沂沭断裂带及其附近断裂的断层泥分形特征及其地震地质意义

利用岩石碎裂数目的分形理论，分析，计算了沂沭断裂带及其西侧北西向断裂的断层泥粒度成分的分维值，讨论了断层泥粒度成分分维的地震地质意义，研究结果表明，沂沭断裂带内的断裂活动的强度大于北西向断裂活动强度；Ｆ２是沂沭断裂带中活动最强的一条断裂，断层泥粒度成分分维值可作为表征断裂活动时代，破裂形式和断层泥形成斫代等的参量；分维值还与断层泥的母岩，厚度，粘土矿物含量和所处的断裂部位等相关。     

鲁中南地区断层系统的分数维特征

本文利用分维几何学的方法，对鲁中南地区活动断裂带进行了研究。结果表明，分维值可以表征断裂系的发育演化程度及不规则性和复杂性。断层分维值与地震活动水平有一定的对应关系。     

沂沭断裂带垂直形变特征与异常分析

利用跨断层水准测量资料,结合长水准测量成果,重点分析了沂沭断裂带及其附近地区垂直形变特征及末区中强地震前异常形态。结果表明：沂沭带附近的地壳变形明显受新构造活动的控制,断层的最大垂直运动速率为０．５０ｍｍ／ａ,沂沭带断层垂直运动平均速率合成值约为０．３４ｍｍ／ａ,现今总体活动水平较低;沂沭带北段及北西向断裂近期呈反向运动,南段呈继承性构造运动,部分测点在本区中等及中强地震前异常较典型,主要异常形态     

沂沭断裂带现代构造应力场和震源错动性质

本文系统地研究了沂沭断裂带小震震源机制解,推断了本区现代构造应力场取向及其分段差异性,以及震源断层面产状、错动性质。同时考察了沂沭带现今活动断裂的性状及构造形变特征,进而对断层错动方式、特征进行了分析。最后讨论了沂沭断裂带的受力模型及未来地震危险地段。     

沂沭断裂带重力场及地壳结构特征

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段,新构造运动显著,是华北地区的强震活动带之一。文中收集了该地区的布格重力数据,利用小波多尺度分析方法对重力场进行有效分离,研究区域地壳结构特征及断裂空间展布,并应用Parker变密度模型对区域莫霍面进行反演分析,得到以下几点结论:1)重力区域场显示,沂沭断裂带形成了NNE走向的大型重力梯度带,分隔了鲁西、鲁东地块,成为区域内重要的地球物理分界线。2)重力局部场显示,中上地壳结构复杂,沂沭带内部呈现两堑一垒的重力异常格局,5条主干断裂形成线性梯度带分布于东、西地堑内,鲁西块体的多条NW向活动断裂交切于沂沭断裂带,多数断裂只交切于西地堑,而蒙山山前断裂和苍尼断裂横穿沂沭断裂带;下地壳结构相对简单,发生明显的褶曲构造,表现出大规模高、低密度异常相间排列的典型特征。3)区域莫霍面形态东高西低,沂沭断裂带形成了莫霍面陡变带,造成了东西分异格局,潍坊东—莒县—临沂一线出现莫霍面上隆区,具有强震发生的深部孕震环境。4)区域内地震多发于高、低重力异常转化带之间,特别是活动断裂对应的重力梯度条带之上,地震的发生与断裂活动有着密切的关系,沂沭断裂带地震活动性最强,且东地堑强于西地堑。     

断层分形几何学在判定强震危险区中的应用前景初探

本文利用box—Counting法讨论了新疆各主要断裂带的几何分形,得出了各断裂带的分维值。结合区域构造及地震活动性特点,分析讨论了断层分形几何学在判定强震危险区方面的应用前景。结果表明,相应于较大的断层分维数,则对应于较强的地震活动水平;相应于较小的断层分维值,则对应于较弱的地震活动水平。一方面,断裂分维值较高的断裂带,其构造也较复杂。因而,断层分维有可能作为判定活动断裂带地震活动水平的一种特征物理量。     

沂沭断裂带重复地震识别及断裂深部活动速率的估算

利用山东及邻区数字地震台网2001- 2012 年的地震观测报告及波形资料分析了沂沭断裂带及周缘地区的地震活动并利用识别出的重复地震估算了断层深部滑动速率。重新定位后的地震图像清晰展示了沂沭断裂带南北两段及东西两侧地震活动的显著差异,在研究时段内,60%以上的地震发生在沂沭带东侧的两条断裂上,震源深度分布与研究区的深部构造吻合。根据波形意义上相似地震(cc≥0.8)的定义,识别出了沂沭断裂带及其周缘相似地震共50例,组成相似地震对和多重相似地震对共19组,相似地震对的复发间隔较为随机,从数小时到数百天不等。通过对相似地震对震源位置- -致性的强约束后,基于1组重复地震估算出安丘-莒县断裂在地表以下5.9km处的滑动速率估计值为2.19mm/a,与GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本一致。     

断层逸出气测量在活动断裂研究中的应用

从断层逸出气测量应用于活动断裂研究的工作原理、研究方法及技术思路入手,对沂沭断裂带、海原8.5级地震断裂、鲜水河断裂带和山东平原地区活动断裂等的断层逸出气进行系统地分析、对比和研究,探讨了断层逸出气与断层活动性和贯通性之间的关系,及其在断层几何学研究和平原地区活断层探测中的应用等问题。结果表明:断层逸出气Rn,Hg的含量和变化梯度可以作为评价断层活动性和贯通性的参考指标,断层逸出气测量为断层几何学和运动学研究提供了一种快捷方便的探测方法,是确定隐伏断层具体位置的有效手段之一。     

祁连山与龙首山断层的分维特征

本文利用分维几何学方法对祁连山和龙首山断层进行了定量性研究。结果表明,分维数可以表征断层的不均匀性、不规则性和复杂性等,但是,与地震活动无明显的相关关系。分维数的大小与断层分枝数、断层迹线的展布面积有一定关系。     

郯庐断裂带沂水-汤头断裂南段晚第四纪活动新证及构造意义

以往对郯庐断裂带沂沭段各条断层第四纪活动性研究工作都集中在有历史地震记录的东地堑断层,而对断裂带西地堑断层却极少涉及,仅有的关于西地堑2条断层活动性的研究也至今没有定论。针对沂沭断裂带南段西地堑2条断层开展系统的浅层地震勘探和钻孔联合剖面相结合的研究,明确了鄌郚-葛沟断裂(F4)可能是第四纪早期断裂,而活动性较强的沂水-汤头断裂(F3)属于晚更新世活动断裂,其最新1次活动时间发生在距今(91.2±4.4)~(97.0±4.8)ka。结合断裂带其他断层的最新研究成果,对比东、西地堑活动断层最新活动时间,揭示出沂沭断裂带南段晚第四纪活动是断裂带对来自两侧应力的构造响应。沂水-汤头断裂可能是该区域未来中强地震的潜在发震构造。     

沂沭断裂带内部的差异活动及其成因分析

郯庐断裂带在山东境内被称为沂沭断裂带的部分是其新构造活动最为强烈的一段.许多学者对沂沭断裂带做过大量研究工作,指出沂沭带活动存在差异性,但较少关于差异活动的原因分析.本文在前人研究工作基础上,较为深入地分析了沂沭带5条断裂的主要活动规律及其特点,对沂沭带进行了新的分段,并归纳了沂沭带不同断裂之间、同一断裂不同段落之间的活动差异及其差异的基本特征.在此基础上,从地貌、断裂结构、断裂空间组合、现代运动、深部构造环境等几个方面,分析阐述了造成沂沭带差异活动的可能原因,为更深入地研究沂沭带提供了新鲜的启示和思路.     

沂沭断裂带及其附近小震应力降和介质Q值

本文对1974年以来发生在沂沭带及其附近的小震进行了P波段谱分析。根据前人的成果和经验（1－5），采用不同的震源模式，计算了小震应力降（△σ，△σ′）、地震矩（M0）、震源尺度（L）以及介质品质因子（Q值）给出了沂沭带及其附近的△σ和Q值的背景分布特征，进而讨论了这种背景分布的地震危险性。     

沂沭断裂带新构造活动规律与机制

通过对沂沭断裂带活断层的结构与几何学特征、活动型式与时间、断层擦痕反演应力场等多方面的综合分析,对其活动机制和时间进行了探讨.研究结果表明,沂沭断裂带第四纪以来呈现为大型的活动构造带,主体上由四条主干活断层组成,各活断层主要表现为逆右行平移.它们的断层活动性总体上表现为东强西弱与南强北弱的特点.通过对该断裂带内一系列活断层擦痕反演应力场分析,表明新构造活动期的区域应力状态为北东东-南西西向挤压.详细的野外调查表明,沂沭断裂带浅部活断层的形成机制为直接复活、隐伏断层扩展、反向断层复活与截切断层复活四种类型,以前两类为主,主要利用早期地堑边界四条主干断裂的复活与扩展而形成浅部的活断层.     

沂沭断裂晋宁期的构造活动及性质

野外地质现象及４０Ａｒ／３９Ａｒ同位素年龄测定结果证明,沂沭断裂中段的北北东向基底韧性剪切带形成于晋宁期（９４１Ｍａ）。晋宁期华北、扬子两板块陆－陆碰撞作用过程中,由于碰撞边界不吻合而导致的碰撞走滑构造,代表沂沭断裂的早期活动。在此基础上,探讨了沂沭基底韧性剪切带与沂沭断裂以及郯庐断裂活动的关系     

郯庐断裂带沂沭段伸展活动断层泥K-Ar同位素定年

郯庐断裂带沂沭段白垩纪的断陷活动形成了由4条北北东向正断层所控制的地堑式盆地.盆地形成后这4条断层的再次活动形成了断层泥带.详细的野外工作表明,它们的再次活动是在区域NE-SW向拉伸中发生的正-左行平移.工作中对这4条断层中的断层泥样品进行了X射线衍射分析与K-Ar同位素定年.X射线衍射结果表明,所有断层泥样品最小粒级的伊利石结晶度值都大于0.42oΔ2θ,指示其演化过程中的最高温度不超过150℃.将代表碎屑成因的2M1型伊利石百分含量与实测K-Ar年龄值进行拟合,给出西界断裂（F4）的活动时间为90Ma,而东界断裂（F1）的活动时间为70～60Ma.在同一区域拉伸应力场作用下的这两次断裂活动中,郯庐断裂带沂沭段整体隆升,早期地堑内并没有再次接受沉积.本工作证明了郯庐断裂带沂沭段在晚白垩世仍处于伸展活动,支持华北克拉通东部在岩浆活动平静期内岩石圈减薄仍在进行的观点.     

沂沭带形变、重磁场时空变化特征与地震活动

综合利用流动水准和流动重磁复测资料,分析沂沭断裂带上地壳形变场和地球物理场的时空强变化特征,揭示沂沭断裂带活动特征是以鲁中隆起的继承性活动为主,沂沭带北端的双山-李家庄断裂两盘的垂直形变受区域断裂控制并与区域地震活动有关,与1983年荷泽地震和1995年苍山地震有较好对应关系;沂水附近地磁场有“窗口效应”,尤其与南黄海地震活动及沂沐断裂带上的小震活动有关。     

沂沭断裂带近期地震活动性分析

本文研究了沂沭带近期(1970～1986)地震活动性指标的时序变化,设计了分布模型并进行统计检验,结合地震空间分布特点综合分析认为,该带地震活动性指标无明显异常,空间分布状态稳定,时间分布服从泊松模型。说明近期沂沭带处于稳定受力状态,地震为正常背景性活动。     

沂沭断裂带断层泥的研究

沂沭断裂带是由近于平行的四条断层构成的一条活动断裂带。我们用X—射线衍射仪和扫描电镜测定了沂沭断裂断层泥的粘土矿物组成及其中石英颗粒的表面形貌。依据沂沭断裂带四条主干断层中的19个断层泥样品中石英颗粒表面形貌将它们分为四种结构类型,每一类都有各自的特征结构。认为保存下来的这些石英颗粒表面标志,不仅可以揭示沂沭断裂带的活动性,也揭示了东部的白芬子—浮来山断层(F_2)具有最强的活动性。     

从地质地貌标志看沂沭断裂带的新构造活动特性

系统分析沂沭断裂带的地质地貌现象(主要是断层泥及断错冲沟)表明,沂沭断裂带的新构造活动具有时间上的不连续性及空间上的不均匀性。在时间上表现为幕式活动,在空间上单条断裂或断裂的每一段都具有各自的活动规模和强度。笔者主张采用“脉动”一词来描述这种活动。如果沂沭断裂的这种活动风格仍将继续的话,那么未来的活动幕很可能发生在新沂以南、嘉山以北之间。 文章还定义了断层泥成熟度的概念,并探讨了如何用断层泥的成熟度来定量判定断层在新构造时期的活动状况,其结果与野外地质地貌的分析十分吻合。     

沂沭断裂带及附近地区垂直形变特征分析

利用小波变换分析方法提取沂沭断裂带及其分支断裂跨断层流动短水准和长水准趋势变化成分, 计算分析不同断裂的垂直形变速率和受力状态, 结果表明: 沂沭断裂带及其北西向分支断裂近期垂直形变速率均较小, 没有明显的速率异常和受力状态改变; 同一断裂具有分段和分时活动特征, 断裂活动性质与地质考察结果基本一致; 大部分水准观测场地在1995年苍山5.2级、 2011年日本9.0级地震前后断裂垂直形变速率和受力方式发生了变化; 山东近几年出现的跨断层水准异常基本结束, 仅存的冯家坊子水准异常存在一定干扰, 沂沭断裂带及附近地区近期发生强震的形变背景尚不明显。