兰聊断裂南段构造样式与最新活动性分析

李涛; 王志铄; 高家乙; 贺承广; 沈阳

doi:10.11899/zzfy20220209

兰聊断裂南段构造样式与最新活动性分析

doi: 10.11899/zzfy20220209

李涛^1,,
王志铄^1, ,,
高家乙¹,
贺承广²,
沈阳³

1.
河南省地震局, 郑州 450016
2.
河南省地质调查院, 郑州 450001
3.
河南省航空物探遥感中心, 郑州 450053

基金项目: 中国地震局地震科技星火计划（XH20037）；中央公益性科研院所基本科研业务专项（IGCEA1902）；中国地震局城市活动断层探测与地震危险性评价项目；河南省地震构造探查工程项目

详细信息

作者简介:
李涛，男，生于1986年。高级工程师。主要从事活动断层探测方法与应用、构造地质理论等方面的研究。E-mail：lt@eqha.gov.cn

通讯作者:
王志铄，男，生于1967年。研究员。主要从事地球物理、地震预测等方面的研究。E-mail：wgchui@126.com

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出版历程
- 收稿日期: 2022-03-01
- 刊出日期: 2022-06-30

Structural Style and Latest Activity Analysis of the Southern Segment of the Lanliao Fault

1.
Henan Earthquake Agency, Zhengzhou 450016, China
2.
Henan Institute of Geological Survey, Zhengzhou 450001, China
3.
Henan Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center, Zhengzhou 450053, China

摘要

摘要: 兰聊断裂南段构造样式复杂，分段活动特征明显。已有学者针对兰聊断裂的研究，主要集中在范县—东明县一带，而兰聊断裂南段的构造样式与最新活动性研究匮乏。为此采用地震反射剖面与钻孔联合剖面探测方法，对兰聊断裂南段进行较系统地分析，认为兰聊断裂南段构造样式为伸展走滑断裂尾端“马尾扇”结构，其最新活动时代为中更新世中晚期，晚更新世以来未活动，中更新世最大滑动速率为0.061 mm/a，据此判断兰聊断裂南段为中更新世断裂。
- 兰聊断裂 /
- 构造样式 /
- 断裂活动性 /
- 地震勘探 /
- 钻孔联合剖面
Abstract: The southern segment of the Lanliao Fault has a complex structural style and obvious features of segmental activity. Previous researches on the Lanliao Fault mainly focused on the Fanxian-Dongming county area, while the structural style and latest activity of the southern segment of the Lanliao Fault were lacking. In this study, the artificial seismic reflection profile and the composite drilling geological sections are used to systematically analyze the southern segment of the Lanliao Fault. It is considered that the structural style of the southern segment of the Lanliao Fault is an extensional imbricate fans (horsetail splay). Its latest active era is the middle and late Middle Pleistocene, and it is inactive since the Late Pleistocene. The maximum slip rate of the Middle Pleistocene is 0.061 mm/a. Based on this, it can be concluded that the southern segment of the Lanliao Fault is a Middle Pleistocene fault.
- Lanliao fault /
- Structural style /
- Fault activity /
- Seismic reflection profile /
- The composite drilling geological section

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图 1 兰聊断裂区域位置及其南段地球物理探测资料分布图

Figure 1. Location of the Lanliao fault and the distribution map of geophysical exploration data in its southern segment

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图 2 AA'地震反射剖面地质构造解译

Figure 2. Geological structure interpretation of AA' seismic reflection section

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图 3 BB'地震反射剖面地质构造解译

Figure 3. Geological structure interpretation of BB' seismic reflection section

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图 4 CC'地震反射剖面地质构造解译

Figure 4. Geological structure interpretation of CC' seismic reflection section

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图 5 DD'地震反射剖面地质构造解译

Figure 5. Geological structure interpretation of DD' seismic reflection section

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图 6 LL1浅层地震反射剖面

Figure 6. Seismic reflection migrated section of line LL1

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图 8 LL3浅层地震反射剖面

Figure 8. Seismic reflection migrated section of line LL3

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7 LL2浅层地震反射剖面

7. Seismic reflection migrated section of line LL2

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图 9 官庄钻孔联合剖面

Figure 9. The composite drilling geological section of Guanzhuang

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图 10 孔庄钻孔联合剖面图

Figure 10. The composite drilling geological section of Kongzhuang

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图 11 北宋庄钻孔联合剖面图

Figure 11. The composite drilling geological section of Beisongzhuang

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图 12 伸展叠瓦扇（马尾扇）结构示意（Cabrera等，1988）

Figure 12. Schematic diagram of extensional imbricate fans （Cabrera et al., 1988）

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表 1 官庄钻孔联合剖面年龄样品测试结果

Table 1. Test results of age samples of the Guanzhuang composite drilling geological section

钻孔编号	样品埋深/m	地层/标志层	所处构造位置	测试类型	距今年龄/ka
ZKG03¹⁴C01	20.13	层⑪（暗棕红色黏土）	上覆地层	¹⁴C	0.95±0.03
ZKG07OSL02	40.47	层⑨（棕黄色泥质粉细砂）	上覆地层	OSL	110.80±6.57
ZKG07OSL03	57.38	层⑥（棕黄色泥质粉砂）	上覆地层	OSL	136.48±7.76
ZKG06ESR01	65.79	层⑥/B5（棕黄色泥质粉砂）	上覆地层	ESR	277±30
ZKG03OSL04	69.98	层⑤/B4（棕黄色泥质粉细砂）	上覆地层	OSL	155.80±9.43
ZKG06ESR02	71.00	层④（棕黄色泥质粉细砂）	断层下盘	ESR	309±44
ZKG05ESR01	79.03	层③ （棕黄色泥质粉砂）	断层下盘	ESR	308±62
ZKG05ESR03	88.10	层②（棕色粉细砂）	断层下盘	ESR	331±56
ZKG05ESR05	98.70	层①/B2（棕黄色泥质粉砂）	断层下盘	ESR	717±71
ZKG05ESR10	119.14	层①/B1 （蓝灰色泥质粉砂）	断层下盘	ESR	776±101

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表 2 官庄钻孔联合剖面主要标志层断距与沉积年龄

Table 2. Fault throw and sedimentary age table of marker layers in the Guanzhuang composite drilling geological section

编号	地层岩性	上盘（下降盘）			下盘（上升盘）			断距/m	距今年龄/ka
编号	地层岩性	埋深/m		厚度/m	埋深/m		厚度/m	断距/m	距今年龄/ka
B5	灰黄-棕黄色具锈黄染泥质粉砂与棕灰色淤泥韵律互层	顶界	65.49	1.74	顶界	65.16	2.35	未错断	266.50
B5	灰黄-棕黄色具锈黄染泥质粉砂与棕灰色淤泥韵律互层	底界	67.23	1.74	底界	67.51	2.35	未错断	281.00
B4	血红色黏土，中部夹1层棕黄色含中量锈黄染泥质粉砂	顶界	67.23	3.94	顶界	67.51	2.81	未错断	281.00
B4	血红色黏土，中部夹1层棕黄色含中量锈黄染泥质粉砂	底界	71.17	3.94	底界	70.32	2.81	0.85	287.53
B3	下部为蓝灰色黏土、上部为棕红-棕色黏土	顶界	80.69	7.19	顶界	79.04	6.29	1.65	308.03
B3	下部为蓝灰色黏土、上部为棕红-棕色黏土	底界	87.88	7.19	底界	85.33	6.29	2.55	324.15
B2	下部为蓝灰色黏土，中、上部为棕红色黏土夹棕黄色蓝灰染泥质粉砂	顶界	100.18	3.52	顶界	97.39	3.32	2.79	640.67
B2	下部为蓝灰色黏土，中、上部为棕红色黏土夹棕黄色蓝灰染泥质粉砂	底界	103.7	3.52	底界	100.71	3.32	2.99	722.74
B1	蓝灰色黏土、棕色具蓝灰染黏土夹蓝灰色泥质粉砂	顶界	121.61	4.38	顶界	117.47	3.78	4.14	770.63
B1	蓝灰色黏土、棕色具蓝灰染黏土夹蓝灰色泥质粉砂	底界	125.99	4.38	底界	121.25	3.78	4.74	782.03

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表 3 官庄钻孔联合剖面第四纪不同时期断层垂直位移与平均滑动速率

Table 3. Vertical displacement and average slip rate of faults in different periods in Guanzhuang section

层段	沉积年龄/ka BP	时段长/ka	各时段垂直位移/m	平均滑动速率/ mm·a⁻¹	地质年代
B4顶界之上	281.00	281.00	0	0	中更新世末期以来
B4顶界至B3顶界	281.00～308.03	27.03	1.65	0.061	中更新世晚期
B3顶界至B2顶界	308.03～640.67	332.64	1.14	0.003	中更新世中期
B2顶界至B1底界	640.67～782.03	141.36	1.95	0.014	中更新世早期

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表 4 孔庄钻孔联合剖面年龄样品测试结果

Table 4. Test results of age samples of the Kongzhuang composite drilling geological section

钻孔编号	样品埋深/m	地层/标志层	所处构造位置	测试类型	距今年龄/ka
ZKK03OSL06	58.47	层⑥	上覆地层	OSL	248.09±14.01
ZKK03ESR01	79.59	层⑤	断层上盘	ESR	372±48
ZKK0414C01	22.11	层⑨	上覆地层	14C	10.67±0.03
ZKK05ESR02	117.45	层①	断层下盘	ESR	721±72
ZKK06OSL03	57.78	层⑥	上覆地层	OSL	221.57±12.88
ZKK06OSL05	66.53	层⑥	上覆地层	OSL	294.71±16.50
ZKK06 ESR-1	70.53	层⑤	断层下盘	ESR	311±62
ZKK06ESR03	86.95	层③	断层下盘	ESR	382±48

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表 5 孔庄钻孔联合剖面主要标志层断距及沉积年龄

Table 5. Fault throw and sedimentary age table of marker layers in the Kongzhuang composite drilling geological section

编号	地层岩性	上盘（下降盘）			下盘（上升盘）			断距/m	距今年龄/ka
编号	地层岩性	埋深/m		厚度/m	埋深/m		厚度/m	断距/m	距今年龄/ka
B6	棕红色黏土-浅绿黄色粉质黏土	顶界	62.08	1.67	顶界	62.08	1.67	0	257.4
B6	棕红色黏土-浅绿黄色粉质黏土	底界	63.75	1.67	底界	63.75	1.67	0	271.3
B5	棕红色含钙核黏土-棕黄色泥质粉细砂-棕红色黏土	顶界	69.71	4.25	顶界	69.41	4.06	0.30	312.7
B5	棕红色含钙核黏土-棕黄色泥质粉细砂-棕红色黏土	底界	73.96	4.25	底界	73.47	4.06	0.49	338.1
B4	棕红色含钙核粉质黏土-黄棕色泥质粉细砂	顶界	79.75	2.90	顶界	78.86	3.04	0.89	373.5
B4	棕红色含钙核粉质黏土-黄棕色泥质粉细砂	底界	82.65	2.90	底界	81.90	3.04	0.75	401.1
B3	棕黄、灰黄色细砂、泥质粉细砂-棕红、棕黄色含蓝灰染（粉质）黏土	顶界	93.49	6.49	顶界	91.69	5.58	1.80	490.1
B3	棕黄、灰黄色细砂、泥质粉细砂-棕红、棕黄色含蓝灰染（粉质）黏土	底界	99.98	6.49	底界	97.27	5.58	2.71	540.8
B2	棕红色含蓝灰染含铁锰核黏土与棕黄色含锈黄蓝灰染泥质粉细砂互层	顶界	109.14	2.51	顶界	106.13	2.54	3.01	621.4
B2	棕红色含蓝灰染含铁锰核黏土与棕黄色含锈黄蓝灰染泥质粉细砂互层	底界	111.65	2.51	底界	108.67	2.54	2.98	644.5
B1	棕色含蓝灰染黏土与黄棕色含蓝灰锈黄染含泥质粉细砂互层	顶界	122.47	2.06	顶界	118.45	1.60	4.02	727.3
B1	棕色含蓝灰染黏土与黄棕色含蓝灰锈黄染含泥质粉细砂互层	底界	124.53	2.06	底界	120.05	1.60	4.48	737.3

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表 6 孔庄钻孔联合剖面第四纪不同时期断层垂直位移及平均滑动速率

Table 6. Vertical displacement and average slip rate of faults in different periods in Kongzhuang section

层段	沉积年龄/ka BP	时段长/ka	各时段垂直位移/m	平均滑动速率/ mm·a⁻¹	地质年代
B6底界之上	271.3	271.3	0	0	中更新世晚期以来
B6底界至B5顶界	271.3～312.7	41.4	0.30	0.007	中更新世晚期
B5顶界至B1底界	312.7～737.3	424.6	4.18	0.010	中更新世早、中期

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表 7 北宋庄钻孔联合剖面年龄样品测试结果

Table 7. Test results of age samples of the Beisongzhuang composite drilling geological section

钻孔编号	样品埋深/m	地层/标志层	所处构造位置	测试类型	距今年龄/ka
ZKS05-OSL01	21.03	层⑯（泥质细砂）	上覆地层	OSL	23.24±1.67
ZKS06-OSL01	50.48	层⑪（黄棕色细砂）	上覆地层	OSL	122.08±9.96
ZKS06-ESR01	60.14	层⑩（黄棕色泥质粉砂）	上覆地层	ESR	328±32
ZKS02-ESR03	91.24	层⑥/B5（棕黄色泥质粉细砂）	上覆地层	ESR	451±46
ZKS07-ESR04	93.73	层⑥/B5 （黄棕色泥质粉砂）	上覆地层	ESR	588±58
ZKS07-ESR05	103.89	层④（棕黄色泥质粉砂）	断层上盘	ESR	642±64
ZKS07-ESR07	118.31	层③/B3（黄棕色泥质粉砂）	断层下盘	ESR	799±160
ZKS02-ESR05	131.81	层①（黄棕色泥质粉砂）	断层下盘	ESR	848±170

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表 8 北宋庄钻孔联合剖面主要标志层断距与沉积年龄

Table 8. Fault throw and sedimentary age table of marker layers in the Beisongzhuang composite drilling geological section

编号	地层岩性	上盘（下降盘）			下盘（上升盘）			断距/m	距今年龄/ka
编号	地层岩性	埋深/m		厚度/m	埋深/m		厚度/m	断距/m	距今年龄/ka
B5	棕色细中粒砂-黄棕色泥质粉砂与棕红色黏土互层	顶界	92.55	10.03	顶界	91.88		未错断	577.31
B5	棕色细中粒砂-黄棕色泥质粉砂与棕红色黏土互层	底界	102.58	10.03	底界	102.63		未错断	634.58
B4	棕黄色泥质粉砂（或棕色中细砂）-较厚的浅棕红色黏土	顶界	104.34	2.76	顶界	103.27	2.45	1.07	646.09
B4	棕黄色泥质粉砂（或棕色中细砂）-较厚的浅棕红色黏土	底界	107.1	2.76	底界	105.72	2.45	1.38	671.18
B3	棕红色具蓝灰染黏土与黄棕色泥质粉砂互层，顶部为蓝灰色黏土	顶界	118.23	4.47	顶界	116.27	3.85	1.96	772.36
B3	棕红色具蓝灰染黏土与黄棕色泥质粉砂互层，顶部为蓝灰色黏土	底界	122.7	4.47	底界	120.12	3.85	2.58	805.46
B2	黄棕色泥质粉砂-蓝灰色黏土	顶界	124.05	1.92	顶界	121.90	2.49	2.15	811.82
B2	黄棕色泥质粉砂-蓝灰色黏土	底界	125.97	1.92	底界	124.39	2.49	1.58	820.71
B1	蓝灰色泥质粉砂-棕红色黏土	顶界	130.33	1.30	顶界	127.43	1.89	2.90	832.36
B1	蓝灰色泥质粉砂-棕红色黏土	底界	131.63	1.30	底界	129.32	1.89	2.31	839.11

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表 9 北宋庄钻孔联合剖面第四纪不同时期断层垂直位移与平均滑动速率

Table 9. Vertical displacement and average slip rate of faults in different periods in Beisongzhuang section

层段	沉积年龄/ka BP	时段长/ka	各时段垂直位移/m	平均滑动速率/ mm·a⁻¹	地质年代
B5底界之上	634.58	634.58	0	0	中更新世中期以来
B5底界至B4底界	634.58～671.18	36.60	1.38	0.038	中更新世早中期
B4底界至B3顶界	671.18～772.36	101.18	0.58	0.006	中更新世早期
B3顶界至B1底界	772.36～839.11	66.75	0.35	0.005	早更新世晚期

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