上海地区深部孕震构造环境探测研究.doc

上海地区深部孕震构造环境探测研究摘要：上海地处扬子准地台浙西-皖南台褶带和下扬子台褶带的北东延伸部分，新构造分区属苏北—南黄海沉降区的苏锡沪缓慢下降区。通过在上海地区开展深、浅地震反射、地震宽角反射/折射、高分辨地震折射和大地电磁测深等联合剖面探测,获得了该地区近地表至Moho面的精细速度结构、电性结构和深浅构造关系，该剖面为近年来上海及邻近地区的第一条高精度综合地球物理深部探测剖面。结果表明,该地区地壳可划分为上、中、下三个组成部分。其中，上地壳厚为12-14km，波速为5.7-5.9km/s；中地壳厚度约为10km，波速为5.9-6.2km/s；下地壳厚为10-11km,波速为6.2-6.3km/s，Moho面深度约为32km。剖面浅部地质构造复杂，共解释出12条特征明显的断裂。其中，除3条断裂错断结晶基底（G界面）并向下延伸至上地壳底界面外，其它断裂均在深度3-5Km以上终止或收敛于G界面之上。此外，仅在剖面西侧基底下部约13-15km埋深处发现一厚度在2km左右的壳内高导层。所以，在综合各方面资料后分析认为，在剖面经过地区内不存在发生大地震的深部构造条件，近地表所存在的活动断层是未来产生对该区有影响地震的震源区。这一成果大大提高了上海地区深部孕震环境的探测精度,深化了该地区深部动力学过程的认识,同时，在深部探测方法综合应用方面对其他地区具有重要的借鉴意义。关键词：深地震反射地震宽角反射/折射大地电磁测深深部孕震构造环境引言上海地处扬子准地台浙西—皖南台褶带和下扬子台褶带的北东延伸部分，新构造分区属苏北—南黄海沉降区的苏锡沪缓慢下降区。全区第四纪沉积覆盖厚度为300-400m，浅部地质构造复杂，断裂发育，断裂方向包括北东-北北东向、北西、东西等。其中，以北东向断裂最为发育（如枫泾-川沙断裂和张堰-南汇断裂），推测形成于晚元古代，与基底褶皱伴生。北北西向断裂是在早期张扭或扭裂结构面基础上，于喜山期继续活动发展而成的，切割了其它方向的断裂，具较强的新生特点，较具规模的有太仓-奉贤断裂和大场-周浦断裂[1]。上海及其邻近海域为具有一定强度和频度的中强地震活动区，南黄海、长江口以东、江苏溧阳、苏浙皖交界等地区均为目前值得重点注意的地区[3]，上世纪70年代以来在该地区已先后发生了5次5-6级中强地震，1996年11月9日的6.1级地震即发生在距上海市中心约160km的南黄海海域。由于上海地区覆盖层深厚、建筑物密集，开展对地下构造的探测研究难度很大,对深部构造环境的研究程度尤为不足。地矿部华东石油地质局于1983－1985年期间曾主持完成了一条从安徽灵璧至上海奉贤的地学断面，该断面资料较好地解释了下扬子区壳幔层块结构，对防震减灾和矿产勘查具有一定的指导价值[4-5]。但该项工作的研究目的决定了其资料主要是反映大尺度的、区域性的构造状况，且由于当时技术手段的限制，研究工作精度不高,对地壳上地幔精细结构和深部构造环境更缺乏深入研究。深部孕震构造环境探测是指高分辨地获取固体地球圈层结构、构造及其纵、横向变化特征，深入认识地质运动规律及动力学过程，进而分析引起强烈地震发生的深部构造环境的一项基础性探测工作。深部构造环境探测一直是地球科学研究的前沿课题，探测深部构造环境、了解地壳和上地幔结构以及分析深浅构造关系,对提高上海及其邻近地区发震危险性的认识水平是十分重要的[6-8]。因此,经实地踏勘和科学论证,2004-2005年我们在上海南部、沿上海奉城—浙江湖州方向布设了一条深部探测研究剖面,选择了以深地震反射方法为主，并结合高分辨折射、地震宽角反射/折射和大地电磁测深的联合探测方案。即：布置深地震反射、高分辨地震折射和深地震宽角反射/折射探测方法，以获得剖面经过地区的地壳深部结构和浅部断裂向剖面深部的延伸情况，特别是孕震深度范围(10-20km)内的精细结构。同时，沿深地震剖面布置大地电磁测深探测，以查明软流圈顶界面埋深和岩石层内部的电性结构，圈定浅部活断层向深部的展布、延伸以及壳幔结构异常的分布状态。从而,可以科学地判定上海地区是否存在发生直下型破坏性地震的深部构造环境。在同一条剖面上采用高分辨率折射、宽角反射/折射、深地震反射和大地电磁测深等方法进行联合探测,在国内尚属首次。该剖面也是近年来上海及邻近地区的第一条高精度综合地球物理深部探测剖面。本次工作成果大大提高了上海地区深部构造的地球物理探测水平,深化了对该地区深部动力学过程的认识，同时，在深部探测方法综合应用方面对其它地区也具有重要的借鉴意义。1探测剖面位置根据已有探测工作成果，NE向的枫泾－川沙断裂、张堰－南汇断裂是上海地区主要的大断裂，NW向的太仓－奉贤断裂、大场－周浦断裂是上海地区活动最新的断裂。据此选择上海地区NW向断裂为主要研究对象。因而，综合考虑现场工作条件，在上海南部