地震是地壳长久以来积蓄的能量快速释放的过程，期间在产生新断裂的同时，现有断裂受地壳运动的影响，活动更为强烈，对断裂附近的地面运动具有明显的放大作用^[1]。泰州市地处东部平原地区，地表覆盖层之下为泰州凸起和溱潼凹陷的盆山结合带，断裂都处于隐伏状态，一般的地质调查手段难以考察断裂的发育状况。采用“密集点距、密集炮距、多道长排列接收”的深地震探测技术能够直观、有效地获取地层结构和断裂分布状况，有助于分析上地壳内构造的发育形态和变形方式^[2]。

前人对于该地区的研究多注重区域构造单元的划分和演化、含油气地层的物性特征分析，而对于上地壳内地层的识别以及具体断裂在特定位置的构造发育情况的分析较少^[3-7]。本次研究在泰州市北部获得了长14 km的地震反射剖面，其地层反射信息丰富、结构特征明显、断裂构造清晰。以此为基础，对城市北部上地壳内的地层结构进行精细划分，并对构造的深、浅部发育特征进行分析，指出断层的活动性及其具体位置，从地质构造的角度，为进一步的城市规划建设提供相关依据。

1 研究区地质概况

研究区位于江苏省泰州市北部，为溱潼凹陷与泰州凸起的结合地带，构造上隶属苏北新生代盆地东台坳陷的下级构造单元。溱潼凹陷与泰州凸起均呈北东向展布，两者以泰州断裂为界^[5]，作为一个整体，其东南毗连海安凹陷，西北与吴堡低凸起相接(图 1)。溱潼凹陷自东南向西北依次发育断阶带、深凹带和斜坡带，具有南断北超、南陡北缓、南深北浅、南厚北薄、中间开阔、东西收敛的典型不对称箕状凹陷特征^[3]。泰州凸起是一个三面临凹的古潜山型构造隆起带，属于中燕山期“南北对冲前缘带”古构造背景下的冲断前缘式古潜山带^[4]，凸起的南、北缘分别为海安、溱潼凹陷的陡坡断阶带^[5]。本次研究涉及区域为溱潼凹陷的南部以及泰州凸起的北部。

溱潼凹陷具有较强的扭动特征，断层呈帚状或平行雁列式，断阶为多阶构造，东部走滑较弱，以伸展翘倾为主^[6]。泰州凸起在挤压构造运动的作用下，褶皱强烈，断裂发育^[7]。经历多期构造运动后，研究区形成以北东、北东东向为主的构造主线，最为强烈的是一系列发育于基底的控凹断裂带和主干断层，这些控凹断裂控制着盆地次一级凹陷与凸起分带的构造格局。

研究区内的断裂大多发育在溱潼凹陷南缘，其中最主要的是泰州断裂(图 1)。该断裂沿泰州-溱潼-梁垛-四灶一线展布，是由数条近于平行的断裂组成的断阶带，长约150 km，总体走向为北偏东40°~50°，断面倾向为北，倾角约45°~50°，具正断层性质，落差超过1 000 m，控制着溱潼凹陷古近系及其以上地层的沉积，主要由2条断层组成，一条是泰州断裂主断层F_1-1，另一条是分支断层F_1-2。根据重力、钻孔资料分析，属第四纪隐伏活动断裂。

2 数据采集与处理

根据研究区地震地质条件，地震探测采用纵波反射法多次覆盖观测系统，力求在泰州凸起基底之上与凹陷区获得较好的反射资料，以便更好地了解断层的发育情况，提高断层解释的可靠性和对区域构造的认识。

2.1 测线布置

测线位于泰州市海陵区东北部。测线长度15 km，方向SSE-NNW，其南端位于泰东镇温泰转盘以南2 km处，北端位于茅山河大桥，测线沿231省道布设，沿途主要经过温泰转盘、新通扬运河、泰东河、启扬高速、北马庄村等地，穿过的构造主要为泰州断裂(图 2)。

2.2 数据采集

本次地震勘探采用28 t可控震源组合激发，震动台数4台，振动次数14次，扫描长度24 s，扫描频率8~64 Hz，驱动电平75%，激发间距150 m，激发方式为中点激发；地震波的接收使用10 Hz低频检波器5串2并堆放插置，接收道距15 m，排列长度600道(9 000 m)，覆盖次数30次，CDP间距7.5 m，仪器使用法国产Secel428XL遥测数字地震仪，记录的数据格式为SEG-D，采样间隔2 ms，记录长度5 s。最终获取了品质较高的原始记录(图 3)。

2.3 数据处理

资料处理采用法国CGG地震数据处理系统，主要方法有：折射静校正、低频干扰压制、线性干扰消除、反褶积、速度分析、动校正、剩余静校正、叠后去噪等，得到了信噪比较高的剖面(图 4、图 5)。

3 地层结构特征 3.1 剖面特征分析与重要界面识别

地震时间剖面整体信息丰富、结构清晰，横向上具有明显的分段性，南北差异明显，南部反射能量弱、反射波少，具有隆起的特征；北部反射能量强，波组丰富，具有凹陷特征。纵向上分层特征明显，清晰显示了不同时代地层以及沉积基底的反射特征。

3.1.1 古潜山面——强反射界面

研究区内新生界沉积基底为泰州凸起，该凸起为古潜山型构造隆起带^[7]，其形成以冲断、上隆、剥蚀为主要特征，因此古潜山面两侧的地层年代、物性差异都比较大，能够形成较强的地震反射界面。本次获取的地震剖面在近水平的反射波组下方有一连续起伏界面(图 4)，是古潜山面在地震时间剖面上的反映。该界面起伏较大，剖面南部古潜山面倾向为南，界面多处被断裂切穿；剖面中部古潜山面顶部水平，风化剥蚀较为严重；剖面北部古潜山面倾向为北，连续性较好。古潜山面主要成型于侏罗系沉积后发生的中燕山挤压构造运动时期^[8]，该界面之上以新生界沉积为主，仅局部有少量晚侏罗系-白垩系地层。因此，该界面是划分新生界与中生界的标志性界面。

3.1.2 T_G面——弱反射界面

在古潜山面之下，地震反射波自上而下逐渐变弱。古潜山面以下约600~1 000 ms范围内，反射波依稀可见，但波组连续性、分层性变弱；该范围之下，反射波杂乱无章，具有结晶基底的特征。因此，古潜山面以下约1 000 ms处认为是结晶基底的顶界面T_G(图 4)。T_G面起伏较小，个别断裂向下发育到该位置。

综上，该剖面存在一强一弱两个标志性界面，即古潜山面与结晶基底顶界面T_G。两个界面将剖面划分为3个反射特征明显的区域，古潜山面以上反射波连续性强、层次分明；古潜山面与T_G面之间反射波明显变弱，连续性变差；T_G面之下基本无反射信号(图 4)。

3.2 地层识别与地层框架建立

建立在地震剖面整体面貌与研究区地质概况基础上的两个重要界面，在一定程度上反映了地层框架的纵向格局。古潜山面之上以新生界沉积地层为主，局部发育中生界地层，古潜山面与T_G面之间为古生界地层，T_G面之下可能为前寒武变质基底。此外，笔者结合剖面沉积特征与前人对于该区域的认识，对研究区地层进一步细分，自上而下识别出了第四系、新近系、古近系(三垛组、戴南组、阜宁组、泰州组)、中-古生界地层。

3.2.1 第四系地层

据江苏省区域地质志，研究区第四系Q普遍厚度为200~300 m^[9]。对应于地震时间剖面，测线在300 ms附近有一连续同相轴，厚度稳定，推测为第四系的底界面T_Q(图 5)。

3.2.2 新近系地层

据钻探资料，研究区新近系及其以上地层(Q+N)厚度为700~1 200 m，且沿测线自南往北呈增厚趋势。对应于地震时间剖面，有一反射波组由南往北从700 ms递变至1 100 ms，结合波组的速度分析，其厚度变化趋势与Q+N厚度变化特征相似，推测该波组为新近系底界面T_N(图 5)。

3.2.3 古近系地层

据前人资料，研究区内古近系地层主要发育在古潜山面之上靠近溱潼凹陷一侧，该套地层自下而上沉积了泰州组、阜宁组、戴南组、三垛组，地层厚度逾千米^{[7-8, 10]}。对应于地震时间剖面，测线中北部的古潜山面之上，在1~3 s之间层位丰富，厚度较大，波组向南微倾，向北收缩，具有典型的箕状凹陷沉积特点，推测该区域为古近系地层，同时，根据地层厚度，以波组间距划分了T_E4、T_E3、T_E2、T_E1等4个古近系层位(图 5)。测线南部靠近泰州凸起一侧，由于冲断、隆升与剥蚀程度的差异，地层及其地质年代变化较大，局部残留少量侏罗系与白垩系沉积，缺少古近系地层。

3.2.4 中-古生界地层

泰州凸起形成于侏罗纪沉积后，凸起顶界面以下主要为古生界及其以下地层，顶界面以上残留少量中生界沉积，表现为中生界与新生界地层的不整合接触(图 5)。泰州凸起内部为震旦-奥陶纪地层^[11]，即时间剖面上的古潜山面至T_G面之间，该处反射信号逐渐变弱、连续性较差，具有老地层的沉积特征，推测为古生界地层；T_G面之下基本无反射信号，不具有沉积岩的地震反射特征，可能为前寒武变质基底(图 5)。

3.3 构造单元识别与划分

时间剖面纵向上的特征变化反映了地层的发育情况，横向上的面貌区别则代表了不同构造单元的演化过程及其相互过渡。

研究区北部，时间剖面反射波丰富，波组纵向发育齐全、层次分明、韵律性强；横向连续性好、起伏不大、产状向南微倾，具有凹陷沉积的特点。经过与前人研究资料的对比分析认为，北部的凹陷区为溱潼凹陷区域。研究区南部，1 000 ms以上为新生界沉积，1 000 ms以下反射波相对较少，波组凌乱、横向连续性差，唯一清晰连续的界面为前述古潜山面，该界面与周围的层状反射波有明显的差异，经对比分析认为，该界面为泰州凸起的顶界面，其以下区域即为泰州凸起区域(图 5)。

4 断裂构造特征

本次地震探测清晰地捕捉到了该区域的断裂构造，剖面南、北断裂构造特征迥异。北部溱潼凹陷内断裂较少，规模较小；南部泰州凸起附近断裂相对较多，规模较大。

4.1 泰州断裂主断裂

泰州断裂的主断层F_1-1位于剖面中部泰州凸起与溱潼凹陷的分界处，为北降、南升的正断层，断裂视倾向N，浅部视倾角约57°，深部约29°，整体表现为上陡下缓的铲式断裂。剖面内可识别的上断点埋深约270 m，断裂向下延伸至7 200 m处，据剖面特征推测，该断层往北在研究区以外的深部范围将继续延伸(图 6)。

时间剖面上，该断层在浅部(1 000 ms以上)表现为多组反射波的明显错断；深部(1 000 ms以下)推测由于断层面两侧地层物性、岩性发生变化，导致波阻抗差异较大，形成强反射层面，出现断面波，断面南侧为杂乱无章的弱反射，断面北侧为多组近水平的反射波(图 6)。该断层面亦为泰州凸起的北部边界，这与前人认为泰州凸起为构造隆起带的认识相吻合。

4.2 泰州断裂分支断裂

泰州断裂的分支断层F_1-2位于F_1-1北侧约2 km附近，断层面视倾向N，视倾角75°，为北降、南升的正断层。可识别的上断点埋深约270 m，断层向下延伸至F_1-1断层面，埋深约3 400 m(图 6)。

时间剖面上，该断层主要表现为多组反射波的明显错断，断层两侧的反射波可依据波组特征进行连续的追踪对比，断层北侧的的波组间距与南侧相比有增大的趋势，表明该断层为一生长型正断层(图 7)，断层向下发育至泰州主断裂断层面。

4.3 其他断裂

除上述断裂以外，剖面北部溱潼凹陷内发育2条北倾的正断层，断层规模均较小，f₁发育于古近系中部，向下延伸至F_1-1；f₂靠近F_1-2，向上错断至新近系下部，向下延伸至F_1-1(图 5)。剖面南部发育3条断裂，均错断了泰州凸起的顶界面，断层规模相对较大，三者向上错断了新近系底界面，向下发育至结晶基底T_G面以下，其中f₃与f₄形成“Y”型构造样式，f₅向南延伸至剖面以外(图 5)。

对研究区内地震时间剖面的形态以及波组特征进行分析，并结合前人对于该区域的整体认识，对泰州市北部上地壳内的地层结构和构造发育情况进行详细的划分和分析(图 8)。

研究区南部靠近泰州市主城区的位置为泰州凸起区域，自下而上发育了前寒武、古生界、中生界、新近系以及第四系地层，缺少古近系沉积，覆盖层厚度不大(约1 000 m)；研究区北部远离城区的位置为溱潼凹陷区，自下而上发育了中生界，古近系三垛组、戴南组、阜宁组、泰州组，新近系，第四系地层，地层厚度超过7 000 m。凸起和凹陷两大构造单元以泰州断裂为界，该断裂控制着断陷盆地的形成和发育。受其影响，北侧凹陷内部的次级断层倾向与F₁一致，且大多自不同深度归并到F₁断层面。南侧断层多发育于隆起顶部，错断明显，多于局部形成“Y”型构造样式(图 8)。

泰州断裂的2个分支断层向上切割较大，新构造运动以来活动明显，均错断第四系底界面。其中主断层F_1-1虽然是控凹断裂，影响着溱潼凹陷的整体形态，但该断层浅部错动微弱，断距较小，对地表的影响相对较弱；而F_1-2断层虽然是泰州断裂的分支，深部延伸不大，发育至F_1-1断层面，但浅部错动强烈，断距较大，断层生长特征明显(图 7、图 8)，后期需密切关注其活动性。其他断裂虽深部有一定延伸，但浅部断点埋深较大(超过1 000 m)，最多发育至新近系底界面附近，后期发生活动的可能性较小。

5 结语

本次探测以泰州断裂为目标，获得了泰州市北部长约14 km的中深层地震反射剖面。剖面浅至第四系，深至沉积基底，信息丰富、层次分明、结构清晰。纵向上分层特征明显，清晰显示了不同时代地层以及沉积基底的反射特征；横向上分段性特征鲜明，南部反射能量弱、反射波少，北部反射能量强、波组丰富。在充分分析剖面特征与区域地质资料的基础上，得出如下结论：

1) 本地区上地壳中存在2个重要构造面，即古潜山面与结晶基底顶界面T_G，以此为框架，结合区域地质资料和波组特征可对地层结构进行详细分解，划分出了前寒武结晶基底，古生界，中生界，古近系三垛组、戴南组、阜宁组、泰州组，新近系和第四系地层，地层总厚度超过7 000 m。

2) 剖面北部为溱潼凹陷沉积区，剖面南部为泰州凸起区，两者以深至沉积基底的控凹断裂为纽带而相接。溱潼凹陷沉积厚度巨大，表现为南厚北薄、向南微倾的箕状凹陷；泰州凸起北高南低，顶部破碎、断裂较多，内部反射波凌乱，地层成层性差。

3) 溱潼凹陷和泰州凸起的边界断裂即为泰州断裂，断裂规模较大，浅至第四系，深至中、古生界，控制着溱潼凹陷的地层沉积和边缘形态。该断裂由F_1-1和F_1-2两个分支断层组成，F_1-1为泰州断裂的主断层，深部延伸至中、古生界，根据剖面趋势推测可能发育至结晶基底，落差上千米，为控凹断层；F_1-2为泰州断裂的分支断层，深部延伸至F_1-1断层面，规模相对较小，但两者浅部均错断第四系底界面，尤其是F_1-2断层虽然是泰州断裂的分支，但浅部错动强烈，断距较大，断层生长特征明显，后期需密切关注其活动性。此外，研究区亦发现5个小断层(f₁~f₅)，向上切割不大，最多发育至新近系底界面，活动性较差。