张恩会 师亚芹 张 艺 李 苗

李高阳1） 裴跟弟2） 王万合2）

1）陕西省地震局，西安 710068

2）中煤科工集团西安研究院有限公司，西安 710077

0 引言

渭河盆地北接鄂尔多斯地台，南邻秦岭褶皱带，西端与青藏高原东北缘弧形断裂束相接，向E毗连山西断陷带，是亚洲大陆新生代典型的裂陷构造盆地之一（Zhangetal．，1995；Ritsetal．，2016；Lietal．，2017），学界内认为其现今主要处于以拉伸为主的构造环境，从地壳结构、基底到盖层构造均表现为伸展构造体制（彭建兵，1992；邓亚虹等，2013）。新生代以来该盆地垂直差异运动强烈，活动断裂发育，是历史地震活动十分强烈的地区（国家地震局“鄂尔多斯周缘活动断裂系”课题组，1988；韩恒悦等，2002；张朝锋，2011）。

桃川－户县断裂是渭河盆地内的活断层之一（图1）。陕西省地震局完成的“关中地区大震危险性评价项目”(1)陕西省地震局，2020，关中地区大震危险性评价技术报告。（以下简称“关中大震项目”）的成果表明该断裂是一条区域性大断裂，其向W 与太白盆地南缘断裂相连，向E经太白县桃川镇、再由周至汤峪镇进入渭河盆地，在盆地中表现为一条近EW 走向的隐伏断裂。长庆油田和西安地调中心布设的、穿过西安凹陷的中深层地震剖面显示该断裂是一条向下切穿古生界的基底深断裂(2)②陕西省地质调查中心，2015，渭河盆地基底探测与选区地球物理攻关项目。。

图1 桃川－户县断裂与本文研究区位置图Fig．1 Map showing positions of the Taochuan Huxian Fault and the study area．区域位置图中的地块划分方案据中国地质图集（2002）；断层分布据陕西省地震局“关中大震项目”研究成果

在强地震发生时沿发震的活动断裂会产生地表破裂带和变形带，并在该地带内造成严重的地震灾害。因此，解决断裂“有没有、活不活、深不深”的问题在防震减灾工作中占据着十分重要的地位（邓起东等，2007；郑文俊等，2019）。近年来开展的隐伏活动断层探测工作只是证明了桃川－户县断裂在渭河盆地中的存在，回答了“有没有”的问题，并未解决该断层在渭河盆地中的详细展布位置和新活动性的问题，工作结果也未能完全满足周缘城镇发展规划的抗震设防需求。因此，“十三五”期间陕西省重点项目“兴平市活动断层探测及危险性评价”（以下简称“兴平活断层项目”）针对桃川－户县断裂进一步开展了大量探测工作。在前人研究的基础上，该项目合理布设测线，利用高分辨率浅层地震数据采集技术和高精度数据处理手段详细探查了桃川－户县断裂在周至—户县附近的展布位置和浅部地质结构，进而综合前人的探测资料对该断裂在渭河盆地中部的展布、最新活动性以及剖面结构特征进行了分析与揭示。本文对该项目的探测研究工作进行总结，研究区如图1所示。

1 地质背景

渭河盆地是夹持于鄂尔多斯和秦岭两地块之间的新生代断陷盆地，表现为东宽西窄、南深北浅的不对称状。新生代前，由于秦岭地块的N向俯冲，使位于其北侧的华北地块南缘发育了多条挤压逆冲断层，这些断层后来成为渭河盆地的控盆断层；新生代及喜山期以来，在鄂尔多斯块体和秦岭造山带之间形成了NW－SE向的拉张环境并持续近水平的拉张作用，先存的逆冲断层发生反向拉张活动（王景明，1984；张宏卫等，1992；Tangetal．，2015），使得渭河盆地成为受正断层作用控制的拉张断陷盆地（彭建兵，1992；张国伟等，2001；韩恒悦等，2002；Zhangetal．，2011；任隽等，2013）。

由于新生代以来的断陷作用，渭河盆地中松散层之下被断层切割为宝鸡凸起、咸阳凸起、骊山凸起、阳郭凸起、西安凹陷、固市凹陷以及东部的运城凹陷、中条山隆起和灵宝凹陷等多个次级断凸和断凹（肖秋生，2017）。盆地的基底埋深约5km（胡国泽等，2014）；基底上广泛分布第四系，地层岩性以黄土和砂砾卵石层为主，成因类型以风积、冲洪积、湖积为主，另有冰水、坡积、滑塌堆积等。盆地中第四系从NW 至SE逐渐增厚，沉积厚度在空间上的差别极大。在盆地沉积中心的户县、固市镇等处第四系厚度最大，一般为700～800m，最厚处可达1 300m。河谷区的沉积厚度普遍＞400m，黄土塬区厚100～300m或＜100m。另外，盆地中新生界的最大厚度达7 000m(3)陕西省地质调查中心，2015，渭河盆地基底探测与选区地球物理攻关项目。。渭河盆地至今仍处于持续的伸展、沉降与沉积的状态中（邓起东等，1999；王红伟等，2010）。桃川－户县断裂位于秦岭北缘断裂和渭河断裂之间，总体呈近EW 向穿过西安凹陷。西安凹陷的新生代盖层最厚达7 000m，边缘部位厚3 500～5 000m，自上而下主要为第四系、新近系、古近系，基底为震旦亚界片岩及燕山期花岗岩（杨超，2013；杜建军，2016）。

2 中深层地震剖面解释：断裂在渭河盆地内的角色研究

2013年，西安地质调查中心渭河盆地基底探测与选区地球物理攻关项目的二维地震勘探专题①跨越盆地完成了2条中深层地震测线的探测，并利用渭深10井资料标定了地震剖面中的地质层位，完成了西安凹陷地震资料的时深转换，给出了5组标志层，分别对应第四系、新近系的张家坡组、蓝田－灞河组、高陵组以及古近系、古生界底界的反射。其中一条测线南起户县，北到乾县，斜穿西安凹陷，本文将称其为“石油中深测线”（位置见图1）。该中深测线地震剖面显示西安凹陷整体呈箕状，南深北浅，在剖面上表现为向斜式的同相轴，向斜中心偏南，两翼倾角南陡北缓，该现象说明受秦岭北缘断裂的控制，南部成为盆地的沉积中心（图2）。

图2剖面显示秦岭北缘断裂和渭河断裂在深度上呈“Y”字型结构，共同控制了渭河盆地西安凹陷的南、北边界。该凹陷内各组沉积地层均表现出南厚北薄的特点，其中古近系向N逐渐消失。该凹陷的南、北两侧基底的埋深变化较大，分别介于4 000～5 000m 和7 000～8 000m之间。

图2 户县－乾县中深层地震反射剖面及断层解释Fig．2 Seismic reflection section of the profile Huxian Qianxian with fault interpretations．测线位置见图1和图3。地震反射剖面及地层解释据文献(4) ①陕西省地质调查中心，2015，渭河盆底基底探测与选区地球物理攻关项目。

在图2剖面上，还发现秦岭北缘断裂与渭河断裂之间存在1条N倾正断层，即桃川－户县断裂（F8），它的视垂直错断特征十分明显，大体将西安凹陷从基底之上一分为二。该剖面中的F8断裂倾向N，倾角上陡下缓，向上延伸至第四纪地层，向下最深可切入前震旦系基底，断距随深度增大，基底垂直错断千米有余。F8断裂以北约4km处存在1条陡倾的反向次级断裂DF3，其向下在深度6 000～7 000m处与F8归为一条大断裂，并在≥9 000m的深度向下与渭河断裂相交。因此，桃川－户县断裂F8在渭河盆地西安凹陷内属于渭河断裂南盘的大型反倾“正断层”（图2）。另外，图2剖面清楚地揭示了西安凹陷基底以上的沉积形态及各条断裂的中深部特征，即除沉积中心附近地层下凹外，各条断裂之间的地层并非朝沉积中心逐次、阶梯状下掉，而是呈现出局部上隆的形态，表现出一定的走滑断裂带的结构特征，由此也可以认为秦岭北缘断裂、渭河断裂、桃川－户县断裂及其他次级断裂共同构成了一个大型的、类似于负花状结构的构造系统。

3 浅层地震勘探的布线、数据采集与处理

3.1 目的与测线布设

图2的中深地震剖面及其解释虽揭示了桃川－户县断裂的剖面形态及其在渭河断陷内的构造角色，但由于该剖面的探测重点为中深层，浅层信息较为粗略，第四系的分层反射并不清晰，无法用于判断断层的上断点及最新活动性。因此，为了查明桃川－户县断裂在渭河盆地内周至—户县段的具体展布位置及其活动性，本研究依托陕西省“兴平市活断层项目”，在前述“石油中深测线”以西布设了2条SN向的浅层控制性地震测线T2和W 3（图3）。其中T2测线长约13km；W 3位于T2西侧并与T2相接，总长约17km。2条测线南北相接，基本控制了西安凹陷的浅层结构。为进一步追踪桃川－户县断裂及其反向次级断裂在盆地中的展布情况，项目在后续探测中又布设了T1、T5、TC4、WC4、WC5等5条SN向的浅层地震剖面测线，测线布设见图3。

图3 本研究开展的浅层地震勘探测线位置简图Fig．3 Map showing locations of the lines for shallow reflection seismic surveys．

3.2 地震数据采集与处理

本研究在浅层地震数据采集中采用了多次覆盖纵波反射法。考虑到测线主要位于渭河盆地中心区域，浅部和中、深部的反射波较发育，而盆地边缘区域的深部反射波不发育。因此，我们确定地震勘探应以获得浅部反射波资料为主，同时兼顾中、深部反射波资料，以便完成对目标断裂的精确定位及追踪工作。

野外探测使用2台28t的SM－26型可控震源激发地震，每炮震动4次，采用10～110Hz线性升频扫描，扫描长度为18s；地震仪采用加拿大GEO－X公司生产的Aries数字地震仪，采样间隔1ms，记录长度为2s或4s。地震波接收采用60Hz检波器以及排列内部激发、480道不对称接收、3m或5m道间距、40或60次覆盖的观测系统。

在Sun bland 2000工作站上使用CGG地震反射数据处理软件对原始数据进行处理。数据处理方法主要包括振幅补偿、静校正、叠前和叠后去噪以及叠后偏移等。振幅补偿是对几何扩散和地表不一致性造成的能量损失进行补偿。为了消除由地形起伏及近地表地层的横向不均匀对地震波到时造成的不利影响，采用了固定基准面初至折射静校正方法。为拓宽有效信号频带、压缩地震子波，提高地震资料的纵向分辨率，本次数据处理中选用了地表一致性预测反褶积方法，该方法不仅可有效压缩地震子波，还可进一步消除地表条件的变化对地震波的振幅和相位特性的影响，同时对多次波也有一定的压制作用。此外，为使倾斜界面反射归位到地下真实位置、绕射波收敛以及分解波的干涉现象，尽可能准确地反映地下构造形态，数据处理中采用F－XY域时间偏移方法对反射波叠加剖面进行了偏移处理（经反复试验，最终采用了95%的偏移速度）。

渭河盆地第四纪地层自上而下主要为：全新统（Qh）半坡沉积和现代沉积、上更新统（）乾县组和马兰组、中更新统（）湖组和离石组、下更新统（）三门组和阳郭组。本研究的浅层地震剖面获得了多组信噪比较高的地层反射波，根据剖面反射波场特征，并依据渭河盆地地热R2井（李玉宏等，2013）与渭深10井(5)国家地质总局第三普查勘察大队，1977，汾渭盆地石油普查阶段地质成果报告。的柱状地质剖面确定了7组地层反射波的地质属性。其中，T2波组具有能量强、连续性好、频率高等特征，推测为中更新统（Q2P）湖组上部的反射波，呈近水平状，在盆地区较发育，可在全区连续追踪。T2x波组通常由2～3个强相位构成，具有能量强、连续性好、频率高等特征，且呈近水平状，推测为中更新统湖组内部的反射波，在盆地区较发育，可全区连续追踪。TQ2x波组主要表现为能量强、连续性好、频率高等特征，呈近水平状，将其标定为湖组底界的反射波，在盆地区发育，全区可连续追踪。TQ1s波组由3～4个强相位构成，强相位的反射波连续性好、频率高，将其标定为第四系底界三门组的反射波，在盆地区发育，在全区可连续追踪。TN2y1波组通常由1～2个相位构成，连续性较好、频率较高，推测为新近系（N）上部张家坡组与第四系三门组之间的强反射波，在盆地区较发育，但在隆起部位不发育，在部分测线可连续追踪。TN2z波组通常由3～4个强相位构成，连续性好、频率高，将其标定为张家坡组底界的反射波，在盆地区发育，全区大部分测线上可连续追踪。TN2b波组通常由2～3个强相位构成，连续性好、频率高，推测为新近系灞河组的反射波，在盆地区发育，大部分测线可连续追踪。

4 浅层地震剖面及其构造解释

4.1 T2和W 3测线剖面

T2和W 3测线均为SN向，两者南北相接，横跨渭河盆地并经过渭河Ⅰ、Ⅱ级阶地。其中，T2测线南起周至县九峰镇，向N跨渭河后终止于兴平市北张村附近（图3）；W 3测线位于T2以北，南部与T2剖面相叠，南起渭河北岸河堤路，向N终于渭北黄土塬（图3）。图4和图5分别给出了这2条测线的时间剖面及深度解释图。时间剖面图的纵坐标为地震波的双程走时，深度解释图的纵坐标为深度，且纵横坐标比例相同；横坐标为CDP号和距离。

图4 T2与W 3测线的叠加时间剖面及主要断裂解释图Fig．4 Stacked time sections of seismic reflection profiles T2（a）and W 3（b）with interpretations of primary faults．

图5 T2与W 3测线深度剖面解释图Fig．5 Interpreted depth sections of seismic reflection profiles T2（a）and W 3（b）．各反射波组代号（T2、T2x、TQ2x、TQ1s、TN2y1、TN 2z和TN2b）对应的地层单元见3.2节最后自然段的描述，下同

在2条测线上共解释了6个强反射界面，包括4组第四系波组T2、T2x、TQ2x和TQ1s，2组新近系波组TN2y1和TN2z。时间剖面上显示中—晚新生代沉积相地层的连续沉积系列，不同沉积相地层的反射波丰富，地层整体S倾于盆地沉降中心，倾角约为5°，且下部地层倾角依次大于其上覆地层，由北向南呈喇叭状开口，反映了受盆地断陷作用控制的生长地层特征。

在T2测线剖面上解释了4条主要断层（F8、F8－1、F8－2和DF3），断点位置见图3，详细参数见表1。F8断裂错断的最新地层为T2波组对应的中更新统上部地层。F8－1和F8－2位于F8断裂以北，也错断了中更新统上部地层，倾向与F8相同，推测为F8的次级断裂。DF3位于F8－2以北，与F8－2形成1个次级凹陷。从时间剖面还可以看出，F8和DF3间的反射波同相轴存在一些局部不连续的情况，说明两者间还存在数条分支断裂。

表1 浅层地震测线及发现的断点参数表Table 1 The shallow seismic reflection profiles and parameters of the observed breakpoints

在W 3测线剖面的南段也揭示出存在次级断裂DF3，错断了T2—TN2z6组反射界面。如图4和图5的右侧显示，DF3断裂在W 3测线的南段表现出断层面上陡下缓，与T2测线的DF3断层形态相似；下降盘地层因受断层运动的牵引变形明显。因此，可根据该断点的平面位置和特征推测其与T2测线上的DF3为同一条断层。另外，根据中深层测线剖面与T2、W 3测线剖面上的断点位置及错断特征，本文推测F8和DF3分别对应中深层测线剖面（图2）上的桃川－户县主断裂与其反向分支断裂。

4.2 T1测线剖面

T1测线位于T2测线以东约7.5km处（图3），其剖面波形及错断特征与T2测线极其相似，揭示出1个由N倾正断层和S倾正断层构成的次级凹陷（图6，7）；同时，可根据断点位置推测控制该次级凹陷的边界断裂即为桃川－户县主断裂F8与其反向次级断裂DF3。

图6 T1测线时间剖面及主要断裂解释图Fig．6 Stacked time section of seismic reflection profile T1 with interpretation of primary faults．

该剖面南部地层的倾角总体上大于北部，受断层错断的特征明显，并由这些断裂控制，形成了1个次级凹陷，地层向凹陷中心逐级跌落，构成了1个明显的负花状构造，而凹陷两侧的地层产状较为平整。该剖面上4个较大的断点分别为F8、F8－1、DF3和DF3－1，断点参数见表1。与T2测线相比，该测线剖面上的F8与DF32条断裂之间的距离明显变小。

图7 T1测线的深度剖面解释图Fig．7 Interpreted depth sections of seismic reflection profile T1．

4.3 T5和TC4测线剖面

T5测线布设于T2测线以西，渭河之南（测线位置见图3）。该剖面上沉积地层发育，相应的反射波丰富，地层呈总体S倾的单斜产状，倾角变化与前几条测线类似，自上而下逐渐变大。基于前述测线断裂断错特征的分析和解释，推测本测线上的N倾正断层为桃川－户县断裂。T5剖面F8断层的上断点埋藏较深，未错断TQ2x（图8，9），其余的断点参数详见表1。因T5测线较短，并未在其上发现与T2测线对应的S倾断层DF3，故在T5测线以北的渭河北岸又布设了TC4测线。

图8 T5和TC4测线的时间剖面及主要断裂解释图Fig．8 Stacked time sections of seismic reflection profiles T5（a）and TC4（b）with interpretations of primary faults．

TC4测线南起渭河河堤路，向N终于苟家坡村（测线位置见图3）。图8揭示出该剖面南段靠近渭河河床的深部反射波组较为凌乱，而北部地层均较平整；结合剖面上2个明显的S倾断点可解释出DF3和DF3－12条断裂（图9），DF3－1向下交于DF3断裂上。相应的断点参数详见表1。

图9 T5和TC4测线的深度剖面解释图Fig．9 Interpreted depth sections of seismic reflection profiles T5（a）and TC4（b）．

若将T5测线和TC4测线的剖面资料连接起来，则可发现其断点特征与T2、T1测线剖面相似，均存在1个由F8（桃川－户县断裂）与反倾的DF3断裂组成的局部凹陷（图9），同时该凹陷内还存在F8的几条次级断裂。另外，F8断裂与DF3断裂的可连续追踪性也说明DF3断裂和桃川－户县断裂F8至少在本文的研究区内是相伴相生的。

4.4 WC5和WC4测线剖面

WC5测线位于W 3测线以东，南起兴平单摆子村，向N终于兴平市槐里路北；WC4测线则位于WC5测线以东3km、渭河河堤路以北与兴平市区槐里路南之间；测线位置见图3。因本文研究的重点为桃川－户县断裂，这里仅截取2条测线南段的探测结果（图10，11）。

图10 WC5测线（a）与WC4测线（b）的时间剖面及主要断裂解释图Fig．10 Stacked time sections of seismic reflection profiles WC5（a）and WC4（b）with interpretations of primary faults．

图11 WC5测线（a）与WC4测线（b）的深度剖面解释图Fig．11 Interpreted depth sections of seismic reflection profiles WC5（a）and WC4（b）．

在WC5测线的CDP550附近，由各组反射波的明显错断和倾向变化可确定存在DF3断裂，为S倾的正断层（上盘下降），它由深到浅依次断错TN2z—T2x多个标志层。其北侧还存在1条错断新近纪—第四纪地层系列的N倾正断层DF4。这2条断层形成1个局部的地垒构造（图10，11）。

WC4测线的DF3断裂距中深层测线（图2）的桃川－户县断裂反向断裂断点位置仅约500m，且断层剖面形态特征相同；而WC5测线上的DF3断裂与WC4测线的DF3断层特征相同，且位于T2测线与W 3测线的DF3断点连线附近；因此，可推测WC5与WC4测线剖面上的DF3均为桃川－户县断裂的反向次级断裂。相应的断点参数详见表1。

此外，为了解桃川－户县断裂在整个渭河盆地段的展布，本文对该断裂展布的定位还参考了“关中大震项目”在周至以西的ZZ1测线和户县以东YX1－2测线的探测结果(6)陕西省地震局，2020，关中地区大震危险性评价技术报告。，这2条测线及相应断点的位置参见图3。其中，ZZ1测线时间剖面显示在周至附近的秦岭北缘断裂以北存在1条N倾正断层，在浅部具有反向分支，与本文的T1、T2测线上断层分布形态相似。根据这2条剖面上的断点位置和断层形态与规模，推测桃川—户县断裂由测线处经过。

5 探测结果综合分析

已有的研究表明桃川－户县断裂有可能经过渭河盆地的中部偏南，但其在周至以西至户县之间长达40km的区域的展布位置以及其与附近其他断裂的关系并不清楚①。为此，我们新开展6条测线的浅层地震探测，结合前人的中深层和浅层地震探测结果以及钻孔联合剖面资料，查明了桃川－户县断裂在渭河盆地中的隐伏位置、断层性质和平面及剖面展布特征，为该区的城市活断层危险性评价提供了新的重要依据。

5.1 桃川－户县断裂隐伏段的结构与展布

本次浅层地震探测结果证实了桃川－户县断裂（F8）及其反向次级断裂（DF3）存在于周至以西至户县以东的渭河盆地内，表现为时间剖面上的同相轴错断。同时，在大部分测线上F8和DF3两者之间的反射波同相轴存在局部的上隆，且有明显的错断和不连续现象（图4，6，8，10），说明这2条断层间存在更小的或者次一级断裂，且它们共同构成1个负花状构造（图5，7，9，11）。另由中深地震时间剖面及其解释结果得知：F8断裂属于渭河盆地内的大型N倾正断层，位于秦岭北缘断裂和渭河断裂之间，将西安凹陷从基底上一分为二（图2）。

本文的浅层地震探测工作确定了桃川－户县断裂（F8）及其反向次级断裂（DF3）在渭河盆地的隐伏位置。如图12所示：F8断裂自周至县汤峪镇穿出秦岭进入渭河盆地后，隐伏于地表之下，以NE向斜穿周至县城，在周至和户县间呈向N凸出的弧形展布，向E至长安县引镇附近与铁炉子断裂相接。因周至以西暂时缺少跨越主要断层的测线，故在图12中将“关中大震项目”ZZ1测线上(7)陕西省地震局，2020，关中地区大震危险性评价技术报告。的DF3上断点位置作为该断裂最西端的已知点；从该点向E，DF3断裂从周至北渭滩村附近以NE向斜穿到达渭河北岸，向E延伸约17km后在李家滩附近再次穿到渭河南岸的马坊村附近。从图12可以看出DF3与F8的展布形态近平行，反映两者在周至以北到户县之间是相伴生的。对比图1与图3可知，在本文开展探测工作前后，F8与DF3断裂在盆地中的位置及几何展布图案有明显差别，这也说明我们开展的探测工作在这2条断层上断点的隐伏位置和几何展布方面取得了进展。

图12 本研究探明的桃川－户县断裂（F8）隐伏段及其反向次级断裂（DF3）展布图Fig．12 Map showing the extensions of the buried segments of the Taochuan Huxian Fault（F8）and its antithetic fault（DF3）．地质底图来自陕西省地质矿产勘查开发局

图13a是根据浅层地震探测与解释结果所绘的F8断裂、DF3断裂以及渭河断裂的空间展布示意图。该图显示F8断裂为N倾的正断层，倾角为32°～76°，断面整体呈上陡下缓；反向次级断层DF3位于F8以北，为S倾的正断层，倾角为32°～75°。渭河断裂在研究区的平面展布不平直，除在西端2条测线上呈现明显的S倾特征外，其余部分在浅层（深度≤3.5km）均呈陡立状，但由中深层地震剖面得知该断裂总体是S倾的（图2）。图13b显示上述3条断裂在研究区内均呈EW 走向，且近平行。DF3与F8断裂的间隔距离为2～6km，且在108.5°E以东两者有相交的趋势。

图13 桃川－户县断裂（F8）及其反向次级断裂（DF3）与渭河断裂展布关系的立体示意图（a）和平面示意图（b）Fig．13 A 3D sketch（a）and a 2D sketch（b）both showing the spatial distribution relation among the Weihe Fault，the Taochuan Huxian Fault（F8）and its antithetic fault（DF3）．图b中的虚线示意断层向下延伸的部分

5.2 桃川－户县断裂隐伏段的活动性

浅层地震探测结果显示桃川－户县断裂F8与其反向分支断层DF3从上到下错断了T2—TN2b等多个标志层，错断的最新地层为与T2波组对应的晚更新世湖组上部，可识别的上断点埋深分别为25～50m、15～62m；据李智超（2017）对渭河盆地地层的划分对比，此深度应位于湖组顶部到乾县组，故F8和DF3应断错了上更新统，属于晚更新世活动断裂。

但因地震探测资料对浅层松散介质的分辨有限，且所确定的上断点埋深受区域表浅层地震地质条件、时深转换关系等诸多因素影响，并不能精确确定断层的上断点埋深。因此，“兴平活断层项目”又开展了钻孔联合剖面探测(8)陕西省地震局，2020，“兴平市活断层探测与地震危险性评价项目”钻孔联合剖面探测详勘专题报告。。但布设于T1测线和T2测线上孔深90m的钻孔联合剖面均未探测到F8断层的上断点，推测上断点埋深可能＞90m，未错断晚更新世地层，而冯希杰在T2测线与T5测线间的强家庄北侧发现了一处砂土液化，充填于全新世黄土状土中，砂土液化点距桃川－户县断裂仅0.3km，推测该处砂土液化与桃川－户县断裂的活动有关，因此本文认为桃川－户县断裂应于全新世活动过。布设在W 3测线上DF3断点附近的钻孔联合剖面表明该处地表附近有一层约2m厚的黄土状土，下部沉积地层以砂层和圆砾为主，中间夹有厚层粉质黏土，且断层两侧黏土厚度相近，可作为标志层进行对比分析。经对比发现，2个黏土层有非常明显的错动，底界错距分别为3.75m和6.35m，揭示出1条S倾断层，上断点埋深约为20m，于晚更新世活动。钻孔联合剖面发现的断点位于浅层地震探测发现的DF3断点以北约70m处，可认为两者为同一断点（本文钻孔剖面信息来自文献(9)陕西省地震局，2020，“兴平市活断层探测与地震危险性评价项目”钻孔联合剖面探测详勘专题报告。）。另外，“关中大震项目”实施过程中曾于本文研究区以西的秦岭山前见到桃川－户县断裂的多处地表露头，并发现断层在该处错断了晚更新世S1古土壤层与3ka前形成的河流阶地，表明该断层晚更新世以来是活动的。

综上，本文认为以F8断层为主断层的整个花状构造在晚更新世以来是活动的。因地表介质的不均匀性，在断层错断过程中，能量往往会沿断层选择介质薄弱处到达地表，由此形成了在钻孔联合剖面中看到的同一构造带中的各条断层或者同一断层不同段最晚断错地层时代不一致的情况。

6 结论与讨论

通过浅层地震探测，本研究揭示了在渭河盆地内存在近EW 向的桃川－户县断裂（F8），同时较好地确定了该断裂与其反向次级断裂（DF3）在盆地内的隐伏位置。研究表明，桃川－户县断裂（F8）自周至县汤峪镇穿出秦岭进入渭河盆地后，隐伏于地表松散层之下，以NE向斜穿周至县城，然后逐渐转为NEE—近EW 向，在周至—户县间呈向N凸出的弧形展布，向E至长安县引镇附近与铁炉子断裂相接；反向次级断裂DF3在周至北—户县北大致与F8平行展布。尽管地震探测的浅层分辨率不能确定F8断裂上断点的准确深度，但由于断层以北的沙土液化现象及其反向次级断裂DF3向上错断了晚更新世地层，同时考虑该断裂在本文研究区以西的秦岭山前错断了晚更新世S1古土壤层与年龄约为3ka的河流阶地，本文趋于认为F8断裂在渭河盆地的隐伏段是于晚更新世后活动的，属于活动断裂。

结合中深层地震剖面资料的进一步解释，本文还揭示出在渭河盆地中段的中—南部，秦岭北缘断裂、渭河断裂、桃川－户县断裂（F8）连同它们的不同级别分支断裂一起在剖面上构成一个大型的负花状结构的活动断裂带；桃川－户县断裂（F8）和DF3断裂及其次级断裂一起在浅部构成了一个次级的负花状构造。由此可见，渭河盆地中段的活动断裂系统表现出了复杂的负花状、而非典型拉张断陷构造系统中的“地堑－地垒式”的结构特征。

负花状构造普遍存在于造山带和盆地带的走滑断裂系统中，在剖面上呈现似花状的组合并向上散开的多条分支正断层，整体形成下凹式的负向构造形态（Harding，1985；王燮培等，1989；Deweyetal．，1998；Cunninghametal．，2007；Wuetal．，2009；mitraetal．，2011）。而作为新生代“断陷型”的渭河盆地，为何也能发育负花状结构的断裂系统？渭河盆地形成于由下方热物质上涌导致的地壳内部分熔融产生的近水平的热拉张作用（司芗等，2016；冯红武等，2019），而地震学的SKS分裂研究表明渭河盆地区域的地壳变形与上地幔的深部变形一致，符合壳－幔垂直连贯变形模式（常利军等，2011），故盆地浅层会受深层热拉张作用的影响而呈现一定的拉张。但这并不意味着渭河盆地是受到纯拉张作用的断陷，因为GPS测量的区域水平运动速度场反映这里的水平拉张作用方向（NW－SE向）并非与渭河盆地的总体走向正交，而是斜交；这使得渭河盆地块体在整体的SE向位移背景上还呈现出左旋剪切变形的特征（张培震等，2005；张勤等，2012；郝明等，2014；Changetal．，2017）。另外，近年来的地震地质研究发现在渭河盆地中部及边缘的诸多活动断裂均表现出兼有明显左旋走滑的性质，而非纯正断性质（瞿伟等，2017；马冀，2019），这与GPS测量的形变特征相吻合。由此可见，现今的渭河盆地属于张－剪应力作用背景下的张－扭性盆地，使得盆地内的主要断裂具有明显的左旋走滑分量，从而为该盆地内花状构造的形成提供必备的动力学条件。新生代以来，印度板块向欧亚板块的俯冲造成青藏高原向NE挤出，受到鄂尔多斯地块的阻挡，造成沿秦岭的物质东流，对渭河盆地形成挤压剪切。同时华南华北板块受菲律宾板块俯冲作用的影响，产生SE向的推动作用（汪素云等，1980；虞廷林，1994；田优平等，2020），由于华南板块的水平运移速度大于华北板块，在两者间形成SE－NW 向的拉张环境，外加秦岭的差异隆升和盆地深部物质上涌形成的拉张作用，在盆地中形成了张扭性应力环境。另外，巨厚的新生代沉积也为盆地中断裂的形成提供了有利条件。里德尔剪切模式表明，剪切作用下，主位移带附近会派生一系列次级构造系：早期在2组共轭剪切作用（R和R′）下发育同向走滑断裂和反向走滑断裂；中期在P剪切破裂作用下形成与R破裂对称但剪切方向相反的走滑断裂；晚期形成与主位移带近似平行的Y剪切走滑断裂（Sylvester，1988；许顺山等，2017）。因此，具备张剪应力条件的渭河盆地会因剪切作用在先存基底主断裂附近派生大量次级断层，同时受拉张作用影响，产生的次级断层将兼具正断性质，断层间地层下凹呈向斜，组成典型的负花状构造。

此外，最早形成于加里东时期的铁炉子断裂是一条位于秦岭中的EW 向深大活动断裂，向W 进入渭河盆地后与本文的桃川－户县断裂相接（周厚云等，2001；杨晓平等，2005）。太白盆地南缘断裂为1条密集破裂和糜棱岩化的韧性剪切带，控制着太白盆地的发育，在地震剖面上表现为上陡下缓的N倾正断层，向NE延伸进入渭河盆地与桃川－户县断裂相连(10)陕西省地震局，2020，关中地区大震危险性评价技术报告。。由此3条断裂组成的区域性大断裂横贯于华北地块南缘。三者虽在空间上相接，但在成因上有无因果关系？是先各自形成后再彼此相接，还是先生成其中1条，再形成其他2条？3条断裂的形成受何种动力作用的驱使？以上问题还有待进一步的研究探测。

致谢本项目探测过程中得到咸阳市地震局的大力配合；闻学泽研究员在文章撰写过程中给予了悉心的指导；审稿专家为本文提出了宝贵意见。在此一并表示感谢！