2023, Vol. 43
平原区隐伏断裂的准确定位和第四纪以来活动性是活动构造研究中重要而难度极大的课题[1]。20世纪80年代以来，苏中沿海及南黄海南部坳陷地区曾多次被确定为国家级或省级地震重点危险区[2]。盐城-南洋岸断裂为盐城市域范围内发生中强震次数最多的断裂，该断裂潜在地震危险性值得重视。前人针对盐城-南洋岸断裂已开展较多的地震勘探[3-6]，但这些勘探工作多针对前新近纪地层，对于该断裂第四纪以来的活动性研究仍缺少可靠证据。目前一般认为盐城-南洋岸断裂第四纪以来仍存在活动[7-9]，仅在“南黄海地震区划”专题研究[10]中显示盐城-南洋岸断裂断至第四系中下部。另外，该断裂的空间展布在相关研究中也存在差异[3, 7, 11]，主要表现为该断裂西向延伸的长度和方向。本文在总结前人石油地震勘探和区域内重力布格异常等资料基础上，利用2条浅地震勘探剖面对盐城-南洋岸隐伏断裂进行准确定位，结合邻近钻孔揭露地层情况确定断裂的最新活动时间，并对其地震活动性进行探讨。
1 区域地质背景和重力场特征 1.1 区域地质背景研究区位于盐城市主城区附近，属长江中下游-南黄海地震带(简称长南带)，大地构造上属下扬子陆块东北缘苏北-南黄海盆地，区域内发育多条北东向近平行排列的断裂(图 1)。研究区自新生代以来受升降运动影响形成北东向的两坳一隆相间格局(图 2)。盐城-南洋岸断裂为盐城凹陷与建湖隆起的边界断裂，该断裂愈向深处，断距愈大，具有明显的继承性和同沉积断层特征[7, 12]。
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图 1 江苏沿海区域构造及地震分布 Fig. 1 Structure and earthquake distribution of Jiangsu coastal area |
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图 2 研究区基岩构造 Fig. 2 Bedrock structure in the study area |
利用重力布格异常资料可很好地揭示盐城-南洋岸隐伏断裂的空间延伸情况。在1∶5万重力布格异常平面等值线图(图 3)中，由于受盐城-南洋岸断裂影响，西北部新兴-南洋-新洋一线为重力低值区，重力等值线从0值线附近急剧降低至-30 mGal左右，梯度变化大，为区内最低异常；该区整体呈箕形低重力特征，轴向北东，为盐城凹陷的反映。中西部重力高值区位于伍佑镇-引水村一线，重力值最大为10 mGal，为区内最高异常；走向北东，在区域上为建湖隆起东延部分的反映。重力布格异常显示，盐城-南洋岸主断裂(F1)向SW方向延伸至盐都区附近后转向NWW方向龙冈一带，与前人经石油物探验证的断裂西向展布特征较为一致[3, 6]。
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图 3 重力布格异常平面等值线及盐城-南洋岸断裂空间展布 Fig. 3 The plane isoline of gravity Bouguer anomaly and spatial distribution of Yancheng-Nanyang'an fault |
浅层人工地震探测方法能较准确识别目标断构造资料来自文献[11-12]和1∶25万江苏省沿海经济区基岩地质图，地震数据来自国家地震科学数据共享中心层的空间位置，但无法获取各深度层的年龄数据。将浅层人工地震探测和钻探相结合，可判别断层错断最新地层，进而鉴别目标断层的最新活动特征，目前针对盐城-南洋岸断裂仍缺少这方面研究。本研究对盐城-南洋岸隐伏断裂进行2条跨断裂浅地震剖面(BB′、CC′)勘查(位置见图 2)，2条剖面总长16.99 km，均按NNW方向平行布置，测距约7 km。
2.1 钻探揭示第四纪地层划分选择距离浅层地震勘探剖面最近的2个钻孔ZKB1和ZKB6(图 2)作为2条浅地震时间剖面解译中地震地质层位划分参照。由于2个钻孔距离测线较近，浅部地层埋深变化较小，2个钻孔测井数据(声速)经制作人工合成记录后可近似用于地震地质层位标定。其中，ZKB1孔位于CC′线东2 km左右，孔深320.1 m；ZKB6孔位于BB′线西4 km左右，孔深320.2 m。
ZKB1孔、ZKB6孔第四纪地层划分主要参考江苏1∶5万盐城市等6幅区调报告(2015年)，具体划分方案及岩性特征见图 4和表 1。
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图 4 ZKB1、ZKB6孔地层划分对比 Fig. 4 Stratigraphic division and correlation of ZKB1 and ZKB6 |
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表 1 ZKB1、ZKB6孔地层划分 Tab. 1 Stratigraphic division of ZKB1 and ZKB6 |
地震地质层位标定是在地震时间剖面上确定与地震地质层位相对应的波或波组的过程，也是解释工作的基础。本区可用于制作合成记录的钻孔为ZKB1、ZKB6孔，两孔测井数据(声速)经制作人工合成记录后可近似用于地震地质层位标定(图 5)。
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图 5 ZKB1和ZKB6孔地震人工合成记录 Fig. 5 Synthetic seismogram of ZKB1 and ZKB6 |
通过上述地震合成记录建立钻孔中深度域的地质层位与时间域(剖面)波组之间的对应关系。经标定后浅部地震地质层位由下而上分别为TN2-2波、TQ1-1波、TQ1-2波、TQ1-3波、TQ2-1波。
2.2.2 剖面解释1) BB′测线。BB′测线位于盐城东北部，北至顺潭港，经绍林六组，南至美满四组，测线长约9 km。图 6是BB′剖面CDP 16次叠加地震时间剖面和地质解译图。其中F1、F5为盐城断裂带2条断裂，根据其深部延伸展布确定F1为盐城断裂带主断裂。主断裂在CDP 1 250附近，走向NEE，倾向NNW，倾角约65°~80°，性质为正断层，上陡下缓，在基岩面内断距大于1 000 m。剖面解译显示，F1从古新世至第四纪中更新世均有活动，其中在中新世之前活动性较强，基岩面经风化剥蚀被移平，进入上新世后开始恢复活动性，随后强度逐渐减弱，断距由深到浅逐渐减小，断裂向上穿达地表以下109 m左右，再往上表现为地层受断裂扰动，并似有正断牵引现象，当达到地表以下70 m左右则为一平整的波速层盖在断裂之上，表明断裂最新一期垂直差异活动可达中更新统底部。盐城-南洋岸断裂次级断裂F5在区域上位于新洋北侧，呈弧形，倾角约65°~80°，性质为正断层；该断裂上部发育3条次级断裂，断裂上延至中更新统底部尖灭。
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图 6 BB′测线地震时间剖面、解译图和F1上断点特征 Fig. 6 Seismic time profile, interpretation diagram of BB′ line and up-breakpoint characteristics of fault 1 |
2) CC′测线。CC′测线位于盐东镇西，北至兆丰村，经盐东镇，南至引水沟，测线长约9 km。从图 7可见，主断裂F1在CDP 700附近，倾向NNW，倾角上陡下缓，为正断层。断距由深到浅逐渐减小，断裂向上明显切错地表以下约70 m地层，再向上表现为地层扰动和上盘地层的正断牵引现象。至地表以下约55 m处附近，断裂已无任何活动形迹，表明断裂最新一期垂直差异活动可达中更新统下段上部。CC′测线中北侧解译一组平行排列的次级断裂，均形成于上新统；根据胡震中等[3]的研究结果，该组次级断裂可能为BB′测线中F5断裂及其次级断裂西向延伸的反映。
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图 7 CC′测线地震时间剖面、解译图和F1上断点特征 Fig. 7 Seismic time profile, interpretation diagram of CC′ line and up-breakpoint characteristics of fault 1 |
综合前人资料以及本次BB′和CC′测线中主断裂和次级断裂特征，查明盐城-南洋岸断裂及其次级断裂在盐城市主城区东侧的准确位置(图 3)。
3 断裂活动性及其与地震活动关系钻探和浅层地震勘探资料显示，盐城-南洋岸断裂错动第四纪地层，应属中更新世早期以来明显活动、最新差异活动影响到中更新世中期的隐伏断裂。
江苏沿海地区北东向断裂形成时代早、规模大，构成区域内的主要断裂构造格架[11]。新近纪以来，受太平洋板块西向俯冲影响，在盐城及周边地区由北至南形成洪泽-沟墩断裂、盐城-南洋岸断裂和陈家堡-小海断裂，3条断裂走向北东，在近东西向构造应力场作用下，均表现为正断裂(图 8)。根据江苏省地震工程研究院探测及研究成果[10]，洪泽-沟墩断裂和陈家堡-小海断裂均错断基岩和第四系下段，为第四纪早-中更新世断裂，与本文对盐城-南洋岸断裂的研究结论相似。
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地震资料来自文献[7, 13]及国家地震科学数据共享中心 图 8 盐城及邻区M≥4.6地震震中分布 Fig. 8 Epicenter distribution of M≥ 4.6 earthquakes in Yancheng and its adjacent areas |
综合本次调查及周边同构造环境、同走向断裂情况，判断盐城-南洋岸断裂为第四纪早-中更新世隐伏断裂。
收集公元701年至今盐城及邻区30余次中强震(M4.6以上)资料，并进行地震震中投影(图 8)。结果表明，陆域范围内7个地震中有3个地震震中位于盐城-南洋岸隐伏断裂附近，显示出与该断裂具有较密切的空间耦合关系。同时，前人研究也显示，盐城-南洋岸断裂与地震活动具有明显的相关性[13-14]，进一步表明盐城-南洋岸断裂近期的活动性。
4 结语1) 盐城-南洋岸断裂由2条断裂组成，其中主断裂倾向NNW，倾角约65°~80°；次级断裂呈弧形发育于新洋北侧一带，倾角约70°~80°；2条断裂均为正断层，上陡下缓。浅地震探测显示，主断裂明显的断裂位错变动向上可切达地表以下约70 m，断裂控制地层发育的上限层位达地表以下约55~70 m。综合钻孔和浅层地震勘探资料，对比分析周边同构造环境同走向断裂情况，判断盐城-南洋岸断裂为第四纪早-中更新世隐伏断裂。
2) 综合前人资料以及本次2条浅层地震测线中主断裂和次级断裂特征，查明了盐城-南洋岸断裂及其次级断裂在盐城市主城区东侧的准确位置。
3) 收集公元701年至今盐城-南洋岸断裂附近中强震资料，该断裂附近发生过3次中强震，表明断裂与地震活动具有明显的相关性，该断裂未来的潜在地震危险性值得重视。
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