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1830年磁县发生了7.5级地震，在地表形成了右阶斜列7 km长的破裂，其发震构造就是磁县-大名断裂[1-3]。此外，在该断裂的周邻，也曾发生过344年临漳5～6级地震、953年大名4
$ \tfrac{3}{4} $ 级地震、1654年朝城5$ \tfrac{1}{2} $ 级地震、1889年大名5级地震、1968年大名4.2级地震、1970年磁县4.5级地震和1977年磁县4.5级地震，近年来该断裂附近还常有4级以下地震的活动[4]。磁县-大名断裂西段和中段研究程度较高[2-8]，其东段由于隐伏于第四纪盖层之下，尽管一些学者开展过研究[4，9-10]，但有关断裂东段的空间展布和第四纪活动系统性的研究则较少。本文基于重新处理的浅层地震勘探结果、周邻的钻孔资料，进一步厘定磁县-大名断裂东段的空间展布以及第四纪活动性，为系统认识磁县-大名断裂整体活动特征提供新的基础背景。 -
磁县-大名断裂位于华北平原南部，是华北地震区中重要的断裂之一。断裂东自鲁西隆起，穿越华北沉降平原，至太行山隆起中部，横亘3个构造单元；走向NWW，倾向北，为一条高角度正断层；长度大于180 km[11]，断裂截切临漳断裂后使汤阴地堑向西扭曲变形，具有左旋滑动性质[12]。磁县-大名断裂西段位于太行山山前断裂西侧，发育于太行山隆起区，长约50 km，走向NWW，倾向北，倾角60°～80°。该段断裂发生过1830年磁县7.5级地震，极震区等震线延伸方向和断层一致[11]。
磁县-大名断裂东段隐伏于华北平原沉降区，是北侧的临清坳陷与南侧的内黄隆起之间的边界断裂[13-14]（图1a）。该断裂中生代活动强烈，北侧中生代地层厚2 500～4 000 m，而南侧基本缺失。古近纪该断裂活动相对较弱，新近纪以来，断裂活动较为强烈，北侧一些断陷盆地的沉积中心向断裂附近迁移，新近系和第四系最厚达1 900 m，断裂两侧新近系底面落差达200～300 m。
图 1 磁县-大名断裂地震勘探测线和钻孔剖面位置
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浅层地震勘探方法在隐伏断裂探测中得到广泛应用[15-25]。河北省地震局工程院曾在磁县、临漳、大名布设过3条浅层地震勘探测线探测磁县-大名断裂，使用美国Geometrics公司Strata Visor NZXP地震仪、80 kg夯击震源，采用单边放炮连续追踪、12次覆盖、全排列、72 道60 Hz检波器的接收观测系统，采集参数为道间距4 m、炮距12 m、前置增益36 dB、采样间隔0.25 ms。本文是应用加拿大GEDCO公司Vista12.0版本地震处理系统，运用多途径、分步骤的去燥处理方法和技术对3条浅层地震勘探测线的数据进行重新处理的结果。
为方便与地层划分结果进行对比，确定反射界面的年代，本文通过叠加速度（NMO速度）和不同界面反射波的双程垂直到时t0，采用迪克斯(DIX)公式获得不同地层反射界面以上的平均速度，并进行时-深转换。
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CX-1测线位于磁县县城东环朱庄村西，垂直于断裂呈SN 向布设（图1b），剖面长1 280 m。该剖面反射波较为清晰，共有2个明显的地震反射波组（图2），解释了2个反射界面，自上至下分别标为T1、T2。T1反射面双程反射时间为90～130 ms，反射波较为清晰，埋深约85～100 m；T2反射面双程反射时间为120～150 ms，埋深约115～140 m。
图 2 CX-1测线浅层地震勘探剖面及地质解释
在距剖面起点710 m处，反射波同相轴连续性有明显差异，T2界面连续性中断，T1界面分叉，清晰地显示出断裂构造。解释断层倾向N，为正断层，上断点埋深约78 m。
根据测区第四纪地层资料，结合位于测线西南1.5 km的磁1孔，以及测线西侧200 m的邯郸市活动断层探测磁县东外环跨断裂钻孔资料，剖面中的T1为中更新统地层内的一反射界面，T2对应于中更新统底界，断层上断点延伸至中更新世地层中。
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LZ-1测线位于临漳县城东北史庄村西，跨断裂呈NE30°布设（图1b），剖面长1 280 m。剖面上震相特征明显，反射波清晰，有3个明显的地震反射波组（图3），解释了3个反射界面，自上至下分别标为T1、T2、TQ。T1反射面双程反射时间为150～220 ms，埋深约120～180 m；T2反射面双程反射时间为200～250 ms，埋深约160～210 m；TQ反射面双程反射时间为270～350 ms，埋深约230～280 m。
图 3 LZ-1测线浅层地震勘探剖面及地质解释
在距剖面起点340 m处，反射波同相轴连续性有明显差异。TQ界面连续性中断，T1界面错动，清晰地显示出断裂构造，断层倾向NE，为正断层（F1），上断点埋深约140 m。此外，在剖面1 080 m附近，存在一倾向SW的正断层（F2），上断点埋深200 m左右。根据断裂的倾向判断，F1应是磁县-大名断裂在剖面中的显示。
根据测区第四系地层资料，结合位于测线西北2.1 km的临3钻孔资料，剖面中的T1为中更新统地层内的一反射界面，T2对应于中更新统底界，TQ为第四系底界，磁县-大名断裂上断点延伸至中更新世地层中。
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DM-1测线位于大名县城南旧治村西，跨断裂呈NE40°布设（图1b），剖面长800 m。该剖面震相特征明显，反射波较为清晰，有3个明显的地震反射波组（图4），解释了3个反射界面，自上至下分别标为T1、T2、TQ。T1反射面双程反射时间为180 ms左右，埋深约170 m；T2反射面双程反射时间为290～340 ms，埋深约260～300 m；TQ反射面双程反射时间为400～460 ms，埋深约350~420 m。
图 4 DM-1测线浅层地震勘探剖面及地质解释
在距剖面起点500 m处，反射波同相轴连续性有明显差异。TQ界面连续性较差，能量减弱和错断约20 m，断层向上延伸使得T2界面错断和T1界面错动，清晰地显示出断裂构造，断层倾向NE，为正断层，上断点埋深约150 m。
根据测区第四系地层资料，结合位于测线西1.8 km的大20钻孔资料，剖面中的T1对应于上更新统底界，T2对应于中更新统底界，TQ为第四系底界，断层上断点延伸至晚更新世地层中。
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在诸多的隐伏断层勘探手段中，钻孔剖面是研究隐伏断层活动特征的有效手段之一，并在断层定位和活动性鉴定方面广泛应用[26-29]。此外，钻孔间距达数公里的钻孔剖面也见于隐伏断裂的研究中[30-33]。
磁县-大名断裂东段展布的华北平原沉降区，堆积了巨厚的新生代陆相沉积层。地层系统有石炭系、二叠系、侏罗系、古近系、新近系和第四系，其中第四系厚度约253～550 m。据钻孔岩芯揭露的岩性特征，并结合区域地层对比[34-35]可知，研究区新生代地层主要有古近系以及新近系明化镇组(N2m)、第四系（固安组(Qp1g)、杨柳青组(Qp2y)、欧庄组(Qp3O)、全新统（Qh）。其中，全新统（Qh）主要由灰黄、灰、灰黑色含淤泥质的亚粘土、亚砂土夹砂、淤泥层及泥炭组成；欧庄组(Qp3O)主要由黄色、棕黄色具黄土状结构的粉质亚砂土、亚粘土夹砂砾石层组成，在底部有砂砾石平行不整合于杨柳青组；杨柳青组(Qp2y )为含砂亚粘土夹砂砾石层的堆积，其中可见明显的长石风化碎屑，在底部有厚层砂砾石平行不整合于固安组；固安组(Qp1g)为粘土、亚粘土夹砂砾石层堆积，在底部见泥砾层，角度不整合于新近系地层之上，是划分第四系与新近系的“标志层”；明化镇组(N2m)主要由棕黄、浅色粘土、砂质粘土与浅棕色粉砂岩、砾砂岩互层。
基于断裂构造资料、浅层地震探测，本文分别在断层上下两盘收集了水文地质、地热资源、煤田地质勘查等方面的钻孔资料，用于揭示断层两盘的地层差异，判断断层位置、活动时代等信息。各钻孔位置见图1b，钻孔剖面位于华北平原，地表地势较为平坦，钻孔高程在36.22～41.89 m之间，相差6 m左右。
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剖面南起临漳张村集，经临漳南关至成安范耳村，由3个钻孔组成，单孔最大深度500.13 m，最小430.2 m（图5）。临4钻孔与成4钻孔之间的第四系底界平稳，变化较小，但临2钻孔与临4钻孔之间的欧庄组(Qp3O)、杨柳青组(Qp2y)、第四系底界落差明显，并依次递增24.85 m、29.8 m、87.4 m，显示有存在断层的迹象。结合磁县-大名断裂的以往成果资料，推断磁县-大名断裂展布于临2钻孔与临4钻孔之间，为一条倾向北的正断层，上断点埋深为78 m左右。
图 5 临漳—成安钻孔剖面
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剖面南起魏县回龙村，经魏县六座楼至成广平西营村，由3个钻孔组成，单孔最大深度600.8 m，最小387.42 m（图6）。魏31钻孔与广18钻孔之间的第四系底界平稳，变化很小。但魏19钻孔与魏31钻孔之间的欧庄组(Qp3O)、杨柳青组(Qp2y)、第四系底界落差明显，并依次递增45.78 m、64.66 m、77.68 m，显示有存在断层的迹象。结合磁县-大名断裂的以往成果资料，推断该剖面磁县-大名断裂展布于魏19钻孔与魏31钻孔之间，为一条倾向北的正断层，上断点埋深为106 m左右。
图 6 魏县—广平钻孔剖面
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剖面南起魏县永东村，经大名常马庄至馆陶西苏村，由3个钻孔组成，单孔最大深度500.33 m，最小453.21 m（图7）。大17钻孔与馆13钻孔之间的第四系底界平稳，变化较小。但魏30钻孔与大17钻孔之间的欧庄组(Qp3O)、杨柳青组(Qp2y)、第四系底界落差明显，并依次递增52.86 m、73.50 m、77.90 m，显示有存在断层的迹象。结合磁县-大名断裂的以往成果资料，推断磁县-大名断裂展布于魏30钻孔与大17钻孔之间，上断点埋深为108 m左右。
图 7 大名—馆陶钻孔剖面
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剖面南起濮阳清丰县彭家村，经大名石槽村、莘县东石固至聊城西周卜村，由4个钻孔组成，单孔最大深度1 616.37 m，最小400.47 m（图8）。莘2钻孔和冠3-1钻孔之间的第四系底界平稳，变化很小。在大23钻孔与莘2钻孔之间的第四系底界落差达233 m，显示有存在断层的迹象，可能为一条倾向南的正断层，标识为F2。在ZK2408钻孔与大21钻孔之间，第四系底界落差达197 m，显示也存在断层的迹象，可能为一条倾向北的正断层。结合磁县-大名断裂的以往成果资料，推断磁县-大名断裂展布于ZK2408钻孔与大21钻孔之间，标识为F1。
图 8 南乐—冠县钻孔剖面
位于临漳、魏县、大名附近的3条跨断裂钻孔剖面共同显示，磁县-大名断裂的上断点埋深在78～108 m之间，断层错断了欧庄组(Qp3O)底界。因此，推断该段断裂的最新活动时代为晚更新世。
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从临清坳陷及邻区重力异常可见，具有东西分带、南北分块的基本特征（图9），存在NNE-NE 以及 NWW-近EW的重力梯度带。其中，以NNE-NE 向的重力梯度带及其夹持的平缓重力低与重力高区带相间排列为主，同时叠加有 NWW-近EW 向的重力梯度带或线性重力异常带。沿磁县—大名—范县存在NWW-NW向的重力梯度带，反映出基底的断裂构造。在大名附近重力梯度带分叉成两支，其中NWW向一支沿莘县方向展布，另一支NW向沿范县方向展布，显示出沿NWW、NW 方向分别展布有断裂构造。
图 9 临清坳陷及邻区重力异常及解释图（中原油田勘探开发研究院，1999）
王继等[10]在位于大名县龙王庙镇双庙村西部的乡间小路，近SN向布设了一条长41 116 m的地震勘探DZ1测线（测线位置见图1b），探测大名-磁县断裂及其次级断裂。勘探结果显示，在磁县-大名断裂的北侧临清凹陷中存在一条倾向S的正断裂F5（图10）。此外，在南乐-冠县钻孔剖面（剖面位置见图1b）的大23钻孔与莘2钻孔之间，也存在一条倾向S的正断层F2（图8）。DZ1测线探测到的断裂F5与钻孔剖面显示的断裂F2产状一致，其走向与NWW向重力梯度带展布位置相吻合，推测NWW向重力梯度带应是临清凹陷中倾向S的正断裂重力异常的反映。这样，NW向的另一分支重力梯度带就有可能是磁县-大名断裂的重力异常反映。
图 10 DZ1测线地震勘探时间剖面及解译[10]
磁县-大名断裂，又名朝城-大名-磁县断裂带[8]，一般认为磁县-大名断裂东段至朝城与聊城-兰考断裂相交[4]，断裂终止于朝城附近。从磁县—大名—范县的NWW-NW向的重力梯度带可见，磁县-大名断裂可能往范县方向东延（图9）。图11为西起范县陈庄村，经莘县前三里营至阳谷县南子村的钻孔剖面（剖面位置见图1b），在阳1钻孔与莘5钻孔之间的第四系底界变化较小，但在ZK001钻孔与莘5钻孔之间的第四系底界落差达118.5 m，显示存在一条倾向北的断裂迹象。综合重力梯度带展布情况和范县-阳谷钻孔剖面，推测磁县-大名断裂也可能向东延伸到范县附近，并非一定终止于朝城附近。
图 11 范县-阳谷钻孔剖面
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位于大名县城南旧治村西的DM-1测线，与王继等[10]布设在大名县龙王庙镇双庙村西部的DZ1测线相距10.5 km，从2条浅层地震勘探的探测结果可以看出，所推测的磁县-大名断裂上断点埋深相差55 m，分别为150 m、95 m，出现差异的原因可能如下。
1）由于不同研究者所关注的目标层不同，其野外施工所采取的采集参数也有不同的侧重。当关注探测浅部目标层时，一般采用小道距、小偏移、高频检波器、高采样率。
2）两条测线相距10.5 km，间距较大，加之隆起、凹陷区沉积相变的影响，断层上断点埋深会存在一定的差异。
3）时-深转换最重要的环节是合理求取转换速度。本文采用的途径是通过叠加速度，应用迪克斯(DIX)公式获得不同地层反射界面以上的平均速度，从而进行时-深转换，可能与DZ1测线的深度转换方法不同。
4）虽然地震勘探数据处理有大体相同的流程、方法，但不同研究者在数据处理时，在经验、技术水平等方面存在一定的差异，导致地震剖面在细微之处存在差异，对断层的解译会不一致，有时差异还较大。
尽管DM-1测线和DZ1测线所解译的磁县-大名断裂上断点埋深存在较大的差异，但2条剖面对断裂的活动时代判断是一致的，即断裂为晚更新世活动断裂。
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根据以上浅层地震勘探结果和钻孔、重力异常资料，进一步厘定了磁县-大名断裂东段的空间展布，以及其第四纪活动性。
1）在大名附近，重力梯度带分叉为两支，NWW向往莘县方向展布的应是临清凹陷中倾向S的正断裂的重力异常反映，另一支沿NW向范县方向展布的重力梯度带可能是磁县-大名的重力异常反映。因此，磁县-大名断裂东段终止地点可能不在朝城附近，而是东延至范县古城镇南附近。
2）磁县-大名断裂东段大致展布于磁县县城东环、临漳县城南、北史庄村、大名县城南旧治西村、龙王庙镇双庙村西部、埝头乡南、范县古城镇南。
3）磁县-大名断裂东段的上断点埋深为78～150 m，推断断裂最新活动时代为中—晚更新世。该断裂具有分段活动特征，磁县-临漳段为中更新世，临漳以东段为晚更新世。
Quaternary Activity of the Eastern Section of the Cxian-Daming Fault
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摘要: 依据浅层地震勘探结果、钻孔和重力资料，进一步厘定了磁县-大名断裂东段的空间展布、断层上断点埋深。研究认为该断裂具有分段活动特征，最新活动时代为中—晚更新世，并推测出磁县-大名断裂东延至范县古城镇南一带。Abstract: The Cixian-Daming fault is one of the important faults in North China earthquake area. It is the seismogenic structure of the 1830 Cixian M7.5 earthquake. Based on the results of shallow seismic exploration, borehole and gravity data, this paper further determines the spatial distribution of the eastern section of Cixian-Daming fault and the buried depth of breakpoints on the fault. It is considered that the fault has the characteristics of segmented activity, and the latest activity age is the middle late Pleistocene. It is speculated that Cixian-Daming fault extends eastward to the south of Gucheng Town, Fanxian county.
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