廊固凹陷韩村断裂活动性探测与研究

朱坤静，彭远黔

(1.河北邯郸市地震局，河北 邯郸 056002；2.河北省地震局，河北 石家庄 050021)

0 引言

韩村断裂是廊固凹陷内部的次级断层，过韩村断裂石油物探剖面表明断裂上断点均未穿过N+Q地层的底界面，推断是一条前第四纪断裂。前人对该断裂研究程度较低，仅在少量文献中所见，主要在油气勘探与预测研究方面，断裂的几何空间展布主要来自石油深部断点的地表投影，从断裂的第四纪活动来看，所关注的是该断裂在近地表的展布、构造形态及活动特征。

韩村断裂为廊坊市活动断层探测与地震危险性评价项目的目标区断裂之一，项目实施中跨韩村断裂布设4条地震探测测线。该文应用Vista地震处理软件对浅层地震勘探数据重新处理，获得高信噪比的地震剖面，结合石油地震勘探剖面、深地震反射剖面资料，获得韩村断裂深浅构造特征及断裂活动性的认识。

1 地质概况

廊固凹陷位于渤海湾盆地冀中坳陷西北部，其西邻大兴凸起，东南部以牛驼镇凸起与霸县凹陷相接，东南与北西两侧分别被河西务断层和大兴断层所夹持，是一个典型的西倾东翘的半地堑断块，廊固凹陷受北东向断裂构造控制，总体表现为西断东超的箕状断陷特征，凹陷内部发育了大兴断裂带、大柳泉构造带、河西务构造带、凤河营侯尚村构造带以及南部的牛北斜坡构造带等二级构造单元[1]。韩村断裂、旧州东断裂、杨税务断裂、刘其营断裂和半截河断裂等控制着廊固凹陷局部构造。

已有资料表明，廊坊地区范围内断裂走向以NE向为主，也包括近EW向断裂,断裂构造主要有桐柏断裂(F1)、河西务断裂(F2)、韩村断裂(F3)、旧州断裂(F4)。

1.1 韩村断裂

韩村断裂是廊固凹陷内部的次级断层，规模较廊固凹陷周边断裂要小，全长约35 km，走向北东，倾向北西，正断层，倾角55～65°。据石油地震勘探资料，断裂错断晚第三系(N)、早更新统(Q1)底界面，在断裂附近发生过1621年5级地震、1996年1.9级地震。

1.2 第四系地层划分

第四系地层层序划分是确定地震勘探断层活动时代的重要依据，利用地层层序划分结果与地震深度剖面进行对比，确定断层的活动时代。

廊坊市及其附近地区被一套松散的黏土、砂质黏土及砂、砾石堆积的第四纪地层覆盖[2]。韩村断裂两侧分别存在2个第四系沉降中心，西侧第四系沉降中心沉积埋深最深为520 m，东侧第四系沉降中心最深沉积埋深为500 m。

据安20、永12、安22钻孔(3个钻孔距韩村断裂分别为7.7 km、5.5 km、950 m)第四系分层资料，结合廊坊活动断层探测标准孔(1)中国地质大学(北京).河北省活断层探测与地震危险性评价项目-廊坊市跨断层联合钻孔剖面探测及断层活动性初步鉴定野外工作总结报告，2011.(距断裂3.2 km)资料，韩村断裂附近第四系地层划分如第15页表1所示，其描述如下：

全新统(Qh)：以冲积为主，夹有湖沼相沉积，主要由灰黄、灰、灰黑色含淤泥质的亚黏土、亚砂土夹砂、淤泥层及泥炭组成，沉积物疏松，常见未钙化的古土壤层。局部地区底部见火山碎屑岩。

表1 韩村断裂附近第四系地层划分Table 1 Quaternary strata division near Hancun fault

2 韩村断裂浅层地震勘探

之前对廊固凹陷内部发育的断裂开展的工作，主要是油气成藏方面的研究，关注的是新近系地层底界，从石油勘探资料中难以获得韩村断裂在近地表的清晰形态，从活动断层的角度考虑，关心的是韩村断裂在近地表的展布、浅部构造形态，以及断裂上断点埋深等信息，因此，廊坊市活动断层探测与地震危险性评价项目中(2008-2013)，对韩村断裂进行了地震勘探工作，分两个阶段实施，即控制性浅层人工地震勘探和浅层地震勘探详细探测。控制性浅层人工地震勘探由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所承担，布设一条浅层地震测线LF05-1；详细探测由河北省工程地震勘察研究院承担，在初步勘测成果基础上，布设L08-1、L09-1和L010三条测线。

2.1 测线布设

控制性浅层人工地震勘探测线(以下简称初勘测线)LF05-1东南段沿龙河北岸的一条乡间道路施工，因在银河南路西侧的龙河北岸无法施工，测线沿银河南路、南外环、西外环施工，终止在自然公园附近(2)河北省工程地震勘察研究院．河北省活断层探测与地震危险性评价项目(廊坊市)技术报告，2013：12．；详勘阶段测线L08-1位于廊坊王玛村东，从南东向北西沿一土路布设；测线L09-1位于廊坊东固城村东，从北向南沿一土路布设；测线L010位于廊坊小茨乡东，从南东向北西沿一村间公路布设。各测线位置见第16页图1所示。

2.2 数据采集与处理

为了解勘探区地震地质条件、有效波和干扰波的发育情况，进行现场数据采集试验，选择最佳激发、接收条件和施工参数。

初勘测线LF05-1，选用单边激发观测系统，使用美国GEOMETRICS公司STRATAVISOR NX60地震数据采集系统，采用T-15000车载可控震源激发，60道4个100 Hz检波器组合单点接收，覆盖次数10次，道间距5 m，偏移距30 m，0.5 ms采样，记录长度1 024 ms。

详勘阶段同样选用单边激发观测系统，使用STRATAVISOR NZX96地震数据采集系统，采用70 kg冲击震源激发，单点叠加20次，72道6个60 Hz检波器组合单点接收，覆盖次数12次，道间距4 m、偏移距12 m，0.5 ms采样、记录长度1.0 s。

数据处理使用Vista地震处理软件，获得地震时间反射剖面、时-深剖面。数据处理主要方法有真振幅恢复，地表一致性振幅补偿，数字滤波，初至静校正，速度分析、动校正、剩余静校正，叠加，叠后反褶积、滤波、偏移，时-深转换等。

速度参数是确定反射波地层界面深度的关键，通过反射波处理时的叠加速度(NMO速度)和时间剖面上不同界面反射波的双程垂直到时t0，通过迪克斯(DIX)公式得到不同地层反射界面以上的平均速度，从而获得每条浅层地震勘探剖面的时-深转换速度参数，此方法进行地震剖面时-深转换是可信的[3]。

3 浅层地震反射剖面特征

3.1 测线LF05-1

初勘测线LF05-1东南段沿龙河北岸的一条乡间道路施工，在银河南路西侧，测线沿银河南路、南外环、西外环施工，终止在自然公园附近，剖面长14 815 m。第17页图2为测线LF05-1时间、深度剖面(剖面局部)，该剖面反射震相丰富，反射能量强，在该剖面上共解释了T01、T02、TQ三组反射波。其中，T01波组特征明显，连续性较好，能够连续追踪对比；T02波振幅较弱。

图1 廊固凹陷区域位置及韩村断裂浅层地震勘探测线位置图Fig.1 Location of Langgu depression and location of seismic exploration line of Hancun fault shallow layer

3.2 测线L08-1、测线L09-1、测线L010

详勘阶段测线L08-1是为探测韩村断裂(F3)及旧州断裂(F4)分支而布设，位于廊坊王玛村东，从南东向北西沿一土路布设，剖面长3 886 m。第17页图3为测线L08-1时间、深度剖面，该剖面反射震相丰富，反射能量强，在剖面上解释了T01、T02、TQ三组反射波。其中，T01、T02波组特征明显，TQ波振幅较弱。根据反射波震相的横向变化形态和展布特征，在剖面桩号510处，T02、TQ反射波组发生错断，显示存在2条倾向NW、视倾角较陡的正断层F8-1，使得T01以下反射波发生相位错断，断错至T01附近，未错断T01。根据已知韩村断裂的展布位置确认，断层F8-1为韩村断裂在剖面上的显示，断层上断点埋深160 m。对比地层层序划分，T01、T02、TQ分别应于上更新统、中更新统、下更新统底界。

测线L09-1、L010同样是为探测韩村断裂而布设。L09-1位于东固城村东，从北向南沿一土路布设，剖面长度2 926 m；L010位于小茨乡东，从南东向北西沿一村间公路布设，剖面长度1 678 m。第18页图4、图5分别为L09-1、L010测线时间、深度剖面，与L08-1测线相类似，在剖面解释了T01、T02、TQ三组反射波。

测线L09-1剖面桩号2192处，T02、TQ反射波组发生错断，显示存在倾向N的正断层F9-2。根据已知韩村断裂的展布位置确认，断层F9-2为韩村断裂在剖面上的显示，断层F9-2断错至T01附近，未错断T01，断层上断点埋深170 m。

测线L010剖面桩号380处，T02、TQ反射波组发生错断，显示存在1条倾向NW、视倾角较陡的正断层，该断层使得T01以下反射波发生相位错断，未错断T01，断层上断点埋深170 m。

3.3 浅层地震勘探结果综合分析

图2 测线LF05-1地震反射剖面上的韩村断裂Fig.2 Hancun fault on LF05-1 seismic reflection profile

图3 测线L08-1地震反射剖面上的韩村断裂Fig.3 Hancun fault on L08-1 seismic reflection profile

上述4条浅层地震勘探测线均为探测韩村断裂布设，均探测到了韩村断裂，断层为一视倾角较陡的正断层。初勘结果为断层上断点埋深240 m，详勘阶段3条测线勘探结果为断层上断点埋深160～170 m。考虑浅层地震勘探的深度转化误差、凹陷沉积相变的深度影响，结合距断裂最近钻孔安22的地层划分结果(上更新统底界148 m)，韩村断裂的活动时代应为早更新世早期。

4 韩村断裂深部构造特征

韩村断裂是廊固凹陷内次级断层，为大兴断层、旧州断层的上盘在滑脱运动过程中由于翘倾、断块的掀起形成的次级断层。第19页图6为过韩村断裂的石油地震剖面，从剖面中可见，韩村断裂结构清晰，断裂两侧褶皱和伴生断裂发育，断层上陡下缓，在4.5 s左右向大兴断裂汇聚，形成向斜构造。

图4 测线L09-1地震反射剖面上的韩村断裂Fig.4 Hancun fault on L09-1 seismic reflection profile

图5 测线L010地震反射剖面上的韩村断裂Fig.5 Hancun fault on L010 seismic reflection profile

中国地震局地球物理勘探中心在北京南部完成了1条NW-SE向的深地震探测剖面BJ2，剖面揭示了廊坊市及其邻区的地壳深部结构和断裂的深浅构造特征(见第19页图7)。在剖面的东南段存在8条断裂(F6～F13)，其中F6～F12这7条断裂为一组(F10为韩村断裂)，与倾向SE的F5断裂形成一断陷盆地。在BJ2剖面中，韩村断裂(F10)归并到向西倾的断裂F12(牛坨镇断裂)上，在深约9.5 km左右终止在结晶基底TG上。

5 结论

冀中凹陷区韩村断裂被巨厚的第四系沉积层覆盖，通过地表地质调查手段很难获取断层的活动信息。该文通过对廊坊活动断层探测与地震危险性评价项目中的跨断裂浅层地震勘探数据重新处理，结合钻孔、石油地震勘探、深地震反射资料，获得韩村断裂的第四纪活动特征及深部构造特征。

图6 过韩村断裂的石油地震剖面(据文献[4]等资料编制，2017)Fig.6 Petroleum seismic profile of Hancun fault

图7 北京南部BJ2深地震反射叠加时间剖面图[5]Fig.7 Time profile of BJ2 deep seismic reflection superposition in southern Beijing

(1) 韩村断裂在600 m以上的浅部，为一条倾向北西、视倾角较陡的正断层，上断点埋深160～170 m，最新活动时代为早更新世早期。

(2) 在石油地震剖面上，断层上陡下缓，向大兴断裂汇聚，形成向斜构造；在深反射剖面上，韩村断裂与6条正断层为一组，与倾向SE的一条断裂形成断陷盆地；韩村断裂归并到向西倾的牛坨镇断裂上，在深约9.5 km左右终止在结晶基底TG上。

文中所用的浅层地震勘探资料来自廊坊市活动断层探测项目，对该项目的其他参与人员表示衷心感谢!