北京平原顺义ZK12 2钻孔剖面第四纪磁性地层学研究

对北京平原顺义凹陷内的ZK12-2钻孔岩芯进行了详细的磁性地层学研究,结果表明,719m的岩芯记录了布容正向极性时(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)极性亚时、奥尔都维(Olduvai)极性亚时和高斯正极性时(Gauss)。在系统古地磁样品采集、处理和测试的基础上,应用古地磁法、光释光法,结合岩芯特征,对ZK12-2钻孔剖面进行了详细地层划分,分别确定了下更新统、中更新统、上更新统和全新统的分布深度及地质年代,将Q/N定位于706m处,Q1/Q2、Q2/Q3、Q3/Q4分别定位于170m、66.5m、10m处。本项研究结果为该区第四纪地层划分对比、古地理环境、活动断裂相关研究提供了可靠的地层年代框架。     

北京平原南口一孙河断裂南段第四纪活动性的磁性地层学研究

通过对北京平原南口一孙河断裂南段上下两盘钻孔剖面开展磁性地层学研究,建立了目标钻孔的磁性地层序列。结合沉积物岩石组合特征以及浅部测年数据进行分析,建立了本区第四纪地层格架。断裂两盘地层对比结果表明,南口一孙河断裂南段早更新世、中更新世、晚更新世和全新世垂直落差分别为116.5m,30.Om,4.1m和1.2m,各时代垂直活动速率分别为O.065mm/a,0.046mm/a,0.03mm/a和0.11mm/a。南口-孙河断裂南段活动特征总体表现为早更新世-晚更新世活动较弱,全新世活动强烈的特点。     

北京凹陷北缘第四纪凹陷盆地沉积速率变化特征与顺义断裂活动性的响应关系

北京凹陷受黄庄—高丽营断裂与南苑—通县断裂共同控制,形成于古近—新近纪。凹陷北缘在第四纪由于顺义断裂的强烈活动解体,形成2个新的凹陷,后沙峪凹陷和俸伯凹陷。文章在后沙峪凹陷内开展了钻孔ZK19的第四纪磁性地层研究,结合光释光测年结果获得钻孔ZK19早更新世、中更新世、晚更新世和全新世地层底板埋深分别为434 m、128 m、29.9 m和1.35 m。通过与俸伯凹陷内钻孔ZK12-2进行沉积地层厚度与沉积速率的对比分析,探讨了顺义断裂第四纪以来的活动特点,从而对北京凹陷北缘盆地演化进行了探讨。研究表明,顺义断裂在第四纪早更新世的强烈活动最终造成了北京凹陷北缘盆地的解体;中更新世,顺义断裂相对于黄庄—高丽营断裂活动性不甚明;晚更新世,顺义断裂相对于黄庄—高丽营断裂再次强烈活动,加速了北京凹陷北缘盆地的分化;全新世,顺义断裂强烈活动并造成了地表地裂缝的发育和建筑物的破坏。     

北京顺义断裂第四纪活动性地球物理及钻孔综合探测证据

顺义断裂是北京平原区重要的隐伏断裂之一,其第四纪活动性及其对地表地裂缝地质灾害影响的研究是优化首都地区国土空间开发格局和防灾减灾体系建设的必要工作。针对隐伏断裂的复杂性特征,利用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层人工地震、高密度电阻率法地球物理探测,以及钻孔地层剖面记录等方法,综合分析顺义断裂第四纪活动特征,结果表明:①顺义断裂走向NE,倾向SE,正断活动特征,为全新世活动断裂,北小营附近断裂上下盘早更新世、中更新世、晚更新世和全新世以来的垂直滑动速率分别为0.23mm/a、0.03 mm/a、0.29 mm/a和0.51 mm/a;②断裂第四纪以来时空存在明显差异,时间上,早更新世断裂活动性较强,中更新世活动弱,晚更新世活动性增强,全新世以来活动性最强,空间上,第四纪以来顺义断裂南段的活动性较北段强;③顺义断裂现今仍具有一定蠕滑活动特征,并对浅地表部地裂缝发育具有明显的控制作用,这可能是顺义地裂缝发育的主要原因。     

北京后沙峪凹陷的第四纪地层划分与构造演化

通过对北京平原北部昌平、顺义、朝阳等区域的多个深孔资料、尤其后沙峪地区G3钻孔资料的深入分析,并开展磁性地层学及孢粉测试成果研究,建立了钻孔的磁性地层序列,结合南口—孙河断裂、顺义断裂以及黄庄—高丽营断裂的活动性研究成果,确定了后沙峪凹陷的第四纪地层格架,分析了凹陷的构造演化过程。结果表明,后沙峪凹陷上G3孔下更新统底界为511.7 m,中更新统底界为175.5 m,上更新统底界为31.6 m。在燕山期晚期,黄庄—高丽营断裂形成,控制了北京凹陷的西部边界,在北东向顺义断裂和北西向南口—孙河断裂共同作用下形成后沙峪凹陷。进入第四纪后,G3钻孔地层在早、中、晚更新世的沉积速率分别为0.198 mm/a、0.255 mm/a和0.243 mm/a;各条断裂活动速率的差异性客观反映出各块体之间的升降特点。由于后沙峪凹陷处于黄庄—高丽营断裂的上盘,同时也是顺义断裂的下盘,因此,断裂间的相互运动在第四纪沉积作用下形成了后沙峪凹陷。     

基于磁性地层和沉积地层特征对北京市南口—孙河断裂活动性评估

南口—孙河断裂是北京平原区一条重要的活动断裂,也是渤海—张家口断裂带的组成部分。本文通过开展钻探和样品测试(古地磁和14C测年)分析工作,利用沉积相分析和磁性地层学技术方法建立钻孔沉积地层的磁极性年代序列,并对南口—孙河断裂北段进行第四纪以来活动性进行分析和研究。结果表明:南口—孙河断裂北段第四纪以来的活动性变化特征表现为早更新世早期(2.58～0.99 Ma)活动性由强转弱,在早更新世末期(0.99～0.78 Ma)再次转强;中更新世(0.78～0.126 Ma)活动性转弱;晚更新世至全新世(0.126 Ma至今)活动性再次加强。这一规律与北京西山隆升基本特征吻合,活动性总体表现"强-弱-加强"的特点。     

北京平原第四纪下限问题研究

本文首先回顾了北京平原区第四纪下限的研究历史,指出迄今为止在这一领域存在的问题。根据我国目前的研究进展和北京地区研究现状,按照全国地层委员会的相关标准和要求,确定了划分第四纪下限的5大原则。北京平原区第四系沉积特征复杂,根据多年资料和研究结果,我们提出了划分该界限的方法。广大的北京平原区,不具备完整的第四系剖面露头,生物地层方法划分存在困难;古地麟、热释光及孢粉地质测试为准确定位这一界限提供了可能。对平原区的钻孔而言,笔者发现以古地麟测试结合孢粉分析、岩性特征、地球物理测井以及地球化学测试（碳酸钙分析）等综合手段确定这一界限的证据更有说服力,新5孔应用效果较好。     

北京平原南口—孙河断裂南段第四纪活动性及其构造意义

通过对北京平原南口—孙河断裂南段上、下两盘钻孔ZK17和ZK18的磁化率和自然伽马测井曲线进行频谱分析,识别出显著的米兰柯维奇沉积旋回,揭示出北京平原区第四纪古气候及沉积过程受到地球轨道力的控制。通过对初始年代格架下的数据曲线进行100 ka的短偏心率信号滤波处理并调谐至天文理论偏心率曲线,建立了精度为01 Ma的连续天文年代标尺,在此年代学研究成果的基础上实现了对目标断裂活动性精细探讨的目的。通过对比断裂两盘的沉积速率变化,可以识别出南口—孙河断裂第四纪以来6个相对较强的活动幕。其中早更新世存在4个明显的活动幕,活动周期具有04 Ma准周期的特点,第Ⅰ幕和第Ⅲ幕分别对应了青藏高原隆升期的青藏运动的B幕(26 Ma)和C幕(17 Ma),中更新世的活动特征则对应了“昆黄运动”,北京地区新构造运动特征与之有较好的呼应关系。     

北京平原地区第四纪地质研究新进展

北京平原地处山前冲洪积扇分布区,区内湖泊密布,河流纵横,沉积环境多样。由于第四系三维结构的复杂性,对第四系进行地层划分有一定的难度。前人根据不同的资料对北京平原第四系进行过地层划分,建立了泥河湾组、周口店组、马兰组等多个岩石地层单位。这些地层单位主要是依据沉积凹陷钻孔岩心中的孢粉、有孔虫、介形虫等化石和少量的古地磁数据划分的,实际上仍是年代地层单位。由于这些地层单位划分依据不统一,识别标志不清晰,因此难以得到广泛的共识。近十余年来,随着资料的积累和对第四系三维结构的认识提高,特别是古地磁测年技术的普及,为北京平原第四纪地层的划分奠定了基础。本文依据40余个钻孔的古地磁测试数据,初步厘定了下更新统底界、中更新统底界、上更新统底界3个等时面。依据工程地质勘察、水文地质钻孔、考古发掘和泥炭调查等资料编绘了平原区全新统等厚度图。     

北京平原构造断块划分及微断块第四纪活动性探讨

在对北京平原地区地质构造特征综合分析的基础上,依据近年来在活动断裂研究中遇到的问题,本文提出对北京平原区进行构造断块划分的方案。将北京平原区划分为7个"断块",即马池口—沙河、小汤山、顺义、平谷、丰台—来广营、大兴—通州及房山断块。据断块内次一级活动断裂和第四纪地层沉降发育情况,进一步可划出活动微断块,把以研究单一活动断裂重点转变为以控制微断块边界的交汇活动断裂组相互作用为中心。从而揭示出第四纪以来微断块边界交汇活动断裂组的特征、活动方式及其规律等,可为首都城市建设规划和减轻地质灾害等提供有价值的参考,为保障城市地质安全提供地质依据。     

北京山前冲洪积缓倾斜平原晚新生代沉积物磁性地层学研究

通过北京地区新8钻孔的古地磁样品测试研究,发现其岩心所包含的正负极性段,可与标准极性柱中的布容正极性时.高斯正极性时和松山反极性时具有较好的对比性。建立高精度、可靠的长尺度年代地层格架,为建立北京城市三维地质结构提供了基础,对研究新构遭活动.平原区地质演化历史,工程地质和水文地质条件,具有重要的意义。     

北京平原沙河凹陷第四纪磁性地层学研究及其新构造运动的沉积响应

北京地区在古近—新近纪时呈"两隆一凹"的构造格局。由于南口—孙河断裂北段第四纪以来的强烈活动,在上述格局上分化出新的第四纪凹陷盆地——沙河凹陷。本次工作在沙河凹陷内开展了钻孔ZK3的第四纪磁性地层研究,结合14C同位素测年结果获得钻孔剖面早更新世、中更新世、晚更新世和全新世地层底板埋深分别为493.8 m、157.4m、87.7 m和7.2 m,建立了钻孔剖面的第四纪地层序列。通过计算ZK3钻孔剖面第四系沉积速率分别为0.19 mm/a、0.11 mm/a、0.70 mm/a和0.63 mm/a。对比分析控盆断裂南口—孙河断裂的活动规律及北京西山的隆升特点,第四纪以来,受到北京西山隆升的影响,控制沙河凹陷的同生断裂南口—孙河断裂强烈活动,并控制了沙河凹陷的演化形成。钻孔地层平均沉积速率所体现的变化规律与山体隆升速率及断裂活动速率具有较好的响应关系。     

怀安盆地北缘断裂中段晚第四纪活动性研究

怀安盆地位于河北省张家口,是晋冀蒙盆岭构造区的活动构造盆地之一,在其北缘发育了控制盆地的怀安盆地北缘断裂。为了研究断裂的活动性,在断裂中段开挖了3个探槽,TC-1位于一条冲沟的一级洪积扇上,TC-2位于二级洪积扇上,TC-3位于另一条冲沟的一级洪积扇上。TC-1揭示断裂没有断错厚度约12m的覆盖层;TC-2揭示出由多条次级断层组成的断裂,断裂断错了大部分层位,且位错量随深度加大;TC-3剖面特征与TC-2相似。通过对探槽剖面进行详细的分析、测绘、描述和取样测年,得到了有关断裂的活动性的参数。分析表明,怀安盆地北缘断裂中段的最新活动时代为晚更新世晚期,晚更新世的平均滑动速率为0.12mm/a。TC-2和TC-3探槽显示断裂曾有过多次活动,并可识别出至少3次地表破裂型的古地震事件,其中最后2次分别发生于距今约40 000 a和距今约28 000 a,平均同震垂直位移为1.3 m,断裂的平均地震重复间隔约为11 ka。断裂具有发生7级地震的能力,末次地表破裂型地震的离逝时间已超过20 ka,对其危险性应予以重视。     

河北省唐山地区丰台—野鸡坨断裂第四纪活动性——来自14C和磁性地层年代学的证据

丰台—野鸡坨断裂为唐山地区主要断裂之一，西侧为鸦鸿桥凹陷，东侧为唐山凸起，断裂两侧第四系厚度之差巨大。本文依据该断层两侧钻孔对其第四纪以来活动性进行初步的探讨。通过对丰台—野鸡坨断裂上下两盘PZK14和PZK20孔磁性地层学研究，并结合钻孔岩石地层，及浅部光释光和¹⁴C测年结果，建立第四纪地层格架。结果表明：两孔底部“泥包砾”为新近纪沉积；PZK14孔下更新统底界埋深为387 m，中更新统底界埋深为114 m，上更新统底界埋深为71 m，全新统底界埋深为6 m；PZK20孔下更新统底界埋深为155 m，中更新统底界埋深为73 m，上更新统底界为36 m，无全新世地层。丰台—野鸡坨断裂活动在早更新世时表现为逐渐增强的特点，活动速率由早期的5.4 cm/ka增加到13.9 cm/ka。中更新世断裂活动基本处于停滞状态，活动速率为1.0 cm/ka。晚更新世以后，断裂重新活动，且更加剧烈，活动速率达到了54.5 cm/ka。     

北京平原区第四纪地层分区探讨（Ⅰ）

简要回顾了北京平原区第四纪地层划分的历史,指出了建立和使用中的一些问题。为精细表达和刻画北京平原第四纪地层特征,在全国地层区划的基础上,提出了北京平原区第四纪地层细分的目的、考虑因素和分区原则,最后针对若干问题进行了讨论并提出了处理建议。     

北京平原晚第四纪堆积期与史前大洪水

通过北京平原地区东方广场剖面和小红门剖面第四纪地层、年代学、环境变迁、沉积相及孢粉分析等方面的研究发现,从大约0.1MaB.P.～22000aB.P.,北京平原地区形成以砂砾石沉积为主的洪积扇,此后开始进入北京平原形成时期。22000～12000aB.P.,气候干冷,永定河水量减少,平原沉积速率较低。进入冰后期以来,气候逐渐温暖湿润,永定河水量增加,山区风化物质被搬运至北京平原堆积下来。沉积以天然堤相、决口扇相为主,沉积速率大增。8000～4000aB.P.,沉积速率达到最大,出现晚第四纪堆积期,同时洪水频繁,恰好与传说中的史前大洪水时期相当。3000aB.P.以后,气候向干冷转化,永定河水量减少,人类生产力提高,抵御洪水能力增强,洪水给人类造成的威胁相对降低。     

海峡西岸沿海地区构造地貌特征与断裂第四纪活动性

构造地貌是由地壳新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌或地形,断层活动控制下的构造地貌的发育演化可以作为比较直观的断层活动证据,本文通过开展遥感解译、地面调查和综合勘查等工作,对长乐-南澳断裂带地区的构造地貌特征及第四纪活动性开展了研究,结果表明：测区北东向与北西向两组断裂控制了本区的地貌发育,形成了纵切成条、横切成块的地貌格局;断裂带线性影像特征清晰,具有明显的分带性;可见多种对断裂第四纪活动性有指示意义的微地貌发育,说明断裂带局部在第四纪有一定活动性,活动方向有垂直和水平两种;区内主要断裂带的活动性有一定的差异,自西北向东南、自内陆向沿海活动性逐渐增强,断裂的主要活动时代为晚更新世以前,局部地段有全新世活动的迹象。     

北京地区黄庄-高丽营断裂北段活动性研究与灾害效应分析

通过浅层人工地震、高密度电阻率法及钻探工程等综合方法,对穿越北京市重要创新产业基地的未来科技城内的隐伏黄庄—高丽营活动断裂进行了精细研究,揭示了其结构特征、第四纪活动性及其致灾机理。研究表明:黄庄—高丽营断裂北段总体上表现为张性正断层特征、倾向南东、倾角70°~80°、基岩深度附近垂直断距较大,断裂向上延伸至第四系产状逐渐变陡,具有"铲式"断层的特点,局部表现为"Y"字形组合特征;黄庄-高丽营断裂北段第四纪以来活动迹象明显。钻孔对比表明,早、中、晚更新世和全新世以来平均垂直活动速率分别为0.07mm/a、0.04 mm/a、0.23 mm/a、0.10 mm/a,其变化特点与北京西山隆升所反映的新构造运动的特征吻合;黄庄—高丽营断裂北段全新世以来表现为强烈蠕滑变形,沿断裂下盘诱发了线性分布的地裂缝、地面塌陷、墙体路面开裂等地质灾害现象。