看，该深断裂很可能具有逆冲走滑性质。

(3)本区下地壳有着良好的反射性质，并在下地壳和壳幔过渡带顶部出现斜列的楔形或弧形强反射体，反映了岩浆活动对下地壳进行了物质和结构的强烈改造，也反映了该区地壳深部构造的局部活跃性和强烈的横向非均匀性。

(4)本项研究揭示的上、下地壳分界面和莫霍面都表现为具有一定持续时间的多相位复合反射叠层结构，这说明上地幔物质侵入地壳内的可能。岩浆的底侵作用和向地壳内部的侵入导致了下地壳的强反射和具有一定厚度的壳幔过渡带。一些近垂直深地震反射研究结果表明，莫霍面反射具有明显的壳幔过渡带性质(王椿镛等，1993;张先康等，1996;杨宝俊等，1999;刘保金等，2009)，壳幔过渡带反射是由一系列随机的、彼此近于平行的短小反射构成的叠层反射结构，这种特征可与高低速相间的壳幔过渡带模型(Sandmeier，et al.，1986)相联系。本次深地震反射剖面所揭示的下地壳反射和壳幔过渡带反射叠层结构特征为上述观点提供了又一例证。

(5)研究区上地壳呈花状构造特征展布的唐山断裂带和倾角陡直的地壳深断裂可能有着上下一致的对应关系，这种复杂的深、浅断裂构造共同构成了一个规模较大的陆内走滑断裂系统，也是唐山地震区的深、浅构造背景。这种复杂的深、浅构造环境条件说明，唐山地震的发生与上地幔物质的运移和壳内物质变形有着密切关系。唐山大地震能量的积累也并非局限于震源深度附近的地壳结构和物质，而是与地震区的区域构造应力场和该区的深、浅构造活动密切相关。地壳深断裂为上地幔高温物质侵入地壳提供了通道，流体和热作用导致并加速地壳物质的弱化或混合岩化，并在中下地壳形成了条带状、弧形和楔形等复杂反射结构，使震区下方的莫霍面出现上隆和地壳减薄。

杜春涛，孟宪梁，陈书贤.1985.唐山地震的地裂缝［A］.见:刘恢先主编.唐山大地震震害(一).北京:地震出版社.174—189.

DU Chun-tao，MENG Xian-liang，CHEN Shu-xian.1985.Ground fissures caused by Tangshan earthquake［A］.In:LIU Hui-xian(ed).Disaster of Tangshan Great Earthquake(1).Seismological Press，Beijing.174—189(in Chinese).

桂琨长，耿世昌.1987.值得再三思考的唐山地震构造［J］.中国地震，3(增刊):79—84.

GUI Kun-chang，GENG Shi-chang.1987.Worthwhile considering the seismo-structure of the Tangshan earthquake［J］.Earthquake Research in China，3(suppl):79—84(in Chinese).

虢顺民，李志义，程绍平，等.1977.唐山地震区域构造背景和发震模式的讨论［J］.地质科学，4:305—320.

GUO Shun-min，LI Zhi-yi，CHENG Shao-ping，et al.1977.A discussion on regional structures and earthquake model in Tangshan earthquake area［J］.Scientia Geologica Sinica，4:305—320(in Chinese).

国家地震局《一九七六年唐山地震》编辑组.1982.一九七六年唐山地震［M］.北京:地震出版社.4—23.

Editorial Group of“The 1976 Tangshan Earthquake”，State Seismological Bureau.1982.The 1976 Tangshan Earthquake［M］.Seismological Press，Beijing.4—23(in Chinese).

李传友，汪一鹏，王志才.2007.中国东部城市地区隐伏断裂上断点与最新活动时代关系的初步分析:以邢台、唐山地震区为例［J］.地震地质，29(2):431—445.

LI Chuan-you，WANG Yi-peng，WANG Zhi-cai.2007.Some analyses on relation between the upper offset point and latest activity times of buried faults in cities of eastern China:Taking the Xingtai and Tangshan earthquake regions as an example［J］.Seismology and Geology，29(2):431—445(in Chinese).

李绍炳.1986.唐山地震的发震构造与成因的探讨［J］.华北地震科学，4(2):56—62.

LI Shao-bing.1986.A discussion of the seismo-tectonics and the cause of Tangshan earthquake ［J］.North China Earthquake Sciences，4(2):56—62(in Chinese).

刘保金，胡平，孟勇奇，等.2009.北京地区地壳精细结构的深地震反射剖面探测研究［J］.地球物理学报，52(9):2264—2272.

LIU Bao-jin，HU Ping，MENG Yong-qi，et al.2009.Research on fine crustal structure using deep seismic reflection profile in Beijing region［J］.Chinese J Geophys，52(9):2264—2272(in Chinese).

刘昌铨，嘉世旭.1986.唐山地震区地壳上地幔结构特征:二维非均匀介质中理论地震图计算和结果分析［J］.地震学报，8(4):341—353.

LIU Chang-quan，JIA Shi-xu.1986.Structural property of the crust and the upper mantle in the Tangshan earthquake region:A method of computing body wave theoretical seismogram and the result of analysis of 2-D inhomogeneous media［J］.Acta Seismologica Sinica，8(4):341—353(in Chinese).

刘启元，王峻，陈九辉，等.2007.1976年唐山大地震的孕震环境:密集地震台阵观测得到的结果［J］.地学前缘，14(6):205—213.

LIU Qi-yuan，WANG Jun，CHEN Jiu-hui，et al.2007.Seismogenic tectonic environment of 1976 great Tangshan earthquake:Results given by dense seismic array observations［J］.Earth Science Frontiers，14(6):205—213(in Chinese).

陆涵行，曾融生，郭建明，等.1988.唐山震区可控震源深反射剖面结果分析［J］.地球物理学报，31(1):27—36.

LU Han-xing，ZENG Rong-sheng，GUO Jian-ming，et al.1988.Results from deep seismic reflection profiling in Tangshan region［J］.Chinese J Geophys，31(1):27—36(in Chinese).

江娃利.2006.有关1976年唐山地震发震断层的讨论［J］.地震地质，28(2):312—318.

JIANG Wa-li.2006.Discussion on seismogenic fault of the 1976 Tangshan earthquake［J］.Seismology and Geology，28(2):312—318(in Chinese).

邱泽华，马瑾，刘国玺.2005.新发现的唐山地震大断层［J］.地震地质，27(4):669—677.

QIU Ze-hua，MA Jin，LIU Guo-xi.2005.Discovery of the great fault of the Tangshan earthquake ［J］.Seismology and Geology，27(4):669—677(in Chinese).

薛志照.1986.唐山地震震源深度分布与地壳结构的关系［J］.地震地质，8(3):69—78.

XUE Zhi-zhao.1986.The relationship between focal depth and crustal structure for Tangshan earthquake ［J］.Seismology and Geology，8(3):69—78(in Chinese).

杨宝俊，刘财，杨平华，等.1999.用近垂直地震反射方法研究莫霍面的特征与成因［J］.地球物理学报，42(5):617—628.

YANG Bao-jun，LIU Cai，YANG Ping-hua，et al.1999.The study of Moho characteristics and formation by nearly vertical seismic reflection method［J］.Chinese J Geophys，42(5):617—628(in Chinese).

尤惠川，徐锡伟，吴建平，等.2002.唐山地震深浅构造关系研究［J］.地震地质，24(4):571—582.

YOU Hui-chuan，XU Xi-wei，WU Jian-ping，et al.2002.Study on the relationship between shallow and deep structures in the 1976 Tangshan earthquake area［J］.Seismology and Geology，24(4):571—582(in Chinese).

曾融生，陆涵行，丁志峰.1988.从地震折射和反射剖面结果讨论唐山地震成因［J］.地球物理学报，31(4):383—397.

ZENG Rong-sheng，LU Han-xing，DING Zhi-feng.1988.A discussion on genesis of the Tangshan earthquake from seismic refraction and reflection profiling［J］.Chinese J Geophys，31(4):383—397(in Chinese).

张先康，王椿镛，刘国栋，等.1996.延庆—怀来地区地壳细结构:利用深地震反射剖面［J］.地球物理学报，39(3):356—363.

ZHANG Xian-kang，WANG Chun-yong，LIU Guo-dong，et al.1996.Fine crustal structure in Yanqing-Huailai region by deep seismic reflection profiling［J］.Chinese J Geophys，39(3):356—363(in Chinese).

张之立，李钦祖，谷继承，等.1980.唐山地震的破裂过程及其力学分析［J］.地震学报，2(2):111—129.

ZHANG Zhi-li，LI Qin-zu，GU Ji-cheng，et al.1980.The fracture processes of the Tangshan earthquake and its mechanical analysis［J］.Acta Seimologica Sinica，2(2):111—129(in Chinese).

王椿镛，王贵美，林中洋，等.1993.用深地震反射方法研究邢台地震区地壳细结构［J］.地球物理学报，36(4):445—452.

WANG Chun-yong，WANG Gui-mei，LIN Zhong-yang，et al.1993.A study on fine crustal structure in Xingtai earthquake area based on deep seismic reflection profiling ［J］.Chinese J Geophys，36(4):445— 452(in Chinese).

王景明，郑文俊，陈国顺，等.1981.唐山地震断面主断裂带及地震成因［J］.地震研究，4(4):437—450.

WANG Jing-ming，ZHENG Wen-jun，CHEN Guo-shun，et al.1981.A study on the principal surface fracture belt created by the Tangshan earthquake and the cause of occurrence of the earthquake［J］.Journal of Seismological Research，4(4):437—450(in Chinese).

Sandmeier K J，Wenzel F.1986.Synthetic seismograms for a complex crustal model［J］.Geophys Res Lett，13:22—25.

CRUSTAL STRUCTURES AND TECTONICS OF TANGSHAN EARTHQUAKE AREA:RESULTS FROM DEEP SEISMIC REFLECTION PROFILING

LIU Bao-jin1)QU Guo-sheng2)SUN Ming-xin2)LIU Kang2)ZHAO Cheng-bin1)XU Xi-wei3)FENG Shao-ying1)KOU Kun-peng1)

1)Geophysical Prospecting Center，China Earthquake Administration，Zhengzhou 450002，China
2)National Earthquake Response Support Service，China Earthquake Administration，Beijing 100049，China
3)Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China

On July 28，1976，the great Tangshan earthquake(M7.8)occurred in the Tangshan area of Hebei Province，which shocked the whole world.Before this earthquake，there was no earthquake with magnitude over M7.0 in this area.After this earthquake，the crustal structures and tectonics around Tangshan earthquake area remain unclear.In order to investigate the fine crustal structures，the main fault geometries and the relations between the deep-shallow tectonics in this area，a deep seismic reflection profiling with 40m receiver spacing and 200m shot spacing as well as 60-fold across the Tangshan Fault zone was carried out in the Fengnan region of Tangshan in 2009.Because our results have much higher spatial resolution than that of previous results of deep geophysical prospecting，some new features of the crustal structures and fault tectonics were revealed by this study.The results show that the thickness of the crust is about 32 ～34km along the profile，the Moho gradually deepens from east to west.Between Fengnan county and Xuanzhuang town，the reflections in the middle-lower crust and crust-mantle transitional zone are staggered by the deep Tangshan Fault，and dislocation occurs on the Moho on both sides of the deep fault，indicating the strike-slip effect of the deep Tangshan Fault.Tangshan Fault belt revealed by deep seismic reflection profile is a huge intra-continental strike-slip fault，and its shallow part appears as a typical flower-shaped structure，incising and disturbing the lower crust and crust-mantle transitional zone in the deep part.The complex faults and structures coexisting in both deep and shallow parts of the crust are the tectonic background for the Tangshan Earthquake，and also an important factor controlling the earthquake activity in the area.

Tangshan earthquake area，deep seismic reflection profiling，fine crustal structure，flower-shaped structure，deep-shallow tectonic relations

P631

A

0253－4967(2011)04－0901－12

10.3969/j.issn.0253 － 4967.2011.04.014

2011－10－07收稿，2011－10－27改回。

地震行业科研专项“中国地震活动断层探察－华北构造区”(200908001)与河北省城市活断层试验探测项目共同资助。

刘保金，男，1962年生，1986年毕业于中国科技大学地球物理专业，2010年在中国科学院研究生院获固体地球物理学博士学位，研究员，现主要从事深、浅地震勘探方法研究与应用，电话:0371－63726328，E －mail:LBJ001@126.com。