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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

沂沭断裂带断层泥中 K-Ar、FT 和 TL 体系年代学含义的初步研究

本文报道了利用K-Ar法、TL法和FT法,分别测定断层泥中1Md伊利石(<1μ粒级组份)、石英(2-10μ粒级组份)和磷灰石单矿物的年龄结果;给出了沂沭断裂带三次强烈活动的年龄区间及强度逐渐减弱的变化趋势。首先提出了利用这三种测年手段,测定断层泥中三种不同物质的年龄,进而研究断层活动(强度和时间)的新方法     

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.     

中国六条断裂断层泥的摩擦系数

用双剪法测量了断层泥的摩擦系数.得到中国六条断裂断层泥摩擦系数的平均值是:红河断裂—0.512:沂沭断裂—0.532:海原断裂—0.697:富蕴断裂—0.465:鲜水河断裂—0.553:小江断裂—0.522.六条断裂断层泥摩擦系数的平均值是0.547.给出了六条断裂断层泥摩擦系数分布图.     

沂沭断裂带地下流体微动态与断层溢出气的研究

通过沂沭断裂带地下流体微动态与断层溢出气的综合分析,提出沂沭带四条主干断裂中以安丘—莒县断裂活动性最强,其中又以何庄至芨山段活动性最高,但总体看来沂沭带当前处于平静状态。上述结论与地质、地球物理、地球化学等其他方法的结果一致,说明地下流体微动态与溢出气工作将有助于构造活动性方面的研究。     

基于遥感和重力多源数据研究沂沭断裂带南段及周边断裂的交切关系

以沂沭断裂带南段(沂水县—郯城县)及周边地区为研究对象,收集该地区的遥感影像、数字高程模型和布格重力数据,研究区域构造地貌和地壳深部构造特征,进一步对沂沭断裂带南段与周边断裂的交切关系予以分析.研究结果显示:在遥感影像中,蒙山山前断裂和苍尼断裂的构造地貌特征明显,断裂沿线发育水系转弯、河流错断、断层陡坎、断层崖、断层三角面等地貌现象,反映了两断裂正断兼左旋走滑的活动性质,其中蒙山山前断裂向东延伸至莒南县附近,苍尼断裂向东延至郯城一带,两条断裂在地貌上均截切了沂沭断裂带;在重力细节场中,两断裂形成了不同尺度上的重力梯度带,切割至下地壳深度,在地壳浅层至深层均交切于沂沭断裂带,且交切处出现扭曲、断折、串珠状等重力异常现象,证实其在地壳深部切穿沂沭断裂带.因此,两条断裂的遥感和重力场解译结果具有明显的一致性,在地貌及深部均截切沂沭断裂带南段,使其出现分段性特征.此外,在临沭县附近发现了一条新断裂,即相庄—沙岭断裂,该断裂在地貌上呈北高南低,沿线水系发生左旋同步转弯,且在1—3阶重力细节场中形成线性梯度条带,故推测该断裂下切至中地壳深度,在临沭县附近截切沂沭断裂带交切于东地堑,并未延伸至西地堑.      

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。     

沂沭断裂带近期断层形变特征分析

利用最佳逼近一般多项式曲线拟合和速率合成方法,分析沂沭断裂带近期断层形变特征,结果显示:沂沭断裂带及其北西向断层近期的垂直和水平形变速率均较小,没有明显的速率异常;同一断层具有分段活动特征,且不同时间段的活动速率存在着差异;同一断层的水平形变速率大于垂直形变速率.     

沂沭断裂带活动褶皱及其与活动断层的关系

利用１∶５万活断层地质填图获得的有关资料,初步讨论了沂沭断裂带活动褶皱的展布、内部结构以及与活动断层的关系。沂沭断裂带活动褶皱发育在Ｆ１、Ｆ２断层之间,呈串珠状伴随Ｆ５断层展布,开始形成于第三纪时期,主要形成于第四纪晚期,属活动褶皱。活动褶皱和活动断层是在右旋挤压剪切带中形成的两种构造形式。     

沂沭断理解带（山东段）断层系统分维几何学特征

地表的断裂分布具有复杂的几何结构，分形几何学是定量研究断裂复杂性和破碎性的一种数学方法，本文应用分维几何学的方法，在比例尺为1：50万的山东省构造体系图上，对沂沭断裂带（山东段）（以下简称沂沭带）断层系统进行了分段解析、计算，并得到了各段的分维值。沂沭带全带断层的分维值为1.34，南段分维值为1.29，北段分维值为1.41，结果表明，分维可以表征断层的不均匀性、不规则性和复杂性等。与沂沭带地震活动南高北低情况对比认为，断层系统分维低的地区地震活动性可能较高。     

沂沭断裂带地壳结构特征

本文利用1986年在鲁南地区开展深地震测深所获资料,反演了沂沭带南段的地壳速度结构和地壳层构造。结果发现:(1)沿沂沭断裂带的地壳低速层是不连续的,在相当于1668年8(1/2)级地震的发震段(河阳—郯城)的中、下地壳内都有低速层,在该段南、北分别缺失下地壳与中地壳的低速展;(2)沂沭断裂带深部存在四条超壳断裂,西侧二条深断裂东倾,东侧二条深断裂直立,形成上宽下窄斗形超壳断裂带;(3)沂沭带地壳的破裂程度明显存在由北向南逐渐减弱的现象;(4)沂沭带莫霍面为向下拗曲带,其两侧地壳层形变程度具有西强东弱、下强上弱和由郯城向南、向北减弱的特征;(5)郯城附近,沂沭带东地堑浅层断裂相对于深部断裂向西位错约6公里。     

沂沭活断层分段特征及地震趋势的预测

沂沭活断层以莒南—汤头一线为界可分成南北两大段。其中,北段以蠕滑为主,南段则表现为强烈的粘滑错动。另外,在南段内还存在着一个次一级的段落。文中详细分析了各段的断层滑动方式及地震活动的特点,并对沂沭断裂带今后的地震趋势作了预测。     

昌马断裂带断层岩研究及其粘滑,蠕滑特征

在对断层岩的分布、内部结构、宏观变形及断层泥中石英颗粒形态、表面特征研究分析的基础上，讨论了昌马断裂带粘滑、蠕滑特征。同时指出，昌马断裂带虽以粘滑运动为主，但仍伴有一定量的蠕滑活动。     

郯庐断裂带南段新活动性的初步研究

由于郯庐断裂带南段的第四纪地层不发育,尽管断裂构造岩松散而未固结成岩,也难以应用地层变位法来确定它的最新活动时代和活动方式。笔者在发育断层泥的断裂露头剖面上,采集断层泥样品9个,通过扫描电镜——石英碎砾刻蚀形貌法来确定它的新动活性。根据石英碎砾的刻蚀形貌类型判定断层的最新活动时代和活动方式;蠕滑?粘滑?从而确定郯庐断裂带南段的最新活动时代在N_2—Q_1或Q_2,活动方式以粘滑为主。     

沂沭断裂带的地震危险性

我们采了19个沂沭断裂带断层泥样品,测定了断层泥样品三个方向(x,y,z)上的纵波速度(Vpx,Vpy,Vpz)。其中x为断层走向,y垂直于断层面,z为铅直向。根据测量结果表明,该区的大震危险性趋于减小。