河北平原北部夏垫断裂北段第四纪以来活动性研究
河北平原北部夏垫断裂北段第四纪以来活动性研究
京津冀地区自新生代以来，活动断裂十分发育，其中起主导作用的是北北东向的活动断裂，如黄庄-高丽营断裂、顺义-良乡断裂、通县-南苑断裂、夏垫断裂；其次为北西向断裂，如孙河-南口断裂、宝坻断裂、香河-黄庄断裂。这些断裂控制了河北平原北部第四纪沉积、地貌的发育，断裂两盘的第四系有100～800m的落差。夏垫断裂为河北平原北部的重要活动断裂，其为1679年平谷-三河8级大地震的发震断裂，目前在地表还可以观察到断层陡坎。前人通过不同方法对夏垫断裂带开展了大量系统研究工作。通过前人资料可知，夏垫断裂以西集为界，南段多为隐伏断裂，地表未见断层出露迹象，物探资料揭示断层延伸不连续，主次断裂难以区分；夏垫断裂北段则是一条出露地表的活动断层。通过钻孔联合地质剖面和地层测年等技术是研究隐伏断裂第四纪活动性的基本手段，本文以《河北1：5万大厂回族自治县、三河县、渠口镇三幅第四系覆盖区地质填图》项目在夏垫断裂北段两侧实施的钻孔D1和S9为基础，通过沉积物组合和沉积速率的对比，对该断裂第四纪以来的活动性进行了初步研究，以期为该区域地震评估和工程勘查等提供一些参考。
研究区位于河北平原北缘，北侧紧邻燕山山脉，地貌主要为潮白河、泃河、鲍丘河等河流共同作用冲积而成的平原区，地表地势较平坦，最大高差26m，总体呈北西高、南东低的趋势。行政上位于河北省廊坊市香河县、三河县和大厂县，大地构造位置位于大厂凹陷与大兴凸起交汇部位。区内分布多条第四纪活动断裂，主要包括北北东向展布的夏垫断裂、燕郊断裂，北东向展布的香河-皇庄断裂，北西向展布的张家湾断裂（南口-孙河断裂东段）及近东西向展布的三河-黄土庄断裂（昌平-丰南断裂中段）、宝坻断裂。
石油物探和钻孔资料显示，大厂凹陷内新生代地层自下而上依次为古近系沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组、第四系；大兴凸起内新生代地层自下而上依次为明化镇组、第四系。受夏垫断裂的影响，大厂凹陷持续沉降，第四系沉积物厚约600～700m，大兴凸起相对隆升，第四系沉积物厚度。地球物理及钻孔资料揭示，研究区在古近纪晚期逐渐夷平，新近纪以来准平原化。进入第四纪，块体性沉降作用不明显，活动断裂控制了局部的沉积厚度，沿这些断裂形成了局部的沉降中心。
夏垫断裂位于大厂凹陷与大兴凸起两个构造单元的边界，该断裂北起马坊，南至凤河营，总长超过65km。夏垫断裂位置与大厂凹陷西缘基本重叠，在区域布格重力异常和航磁异常上，大厂凹陷西北缘表现为明显的重力梯度带和航磁异常梯度带，其中布格重力异常表现为北西侧高，南东侧低，而在航磁异常上，则表现为东南高、北西低特点。重磁梯度带所反映的断裂为控制大厂凹陷的古近纪断裂即古夏垫断裂，而非现今夏垫断裂的体现。针对夏垫断裂垂向特征，前人开展了一系列综合调查与勘探工作，高景华等通过三河-平谷地震地表破裂带WS方向约30km处一条浅层地震试验测线的结果，认为夏垫断裂向上错断到第四纪晚更新世地层。刘保金等通过在齐心庄WS开展单次覆盖深反射和浅层反射勘探，分析认为夏垫断裂为全新世活动断裂。何付兵等在夏垫断裂马坊至南至凤河营全段开展了重力、地震、高密度电法等手段的研究工作，认为夏垫断裂是基底控盆断裂的上延部分，马坊至西集段全新世活动强度较大。雍凡等通过马坊镇南部EW向的高分辨率地震反射勘探测线的研究结果，认为该测区内的夏垫断裂是一条错断至近第四纪内部的活动断层。马志霞等通过在夏垫断裂震中区小史各庄至南张岱开展浅层人工地震勘探，综合分析地貌和槽探结果认为夏垫断裂为全新世活动断层。曹朋军等在夏垫断裂东北段八百户至马坊段布设了高分辨率浅层地震勘探测线，分析认为夏垫断裂为全新世活动断裂。夏垫断裂北段是一条出露地表的活动断层，1679年三河-平谷地震就是发生于夏垫断裂北段的一次强震，在马坊-西集一带局部地区地表可见破裂、地震陡坎。对于地表破裂带长度目前仍存在争议，向宏发等调查结果显示，地震陡坎南西起于东柳河屯，北东至东兴庄一线m，最大落差位于潘各庄村南西。毛昌伟等通过RTKGPS测量获得夏垫断裂陡坎长度大于30km。马志霞等对夏垫断裂一带高精度微地貌测量结果显示，断层陡坎延伸长度不小于30km。Yu等利用断层陡坎地层测量数据推测地表破裂带的长度约为12km。李占飞等通过高精度遥感数据分析，认为地表破裂带长度约12.3km。根据本次工作调查，该次地震在二里半至东兴庄段地表断续可见多条雁列状断层陡坎，人工改造强烈，残余地表延伸约6.5km，总体走向北东40°～50°，陡坎落差在1～2m不等。
赵成彬等于大胡庄村南部属的高分辨率反射地震P1剖面显示，夏垫断裂是一条错断至地表的第四纪活动断裂，在夏垫断裂东侧还发育一条缓倾铲状正断层（古夏垫断裂），该断裂向上并未切穿地表，其上断点距地表约150ms。马志霞等在大棋盘村北部属的浅层地震剖面L1显示的夏垫断裂特点与P1剖面基本一致，夏垫断裂高角度南东倾，向上基本切穿地表，断裂两侧还发育多条分支断裂，夏垫断裂南东侧同样发育一条缓倾铲状正断层，该断层上断点距地表约300ms，并具有明显控制东侧盆地沉积的特征。
3.1钻孔岩心基本特征和年代划分
为了查明夏垫断裂北段第四纪以来的活动性，分别于断裂两侧部署了D1和S9孔两个基准孔，S9钻孔坐标117°05＇24＂E、39°55＇54”N，钻孔高程12.27m，钻孔深度251.8m，构造上钻孔位于大厂凹陷内，夏垫断裂的上盘。石光耀等对S9孔进行了详细的地层划分，并且结合测年数据建立了该孔的地层年代学格架。S9钻孔地层可划分为5套沉积物组合：210.9～251.8m为一套灰红色、棕红色泥质砾石层，局部夹棕红色粉砂、黏土质粉砂组合，属泥石流沉积；145.4～210.9m为一套棕黄色、棕灰色砂砾石层夹棕黄色、棕灰色、灰色粉砂、黏土质粉砂、砂及含砾砂组合，为洪积扇沉积。97.5～145.4m为一套棕黄色、棕灰色粗砂、含砾粗砂、中砂、细砂组合，夹少量灰色黏土，总体呈现出砂多泥少的特征，为典型的辫状河沉积。78.3～97.5m由砾石层及灰黑色、绿灰色黏土组成，为洪积扇沉积。0～78.3m整体表现为多个黏土-粉砂-砂旋回，具典型的曲流河二元沉积结构特征。S9孔早更新世底界位于210.9m，中更新世底界位于145.4m，晚更新世底界位于24.1m，未见全新世地层。
D1钻孔坐标116°52＇02＂E、39°54＇40＂N，高程19.07m，深度203m。构造上位于大兴凸起北部，夏垫断裂下盘，潮白河冲洪积扇及河流多期冲洪积作用的叠加是该区域第四纪沉积物主要成因。石光耀等对该孔进行了详细的地层划分，并且结合测年数据建立了该孔的地层年代学格架。D1钻孔地层可划分为3套沉积物组合：186.6～203m沉积物为一套浅棕色、棕黄色、橘黄色粉砂、黏土质粉砂组合，代表了洪积扇沉积；186.6～153.9m沉积物为一套棕黄色、棕灰色中细砂、细粉砂、粉砂、黏土质粉砂组合，代表了扇上河道沉积；0～153.9m沉积物主要由灰色，浅灰色、棕黄色粗砂、中细砂、粉砂夹黏土质粉砂、黏土组成，河流二元结构清晰，代表了河流相沉积。D1孔第四系底界为孔深137.9m处，中更新世底界为孔深91.4m处，晚更新世底界为孔深34.4m，钻孔无全新世地层。
夏垫断裂控制着东侧大厂凹陷和西侧大兴凸起的沉积，第四纪以来大厂凹陷内主要以发育冲积扇相沉积为主，其次为河流相沉积；大兴凸起上主要为河流相沉积。河北平原广大冲积、冲洪积平原第四系界面以下通常存在“泥包砾”，可以作为揭穿第四系的标志。S9孔出现“泥包砾”的深度为214m，D1孔受燕郊断裂的影响为大兴凸起上更为凸起的位置，地势较高，因此没有沉积该套“泥包砾”。通过前人在大兴凸起南部，燕郊断裂西南侧施工的PGZ05钻孔可知，在185m处出现该套“泥包砾”。通过对比“泥包砾”的位置，可知S9和PGZ05两个钻孔“泥包砾”出现的深度差大于29m，推断S9和D1两个钻孔“泥包砾”出现的深度差应该远大于29m，因此，推测上新世夏垫断裂北段就已经开始剧烈活动。
早更新世，S9孔发育洪积扇沉积，沉积物主要为一套棕黄色、棕灰色砂砾石层，局部夹粉砂、黏土质粉砂，沉积物厚度为65.5m，沉积速率为36.4m／Ma；D1孔则发育河流相沉积，沉积物以灰色、浅灰色中细砂、粉砂、粉砂质黏土为主，具有“干、硬、脆”的特征，沉积物厚度为46.5m，沉积速率为25.8m/Ma。
中更新世，S9孔发育洪积扇沉积和河流相沉积。洪积扇沉积主要为灰色、浅灰黄色泥质砾和灰黑色、绿灰色黏土；辫状河沉积主要由灰色、棕灰色粗砂、含砾粗砂、中砂、细砂组成；曲流河沉积主要由浅灰色、棕黄色细砂、粉砂夹棕黄色、灰色黏土组成；河流二元沉积结构显著，沉积物厚度为121.3m，沉积速率为186.6m／Ma。D1孔则发育河流相沉积，沉积物主要为浅灰色、浅棕黄色中砂、细砂、粉砂，黏土质粉砂和黏土，河流二元沉积结构显著，沉积物厚度为57.0m，沉积速率为87.7m／Ma。
晚更新世，S9孔和D1孔均发育河流相沉积，S9孔沉积物主要为浅棕黄色含砾粗砂、中细砂及棕灰色黏土质粉砂和黏土，厚度24.1m，沉积速率185.4m／Ma；D1孔沉积物主要为灰色、浅棕黄色中砂、细砂及黏土质粉砂和黏土，厚度34.4m，沉积速率264.6m／Ma。两个钻孔如此快的沉积速率主要是由于第四纪松散堆积物的沉积厚度受沉积时代影响较大。晚更新世以来，地层沉积时间较短，导致埋深较浅，上覆岩层压的实作用较小，产生的压缩固结量小，进而造成沉积速率较快。此外，晚更新世D1孔和S9孔的沉积速率发生了反差，D1孔沉积速率相对于S9孔较快，可能是由于晚更新世S9钻孔所处位置位于大厂凹陷相对隆起部位，主要物源均向大厂凹陷中心汇聚，另外S9孔位于泃河附近，晚更新早期气候变暖，降雨量增加，河流改道频繁导致沉积物被侵蚀，造成沉积物厚度变薄，沉积速率较慢。
3.3断裂对地层的控制作用和第四纪活动性
通过计算S9和D1两个钻孔不同时期地层的沉积厚度，得到了两个钻孔不同时期内地层的沉积速率（沉积厚度与沉积时间的比值），可以大致代表大厂凹陷和大兴凸起不同时期内地层的沉积速率，通过对比沉积速率，推测断裂对两侧地层的沉积产生了影响。上新世两侧地层的沉积厚度已经存在较大差异，进入第四纪以后，早更新世大厂凹陷内地层的沉积速率为36.4m／Ma，大兴凸起地层的沉积速率为25.8m／Ma，凹陷内地层的沉积速率为凸起上地层沉积速率的1.4倍；中更新世凹陷内地层的沉积速率为186.6m／Ma，凸起上地层的沉积速率为87.7m／Ma，凹陷内地层的沉积速率为凸起上地层沉积速率的2.1倍；晚更新凹陷内地层沉积速率185.4m／Ma，凸起上地层的沉积速率264.6m／Ma，凹陷内和凸起上地层沉积速率发生了反差，推测晚更新世S9钻孔所处位置导致沉积物被侵蚀，造成沉积物厚度变薄，沉积速率较慢；全新世时期凹陷内和凸起上两个钻孔所处位置均未沉积地层。
通过对比断裂两侧凹陷内和凸起上不同时期地层沉积厚度和沉积速率，可以间接推测断裂的活动性。第四纪以来，断裂在早更新世就一直活动，中更新世断裂活动增强，晚更新世断裂两侧沉积物厚度发生反差，推测断裂活动在该时期开始逐渐减弱，全新世由于断裂两侧两个钻孔所处位置均未沉积地层，因此无法判断该断裂的活动性。
（1）计算得到S9孔和D1孔不同时期地层的沉积厚度和沉积速率。S9孔早更新世沉积物厚度为65.5m，中更新世沉积物厚度为121.3m，晚更新世沉积物厚度为24.1m；早更新世沉积速率为36.4m／Ma，中更新世沉积速率为186.6m／Ma，晚更新世沉积速率为185.4m／Ma。D1孔早更新世沉积物厚度为46.5m，中更新世沉积物厚度为57.0m，晚更新世沉积物厚度为34.4m；早更新世沉积速率为25.8m／Ma，中更新世沉积速率为87.7m／Ma，晚更新世沉积速率为264.6m／Ma。
（2）通过对比断裂两侧凹陷内和凸起上不同时期地层沉积厚度和沉积速率，间接推测夏垫断裂北段在上新世就一直活动，早更新世和中更新世断裂活动增强，晚更新世断裂活动开始逐渐减弱。
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河北平原北部夏垫断裂北段第四纪以来活动性研究
京津冀地区自新生代以来，活动断裂十分发育，其中起主导作用的是北北东向的活动断裂，如黄庄-高丽营断裂、顺义-良乡断裂、通县-南苑断裂、夏垫断裂；其次为北西向断裂，如孙河-南口断裂、宝坻断裂、香河-黄庄断裂。这些断裂控制了河北平原北部第四纪沉积、地貌的发育，断裂两盘的第四系有100～800m的落差。夏垫断裂为河北平原北部的重要活动断裂，其为1679年平谷-三河8级大地震的发震断裂，目前在地表还可以观察到断层陡坎。前人通过不同方法对夏垫断裂带开展了大量系统研究工作。通过前人资料可知，夏垫断裂以西集为界，南段多为隐伏断裂，地表未见断层出露迹象，物探资料揭示断层延伸不连续，主次断裂难以区分；夏垫断裂北段则是一条出露地表的活动断层。通过钻孔联合地质剖面和地层测年等技术是研究隐伏断裂第四纪活动性的基本手段，本文以《河北1：5万大厂回族自治县、三河县、渠口镇三幅第四系覆盖区地质填图》项目在夏垫断裂北段两侧实施的钻孔D1和S9为基础，通过沉积物组合和沉积速率的对比，对该断裂第四纪以来的活动性进行了初步研究，以期为该区域地震评估和工程勘查等提供一些参考。
研究区位于河北平原北缘，北侧紧邻燕山山脉，地貌主要为潮白河、泃河、鲍丘河等河流共同作用冲积而成的平原区，地表地势较平坦，最大高差26m，总体呈北西高、南东低的趋势。行政上位于河北省廊坊市香河县、三河县和大厂县，大地构造位置位于大厂凹陷与大兴凸起交汇部位。区内分布多条第四纪活动断裂，主要包括北北东向展布的夏垫断裂、燕郊断裂，北东向展布的香河-皇庄断裂，北西向展布的张家湾断裂（南口-孙河断裂东段）及近东西向展布的三河-黄土庄断裂（昌平-丰南断裂中段）、宝坻断裂。
石油物探和钻孔资料显示，大厂凹陷内新生代地层自下而上依次为古近系沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组、第四系；大兴凸起内新生代地层自下而上依次为明化镇组、第四系。受夏垫断裂的影响，大厂凹陷持续沉降，第四系沉积物厚约600～700m，大兴凸起相对隆升，第四系沉积物厚度。地球物理及钻孔资料揭示，研究区在古近纪晚期逐渐夷平，新近纪以来准平原化。进入第四纪，块体性沉降作用不明显，活动断裂控制了局部的沉积厚度，沿这些断裂形成了局部的沉降中心。
夏垫断裂位于大厂凹陷与大兴凸起两个构造单元的边界，该断裂北起马坊，南至凤河营，总长超过65km。夏垫断裂位置与大厂凹陷西缘基本重叠，在区域布格重力异常和航磁异常上，大厂凹陷西北缘表现为明显的重力梯度带和航磁异常梯度带，其中布格重力异常表现为北西侧高，南东侧低，而在航磁异常上，则表现为东南高、北西低特点。重磁梯度带所反映的断裂为控制大厂凹陷的古近纪断裂即古夏垫断裂，而非现今夏垫断裂的体现。针对夏垫断裂垂向特征，前人开展了一系列综合调查与勘探工作，高景华等通过三河-平谷地震地表破裂带WS方向约30km处一条浅层地震试验测线的结果，认为夏垫断裂向上错断到第四纪晚更新世地层。刘保金等通过在齐心庄WS开展单次覆盖深反射和浅层反射勘探，分析认为夏垫断裂为全新世活动断裂。何付兵等在夏垫断裂马坊至南至凤河营全段开展了重力、地震、高密度电法等手段的研究工作，认为夏垫断裂是基底控盆断裂的上延部分，马坊至西集段全新世活动强度较大。雍凡等通过马坊镇南部EW向的高分辨率地震反射勘探测线的研究结果，认为该测区内的夏垫断裂是一条错断至近第四纪内部的活动断层。马志霞等通过在夏垫断裂震中区小史各庄至南张岱开展浅层人工地震勘探，综合分析地貌和槽探结果认为夏垫断裂为全新世活动断层。曹朋军等在夏垫断裂东北段八百户至马坊段布设了高分辨率浅层地震勘探测线，分析认为夏垫断裂为全新世活动断裂。夏垫断裂北段是一条出露地表的活动断层，1679年三河-平谷地震就是发生于夏垫断裂北段的一次强震，在马坊-西集一带局部地区地表可见破裂、地震陡坎。对于地表破裂带长度目前仍存在争议，向宏发等调查结果显示，地震陡坎南西起于东柳河屯，北东至东兴庄一线m，最大落差位于潘各庄村南西。毛昌伟等通过RTKGPS测量获得夏垫断裂陡坎长度大于30km。马志霞等对夏垫断裂一带高精度微地貌测量结果显示，断层陡坎延伸长度不小于30km。Yu等利用断层陡坎地层测量数据推测地表破裂带的长度约为12km。李占飞等通过高精度遥感数据分析，认为地表破裂带长度约12.3km。根据本次工作调查，该次地震在二里半至东兴庄段地表断续可见多条雁列状断层陡坎，人工改造强烈，残余地表延伸约6.5km，总体走向北东40°～50°，陡坎落差在1～2m不等。
赵成彬等于大胡庄村南部属的高分辨率反射地震P1剖面显示，夏垫断裂是一条错断至地表的第四纪活动断裂，在夏垫断裂东侧还发育一条缓倾铲状正断层（古夏垫断裂），该断裂向上并未切穿地表，其上断点距地表约150ms。马志霞等在大棋盘村北部属的浅层地震剖面L1显示的夏垫断裂特点与P1剖面基本一致，夏垫断裂高角度南东倾，向上基本切穿地表，断裂两侧还发育多条分支断裂，夏垫断裂南东侧同样发育一条缓倾铲状正断层，该断层上断点距地表约300ms，并具有明显控制东侧盆地沉积的特征。
3.1钻孔岩心基本特征和年代划分
为了查明夏垫断裂北段第四纪以来的活动性，分别于断裂两侧部署了D1和S9孔两个基准孔，S9钻孔坐标117°05＇24＂E、39°55＇54”N，钻孔高程12.27m，钻孔深度251.8m，构造上钻孔位于大厂凹陷内，夏垫断裂的上盘。石光耀等对S9孔进行了详细的地层划分，并且结合测年数据建立了该孔的地层年代学格架。S9钻孔地层可划分为5套沉积物组合：210.9～251.8m为一套灰红色、棕红色泥质砾石层，局部夹棕红色粉砂、黏土质粉砂组合，属泥石流沉积；145.4～210.9m为一套棕黄色、棕灰色砂砾石层夹棕黄色、棕灰色、灰色粉砂、黏土质粉砂、砂及含砾砂组合，为洪积扇沉积。97.5～145.4m为一套棕黄色、棕灰色粗砂、含砾粗砂、中砂、细砂组合，夹少量灰色黏土，总体呈现出砂多泥少的特征，为典型的辫状河沉积。78.3～97.5m由砾石层及灰黑色、绿灰色黏土组成，为洪积扇沉积。0～78.3m整体表现为多个黏土-粉砂-砂旋回，具典型的曲流河二元沉积结构特征。S9孔早更新世底界位于210.9m，中更新世底界位于145.4m，晚更新世底界位于24.1m，未见全新世地层。
D1钻孔坐标116°52＇02＂E、39°54＇40＂N，高程19.07m，深度203m。构造上位于大兴凸起北部，夏垫断裂下盘，潮白河冲洪积扇及河流多期冲洪积作用的叠加是该区域第四纪沉积物主要成因。石光耀等对该孔进行了详细的地层划分，并且结合测年数据建立了该孔的地层年代学格架。D1钻孔地层可划分为3套沉积物组合：186.6～203m沉积物为一套浅棕色、棕黄色、橘黄色粉砂、黏土质粉砂组合，代表了洪积扇沉积；186.6～153.9m沉积物为一套棕黄色、棕灰色中细砂、细粉砂、粉砂、黏土质粉砂组合，代表了扇上河道沉积；0～153.9m沉积物主要由灰色，浅灰色、棕黄色粗砂、中细砂、粉砂夹黏土质粉砂、黏土组成，河流二元结构清晰，代表了河流相沉积。D1孔第四系底界为孔深137.9m处，中更新世底界为孔深91.4m处，晚更新世底界为孔深34.4m，钻孔无全新世地层。
夏垫断裂控制着东侧大厂凹陷和西侧大兴凸起的沉积，第四纪以来大厂凹陷内主要以发育冲积扇相沉积为主，其次为河流相沉积；大兴凸起上主要为河流相沉积。河北平原广大冲积、冲洪积平原第四系界面以下通常存在“泥包砾”，可以作为揭穿第四系的标志。S9孔出现“泥包砾”的深度为214m，D1孔受燕郊断裂的影响为大兴凸起上更为凸起的位置，地势较高，因此没有沉积该套“泥包砾”。通过前人在大兴凸起南部，燕郊断裂西南侧施工的PGZ05钻孔可知，在185m处出现该套“泥包砾”。通过对比“泥包砾”的位置，可知S9和PGZ05两个钻孔“泥包砾”出现的深度差大于29m，推断S9和D1两个钻孔“泥包砾”出现的深度差应该远大于29m，因此，推测上新世夏垫断裂北段就已经开始剧烈活动。
早更新世，S9孔发育洪积扇沉积，沉积物主要为一套棕黄色、棕灰色砂砾石层，局部夹粉砂、黏土质粉砂，沉积物厚度为65.5m，沉积速率为36.4m／Ma；D1孔则发育河流相沉积，沉积物以灰色、浅灰色中细砂、粉砂、粉砂质黏土为主，具有“干、硬、脆”的特征，沉积物厚度为46.5m，沉积速率为25.8m/Ma。
中更新世，S9孔发育洪积扇沉积和河流相沉积。洪积扇沉积主要为灰色、浅灰黄色泥质砾和灰黑色、绿灰色黏土；辫状河沉积主要由灰色、棕灰色粗砂、含砾粗砂、中砂、细砂组成；曲流河沉积主要由浅灰色、棕黄色细砂、粉砂夹棕黄色、灰色黏土组成；河流二元沉积结构显著，沉积物厚度为121.3m，沉积速率为186.6m／Ma。D1孔则发育河流相沉积，沉积物主要为浅灰色、浅棕黄色中砂、细砂、粉砂，黏土质粉砂和黏土，河流二元沉积结构显著，沉积物厚度为57.0m，沉积速率为87.7m／Ma。
晚更新世，S9孔和D1孔均发育河流相沉积，S9孔沉积物主要为浅棕黄色含砾粗砂、中细砂及棕灰色黏土质粉砂和黏土，厚度24.1m，沉积速率185.4m／Ma；D1孔沉积物主要为灰色、浅棕黄色中砂、细砂及黏土质粉砂和黏土，厚度34.4m，沉积速率264.6m／Ma。两个钻孔如此快的沉积速率主要是由于第四纪松散堆积物的沉积厚度受沉积时代影响较大。晚更新世以来，地层沉积时间较短，导致埋深较浅，上覆岩层压的实作用较小，产生的压缩固结量小，进而造成沉积速率较快。此外，晚更新世D1孔和S9孔的沉积速率发生了反差，D1孔沉积速率相对于S9孔较快，可能是由于晚更新世S9钻孔所处位置位于大厂凹陷相对隆起部位，主要物源均向大厂凹陷中心汇聚，另外S9孔位于泃河附近，晚更新早期气候变暖，降雨量增加，河流改道频繁导致沉积物被侵蚀，造成沉积物厚度变薄，沉积速率较慢。
3.3断裂对地层的控制作用和第四纪活动性
通过计算S9和D1两个钻孔不同时期地层的沉积厚度，得到了两个钻孔不同时期内地层的沉积速率（沉积厚度与沉积时间的比值），可以大致代表大厂凹陷和大兴凸起不同时期内地层的沉积速率，通过对比沉积速率，推测断裂对两侧地层的沉积产生了影响。上新世两侧地层的沉积厚度已经存在较大差异，进入第四纪以后，早更新世大厂凹陷内地层的沉积速率为36.4m／Ma，大兴凸起地层的沉积速率为25.8m／Ma，凹陷内地层的沉积速率为凸起上地层沉积速率的1.4倍；中更新世凹陷内地层的沉积速率为186.6m／Ma，凸起上地层的沉积速率为87.7m／Ma，凹陷内地层的沉积速率为凸起上地层沉积速率的2.1倍；晚更新凹陷内地层沉积速率185.4m／Ma，凸起上地层的沉积速率264.6m／Ma，凹陷内和凸起上地层沉积速率发生了反差，推测晚更新世S9钻孔所处位置导致沉积物被侵蚀，造成沉积物厚度变薄，沉积速率较慢；全新世时期凹陷内和凸起上两个钻孔所处位置均未沉积地层。
通过对比断裂两侧凹陷内和凸起上不同时期地层沉积厚度和沉积速率，可以间接推测断裂的活动性。第四纪以来，断裂在早更新世就一直活动，中更新世断裂活动增强，晚更新世断裂两侧沉积物厚度发生反差，推测断裂活动在该时期开始逐渐减弱，全新世由于断裂两侧两个钻孔所处位置均未沉积地层，因此无法判断该断裂的活动性。
（1）计算得到S9孔和D1孔不同时期地层的沉积厚度和沉积速率。S9孔早更新世沉积物厚度为65.5m，中更新世沉积物厚度为121.3m，晚更新世沉积物厚度为24.1m；早更新世沉积速率为36.4m／Ma，中更新世沉积速率为186.6m／Ma，晚更新世沉积速率为185.4m／Ma。D1孔早更新世沉积物厚度为46.5m，中更新世沉积物厚度为57.0m，晚更新世沉积物厚度为34.4m；早更新世沉积速率为25.8m／Ma，中更新世沉积速率为87.7m／Ma，晚更新世沉积速率为264.6m／Ma。
（2）通过对比断裂两侧凹陷内和凸起上不同时期地层沉积厚度和沉积速率，间接推测夏垫断裂北段在上新世就一直活动，早更新世和中更新世断裂活动增强，晚更新世断裂活动开始逐渐减弱。
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