1、天 津 滨 海 新 区 新 构 造 分 区 与 地 震 活 动卫 鹏 飞 张 翠 芬(天津市地震局, 天津 )摘 要 天 津 滨 海 新 区 地 震 活 动 的 分 区 分 布 特 征 受 到 黄 骅 坳 陷 新 构 造 活 动 的 控 制 和 影响 。 黄骅坳陷内沉降中心的变迁 、 构造带的形成 , 断裂活动时代及玄武岩喷发年代, 都反映 出 本构造单元在新构造时期由南向北规律性发展历史 。主题词 : 新构造运动 ; 地震活动性 ; 新生代 ; 玄武岩层引 言0滨 海 新 区 位 于 天 津 市 东 部 , 频 临 渤 海, 面 向 太 平 洋, 由 天 津 港 、 天 津 经 济 技 术
2、开 发 区 、天 津 保 税 区 等 一 系 列 重 要 经 济 区 域 组 成 。 天 津 将 用 10 年 左 右 时 间, 首 先 在 350km 2 范 围 内建成新区 。 在此基础上, 还要逐步扩大发展范围 。 滨海新区建设目标是 : 以天津港 、 经济 技 术 开 发 区 、 保 税 区 为 骨 架, 冶 金 、 海 洋 化 工 、 石 油 化 工 为 基 础 , 商 贸 、 金 融 、 旅 游 竞 相 发 展 形 成 一 个 个 以 新 兴 产 业 、 外 向 型 经 济 为 主 导 , 以 自 由 港 为 发 展 方 向 基 础 设 施 配 套 、 服 务 功 能 齐全的面向
3、21 世纪的高度开放的现代化经济新 区 。 天津市滨海新区在地理位置上由北 向南主要包括天津市汉沽区 、 塘沽区 、 大港区三个行政区域 (图 1 )。天 津 是 我 国 沿 海 地 区 地 震 与 地 震 灾 害 频 发 的 地 区, 历 史 上 天 津 曾 遭 受 6 级 以 上 地 震 波及造成 VI 度以上地震破坏就达 6 次之多 。 二十年前的唐山地震曾给天津造成了重大损 失 。 特别是天津滨海新区紧临渤海, 地基结构松软 、 固结程度低 、 压缩变形大 、 稳定性差 , 地 震造成的灾害尤为明显 1 。滨海新区有数千米的新生代地层复盖, 基岩埋藏很深 。 较厚的淤泥质软土地基, 使
4、得 长周期地震波更易造成较大的破坏 。 该区在很大程度上代表了天津地基结构特征, 因此了 解这个地区地质构造和地震活动特点, 对于促进该区经济繁荣 、 推进滨海新区的防震减灾事业有重要的现实意义 。滨 海 新 区 地 震 活 动 特 征滨海新区虽说面积不大, 但在这么个小区内地震活动具有明显的分带分块特征 。 整个 滨海新区可划分地震活动水平明显差异的三个区 :11. 1 从 M 5. 0 级中强地震发生情况看 :( 1) 北 区 : 汉 沽 、 宁 河 、 蓟 运 河 一 带 地 区 为 多 震 区, 有 地 震 记 录 以 来 的 5. 0 级 地 震 约 1994-2013 China
5、Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/www.c图 1 滨海新区地理位置图30 余 次, 强 度 也 很 高, 三 次 M 6. 0 级 地 震 , 最 大 的 宁 河 6. 9 级 地 震 , 基 本 以 蓟 运 河 为 界 ,形成一个密集型中强地震分布块体 。(2) 中区 : 滨海新区中部中强地震活动明显减少, 天津至塘沽一线为少震区, 只在葛沽 地区发生过一次 5 . 0 级地震 。( 3) 南 区 : 以 海 河 为 界, 海 河 以 南 至 大 港 广 大 区 域 为 无 震
6、区 , 历 史 上 没 有 5 级 地 震 发 生 。1. 2 小震分布也很显著分带分块显著, 2. 04. 9 级地震仿佛从北往南撒过来, 具有密集 、 分散 、 消失的特点 。( 1) 北 区 : 地 震 活 动 密 密 麻 麻, 沿 着 蓟 运 河 两 侧 密 集 分 布, 频 度 强 度 都 很 高, M 4. 0级地震为主体 。(2) 中区 : 天津 海 河 一 线, 地 震 活 动 稀 稀 拉 拉 , 频 强 度 显 著 减 少 , 最 大 地 震 4. 0 以 12级地震为主 。( 3) 南 区 : 海 河 以 南 至 大 港 地 区 中 小 地 震 发 生 越 来 越 少 ,
7、从 图 可 见 再 往 南 连 小 地 震 都 很少发生 (图 2 )。滨 海 新 区 地 震 活 动 在 空 间 上 分 带 分 块 特 征 十 分 醒 目, 一 定 程 度 上 反 映 了 滨 海 新 区 地质构造活动特征的差异性 。2 滨 海 新 区 地 质 构 造 发 展 简 史滨海新区位于华北断块东北部 , 华北断块地质发展历史主要经历以下几个阶段 :2. 1 基底硬化和构造变形阶段华北断块结晶基底形成的时期以 “五台运动为代表, 这是一个地壳剧烈变动时期 。 断 裂运动 、 岩浆活动 、 变质作用十分强烈, 在五台群内发育许多同期超基性岩体, 是上地幔物质剧烈变动的表现 。2. 2
8、 振荡运动阶段“中 岳 运 动 ”后 形 成 结 晶 基 底,其 上 发 育 了 震 旦 系 和 古 生 代 盖层 。 此期间没有强烈的褶皱运 动,表现为断块升降的振荡运动, 整 个 古 生 代 经 历 了 大 面 积 海 侵 ( 早 古 生 代 ) , 上 升 剥 蚀 ( 中 古 生 代 ) , 海侵海退交替 (晚古生代 ) 的 发展过程 。 基本构造轮廓与中 、 晚 元古代无显著差异 。 此期岩浆活 动不明显 。2. 3 强烈破裂阶段中 、 新生代以来 , 地壳发生强 烈的破裂和大规模岩浆活动 。 大 量基性岩浆活动反映了深部物质 沿断裂上涌地表 。 由于断裂的水 平 与 垂 直 活 动
9、, 产 生 了 块 状 断 陷 和 隆 起 , 引 起 沉 积 盖 层 的 褶 皱 和 断裂 。中 生 代 以 燕 山 运 动 为 代 表 , 构 造 活 动 十 分 强 烈 , 全 区 普 遍 产 生褶皱 、 断裂和岩浆活动 。 山西断 裂 带 北 段 的 活 动 形 成 太 行 山 块 隆, 太 行 山 前 断 裂 分 割 了 太 行 山 块隆和冀渤块陷 。 北部阴山块隆 、 燕 山 块 隆 继 续 抬 升 , 其 上 一 系 列近东西向断裂带都是中生代构造图 2 滨海新区震中分布图运动的产物 。新 生 代 早 期 于 始 新 世, 受 到 喜 山 运 动 和 太 平 洋 板 块 活 动
10、的 影 响, 冀 渤 块 陷 继 续 坳 陷, 阴山燕山, 太行山周边山区继续隆起, 一些北北东向断裂显示拉张 、 剪切活动 , 上述隆起 和 坳 陷 进 一 步 被 分 割, 构 成 次 一 级 隆 起 、 坳 陷 如 冀 中 坳 陷, 沧 县 隆 起, 黄 骅 坳 陷 ( 图3)。 早第三纪时期为冀渤块陷解体的极盛时期 , 差异运动强烈 , 隆起区遭受剥蚀, 坳陷区接 受巨厚沉积 。晚第三纪至第四纪时期, 构造运动具有明显的继承性, 仍以拉张 、 剪切断裂活动为主 。 在冀渤块陷内继续形成多个次级凸起和凹陷 , 其间地层厚度差异很大 。 隆起区表现为间歇 性缓慢抬升, 形成多级夷平面和河流
11、阶地, 冀渤块陷缓慢沉降 , 形成统一的华北平原 。 比起早第三纪时期, 总的构造活动相对减弱 。 早更新世和晚更新世时期, 区内先后发生过广泛 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/www.c的海侵和东部广大地区频繁的海进海退 。 晚更 新 世 末 期, 经 历 了 一 次 显 著 的 构 造 运 动 , 在 黄 骅, 无 隶 地 区 还 有 一 些 中心式火山喷发 。滨海新区广大区域 在地质构造上主要分布 在现今黄骅坳陷构造单元上 。滨 海 新 区 主
12、 要3活 动 断 裂滨海新区位于沧东断裂与海河断裂交汇部 位, 断 裂 深 部 地 球 物 理图 3 华北断块构造分区图特征反应明显 。在重力异常图上, 沧县隆起区表现为正异常区, 黄骅凹陷为负异常区 。 沧东断裂表现 在重力正 、 负异常急剧变化的异常带上 。 在磁异常图上也有同样的表示, 沿沧东断裂, 白塘 口 西 断 裂 , 海 河 断 裂 都 有 磁 异 常 分 布 , 磁 性 体 最 大 深 度 可 达 2km , 沿 断 裂 还 有 些 热 水 带 分 布, 推测火成岩体沿断裂可以侵入到古生代地层 。 反映这两条断裂都是切割到古生代基底 的断裂 。滨海新区活动断裂主要是围绕黄骅坳陷
13、构造单元的一系列断裂 。3. 1 沧东断裂黄骅坳陷西侧与沧东隆起两大构造单元的分界断裂, 南起河北南皮至天津宁河地区 , 长约 230km , 断裂上升盘为古生界地层, 上第三系地层上覆于古生界地层之上 。 断裂下降 盘为黄骅坳陷沉降区 , 以巨厚的新生界地层沉积覆盖于古生界 、 中生界之上 。 该断裂走向 北 北东 , 倾向东南 , 平均倾角 48, 大部分地段为上陡下缓的铲式正断层 。 其主要活动时间 为早第三纪, 晚第三纪活动减弱 , 第四纪仍有活动 。3. 2 蓟运河断裂黄 骅 坳 陷 北 部 的 边 界 断 裂 与 燕 山 块 隆 分 开, 从 宁 河 至 宝 坻 王 卜 庄 , 长
14、 约 60km , 走 向 北西, 倾向南西 , 倾角 7 0, 北东盘上升, 南西盘下降, 为扭性正断层 。以上两大断裂为控制黄骅坳陷的新构造运动特征的边界断裂 。3. 3 海河断裂和羊三木扣村断裂黄骅坳陷内的北北西向断裂为坳陷内次级构造单元的分界断裂 。海 河 断 裂 : 从 天 津 至 塘 沽 , 向 东 延 伸 入 海 , 长 约 75km , 走 向 北 西 西, 倾 向 南, 倾 角4060, 张扭性正断层 。羊 三 木 扣 村 断 裂 : 从 小 牛 庄 经 羊 三 木 扣 村 长 约 50km , 走 向 北 西, 倾 向 北 东, 在 航 磁 上反映明显 , 表明是基底断裂,
15、 该断裂两侧的北东向断裂走向倾向不一, 地层发良有差异, 是 一条分割性断裂 。3. 4 北大港断裂 、 南大港断裂黄骅坳陷内的北北东向断裂为坳陷内次级构造单元的分界断裂 。4 滨 海 新 区 新 构 造 活 动为了便于了解滨海新区的新构造活动, 见黄骅坳陷新生代地层情况表如 (表 1 )4. 1 沉降中心由南向北迁移黄骅坳陷新生代以来又发育成一系列次一级构造单元 , 凸起和凹陷相间排列 , 反映新 构造运动的继承性和新生性 (图 4 )。图 4 黄骅断陷次级构造单元及新生代岩浆分布示意图凹 陷 1北 塘 2南 堡 3板 桥 4歧 口 5沧 东 6常 庄 7盐 山 凸 起 西 河 老 王 庄
16、涧 南 塘 沽 北 大 港 孔 店 南 大 港 羊 二 庄 徐 杨 桥大 港 油 田 抗 震 防 灾 规 划 基 础 工 作 成 果 报 告 , 大 港 油 田 管 理 局 , 中 国 地 震 局 地 壳 应 力 所, 1998. 刘 池 洋, 论 沧 东 断 裂 , 西 北 大 学 含 油 气 研 究 所 。 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/www.c北 北 东 方 向 的 黄 骅 坳 陷 构 造 带 由 南 向 北 被 北 西北 西 西 方 向
17、的 扣 村羊 三 木 断 裂 、海 河 断 裂 、 蓟 运 河 断 裂 围 割 成 南 部 、 中 部 、 北 部 三 个 构 造 块 体 , 在 早 第 三 纪 时 期 , 由 于 沧 东 断裂边破裂边沉积的控制作用 , 下第三系地层各个组 、 段的沉降中心随历史时期有一个由 南往北的明显迁移过程, 始新统孔一组沉降中心在南区孔店以带 ; 渐新统早期沙三段沉降 中心在中区大港地区 ; 渐新统晚期东营组沉降中心在北部南堡一带 (表 2 )。4. 2 各个构造带形成时期由南向北变新如 : 南 部 徐 杨 桥黑 龙 村 构 造 带 形 成 于 始 新 世 早 期 ( 孔 店 二 、 三 期 ) ,
18、 中 部 大 港 构 造 带 形成于渐新世沙河街三期 。 北部海河断裂带形成于沙河街一期 。 高尚堡构造带形成于沙 河街一 、 二期 1)。 表 1 黄骅坳陷地层表上第三系EE k2k34. 3 北西北西西向断层活动由南向北逐步增强, 活动时代越来越新如 : 南部扣村 羊三木断裂, 在第三系地层中不明显, 海河断裂形成于始新世晚期, 目 前认为断裂断至上第三系明化镇组顶部, 断距 90 多米 。 有地震活动显示 。 蓟运河断裂人 工地震资料 T 0 被解释为断至全新世底部 , 断距 1 00m , 地震活动显著 。4. 4 新生代玄武岩的喷发时代由南向北时间变新的特点孔店组沙河街三期玄武岩主要
19、分布在南部枣园王官屯一带 。 沙河街二 、 三期沙 河街一期玄武岩主要分布在黄骅南大港地区 。 东营至馆陶组期玄武岩主要分布在北堡 、 高 尚堡一带 。综上所述 , 黄骅坳陷新生代构造活动沉降中心迁移 , 断裂活动增强, 玄武岩喷发趋新, 呈现一个由南向北变化说明 : 黄骅坳陷有一个由南向北形成与发展过程 。 这种新构造活动 迁移特征是控制地震活动的主要因素 。 又是我们判断滨海新区地震活动趋势 、 时空分布规律及强度 、 频度高发地区的主要科学依据 。 黄 骅 坳 陷 北 塘 地 区 区 域 地 质 特 征 , 大 港 油 田 地 质 勘 探 开 发 研 究 院 , 1982界 系 统 组
20、符 号新 生 界第四系 Q上新统 明化镇组 N m中新统 馆陶组 N g下 第 三 系渐 新 统东营组 E d沙 河 街组一 段 二 段 三 段 四 段E s1E s2 s3E s4始 新 统孔 店 组一 段 二 段 三 段E k1E表 2 黄骅坳陷沉积构造对比表5001000不详( 1999 年 2 月 14 日 收 到 初 稿 )参 考 文 献1 天 津 地 方 志 编 修 委 员 会 , 天 津 社 会 科 学 院 出 版 社, 天 津 通 志 地 震 志 , 1995, 113115NEO TECTO N IC ZO N ING A ND SE ISM IC ACT IV ITY IN
21、T IA NJ IN NEW COA STAL A REAW e i P en gfe i Zh an g C u ifen(Se ism o lo g ica l B u reau o f T ian jin C ity, T ian jin )A bstra c tT h is p ap e r stu d ie s th e C an gdo n g F au lts tec to n ic m o vem en t an d fo u r a sp ec t s o f H u an gh u a In den ta t io n in c lu d in g m ig ra t io
22、 n o f su b siden ce cen te r s, fo rm a t io n t im e o f th e seco n da ry tec to n ic u n it an d o rde r o f th e fau lt s st r ik in g ea st- w e st a s w e ll a s b a sa lt e rup 2t io n fea tu re in d iffe ren t p e r io d s. It show s th a t th e n eo tec to n ic m o vem en t o f H u an gh u
23、 a In den ta t io n exp e r ien ce s a deve lopm en t p ro ce ss f rom so u th to no r th , f rom o ld to n ew. Se ism ic ac t iv ity in T ian jin N ew Co a sta l A rea show s a d ist in c t zo n in g ch a rac te r ist ic an dm a in ly co n t ro lled o r in f lu en ced b y C an gdo n g F au lt an d
24、H u an gh u a n eo tec to n ic m o ve2m en t. T h e stu dy p ro v ide s a sc ien t if ic b a sis.Subjec t word s: N eo tec to n ic m o vem en t; Se ism ic ity; N eo zo ic; b a sa lt laye r 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/www.c分 区 南 区 中 区 北 区发
25、育 期 始 新 世 渐 新 世 渐 新 世沉 积 厚 度E d 0500E S1- 2 0700E S3 200700E K 1 2000ED 2- 3 1000100070017002000 不详 不详270010001500不详沉积体系 洪漫冲积平原冲积扇浅 湖 相近 岸 深 水 浊 积 扇 , 湖 底 流 水 道 沙, 三角洲山 前 近 岸 洪 积 扇 , 近 岸水下扇 , 三角洲湖盆规模 块体类型小 双断为主大 单断型大 单断型圈闭类型 以复式背斜为主 ,由拱升背斜 、 断块 、 断鼻组成 类型丰富 , 有拱升 、 挤压 披覆 、 断鼻 、 断块类 型 较 丰 富, 有 逆 牵 引, 断鼻 、 断块基底性质 上古生界为主, 中生界次之 下古生界为主, 上古生界 、 中 生 界次之花 岗 岩 为 主, 古 生 界 次之
