为研究华北盆地的地壳精细结构和断裂的深、 浅构造关系, 跨冀中坳陷、 沧县隆起、 黄骅坳陷和埕宁隆起完成了1条长约200km的深地震反射剖面和1条长66km的中—浅层地震反射剖面。结果表明, 沿剖面地壳厚30~35km, 且具有东薄西厚的分布特征, 在冀中坳陷下方, 莫霍面出现明显上隆, 其隆起幅度为2~3km。研究区上地壳反射结构具有凹隆相间的展布特征, 多条规模较大的断裂隐伏于华北盆地之下, 对该区隆起和坳陷的形成与发展具有重要的控制作用。剖面上一系列与主断裂同向或反向的次级断裂将研究区的上地壳切割为多个次级小型地堑或半地堑断陷, 导致整个华北盆地的上地壳结构复杂化。下地壳反射结构由一系列反射能量变化较大、 横向上不能稳定成层、 产状复杂多变的反射事件构成, 这与反射能量强、 横向连续性好及产状近水平展布的上地壳反射明显不同, 暗示研究区上、 下地壳物质有着明显不同的形成环境、 变形方式和温压条件。中—浅层地震剖面和深地震反射剖面共同揭示的太行山山前断裂表现为一条低角度的大型铲形正断层, 向下可与太行山东缘向E缓倾的大型滑脱构造(拆离断层)相联系; 沧西断裂、 沧东断裂和埕西断裂作为沧县隆起、 黄骅坳陷、 埕宁隆起的边界断裂, 控制了该区堑、 垒构造的形成与发展, 是第四纪以来的隐伏活动断裂, 推测其深部终止于深约18km的壳内解耦面上。文中研究结果可为进一步理解华北盆地的深部动力学过程及分析研究区深、 浅断裂构造关系提供地震学依据。

安丘-莒县断裂是郯庐断裂带内活动性最强的一条断裂, 也是1668年郯城$8\frac{1}{2}$级地震的发震断裂。跨郯庐断裂带东地堑和安丘-莒县断裂完成的浅层反射地震剖面清晰地揭示了地层界面形态和断裂的浅部特征。研究结果表明: 郯庐断裂带东地堑是一个由多条断裂组成的断陷盆地, 且第四纪地层厚度和堑状构造特征明显受到昌邑-大店断裂(F₁)和白芬子-浮来山断裂(F₂)的影响和控制; 地堑东、 西两侧为基底隆起区, 第四纪地层厚度<30m; 地堑内部沉积了较厚的新生代地层, 呈现西浅东深的倾斜形态, 与上覆地层呈角度不整合接触。安丘-莒县断裂由2条相向而倾的分支断层组成, 在剖面深部合并为1条断裂。从断裂可分辨的上断点埋深和第四纪活动特征来看, 郯庐断裂带东地堑的西边界——白芬子-浮来山断裂的活动性相对较弱, 为前第四纪断裂; 东边界昌邑-大店断裂和地堑内安丘-莒县断裂错断了基岩顶界面, 且第四纪以来存在错断迹象, 其活动时代分别为晚更新世和全新世。文中的研究结果可为进一步理解1668年郯城$8\frac{1}{2}$级地震发震断层的活动方式、 活动时代以及郯庐断裂带板泉段的近地表特征及其活动性提供地震学依据。

大兴凸起东缘断裂位于北京平原的东南部, 是控制大兴凸起与廊固凹陷的边界断裂, 向N与控制大厂凹陷的曾发生1679年8级地震的NNE向夏垫断裂斜接, 总体走向NE, 倾向SE。以往的研究认为该断裂断错的最新地层为第四系中更新统, 其不属于晚第四纪以来的活动断裂。文中在高精度浅层地震勘探的基础上开展了高密度钻孔联合地质剖面探测, 获得了该断裂晚第四纪以来具有明显活动的证据。该断裂在钻孔联合地质剖面中显示出正断活动特征, 一套厚约7m的粉砂质黏土标志层在其断层下盘的顶界面埋深约为74m, 而在其上盘的顶界面埋深约为102m, 位错量约为28m, 且可在其中的2个钻孔中分别深54.2m和39.4m的岩芯内发现断层滑动面。水平距离为2m的2个钻孔的标志层顶面埋深分别为8m和10m, 位错量为2m, 结合2个钻孔岩芯的变形特征分析认为断层的上断点埋深可能更浅。根据邻近已有钻孔的年代学资料推断, 该断裂属于全新世活动断裂。文中研究改变了大兴凸起东缘断裂带并非为活动断裂的认识, 此新发现不仅对大兴凸起东缘断裂带的强震危险性和北京市地震灾害风险的认识具有重要的应用价值, 也对华北地区晚新生代以来断裂发展演化及其深浅耦合特征研究具有科学意义。

为了试验3维反射地震方法在活断层探测中的应用效果, 采用8线10炮的束状观测系统在银川盆地进行浅层3维反射地震试验, 得到了反映芦花台断层3维空间结构的数据体。精细处理和综合解释的结果显示, 芦花台断层由2条相向倾斜的隐伏正断层组成, 主断层倾向SE, 次断层倾向NW, 二者在平面上的距离由北向南逐渐加大, 在深度780~800m次断层归并到主断层上。主断层的上断点埋深自北向南逐渐加深, 在试验区的北部上断点埋深为25~30m, 而在试验区的南部上断点埋深为35~40m。试验结果表明, 3维地震资料具有数据量大、信息丰富、偏移归位准确和断层成像精度高的特点, 可以从不同方面反映地层、断层的3维空间展布形态, 有利于复杂构造和断层的成像。

1976年7月28日,在唐山地区发生了7.8级大地震。为了研究该区的地壳结构和断裂的深浅构造关系,2009年,我们在唐山市南部的丰南地区,跨唐山断裂带完成了1条道间距40m、炮间距200m、50次覆盖的深地震反射探测剖面。结果表明: 研究区的地壳厚度为32～34km,莫霍面自东向西逐渐加深,在丰南县和宣庄镇之间,中-下地壳反射和壳幔过渡带反射均被唐山深断裂错开,断裂两侧的莫霍面发生错断,显示出唐山深断裂的走滑作用。反射剖面揭示的唐山断裂带是一条规模较大的陆内走滑断裂,浅部表现为典型的花状构造,在深部切割和扰动了下地壳物质和壳幔过渡带。这种深、浅共存的断裂构造体系是控制该区地震孕育和发生的重要因素,也是唐山地震区的深、浅构造背景。