沧东断裂天津段活动性研究

2012-04-02刘红艳陈宇坤邵永新闫成国

地震科学进展 2012年6期

刘红艳陈宇坤邵永新闫成国

（天津市地震局，天津 300201）

沧东断裂是沧县隆起与黄骅坳陷的分界断裂，是华北北部地区重要的隐伏断裂之一。

1 研究方法

利用钻孔地层对比研究断层活动性中，标志层的选取是一个重要环节。第四纪以来中国沿海平原曾发生6次大规模的海侵事件。在华北地区形成了4个海相地层，第一海相层距今约0.7～0.9万年、第二海相层时代为更新世晚期距今约6.5～7.9万年、第三海相层时代为更新世中期距今约13～20万年和第四海相层距今约20～78万年。海相地层主要为滨海相，浅海相和风暴潮沉积，在岩性，岩相，微体古生物组合、颜色等方面，明显区别于陆相地层，且分布广泛，层位稳定。第1海相层位于全新统，埋深16～18 m，以一薄层灰黑色泥炭层为底界；第2和第3海相层位于上更新统上，下部，局部底界也出现含炭质沉积；第4海相层则位于中更新统上部。海相层为钻孔勘探和地层对比提供了良好的标志层。

在利用浅层地震勘探精确确定了沧东断裂空间位置与几何特征的基础上，分别在沧东断裂的南北两段大港区中塘镇和宁河县北淮淀乡开展了钻孔地质勘探，每条剖面跨断层分别布设4口深地质钻孔，通过全孔岩芯编录、微体古生物的鉴定、海相层划分和年代地层测试，进行钻孔地层对比分析，系统分析断层断错地层的信息、上断点埋深及其对应的年代，从而弄清了断裂的活动性。

2 钻孔地层对比与活动性分析

（1）中塘钻孔地层剖面。该剖面位于沧东断裂天津段南部，钻孔编号为CD5、CD6、CD7、CD8，其中CD5、CD6、CD7孔深为100 m，CD8井孔深为114.76 m，钻孔间距分别为50 m、40 m、90 m。通过剖面地层对比与分析表明，第一至第四海相地层分布比较平缓，顶、底板埋深变化幅度很小，未呈规律性变化，且与断层的对应关系不明显，说明沧东断裂南段在中、晚更新世以来没有活动迹象。剖面下部90 m出现处一较厚砂层，该砂层在CD5、CD6孔中在99.17 m、99.30 m深处被揭穿，CD7孔完井深度为100.08 m，尚未揭穿，CD8孔则在114.46 m处揭穿。此套砂层分析，其底板落差达14 m以上，该变化不仅幅度大，而且落差方向与断层倾向相一致，根据陈宇坤等（2008）开展的黄骅坳陷的第四纪标准地层剖面研究，该层位对应的年代为中更新世早期。因此，该钻孔剖面表明，沧东断裂在海河断裂以南段的第四纪活动性较弱，对应的活动年代为早更新世晚期到中更新世早期。

（2）北淮淀钻孔地层剖面。该剖面位于沧东断裂北段，钻孔编号为CD9、CD10、CD11、CD12，孔深分别为200 m、100 m、100 m、200 m，钻孔间距分别为80 m、45 m、50 m。通过剖面地层对比与分析表明，第一至第四海相层底板变化比较平缓，没有形成一致断错的规律，因此，晚更新世以来断层存在活动的迹象不明显。钻孔剖面对比显示，CD9孔到107.08 m、CD12孔到113.92 m以上出现了一套相对稳定的砂层，在统一到相同标高下，这两套砂层底界存在6.72 m的落差，该落差方向与断层倾向也一致。这种现象与中塘钻孔剖面非常相似。同时，根据BZ1孔中更新统底界划分结果，并结合该剖面各孔岩性、颜色、沉积旋回等综合分析，CD9孔和CD12孔中更新统底界分别为130.71 m、146.25 m；因此，CD9孔与CD12孔中更新统底界存在15.34 m的落差，与其上部的砂层埋深变化幅度、断层倾向具有很好的一致性，该落差变化应为沧东断裂活动所致。

因此，沧东断裂北淮淀剖面的钻探结果表明，沧东断裂对应的活动年代为早更新世晚期到中更新世早期。其上断点应在107 m左右，断距约为6.72 m。中更新统底的断距为15.34 m。