0 引言

燕山时期，太平洋板块向西俯冲，中国大陆向东仰冲，我国东部处于巨大的强拉张应力区，形成一系列NNE向的大陆裂谷带、断陷盆地及NNE向断裂构造(闫纯有，2000)。太行山区是山西断陷带与华北断陷带所夹持的一条强烈隆升区，涉县盆地、武安盆地、阳邑盆地等镶嵌其中。始新世以来，太行山区发生了明显的抬升，抬升幅度自东向西逐渐变大；中新世末、上新世初，本区经历了构造稳定期，发育晚第三纪夷平面(唐县面)；晚第三纪至第四纪时期，一些老断裂发生差异运动，产生了半地堑式的构造盆地——涉县盆地，涉县断裂则为控制涉县盆地东南缘的控盆构造。涉县盆地第四纪初开始分化瓦解，中更新世盆地普遍形成(周月玲等，2020)，基底为奥陶系石灰岩，第四系由南到北厚85m到6~8m不等^①，靠近涉县断裂一侧的更乐、清漳河一带沉积较厚，反映涉县断裂对第四系沉积的控制作用。

① 河北省工程地震勘察研究院, 2009.邯长铁路扩能改造工程(河北段)工程场地地震安全性评价报告.内部资料.

涉县位于晋冀豫交界区，历史上曾发生涉县6级地震，属于华北平原地震带和NWW向磁县地震密集带交汇区，现今地震时有发生，然而对于该地区的断裂构造研究工作开展仍较少。随着地震安全性评价工作的开展，对涉县断裂活动性有少许研究，从工程角度评价了涉县断裂对工程的影响，局部确定了涉县断裂的位置与活动特征(冉志杰等，2016)。然而至今为止未见有关涉县断裂第四纪活动的地质证据。由于以往经济条件和地理位置的限制，研究区的构造活动特征研究仍较匮乏，以至于该地区潜在震源区的划分长期存在一些与基础资料不相匹配的问题，影响了该地区地震危险性的评价结果，不能满足城市经济社会发展的需要。

本文在综合分析浅层地震勘探、钻孔资料基础上，采用地质地貌调查、地形地貌、地质剖面分析和年龄测试等手段，对涉县盆地的控盆断裂——涉县断裂晚第四纪活动特征开展研究，以期为地震预测与灾害预防、工程稳定性与地震安全性评价、土地利用及城市规划服务。

1 断裂概况

涉县断裂长约40km，北起西戌镇南，经井店、更乐向西南延伸，途经北岗村、南岗村、招岗村、茨村、神头，止于响堂铺南(图 1)，断裂由NE向转为近EW向，中部在井店东被EW向断裂错断，断层面倾向西北，是控制涉县盆地的一组断裂带。

断裂沿线地层出露较为简单。断裂北侧为半地堑的涉县盆地，分布着龙山低凸起、河流谷地(清漳河、东枯河、南大河)和山前台地，出露全新统、上更新统和少量的中更新统，岩性为冲积粉质黏土，冲洪积和残坡积的松散沙卵砾石混杂堆积。断裂东南及南侧为基岩山，主要出露寒武系、奥陶系灰岩和震旦系石英砂岩。涉县断裂的活动特征表现为山前的陡崖地貌、规模巨大的基岩破碎变形带和断裂两侧河流阶地的差异。

2 地形地貌特征

地形陡坎是断层活动的表现形式之一，断层垂直活动越明显、越强烈，其形成的陡坎越清晰。图 2为垂直于涉县断裂的6条地形剖面，较好地展示了断裂位置及盆地内NE向次级构造的高低起伏形态，盆山交界处地形变化显著，形成陡崖地貌，陡崖倾角大于70°。盆地区主要由河流谷地及山前台地构成，山前台地向盆地河流谷地倾斜，二者高差70~100m，局部残留龙山低凸起。P₄剖面位于更乐镇北侧，显示涉县断裂NE段的地形地貌形态，能够分辨出盆山交汇地带和基岩山内均存在地形变化，推测存在2条NE向断裂。P₆剖面位于神头西侧，山前台地坡积物呈缓坡堆积。

野外考察发现，清漳河两岸产状平缓的中元古代变质石英砂岩组成的山体与涉县盆地之间构成陡峻的地形变化，断裂通过位置形成断层谷地貌，宽约100m，基岩变形强烈，断裂两侧奥陶纪灰岩垂直落差可达500~600m(图 3)。

3 地质剖面特征

涉县盆地由多次断陷作用形成，由涉县前缘隐伏断裂和后缘基岩断裂共同控制，二者具有各自的活动特征与性质。

3.1 前缘断裂

将涉县断裂位于盆地内的隐伏断层称为前缘断裂，前缘断裂隐伏于山前台地之下，台地发育1~2套棕红色古土壤层，微向北倾斜，多地可见棕红色标志层突然消失于黄土之下，这种地层突然消失的现象，推测是涉县前缘断裂活动所致。在招岗村山前冲沟内，可见断裂活动的地质剖面(图 4)：断层走向N40°E，倾向NW，倾角48°~65°，地表形成高约1m和0.4m的2个陡坎。断裂带宽8~10m，断层下盘下部为寒武系，发育多条基岩小断层，紫红色、黄绿色岩层破碎、褶曲，近断层处直立且泥化；中部为基岩崩积物和残留的棕红色古土壤，零星夹有白色钙结核；上部为Q_3-4含砂黄土，厚3~4m。断层上盘为厚层的含砂砾次生黄土，局部夹水平层理的砂砾石透镜体。断层最新活动位于0.4m高陡坎前缘，表现为棕红色标志层陡然消失，与Q_3-4次生黄土呈断层接触。因此，涉县断裂最新活动时代为晚更新世。

冉志杰等(2016)在涉县寨上村东南、茨村东南布设了2条浅层地震勘探剖面：剖面pm1位于两山之间的山谷，上覆盖黄土，其下为奥陶系灰岩；剖面pm2位于清漳河河岸，覆盖层为中更新统砾石层，其下为震旦系石英岩。地震剖面显示断层倾向北西，为上陡下缓的正断层，断层上断点位于上覆的中更新统黄土层和砾石层之中。

综上所述，涉县前缘断裂为上陡下缓的正断层，错断了中更新统和上更新统，断层最新活动时代为晚更新世。

3.2 后缘断裂

后缘断裂位于山前台地后缘，大部分在基岩区通过，地表无覆盖层或覆盖层较薄，断裂表现为基岩脆性破碎带或泥化变形带，变形特征反映了断裂所受的不同应力环境。

在清漳河东岸寨上村东南约1km的景区小房边，发现断裂使得元古代地层产状发生较大变化(图 5 (a))，断层走向N30°E~40°，倾向N，倾角68°~70°，表部被薄层的坡积物覆盖，未见覆盖层有明显变化。而较早时期强烈的构造活动使得断面上的原岩泥化，棕红色、黄绿色断层泥揉皱在一起。断层变形带内基岩破碎，呈灰白色、棕黄色条带状，破碎带宽2~4m。断层变形带由中心向两侧基岩破碎逐渐减弱，呈现泥粉状-半泥粉状-基岩团块与泥粉混杂状-基岩破碎状，变形带的特征反映断层具有正断走滑特征。在北岗村南(图 5 (b))第四系黄土坡积台地南侧下寒武系深灰色灰岩中见断层破碎带，断层面倾角近直立，断层泥带宽8~10cm，未胶结，断层破碎带近乎直通地表，有第四系黄土沿裂缝充填。断层面从下到上呈弱S形扭曲状，反映断层具有走滑挤压特征。

3.3 次级滑动面

涉县断裂局部变形带表部的薄层第四系中，可见与涉县断裂小角度相交或共轭的次级滑动面。在寨上村东，山前台地的黄土地层内发现与涉县断裂小角度相交的2条相距12m的小断层(周月玲等，2020)：断层f₁走向15°，倾向SE，倾角65°~70°，断面表现为灰白色土与棕红色土接触，宽约5cm，见擦痕、劈理化等现象，表部被全新世坡积物覆盖；断层f₂走向16°，倾向E，倾角56°~65°，错断棕红色土，垂直错距约0.8m，棕红色土下部为基岩，上覆灰白色土和全新世腐殖土，受f₂断层错断影响，在地表形成凹槽。根据地层岩性、地貌位置、年龄测试结果及区域对比，灰白色土层为晚更新世地层。因此，该处断层的最新活动时代为晚更新世晚期。

在距离上述剖面约300m的涉县断裂变形带附近，还发现了与涉县断裂共轭的断层滑动面(图 6)。剖面显示断层滑动面走向290°~300°，倾向NE，倾角约52°，断层上盘表层为山前洪坡积物，砾石与土混杂，下部为第四系黄土，发育2层棕红色古土壤层。断层下盘为棕红色土(层⑤)，板结较硬，含钙结核，推测为第四系早期地层。断层错断下部棕红色古土壤层及以下地层(层②-2和层③-2)，根据地层岩性、地貌位置及区域对比，推测层②-2和层③-2对应中更新世至晚更新世早期地层。

4 活动速率

河流阶地的形成演化常会受到地壳变形和断裂构造的影响，可以通过断裂两侧河流阶地的差异来分析构造的最新活动情况。清漳河是穿越涉县断裂规模较大的河流，在涉县境内全长61km，河床平均宽度430m。该河流流经地区多变质岩，泥沙含量不多，河水清澈，但汛期夹带大量泥沙，易造成河床改道，河底多为石英砂卵石及夹带的大量泥沙。在涉县断裂以北的清漳河由多条支流组成，河床较宽，水流较缓，在涉县盆地内河流多次改道，沉积了大量的河流相地层，可识别河流阶地2级；断裂以南，多条支流汇聚，河床较窄，水流较急，在河床较宽的地方保留4~5级河流阶地(梅惠杰等，2001)。对涉县断裂北侧1条和南侧3条跨清漳河的地形剖面(图 7)进行分析，获得各剖面线的阶地拔河高度(表 1)。

T₀阶地以泥沙、砾石堆积为主，在河道两侧连续沉积，拔河高度3~4m，为全新世河流相堆积；T₁阶地以砂质黄土或砾石为主，拔河高度10~14m，为Q₃晚期河流相和坡洪积相地层；T₂阶地以黄土或洪积砾石为主，拔河高度31~38m，推测为Q₃早中期地层，断裂两侧岩性不同(图 8)；T₃阶地为棕红色土或砂砾石，为Q₂时期地层。

涉县断裂两侧T₁阶地拔河高度相差不大，断裂未对T₁阶地造成影响，从T₁阶地岩性来看，涉县断裂Q₄时期未见活动迹象。T₂与T₁的相对高度在断裂两侧有所差异，断裂北侧T₂与T₁阶地高差较小，为18~20m(不限于表 1的更多资料，下同)；断裂南侧二者相差22~28m。涉县断裂活动导致盆地下沉，T₁阶地不断接受河流堆积，致使T₂-T₁阶地高差减小。盆地内已有钻孔资料显示盆地堆积普遍形成于Q₂时期，根据地层地貌特征推测涉县断裂南北两侧T₂与T₁相对高差的差异应形成于Q₃早期，南侧高于北侧6~8m，以10万年为时长进行估算，则涉县断裂晚更新世早期以来平均垂直滑动速率为0.06~0.08mm/a。清漳河两侧基岩山顶广泛发育夷平面(图 9)，海拔560~610m，对应中新世末至上新世初的唐县夷平面，由于第四纪期间涉县断裂的断错作用形成了涉县盆地，并使得断裂北侧的唐县夷平面深埋于涉县盆地下。茨村附近钻孔显示下更新统可能不存在，即使存在，地层也很薄，因此，唐县夷平面在涉县盆地附近地区彻底瓦解应该发生在中更新世之后。根据茨村附近钻孔得知断裂北侧第四系厚约60m，据此，断裂两侧唐县夷平面高差达160~250m，以73万年为时长来估算，涉县断裂中更新世以来垂直平均活动速率为0.22~0.34mm/a，表明垂直差异活动主要发生于中更新世期间。

5 讨论

通过对涉县断裂地形地貌和地质剖面分析，发现涉县断裂规模较大，变形带宽200余米，常形成断层陡崖地貌或基岩脆性—韧性变形带，清漳河一带断裂变形最为强烈，局部变形带表部的薄层晚第四纪地层中可见与涉县断裂小角度相交或共轭的次级滑动面。

次级滑动面与涉县断裂的构造关系可归纳为图 10所示。F_1-1为涉县断裂后缘基岩断裂，走向NE，倾向NW，断层破碎带较宽。F_1-2为涉县断层前缘隐伏断层，错断中-晚更新世地层。F₂、F₃代表NNE向和NW向次级滑动面，主要发育在涉县断裂变形带内，规模较小，为涉县断裂的伴生构造，对涉县断裂变形带上覆第四系黄土有错断作用，其活动性受涉县断裂控制，涉县断裂的伴生构造的活动情况也从另一个侧面表明涉县断裂在晚更新世仍有活动。

6 结论

通过地质地貌调查、河流阶地和地层测年结果的综合分析，得到如下结论：

(1) 涉县断裂为太行山内控制涉县盆地的控盆构造，包括前缘隐伏断裂和后缘基岩断裂，由多条平行或小角度相交的断层构成复杂的断裂带。前缘断裂多隐伏于Q₃地层之下，错断中更新统-上更新统的黄土和砂砾石层，表现为正断特征；后缘基岩断裂则表现为断层陡坎、陡崖地貌、脆性破裂带和断层泥带，具有正断走滑特征。

(2) 前缘断裂、后缘断裂和伴生构造共同构成了涉县盆地的控盆构造——涉县断裂带，深部上后缘断裂与伴生构造表现为复杂的花状构造，断裂构造互相协调，共同控制着涉县盆地的发育演化。

(3) 涉县断裂带总体走向NE/EW，倾向NW/N，晚更新世早期以来平均垂直滑动速率为0.06~0.08mm/a，中更新世以来平均垂直滑动速率可达0.22~0.34mm/a，垂直差异活动主要发生于中更新世期间。