宜川—泰安重力剖面布格重力異常及歸一化總梯度的構(gòu)造意義.docx

1、第39卷第2期地震學(xué)報(bào)Vol.39No.22017年3月(220-229)ACTASEISMOLOGICASINICAMar.,2017羅翔&，方盛明，秦建增.李洋洋，李德慶，李勇江.2017.宜川一泰安重力剖面布格童力異常及歸一化總梯度的構(gòu)造意義.地震學(xué)報(bào)，39(2)：220-229.doi：10.U939/jass.2017.02.005.LuoXF.FangSM,QinJZ.LiYY»LiDQ.LiYJ.2017.ThetectonicsignificanceofliouguergravityanomalyancnormalizedtotalgradientinYich

2、uanTai'anprofile.ActaSeismologicaSinica.39(2)：220-229.doi：10.11939/jass.2017.02.005.宜川一泰安重力剖面布格重力異常及歸一化總梯度的構(gòu)造意義羅翔飛,方盛明秦建增李洋洋李德慶李勇江(中國(guó)鄭州450002中國(guó)地震局地球物理勘探中心)摘要利用宜川一泰安剖面高精度重力觀測(cè)及GPS測(cè)屋結(jié)果，計(jì)算得到該剖面較為精細(xì)的垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度和布格疆力異常歸一化總梯度圖像.結(jié)合前人相關(guān)研究結(jié)果，本文認(rèn)為垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度主要反映淺部異常場(chǎng)源的位置和低密度地質(zhì)體的特性.利用該梯度圖像，對(duì)宜川一泰安剖面經(jīng)過(guò)的7條主要斷裂及其空間分布

3、特征進(jìn)行分析解釋?zhuān)⑼茰y(cè)各斷裂的可能埋深和性質(zhì).關(guān)鍵詞重力探測(cè)剖面垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度歸一化總梯度構(gòu)造意義doi：10.11939/jass.2017.02.005中圖分類(lèi)號(hào)：P315.72+6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AThetectonicsignificanceofBouguergravityanomalyandnormalizedtotalgradientinYichuan-Tai'anprofileLuoXiangfei*FangShengmingQinJianzcngLiYangyangLiDeqingLiYongjiang(GeophysicalExplorationCenter,Chin

4、aEarthquakeAdministration,Zhengzhou450002,China)Abstract：BasedonthehighprecisiondataofgravityobservationandGPS,wehaveobtainedfinerfirstderivativegradientinverticaldirectionandthenormalizedtotalgradient(GH)imageofBouguergravityanomalyinYichuan-Tai9anprofile.Afurtherinvestigationontheverticalfirstderi

5、vativegradientcharacteristicsiscarriedoutwiththeresultsinliterature,fromwhichwecouldconcludethatitmainlyexpressestheshallowsourcelocationandfeaturesoflowdensitygeologicalbody.UsingtheGHimage,wealsoanalyzedandexplainedthespatialdistributioncharacteristicsofsevenmajorfaultsthattheprofilegoesthroughand

6、speculatedthepossibleburieddepthsandpropertiesofeachfault.Keywords:gravityprobeprofile；verticalfirstderivativegradient；normalizedtotalgradient；tectonicsignificance»基金項(xiàng)目收稿日期通訊作者»基金項(xiàng)目收稿日期通訊作者國(guó)家自然科學(xué)基金(41274113)和中國(guó)地震局地震行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201508009,201208008)聯(lián)合資助.2016-06-28收到初稿.2016-09-08決定采用修改稿.e-mail:433

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12、017.XuanSB,ShenCY,TanHB.2015.TectonicimplicationsofimagesofBouguergravityanomaliyanditsnormalizedfullgradientinLushan-KangdingareaCJj.ChineseJournalofGeophysics,58(11):4007-4017(inChinese).于平，楊冬，楊寶俊.2003.華北地臺(tái)聊城一蘭考斷裂地球物理場(chǎng)基本特征及其構(gòu)造意義J.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，23(1：106-110.YuP,YangD,YangBJ.2003.Thebasiccharacterofg

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17、gshcct-likcbodiesbythenormalizedfullgradientmethodCjJ.PureApptGeophys«162(11):2179-2195.引言布格重力異常是地下不同深度的密度異常體在重力場(chǎng)上的綜合反映（馬宗晉等，2006）.重力成果是地質(zhì)學(xué)家和地球物理學(xué)家用于研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的有效方法之一（唐新功等，2006）,重力資料不僅能直觀地從平面上反映地質(zhì)體的分布、深部構(gòu)造特征和斷裂構(gòu)造的展布等信息，還包含著分布較廣、深度較大的場(chǎng)源信息（郝天跳等，1997；邵平安,2013）.而有效的重力數(shù)據(jù)處理方法則可以幫助解釋者從不同角度認(rèn)識(shí)重力異常特征，進(jìn)而對(duì)斷裂

18、進(jìn)行解釋?zhuān)ǚ绞⒚鞯龋?002）.但是，傳統(tǒng)的解釋方法和圖像處理技術(shù)存在不足，在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，異常信號(hào)相互疊加干擾，微弱信號(hào)與誤差并存，使重力異常變得十分復(fù)雜，從而造成地質(zhì)構(gòu)造的多解性，且難以解釋其成因（馬宗晉等，2006）.常規(guī)作法是在重力異常等值線圖上解釋斷裂，而對(duì)重力異常進(jìn)行等值線網(wǎng)格化成圖時(shí)會(huì)造成微弱信息丟失，從而導(dǎo)致重磁異常有時(shí)不能很好地解釋斷裂的性質(zhì).2013年，在國(guó)家自然基金的資助下，中國(guó)地震燼地球物理勘探中心實(shí)施完成了一條西起陜西宜川，東至山東泰安，且與2008年人工地震探測(cè)剖面（deepseismicsounding,簡(jiǎn)寫(xiě)為DSS）完全重合的高精度重力勘探測(cè)線（羅翔飛等，

19、2016）.盡管前人在利用重力方法研究地質(zhì)構(gòu)造方面已開(kāi)展了不少工作（馬宗晉等，2006；邵平安，2013）,旦取得了有意義的研究成果，但用垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度和重力歸一化總梯度法能更直觀地在平面上反映地質(zhì)體的分布和斷裂構(gòu)造的展布（吳桂桔等，2015；玄松柏等，2015）,使獲得的解釋結(jié)果更接近探測(cè)剖面的實(shí)際情況.因此利用垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度和重力歸一化總梯度法聯(lián)合研究該剖面經(jīng)過(guò)地區(qū)的構(gòu)造情況具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.本文擬以宜川一泰安重力剖面為例，通過(guò)對(duì)布格重力異常進(jìn)行處理得到垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度和重力歸一化總梯度（GH）圖像（曾華霖，2005）,強(qiáng)化突出斷裂構(gòu)造和斷層的空間展布，并對(duì)沿線經(jīng)過(guò)的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行討論

20、.1研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和重力異常本文的研究區(qū)主要由冀魯斷塊、太行山斷塊、鄂爾多斯斷塊等構(gòu)成（蘇樹(shù)朋等，2010；李自紅等，2014；王椿鐳等，2016）,塊體邊界分布有汾渭斷裂帶、山西斷陷帶、太行山山前斷裂系、聊南斷裂帶和麹廬斷裂帶（蘇樹(shù)朋等，2010）,屬于我國(guó)現(xiàn)代板內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)和地震活動(dòng)較為強(qiáng)烈的構(gòu)造區(qū).研究區(qū)具有明顯的分塊構(gòu)造特征和強(qiáng)烈的變形特征，斷塊間的相互作用使斷塊內(nèi)產(chǎn)生許多毛細(xì)斷裂，斷裂縱橫交錯(cuò)，形成了復(fù)雜的構(gòu)造特征.宜川一泰安重力勘探剖面位于華北克拉通南部.該剖面自西向東依次穿越了呂梁山隆起、臨汾斷陷盆地、山西隆起、太行山隆起、華北斷陷盆地和魯西隆起等不同地質(zhì)單元（徐杰等，2000）,

21、經(jīng)過(guò)的主要斷裂有羅云山斷裂、霜山山前斷裂、晉獲斷裂、林縣斷裂、湯東斷裂、長(zhǎng)坦斷裂和聊城一蘭考斷裂等（鄧起東.2007）（圖1）.剖面地質(zhì)構(gòu)造特征極為復(fù)雜，測(cè)線穿過(guò)部位具有典型的構(gòu)造意義（劉占坡等，2003）.在宜川一泰安重力勘探剖面的測(cè)量中，使用兩臺(tái)CG5型相對(duì)重力儀和一臺(tái)TrimbleR8-4GNSSGPS接收機(jī)進(jìn)行同址觀測(cè)，按照大比例尺重力勘查規(guī)范（中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部，1997）和區(qū)域重力調(diào)查規(guī)范（中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，2006）開(kāi)展相對(duì)重力聯(lián)測(cè)和高精度位置測(cè)定，以已有重力觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的重力點(diǎn)為基本控制點(diǎn)，選取了長(zhǎng)約620km的剖面和363個(gè)測(cè)點(diǎn)，并對(duì)野外采集的重力觀測(cè)數(shù)據(jù)在絕對(duì)重力

22、控制下進(jìn)行平差計(jì)算，獲得各測(cè)點(diǎn)的重力值，精度優(yōu)于30X10-8m/s2；同時(shí)把WGS-84坐標(biāo)系下觀測(cè)得到的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成北京54坐標(biāo)和1985國(guó)家基準(zhǔn)高程結(jié)果，保證所有測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位誤差控制在平面精度V0.2m,高程精度V0.3m的范圍內(nèi)；最后按照大比例尺重力勘查規(guī)范對(duì)各測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)重力觀測(cè)值進(jìn)行各項(xiàng)改正，得到各測(cè)點(diǎn)的布格重力異常值（圖2）.TIM*116,118*110-EIO*N38,34.圖1研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和剖面位置圖(那起東，2007)Fit羅云山斷裂F2»霍山山前斷裂，F(xiàn)it晉獲斷裂；Fo林必?cái)嗔?；F”湯東斷裂，長(zhǎng)坦斷裂；Fix聊城-蘭考斷裂Fig.1Geologicalst

23、ructureofthestudiedareaandprofilelocation(afterDeng,2007)Fi:Luoyunshanfault:Fz:Huoshanpiedmontfault；Fa:Jinhuofaulti:Linxianfault：F-,:Tangdongfault；Fo:Changtanfault:F.：Liaocheng-Lankaofault:E-圖2宜川一泰安剖面布格重力異常及對(duì)應(yīng)的GPS商程值Fig.2liouguergravityanomaly(redline)oftheYichuan-Tai'anprofileanditscorrespondin

24、gGPSelevation(blueline)從圖2可以看出，布格異常變化范圍為（一161.75.5）X1O-5m/s2.以太行山為界，剖面以西地形較為陡峭，高差起伏較大，布格重力異常呈現(xiàn)低背景平緩下降的趨勢(shì),異常幅度為（-161.772.6）X10fm/s2,布格重力異常變化與地形高程呈現(xiàn)“同步型”變化的特點(diǎn)；剖面以東地形平緩，異常呈現(xiàn)高背景逐漸上升的趨勢(shì)，異常幅度為（一74.8-5.5）X1O-5m/s2,布格重力異常變化與地形高程變化趨勢(shì)呈“鏡像型”關(guān)系，且在重力異常高背景下分布了許多局部異常梯度帶，形成了東部獨(dú)特而復(fù)雜的布格重力異常.2方法原理及斷裂構(gòu)造分析2.1垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度與淺部

25、地質(zhì)構(gòu)造淺部異常場(chǎng)源產(chǎn)生的小幅值高頻成分的重力異常，與因深部和區(qū)域性地質(zhì)因素產(chǎn)生的低頻成分重力異常疊加后常常被弱化.為了突出淺部異常場(chǎng)源的特征，采用頻率法重新計(jì)算布格重力異常（李才明，李軍，2013）,并得到垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度（圖3）（曾華霖，2005）.垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度具有突出和放大重力場(chǎng)高頻成分、壓制重力場(chǎng)低頻成分的特征，即壓制深層區(qū)域背景場(chǎng)的影響，放大淺層近地表地質(zhì)體的重力效應(yīng)，從而突出淺部異常場(chǎng)源引起的局部異常.其表達(dá)式為（p（u,p）=q=i（ou+伽）+y2+v2,（1）式中：。，們7分別為求導(dǎo)數(shù)不同方向的三個(gè)余弦；q為一階導(dǎo)數(shù)的頻率響應(yīng)；i為虛數(shù)單位；分別為工，/方向上的頻數(shù).宜川

26、恭安陽(yáng)谷臨汾安洋安陽(yáng)太行山隆起內(nèi)黃降起魯西隆起山西毒起2000300距離/km南樂(lè)魏|荷澤凸起I目梁山隆起|格汾盆地長(zhǎng)治太行山林縣W270、-2100圖3宜川一泰安重力剖面垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度Fig.3GradientofthefirstverticalderivativeforYichuan-Tai'angravityprofile600宜川一泰安剖面自西向東依次穿過(guò)呂梁山隆起、臨汾盆地、山西隆起、太行山隆起、湯陰地塹、內(nèi)黃隆起、東明坳陷、荷澤凸起、魯西隆起等構(gòu)造（嘉世旭，劉昌鈴，1991;郝天跳等，1997）（圖3）.對(duì)垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度進(jìn)行分析得到，呂梁山隆起、山西隆起、太行山隆起、魯

27、西隆起屬區(qū)域構(gòu)造，與垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，其余則屬淺部（局部）構(gòu)造，與垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系.林縣是該剖面構(gòu)造的明顯分界線，在林縣以西的臨汾，其垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度出現(xiàn)了明顯低值，最低可達(dá)一3X10-5（ms2）/km,表明在臨汾盆地上地殼內(nèi)存在明顯的低密度構(gòu)造.根據(jù)削面密度結(jié)構(gòu)（羅翔飛等，2016）,臨汾上地殼內(nèi)低密度構(gòu)造的深度最大可達(dá)18km,密度介于2.732.81g/cm3,與圍巖之間存在0.03-0.11g/cm3的密度差，低于臨汾盆地左右兩側(cè)的密度值2.84g/cm',出現(xiàn)密度“虧損，現(xiàn)象，與國(guó)家地震局郛爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系課題組（1988）所得結(jié)果相互印

28、證，在垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度中體現(xiàn)為相對(duì)低值（圖3）.林縣以東的垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度呈現(xiàn)高、低相間分布的特點(diǎn)，淺部構(gòu)造表現(xiàn)為隆起、凹陷相間分布，剖面的垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度清楚地顯示出了這種塹-壘共存的構(gòu)造形態(tài).限于篇幅，本文僅分析湯陰地塹和內(nèi)黃隆起.湯陰地塹是內(nèi)黃隆起與太行山隆起之間的NE向凹陷，總體走向N、E,東西寬2025km,南北K約100km（劉保金等，2012）.湯陰地塹是中新生代早期凹陷，以中生代沉積為主，地塹兩側(cè)地層的巖性和厚度均不同（韓慕康，趙景珍，1980；任青芳等，1998）.地塹以西地表出露主要為太古界、寒武系和二疊系等地層，局部為中生界地層（劉保金等，2012）,地塹以東為丘陵和平原

29、區(qū)，地表出露主要為新近系和第四系地層.湯陰地塹內(nèi)堆積的新生代低密度陸相沉積最大厚度約3km,圖3清晰地反映出東西向?qū)挾扰c垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度相對(duì)應(yīng)的特征.內(nèi)黃隆起是華北平原最后沉陷的地區(qū)，受周?chē)?條主干斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)的影響（安衛(wèi)平等，1995）,內(nèi)部發(fā)育了多組次級(jí)斷裂，并將內(nèi)黃隆起切割成許多小地塊.內(nèi)黃隆起的覆蓋層厚度為十幾米至幾百米（商宏寬，呂夢(mèng)林，1985）,覆蓋層?xùn)|西兩側(cè)為較厚的低密度沉積層，中部覆蓋厚度較薄，形成了東西兩側(cè)隆起、中部拱曲的鞍形結(jié)構(gòu)（張成科等，1994）.圖3清晰地顯示出內(nèi)黃隆起垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度兩側(cè)低、中部高的鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn).通過(guò)以上分析可以看出：盆地內(nèi)和凹陷區(qū)基底埋深較深，沉積

30、層厚度較厚，垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度偏低；隆起部位基底埋深較淺，沉積層厚度較薄，垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度偏高.不同的垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度特征與不同的淺部地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)應(yīng)，表明垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度與淺部異常場(chǎng)源不僅具有度好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且其大小范圍和幅值也能體現(xiàn)出淺部異常場(chǎng)源的范圍和埋深.2.2重力歸一化總梯度成像尸（）=借京重力歸一化總梯度法利用地面上實(shí)測(cè)重力異常值的特征點(diǎn)（如極大點(diǎn)或極小點(diǎn)）或解析函數(shù)的奇點(diǎn)，探測(cè)重力異常的場(chǎng)源體、斷裂及密度界面并估計(jì)其位置（曾華霖，2005年）.該方法雖不能直接計(jì)算場(chǎng)源體、斷裂及密度界面的位置和參數(shù)，但這些構(gòu)造附近的歸一化總梯度解析函數(shù)具有收斂性，比重力異常在估計(jì)場(chǎng)源體和斷裂位置及密度

31、界面分布方面更加“直接”和優(yōu)越.其表達(dá)式為M，z）+v%&z）式中：GH（z,Z）為重力異常歸一化總梯度場(chǎng)，是一個(gè)無(wú)量綱的比值；G（z,z）為（1,z）點(diǎn)處重力異?？偺荻戎担籊（工,Z）為深度Z處水平線上總梯度的平均值；Vu，V,分別為（z,Z）點(diǎn)處布格重力異常在水平方向和垂直方向的一階導(dǎo)數(shù)；M為重力測(cè)點(diǎn)數(shù).在平面內(nèi),按一定深度間隔求取各點(diǎn)的GH&,最后繪出G"（z,z）等值線圖.將圖2所示的剖面布格重力異常按照1km點(diǎn)距進(jìn)行線性內(nèi)插.應(yīng)用曾華霖（2005）介紹的數(shù)值計(jì)算方法，綜合已有研究結(jié)果（Dondurur,2005；Aghajanietal,2009）進(jìn)行多次試

32、算.按=50階對(duì)該剖面進(jìn)行有限級(jí)數(shù)展開(kāi)，采用2km層間距向下延拓.獲得剖面的重力異常歸一化總梯度圖（圖4）.由圖4可以看出：GH在整條重力剖面上的分布表現(xiàn)為自西向東漸趨復(fù)雜，除在羅云山斷裂與霍山山前斷裂之間呈高值外，在其它地區(qū)基本為低值；在深度50km以上，該剖面約在101,150,260,334,380,485,530km處存在7個(gè)G"1值的差異轉(zhuǎn)換帶，分別與羅云山斷裂（日）、霍山山前斷裂（F。、晉獲斷裂（比）、林縣斷裂（FQ、湯東斷裂（已）、長(zhǎng)垣斷裂（卜6）、聊城一蘭考斷裂（FQ相對(duì)應(yīng).GH值的起伏變化是由密度分布差異引起的，若密度Kifr-kijihHJ!Kifr-kijihH

33、J!rtniil'Wkm-C'JJ圖4宜川泰安爪力剖而歸化總梯度成像Eig.II'heimageofnormalizedtotalgradicnlofYichuan-'Iai'angravityprofile未發(fā)生變化.則（A等伉線連續(xù)分布.剖面所跨越的斷裂*J；"（ft起伏變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所述.羅云山斷裂（FQ屬于汾渭斷裂帶,是全新世活動(dòng)斷裂（鄧起東等,1999；馬宗晉等,2006）.斷裂運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為右旋走滑正斷層.主要控制臨汾盆地的發(fā)育.該斷裂位于羅云山東箍.北起萬(wàn)圣寺一帶.南達(dá)西蹌【1與NNE向的韓城斷裂相接（劉瑞春.季史運(yùn),2014）.

34、總K為120km.總體走向?yàn)镹NE.M向?yàn)镾E.傾角為45°80°.第四系地層厚度達(dá)700m以1結(jié)晶基底以度達(dá)3.5km上地殼以度為23km（李松林等2011）.深部地球物理勘探研究表明（張成科等,1994）,該斷裂深度大于20km.從圖4可以明顯地看出:羅云山斷裂向下切割沉積層、結(jié)品基底和上地殼.一直延伸至30km的地殼深處；當(dāng)深度大于15m時(shí).該斷裂傾向向西，可能是受臨汾盆地影響，盆地地殼內(nèi)存:在明顯的低密度構(gòu)造.出現(xiàn)密度“虧損"所致；當(dāng)深度小于15m時(shí).該斷裂傾向向東.被認(rèn)為是斷層的反應(yīng).所以從圖4可可出羅云山斷裂裂向向東.傾角為65°.切割深度為

35、30km.很山山前斷裂（HW于汾渭地塹斷裂系,起自臨石.止于洪洞縣虎頭山.斷層長(zhǎng)度為100km.斷錯(cuò)性質(zhì)為右旋正走滑,斷層走向?yàn)镹E.傾向?yàn)镹W傾角為65°70°（江娃利等,2001）.該斷裂的活動(dòng)具有明顯的分段性（山西洪洞H.亭M,.5.。地喪現(xiàn)場(chǎng)I：作隊(duì).2001）,大致可分為北、中、南等3段.北段和中段占現(xiàn)為全新世活動(dòng)斷裂.南段去現(xiàn)為晚更新型活動(dòng)斷裂（徐錫偉,鄧起東.1990）,剖面經(jīng)過(guò)的部分為該斷裂的中段.圖4表明:'*1深度大于15m時(shí).斷裂傾向向東.可能是因臨汾盆地地殼內(nèi)存在明顯的低密度構(gòu)造所致；當(dāng)深度小于15m時(shí)，斷裂傾向向西.斷層向下延伸約20km.

36、昔狹斷裂（FQ.曾稱(chēng)井降黎城斷裂.屬于汾渭地塹斷裂系.起門(mén)河北井隆.止于山西晉城.由多條平行斷層及緊密榔曲組成,該斷裂是山西隆起I.一條幣:要的構(gòu)造帶,沿該斷裂發(fā)育了一系列盆地,其中長(zhǎng)治盆地內(nèi)新生代沉積層障度達(dá)248m.盆地東側(cè)老頂山組成斷裂上升盤(pán).高出現(xiàn)代盆地425m（孫麗娜等.2009）.反映了斷裂兩盤(pán)的升降爛異.斷層長(zhǎng)350km.寬18km.以正斷層為主.總體走向?yàn)镹NE,與太行山走向近于平行.斷層傾向?yàn)镹W,傾角為40°60°,從圖4可以看出,晉獲斷裂傾向向西,傾角為50°.其兩側(cè)沖分布明顯不同.西側(cè)從高到低.而東側(cè)從低到高.向下延伸約23km.林11斷裂

37、（F,）W于太行山山前斷裂系（徐杰等2000）.起門(mén)林必任村.止于林縣合澗.形成于燕山運(yùn)動(dòng)晚期（劉錫大等.1998）.斷裂深度已達(dá)變質(zhì)結(jié)晶巖底與花崗巖界面附近.第四紀(jì)以來(lái)仍在活動(dòng).表現(xiàn)為西盤(pán)上升.東盤(pán)下沉.斷層長(zhǎng)40km斷錯(cuò)性質(zhì)為正斷層.走向?yàn)镹NE10。，傾向?yàn)镾EE,傾角為50°70°,斷裂破碎帶寬幾十米，斷裂深度達(dá)10km以上，屬基底性斷裂.從圖4可以看出，斷層傾向向東，傾角為60°,向下延伸約15km.湯東斷裂（R）屬于太行山山前斷裂系（劉錫大等，1998；徐杰等，2000）,起自臨漳,止于衛(wèi)輝，被NWW向安陽(yáng)斷裂所截?cái)啵L(zhǎng)度為100km,以正斷層為主，走

38、向NNE30。，傾向NW,傾角在地表淺部約為50°-60°,向下逐漸變緩.劉保金等（2012）的深地震反射剖面結(jié)果表明湯東斷裂下延深度較小，約13km,與圖4所示結(jié)果相同.長(zhǎng)垣斷裂（F6）屬于聊南斷裂帶，起自陰城西北，止于封丘，由數(shù)條平行的斷裂組成.該斷裂形成于燕山期，喜山期第四紀(jì)早、中期有繼承性活動(dòng)，為早、中更新世斷裂（國(guó)家地震局鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系課題組，1988）.該斷裂從古近系頂部斷至寒武一奧陶系，東盤(pán)下沉、西盤(pán)E升，斷距可達(dá)2km.它不僅控制了中生代地層的沉積，還切割了新、古近系地層.該斷層錯(cuò)動(dòng)性質(zhì)為正走滑斷層，斷層長(zhǎng)度為120km,斷層走向?yàn)镹NE250,傾向

39、為SE,傾角為50°.從圖4可以看出，該斷裂傾向向東，傾角為50°,向下延伸約12km.聊城一蘭考斷裂（F；）亦屬于聊南斷裂帶（于平等，2003）,起自禹城，止于河南蘭考，是魯西隆起與內(nèi)黃凹陷的分界斷裂.鉆孔對(duì)比（向宏發(fā)，2000）和淺層地震勘探（王基華等，1994）獲得的資料表明，該斷裂是一條晚更新世一全新世早期的活動(dòng)斷裂，因其切斷了晚更新世地層，可能影響到上部全新世早期地層的發(fā)育1937年荷澤Ms7.0地震即發(fā)生在該斷裂附近.布格重力異常沿該斷裂形成了窄且密的陡變帶，航磁異常明顯顯示，地殼厚度和上地幔高導(dǎo)層埋深沿該斷裂呈明顯的梯度分布（徐杰等，2000）.斷層長(zhǎng)度為26

40、0km,斷層錯(cuò)動(dòng)性質(zhì)為右旋正斷層，斷層走向?yàn)镹NE25。，傾向?yàn)镹W,傾角為50°70°.從圖4可以看出，該斷裂傾向向西，傾角為60°,向下延伸約15km.通過(guò)上述分析可以看出，歸一化總梯度成像總體展示的傾角和斷裂分布與前人的研究成果較為吻合，該剖面走向?yàn)镋W,沿線經(jīng)過(guò)的斷裂傾向主要為向東和向西，較好地反映了各斷裂的傾向，并據(jù)此推測(cè)了斷裂的下延深度.結(jié)果表明：除羅云山斷裂和霍山山前斷裂受臨汾盆地影響，盆地地殼內(nèi)存在明顯的低密度構(gòu)造，出現(xiàn)密度“虧損”，致使淺部表現(xiàn)出的斷裂傾向與實(shí)際傾向有出入外，其它沿線經(jīng)過(guò)的斷裂傾向均與實(shí)際傾向相吻合.汾渭地塹斷裂系（E,F2,F3

41、）下延深度約為2030km,太行山山前斷裂系（F“FQ和聊南斷裂帶（F$,R）下延深度約為1215km,可以看出沿線經(jīng)過(guò)的汾渭地塹斷裂系屬深大斷裂，太行山山前斷裂系和聊南斷裂帶并非深大斷裂，僅存在切穿上地殼的斷裂帶.3討論與結(jié)論對(duì)宜川一泰安剖面高精度重力觀測(cè)和GPS測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行各項(xiàng)改正和處理，得到該剖面的布格重力異常，并計(jì)算得到該剖面較為精細(xì)的垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度和布格重力異常歸一化總梯度（Gb圖像.結(jié)合前人的相關(guān)研究成果，利用垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度圖像對(duì)剖面經(jīng)過(guò)的隆起、凹陷進(jìn)行了分析，認(rèn)為垂向一階導(dǎo)數(shù)梯度主要反映淺部異常場(chǎng)源的位置.利用GH圖像，對(duì)剖面經(jīng)過(guò)的7條主要斷裂及其空間分布特征進(jìn)行分析，認(rèn)為主

42、要活動(dòng)斷裂均對(duì)應(yīng)于GH等值線的條帶或切分局部區(qū)，這些部位通常顯示出強(qiáng)變形特征.該剖面走向?yàn)镋W向，歸一化總梯度成像結(jié)果顯示的斷裂分布和傾角與地質(zhì)上的斷裂分布及傾角較為吻合，能較好地反映各個(gè)斷裂的傾向，并推測(cè)斷裂的下延深度，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境推測(cè)各斷裂的可能埋深和性質(zhì).結(jié)果表明，沿線經(jīng)過(guò)的斷裂傾向主要是向東和向西，汾渭地藜斷裂系下延深度約為2030km,太行山山前斷裂系和聊南斷裂帶下延深度約為1215km,說(shuō)明沿線經(jīng)過(guò)的汾渭地量斷裂系屬深大斷裂，而太行山山前斷裂系和聊南斷裂帶為僅存在切穿上地殼的斷裂帶.感謝中國(guó)地震局地球物理研究所陳石研究員和中國(guó)地震局地震研究所吳桂桔博士在數(shù)據(jù)處理、解釋過(guò)程中提供

43、的幫助，以及中國(guó)地震局地球物理勘探中心項(xiàng)目組的同事們?cè)谝巴夤ぷ髦械母冻?參考文獻(xiàn)安衛(wèi)平，蘇宗正，程新原.1995.臨汾盆地的橫向斷裂J.山西地震，(3/4)：68-77.AnWP,SuZZ,ChengXY.1995.LateralfracturesinLinfenbasinJ.EarthquakeResearchinShanxi»(3/4):6877(inChinese).鄧起東.2007.中國(guó)活動(dòng)構(gòu)造圖M.北京：地震出版社:2-22.DengQD.2007.MapofActiveTectonicsinChinaM.Beijing：SeismologicalPress：2-22(in

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