河北省活动构造的基本特征

河北省总体地形走向呈现西高东低、北高南低的特点，水系自西向东缓慢流动。河北省地貌类型多样，相对高差悬殊，大地貌单元排列有序，可分为坝上高原、燕山-太行山、河北平原、渤海湾和海岸带四个区域。

(1)坝上高原是内蒙古高原的南部，海拔1200 ~ 1500m。它的北部是裸露的丘陵，中部是波状高原，南部是裸露的低山。

(2)燕山-太行山可分为燕山山脉、冀西北山盆和太行山三部分。燕山山脉是侵蚀山区，山峦重叠，山谷纵横交错。地势北高南低。海拔一般在800 ~ 1500m，长城以南为低山丘陵。冀西北山间盆地地貌以山、丘、谷、盆相间分布为特征，在山、丘之间发育一系列断谷和盆地，主要有蔚县-阳原、张家口-宣化和涿鹿-怀来盆地。太行山大致在长城以南到阜平一带，属于被侵蚀的中山，海拔1000 m。北部的小五台山海拔高达2882米，是河北省最高峰。太行山中南部地势低缓，丘陵地貌较低。

(3)河北平原，从山前到渤海湾，属于华北平原北部。地势平坦，一望无际，向东缓坡，纵坡1/200 ~ 1/20000。可分为山前冲积洪泛平原、中部冲积湖积平原和沿海冲积海积平原。山前平原沿太行山、燕山山麓呈带状分布，由河流冲积扇组成。中原由古黄河、海河水系冲积而成，地势平坦，海拔一般在50 m以下，常有沙丘、碟形洼地和古河道遗迹。滨海平原地势低洼，海拔一般在5 m以下。

(4)渤海湾及其海岸带作为重要的地貌单元，具有很大的开发利用价值。河北省渤海湾海岸带长487 km，其中滩涂面积1167.9 km2，潮上带滨海盐渍土725 km2，0-20 m浅水6455.6 km2。

河北省中生代的地形和今天完全不一样。就太行山山脉和华北断陷而言，根据岩相古地理分析，可以确定它正好与“西高东低”的现代地形走向相反。中生代，华北处于东长西低的状态，地形地貌呈现“东高西低”。强烈的燕山运动结束后，太行山、燕山、坝上地区整体隆升，古新世沉积缺失，北台期夷平面形成。始新世的地壳活动又开始加剧，这一时期的地壳活动主要表现为区域地壳块体之间的差异起伏。这种地壳活动在渐新世进一步加强。太行山、燕山、坝上高原持续抬升遭受风化剥蚀，山间盆地持续下降接受沉积(渐新统厚23 ~ 183 m)。进入古近纪后，新断陷盆地不断出现，特别是坝上高原，火山活动强烈，岩浆大面积溢出，新断陷盆地中堆积了极厚的火山岩。第四纪初期，河北省的基本地形地貌已经形成，奠定了现代山川的基本格局。但地壳块体间的差异隆升运动仍在继续，火山活动时有发生。时至今日，河北平原和山间盆地持续下降接受沉积，河流扭曲改道，湖泊湖泊变化，地震频发。表明河北省第四纪以来的区域地壳活动仍然强烈，特别是在河北平原、山间盆地和山前地带。在张家口地区，第四纪河流相和湖泊相的松散沉积物产状呈大角度倾斜(图版ⅳ-3)，表明该地区在新近纪以来有强烈的构造活动。

华北地幔柱是影响河北省区域活动构造的最重要的深部构造背景。丸山(1994)命名的地幔柱属于地幔柱的第二构造单元。李洪阳等人在《地幔柱构造》(2002)一书中指出:一般认为，核幔界面上具有一定厚度、活动性较强的特殊构造层，在受到扰动时可以形成上升的物质流。当核幔界面的物质向上移动时，范围不断扩大。到达上地幔和下地幔的界面时，由于上地幔和下地幔的速度差形成剪切面，导致界面下上涌的地幔热物质呈蘑菇状隆起。当林冠的能量积累达到临界状态时，热物质就会突破边界，以地幔柱顶部衍生出的几个地幔亚热柱的形式向上侵入。在就位过程中，还能不断扩大体积，到达岩石圈底部。由于岩石圈的剪切和封闭的阻挡，亚热柱会像蘑菇一样在岩石圈底部膨胀，岩石圈会隆起。随着亚热柱冠的增大和热量的积累，早期隆升的岩石圈逐渐热减薄，进而开裂。因此，在亚热柱发育的后期，深部地幔隆起顶部往往形成大型断陷盆地。河北省的活动构造就是在这种深部构造背景下发生、发展和运动的。

河北省活动构造的主要表现是新生代断陷盆地、活动断裂和新生代火山活动。北北东向和北西向(近东西向)活动构造是河北省活动构造的主体，构成了活动构造的基本格局。

8.2.2新生代断陷盆地

河北省新生代断陷盆地主要包括小型山间断陷盆地和大型断陷平原。分布方向为北北东向和北西向(近东西向)，与整体构造格局一致。

山间断陷盆地主要包括宣化断陷盆地、延庆-涿鹿断陷盆地、蔚县盆地、阳原盆地、迁安断陷盆地和武安断陷盆地。这些断陷盆地自第四纪以来一直在持续沉降，并接受了沉积作用。第四系厚度薄则百余米，厚则数千米。断陷盆地以活动断层为界，并受其控制。如蔚县盆地:受蔚县北东向南山-狼山活动断裂控制，为箕状断陷盆地，沉积了厚度约300 m的第四系(图8-1)。

河北平原是一个巨大的新生代断陷盆地，沉积了数百米至数千米厚的第四系。它也受到活动断层的限制。根据石油钻井和地震勘探资料，该巨型新生代断陷盆地中北北东向和北西向活动断裂呈棋盘格状发育，控制并形成了一系列北北东向凹陷和隆起以及一系列北西向凹陷和隆起。北北东向的坳陷和隆起自西向东依次为冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷和成宁隆起。北西向的凹陷和凸起自北向南依次为武清-霸州凹陷、牛驼镇凸起、博野凹陷和恒新凸起。北西向凹陷在北东向隆起上形成明显的马鞍，表明北西向构造的形成期应晚于北东向构造的形成期。

图8-1蔚县盆地横断面示意图

新生代断陷盆地中，除北北东向和NWW(近东西向)两组主断层外，还存在其他方向的次级断层。次级断层和主断层的交汇处往往是地震多发区。

活动断层

8.2.3.1活断层解释标志

(1)形成线状断层地貌，如断层崖、断层三角、断层隘口等。

(2)山脉与盆地的界线呈直线、折线或雁行状。

(3)深的线性谷。

(4)山脉和盆地边缘线性排列的冲积扇或残丘。

(5)水系呈线状和网格状。

(6)水系统的同步畸变。河流的异常点，如河床坡度突变、上下游河谷明显变化点、不对称阶地等。

(7)珠状湖泊或洼地。

(8)平原区异常线性色调。

此外，地震震中的线性分布、温泉、地热异常和地球物理场异常也是判断活动断层存在的标志。

8.2.3.2活断层的基本特征

利用Landsat7-TM数据、7、4和3波段合成图像和MSS图像，* * *解释了140多条活动断层。其中NE向断裂、NW向断裂和近EW向断裂最为发育，规模较大，一般延伸超过100 km，最长超过500 km。它们构成了河北省活动断裂的主要骨架，控制了河北省的地貌和水系形态。其次是北东向断裂、北西向断裂和近南北向断裂，规模相对较小，延伸长度一般不超过100 km。

北北东向断裂是河北省最发育的断裂，主断裂贯穿全省并向省外延伸，活动性明显。主要代表有紫荆关断裂带、太行山前断裂带、平谷-赞皇断裂带、唐山-邢台断裂带和沧东断裂带。

北西向断裂主要分布在尚义-下板城断裂带以南至河南安阳一带。该方向的断层自北向南可分为三组，断层性质和空间分布特征存在明显差异。燕山北部地区北西向断裂以左旋扭动为主，断裂不等间距分布，平均方向为N65°W；；冀中石家庄北西向断裂以右旋扭动为特征，断层等间距分布，间距约20公里，平均方向为N80°W；；冀南邯郸北西向断裂以左旋扭动为主，断层等间距分布，平均距离约为10 km，平均方向为n95w；；主要代表有张家口-唐山断裂带、大河南-北塘断裂带、灵寿-武强断裂带、任县-广宁断裂带和磁县-大名断裂带。

近东西向断裂主要分布在冀北山区和坝上高原。该方向的断层彼此差异较大，断层的活动性由北向南由弱变强。主要代表是康保-围场断裂带和尚义-下板城断裂带。

北西向断裂主要分布在邢台和唐山之间的平原地区。总的来说，该方向断裂的形成时间晚于北北东向和北西向断裂，规模相对较小，但其继承性活动性并不逊色，对现代水系和地震活动的控制也非常明显。主要代表有怀柔-天津断裂、涞水-沧州断裂和石家庄-清河断裂。

其他方向的断裂主要以近南北走向的藁城-大名断裂和东北走向的蔚县-迁安断裂为代表。这些断层的共同特点是形成年代较新，规模较小，活动性较强。与其他大型断层的交汇处，在历史上往往是地震多发区。

上述主要活动断层的基本特征简述如下:

(1)紫荆关断裂带:该断裂带由多条北北东向断裂组成，带宽约20公里，主断裂为上黄岐-五龙沟断裂。该断层自涞源银坊向北经五龙沟、大河南、赤城、上黄旗至围场内的御道口，全长约500 km。该断裂带在卫星影像上反映清晰，主要特征为长而稳定的V型谷地，断层峭壁、断层通道等断层地貌发育良好。大多数穿过断层的水系顺时针弯曲。断层沿线有许多温泉出露，地震活动也很频繁。该断裂赤城-官厅段历史上有过中等地震的记录。国家地震局曾测量过该断裂带上断层活动的年速率(表8-1)。结果表明，断层以垂直运动为主，年平均速率为2.82 mm/a，远高于华北地区0.2 mm/a的年平均速率。

表8-1紫荆关断裂带年活动速率表

(2)太行山山前断裂带:由两条北北东向、近平行的主断裂组成，西边一条是西柏坡-石景山断裂，自平山县岗南向东北延伸，经易县、房山、石景山至怀柔西，全长约400 km。这条断层出露在地表，卫星图像清晰。太行山区断裂地貌发育，曲阳等地水系、山脊扭曲。断裂北段主要是一条线性地貌边界。从跨断层和山脊的水系扭曲现象来看，断层表现为右旋活动。东部一条是石家庄-密云断裂，从石家庄向北北东向经保定、涿州至北京密云，全长约400 km，为隐伏断裂。该断层在地球物理场中表现为重力级联带。从卫星图像上看，断层的西北部是隆起的太行山，东南部是沉降的河北平原。断层穿越的水系有明显的顺时针弯曲现象(图8-2)，表现为右旋性质。断裂带现代活动强烈，不仅控制了现代地貌和水系，地震的频繁发生也是有力的证据。北京地区历史上发生过多次5级以上地震，这条断层的北京段就是著名的八宝山断层。

图8-2太行山山前断层水系扭转错动示意图

(3)平谷-赞皇断裂:北起平谷县曹家路，南经赞皇县三河、霸州、深泽、藁城、石家栏，全长400多公里，总体走向为北北东向。断裂北段与前人描述的程各庄断裂和夏店断裂一致。北、南段断层地貌发育，图像清晰；中间部分是隐藏断层，两边颜色不一样。近东西向水系在断层处转向断层方向，对水系有明显的控制作用。从水系的扭曲和断层三角形的形态来看，断层的活动是右旋的，东南板块上升。国家地震局曾经在夏甸做过基线调查。结果表明，在1972年5月至1974年5月和65438年2月的两年半时间里，斜断层(原长72 m)基线缩短了3.9 mm，垂直断层(原长48 m)基线延长了0.6 mm，高差变化了1。这个结果和我们的结论是一致的。历史上三河、廊坊南、栾城等地沿断层发生过中等地震，其中1679年9月2日三河地震是我省有记录的最强地震，震级为8级。

(4)唐山-邢台断裂:西移的刘宗奇，向西南经唐山、宁河、青县、隆尧、邢台至河津、歙县，全长500 km，总体方向为NNE。断层的图像特征是:唐山北部的断层地貌清晰可辨，主要有断层三角、断层谷和断层通道；在天津团泊洼至邢台市的平原区，是一条明显的异常色带，控制着水系的流向。在邢台市南部，断裂以地貌边界为特征。以往对该断层宁河-刘宗营段的研究更为详细。根据桓等制作的垂直形变图和水平位移图(图8-3和图8-4)。指出陡河-宁河断裂是丰南地区的主要走滑断层，两个板块的相对水平位移矢量约为3.2 m，垂直形变小于100 mm，东板块最大落差为784 mm。宁河地区是该断层的垂直形变段，两个板块升降的情况与丰南地区相反。西板块下降，最大垂直形变在1500 mm以上，东板块相对上升。根据遥感图像显示的断层三角面和水系形态分析，断层总体表现为东板块抬升。断层沿线的地震活动非常强烈，著名的邢台地震和唐山地震的震中都在这条断裂带上。

图8-3 1976陡河-宁河断层垂直形变图

图8-4 1976陡河-宁河断层水平位移图

(5)沧东断裂带:从遥感影像上看，该断裂带主要由两条北东向平行断层组成。西侧一条400公里长的线北起天津新港，经沧州泊头、清河，南至大名县，东侧一条北起黄骅的碛口，经沧州东光、馆陶至大名，延伸至河南境内，长约400公里。断层主要表现为异常色带，明显控制水系。沿着断层有频繁的地震活动。国家地震局测量了该断层的年活动率(表8-2)。

表8-2沧东断裂带年活动速率表

(6)张家口-唐山断裂带:呈西北走向，西起张家口西，经下花园、北京、通县、唐山至乐亭向东入海，长约400 km。断层控制着张悬断陷盆地；山区断层地貌发育，山脊扭曲。北京以东的平原地区为线状彩色异常，白河、洒河、环乡、陡河、朔河的交叉水系在断层处均有同步左旋。沿断层出露的温泉较多，如怀来东水泉温泉(水温80)、京西温泉(水温38)。该断层与张家口-蓬莱地震带大体一致，可能有一定的相关性。

(7)大河南-北塘断裂:北西向，自大河南至刘立河、韩村至北塘，长约200公里。在平面图像中，有两条平行线，距离为7 ~ 10 km，对水系有明显的控制作用。永定河、白沟河、拒马河上游均在穿越断层处同步弯曲。东北方向的山脊和山谷被切割，形成了直线分布的关隘和马鞍地貌。断层北侧山脊向西错位，南侧山脊向东相对位移，与水系扭转方向一致。历史上，中等地震多发生在平原地区的断裂带上，如1057年固安6.7级地震，1621年廊坊5.5级地震。

(8)灵寿-武强断裂:走向西北，从山西沿滹沱河穿越灵寿、无极、武强，西至山东庆云，长约400 km。图像中，山区呈断裂地貌，平原区呈线状色异常(尤其在MSS图像中)，控制着水系的发育和流向，在穿越水系时造成右旋同步畸变。沿断层的灵寿、莘县发生了中强地震。

与该断裂特征相一致的有阜平-唐县断裂、曲阳-肃宁断裂、行唐-尧阳断裂、金州断裂、栾城断裂、元氏县断裂等间距约20公里。从图像特征、控制的水系形态及其迁移现象来看，该组断层均具有北板块下降、南板块上升、右旋的性质。

(9)任县-广宁断裂:呈西北走向，西起山西阳曲，东经将军坟、邢台任县、广宗至山东夏津，国内长150 km以上。图像显示山区呈线状山谷，山脊交错，形成断裂地貌。两侧地形高差明显不同，南高北低。图像是平面区域中的色调边界。根据冯瑞等人的(1988)华北地区上地壳地震波速度图，断裂位于一个波速变化的台阶带。

(10)磁县-大名断裂:走向西北，西起歙县周信，东经磁县、临漳至大名，境内长度100 km以上。图像显示的是山区的断层地貌，尤其是断层三角，控制着漳河的发育，使西北水系和近南北向的山脊扭曲，显示出左旋扭曲的性质。前人对这条断层进行了详细的研究，都认为它是一条现代活动性很强的断层。中强地震沿断层频繁发生。

与该断层特征一致的有永年断层、西土站-苏里断层、邯郸断层、磁山-南堡断层、峰峰断层、岳城水库断层等间距约10 km。

(11)康保-围场断裂带:近东西走向，是河北省北缘最大的断裂。从康保向东经过内蒙古到围场，进入辽宁，全长400多公里。沿断层有残留的断层三角形等断层地貌。丰宁县北部的萧鸾河和围场县的伊浔河发生了同步弯曲(图8-5和图8-6)，表明断层具有左旋扭动的性质。康保-围场断裂带的地球物理特征为一级重力梯度带。新生代玄武岩出露在围场区域。该断层在新近纪活动强烈，但现代活动较弱。

(12)尚义-下板城断裂带:近东走向，西经崇礼、赤城至下板城，由尚义向东延伸进入辽宁，长度500多公里。断裂带由几条近东西向的断层组成。张北、崇礼、赤城、下板城等地断层地貌发育，断层的三角形形态保存完好。断层沿线的新生代火山活动非常强烈。在张北地区，断裂控制了大面积出露的中新世汉诺坝玄武岩的南界。历史上赤城-崇礼地区曾发生过3次4 ~ 6级地震。赤城温泉水温达68，兴城温泉水温达75。重力场是一个级联区。根据易茗小学(1991)对该断裂带的测年研究，在下坂市东部的罗家沟断层段，可以清楚地看到早期的断层角砾岩由于后期的复活形成了一个松散的挤压片理带(图8-7)。同位素测年结果表明，该断裂在0.233 Ma时有明显的活动性。汉诺坝以东五家子村附近，中晚更新世灰黑色亚砂土层受影响严重，出现大量东西向断裂。在汤河口北部前双梁断裂的关口，断裂剪切了中、晚更新世的坡积物，并因上盘下降而产生明显的牵引作用(图8-8)。测年结果表明，该断层在0.144 Ma时有明显的活动。上述事实表明，尚义-下板城断裂带的活动期从新近纪持续到第四纪，中晚更新世活动最强烈，沿断裂带有基性岩浆喷发。现在断层沿线有地热、温泉和地震活动，说明该断裂带自全新世以来就有活动。

图8-5冀北东西向断裂水系同步弯曲示意图

图8-6康保-围场断裂围场区水系同步弯曲示意图

(13)怀柔-天津断裂:走向西北，从怀柔向东南经武清、天津至渤海，沿直线海岸线进入山东，全长250多公里。图像是一条线状的颜色异常，痕迹清晰，与笔直的海岸线相连。断层对水系有明显的控制作用。沿着断层有地热分布和地震活动。

(14)涞水-沧州断裂:走向西北，从涞水县西部山区向东南延伸，经涞水、雄县、沧县至山东宜都，全长250多公里。断层在有山谷和陡峭悬崖的山区显示线性图像，而在平原地区显示线性颜色异常。宜都地区分布着一系列洼地和隐伏玄武岩带(李建华，1985)。断层控制水系和地震。

图8-7罗家沟活动断层剖面图

图8-8前双梁垭口南第四纪断层剖面图

(15)石家庄-清河断裂:走向西北，由平山经石家庄、宁晋、清河延伸至山东，全长200多公里。主要表现为线性颜色异常、地热分布和沿断层的地震活动，它们控制着渭河的发育。该断裂与山东蒙山断裂相连，悬崖地貌相当清晰(李建华，1985)。

(16)藁城-大名断裂:近南北走向，由藁城东向南横穿萍乡至大名，全长约200 km。图像为直调边界，水系在断层处转弯，穿越水系时出现右旋同步畸变。东板块涨西板块跌。邢台地震震级为1966±7.2，发生在北北东向断裂的交汇处。

(17)蔚县—迁安断裂:北东向，自山西广陵经蔚县、凤台、通县、三河、蓟县至迁安建昌营，全长约400 km。断层在山区形成线性分布的断层地貌，平原区为彩色异常条带，穿过水系，左旋同步扭曲。断层沿线地震活动强烈，历史上三河、通县、凤台等地发生过中强地震。

8.2.4新生代岩浆活动

河北省新生代岩浆活动主要是玄武岩火山喷发活动。新生代火山活动最强烈的时期是新近纪中新世和上新世，玄武岩广泛分布于张家口以北的尚义、张北、承德等围场地区。较小的见于太行山东麓的阳原、蔚县和井陉、武安等地。第四纪火山活动主要发生在尚义县渤海附近的无量台、小蒜沟和海星山。平原地区的冀中坳陷和黄骅坳陷存在多层隐伏玄武岩。

新近纪火山岩以汉诺坝玄武岩为代表，其活动特征为:火山活动时间为上新世中期。玄武岩由多旋回、中央和裂隙喷发形成，已发现9个环形山，其中十字街环形山在遥感影像上清晰可辨。汉诺坝玄武岩可分为两期:早期玄武岩南起坝头，北至张北瑛子堡，东起李昪村，西至尚义县单晶河村、藤台子村，大部分被第四系覆盖。该时期玄武岩浆喷发次数约为10次；晚期玄武岩主要分布在张北县南部-海流图-两面井村，约有5次喷发。

无量台、小蒜沟、海兴山第四纪玄武岩以中央喷发为主，有三次猛烈喷发。

平原区隐伏的新生代玄武岩主要分布在冀中坳陷和黄骅坳陷。古近纪始新世开始火山活动，以玄武岩溢流为主，北京地区最为强烈。新近纪的中新世和上新世火山活动移至渤海湾及其周边地区，与汉诺坝玄武岩一起构成了河北省最大的新近纪火山活动。

平原区隐伏的第四纪玄武岩主要分布在黄骅、燕山、海兴和沧州。火山活动时间为更新世，以中央喷发和裂隙喷发为主。