郯庐断裂在渤海海域的地质特征及其演化

纵贯我国东部的郯庐断裂带,切割穿越不同的构造单元,有着长期复杂的演化历史。对地质构造、地层发育、岩浆活动、矿产及地震活动均有明显的控制作用。其中山东沂沐断带、渤海郯庐断带和下辽河断带都是郯庐断裂带重要组成部分。因此,研究郯庐断带的性质及演化历史有极其重要的意义。但关于郯庐断裂的性质众说纷云,近年来笔者     

莱州湾地区郯庐断裂带的构造特征及其新生代演化

郯庐断裂带中段分东西两支从莱州湾进入渤海,在莱州湾地区的构造特征与演化历史一直鲜为人知。通过对横穿研究区的两条地震测线的解释和分析,揭示了该区郯庐断裂带中段在研究区的构造差异,研究表明郯庐断裂带东西两支在该研究区表现出不同的断裂性质,西支断裂表现为正断层,东支断裂表现为走滑断层。郯庐断裂是本研究区的主控断裂,通过对本地区地层形态及其组合、断层的剖面形态和空间展布规律的深入研究,揭示了郯庐断裂带在莱州湾地区新生代以来的构造演化历史:古新世—始新世的伸展阶段、渐新世—中新世早期的挤压和右行走滑阶段、中新世中晚期至今的稳定发展阶段,这几个不同时期的演化阶段主要受太平洋板块运动的方向和速度变化的控制。     

渤海新构造运动对渤海东部油气性质的影响

郯庐断裂带控制了渤海东部凹陷、凸起的形成、演化，也控制了烃源岩、储盖层及圈闭的展布，进而影响了渤海东部地区油气的性质。郯庐断裂带在渤东地区的强烈构造作用，使得该地区油气勘探变得很复杂，同时也使得油气性质变得更加难以进行分类。因此，准确分析该地区的构造作用方式（特别是渤海新构造的晚期运动方式）以及断裂带对该地区地层油气的影响方式，有助于准确分析郯庐断裂带在渤海湾地区对油气成藏的影响，有助于今后的油气勘探。     

郯庐地震带与日本海沟、琉球群岛地震带之间的地震活动群体特征联系

郯庐断裂带由太平洋板块向欧亚板块下俯冲所形成，各活动带之间的力学关系很好的表现在郯庐、西环太平洋地震带之间的地震活动群体特征上。通过研究地震带间地震活动群体特征之间的联系，为郯庐地震带地震中长期监测预报提供一定的帮助。     

郯庐断裂带的断裂活动对渤海东部中、新生代裂谷盆地发育的控制作用

郯庐断裂带自南而北穿越渤海东部,自中生代中期至新生代中期表现裂谷发育特征。裂谷发育经历两个旋回,各旋回的裂谷发育演化、盆地分布格局,沉积相带,沉积补偿速度等均受断裂带的断裂活动的强烈控制。     

山东沂沭断裂带成生时代探讨

郯庐断裂带成生时代。是当前研究郯庐断裂带的重大分歧点之一。虽众说不一,但基本上有两种观点,巨大平移说否认其存在于中生代之前,认为它自侏罗纪以来,大致经历了巨大平移(达740公里之巨)、张裂(裂谷形成)、挤压(裂谷消亡)三个发展阶段;而垂直运动说则认为该断裂成生于前震旦纪。两种截然相反的观点,都曾提出过不少的论据,这对提高人们对郯庐断裂带的认识,无疑是有益的。但就笔者对郯庐断     

华北板块东部新生代断裂构造特征与盆地成因

华北板块东部新生代的构造特征及动力学演化主要受左行郯庐断裂带和右行兰考-聊城-台安-大洼-法哈牛断裂带的控制。这两条断裂都是新生代岩石圈断裂。在兰考-聊城-台安-大洼-法哈牛断裂带以西,新生代伸展盆地为NNE走向的铲形正断层控制的箕状断陷;两断裂之间为北断南超的NWW走向的断陷盆地;郯庐断裂以东的北黄海盆地为南断北超的Nww走向的断陷盆地。这些构造特征继承了该区中生代的构造格局,但其构造性质发生了根本变化,在这两条走滑方向相反的断裂带控制下,这两条断裂带内古近纪以张扭作用下的裂陷为主,随后以伸展断陷为主,第四纪沿两断裂带局部发生挤压,而鲁西地块和渤海湾盆地区仍然为伸展正断。渤海湾盆地及邻区这些新生代复杂的断块或断裂构造格局受控于应力-应变-基底格局3个基本要素。     

华北板块东部中生代构造变形与盆地格局

华北板块东部印支和燕山期构造演化差异、盆地分布格局变迁及其空间叠合关系是中国东部构造变化的结果。中生代期间，郯庐断裂带应对应依兰—舒兰断裂带，它们与兰考—聊城—盐山—台安—大洼—敦化—密山断裂带呈共轭关系。两断裂带将华北板块东部分割为多个三角块体，三角块体的构造演化与陆内壳下拆沉和壳内挤出逃逸构造有关，并控制了华北东部燕山期高原隆升及岩石圈减薄、郯庐左行走滑机制及其两侧反对称盆地格局和挤压与伸展型盆地共存的现象。     

郯庐断裂带及其周缘中新生代盆地发育特征

郯庐断裂带作为中国东部滨太平洋地区一条巨型走滑构造带，对其周缘中、新生代盆地的发育、演化起着重要的控制作用。随着太平洋板块俯冲方向从NNW向NW到NWW的变化，郯庐断裂带的活动方式逐步从中生代左行走滑-左行斜向滑动过渡到早第三纪以左行斜向-倾向滑动，晚第三纪-第四纪转为倾滑-右行斜向滑动-右行走滑。走滑活动经历了一个循序渐进的周期演变过程。随着郯庐断裂活动方式的演变，其周缘中、新生代盆地的发育逐渐向北迁移，其中南段周缘盆地主要为中生代盆地，中段周缘盆地主要为中、新生代叠加盆地，中北段周缘盆地主要为早第三纪盆地。每个盆地都经历了拉分(伸展)裂陷到挤压反转的演化过程。此外，在同一时期、同一区域剪切应力场作用下，不同区段因其走向变化导致局部应力场变化，在增压弯曲部位发生会聚、挤压、隆升；而释压拉张部位发生离散、伸展、沉降，从而盆地发育。     

山东沂沫断裂带成生时代探讨

郯庐断裂带成生时代，是当前研究郯庐断裂带的重大分歧点之一。虽众说不一，但基本上有两种观点，巨大平移说(1)否认其存在于中生代之前，认为它自侏罗纪以来，大致经历了巨大平移(达740公里之巨)、张裂(裂谷形成)、挤压(裂谷消亡)三个发展阶段，而垂直运动说(2)则认为该断裂成生于前震旦纪。两种截然相反的观点，都曾提出过不少的论据，这对提高人们对郯庐断裂带的认识，无疑是有益的。但就笔者对郯庐断裂带中段(山东地区的沂沭断裂带)所做的初步野外考察，认为前震旦纪成生观点，似有应再补充更多论据之必要，而中生代成生说在解释断裂两侧异地地质体相接方面，尚有许多难题。     

山东沂沭断裂带成生时代探讨

郯庐断裂带的成生时代基本上有两种观点：巨大平移说，认为它形成于中生代。而垂直运动说，则认为它形成于太古代。     

裂谷系主平移断层带的地震反射成像：中国渤海辽东湾郯庐断裂带的早第三纪构造和演化

1郯庐断裂带的构造特征 1．1右旋走滑 郯庐断裂具有几个右旋走滑特点：①比较平直，弯曲性不大；②花状构造；③区域性延伸的雁列式褶皱和断层；④地震相发生突然改变；⑤单个断层由正到逆的变化。     

中国东部-朝鲜半岛中生代板块结合带划分——对嵌入模式的新认识

中国东部中朝与华南(或扬子)板块在晚二叠世—三叠纪期间碰撞形成大别-苏鲁超高压造山带,这一碰撞结合带过黄海在朝鲜半岛的延伸方式一直是国内外学者关注的焦点。通过梳理近年关于这一板块边界划分问题的最新研究成果,发现多数成果趋向于认为京畿地块及其以南地区仍属中朝板块,苏鲁造山带并未延伸至整个朝鲜半岛。结合郯庐断裂带中生代活动特征及下扬子区弧形构造的成因分析,支持板块碰撞的嵌入模式,并对嵌入模式的边界带进行了新的修订,即朝鲜半岛大多归属中朝板块,仅京畿地块西南局部归属扬子板块东延。郯庐断裂南段与朝鲜半岛Jooggaryeong断裂在黄海海域的延伸分别为下扬子向中朝板块嵌入的转换边界,两者具有相似的演化特征。印支期这两条断裂为碰撞的转换断裂,燕山期又发生了走滑活动,并向北延伸分叉。     

渤中坳陷新生代断裂构造特征与油气聚集

渤中坳陷断裂构造有其独有的特征, 这表现在①郯庐断裂带表现出明显的分段性,负花状构造发育;②坳陷主体渤中凹陷周围主要断裂面陡且对断,使得渤中凹陷成为“平底锅”式地堑,而不是中国东部盆地中广泛发育的箕状断陷;③耙式断裂系是渤中坳陷上第三系中广泛发育的一种独特的断裂样式,其特征为断裂密集、断面陡、断距小、是浅层油气藏的有利聚集场所。坳陷内主要断裂的长期活动控制了烃源岩的发育与分布, 促进了油气的垂向运移,形成了丰富的圈闭类型,并且对油气的保存条件也有一定的影响。总的来说,断裂带是渤中坳陷有利的油气聚集带。     

渤中坳陷及邻区构造分带变形特征

根据渤中坳陷及邻区的平面构造分布特征、剖面构造特征和布格重力异常等方面的资料分析,认为渤中坳陷及邻区构造具有分带性,从西向东可分为3个带:(1)西部凸起带:发育大量的凸起和断裂,凸起和凸起之间以小凹陷相隔,布格重力异常呈不规则团块状;(2)中部凹陷带:由渤中凹陷和辽中凹陷组成,很少发育凸起和断裂,布格重力异常呈等轴斑块状、椭圆状;(3)东部凸起带:由大量的凸起和凹陷相间组成,由于郯庐断裂的影响形成大量的断层,主要为走滑断裂及分支断裂,布格重力异常主要呈线状分布。这种构造分带性受郯庐断裂带的多期构造活动控制,对油气分布具有重要的影响,目前西部凸起带和东部凸起带由于长期处于构造的较高部位,已成为有利的油气勘探区。     

北黄海盆地东部坳陷中新生代的叠合盆地特征及其成因

以最新的地质-地球物理资料为基础,分析了北黄海盆地东部坳陷的断裂特征及构造样式,总结了研究区的沉积-构造演化阶段。研究表明:东部坳陷断裂发育,F1、F2断层为最重要的控制性断层,其次为F9、F10、F11、F8断层,同时在研究区识别出了伸展、挤压、扭动、反转等构造样式;结合构造研究与沉积发育史,将东部坳陷的沉积-构造演化划分为中侏罗世初始断陷期、晚侏罗世断陷扩展期、早白垩世断拗期、早白垩世晚期-始新世构造反转期、渐新世强烈断陷期、渐新世末-中新世初构造反转期、中新世-第四纪区域沉降期。以上述研究为基础,参考区域地质背景探讨了东部坳陷的成因机制:中侏罗世,研究区的初始断陷与块体逃逸的伸展作用有关;晚侏罗世,板块俯冲导致地壳减薄,东部坳陷持续断陷;早白垩世,由于伊泽奈崎板块运动行为变化使郯庐断裂左行走滑,在区域左旋并伴随热沉降的同时研究区发生断拗;晚白垩世,板块正向俯冲导致东部坳陷挤压反转并持续至始新世;渐新世,因太平洋板块转向、俯冲带后撤及印度-欧亚大陆碰撞,导致郯庐断裂带右旋,研究区在右旋张扭背景中强烈断陷;渐新世末,由于太平洋板块俯冲速率、印度-欧亚板块远程效应的增强及俯冲带抑制作用,研究区再次发生构造反转;中新世-第四纪,东部坳陷因岩石圈热衰减发生区域沉降。     

北黄海盆地东部坳陷中新生代的叠合盆地特征及其成因北大核心CSCD

以最新的地质-地球物理资料为基础,分析了北黄海盆地东部坳陷的断裂特征及构造样式,总结了研究区的沉积-构造演化阶段。研究表明:东部坳陷断裂发育,F1、F2断层为最重要的控制性断层,其次为F9、F10、F11、F8断层,同时在研究区识别出了伸展、挤压、扭动、反转等构造样式;结合构造研究与沉积发育史,将东部坳陷的沉积-构造演化划分为中侏罗世初始断陷期、晚侏罗世断陷扩展期、早白垩世断拗期、早白垩世晚期-始新世构造反转期、渐新世强烈断陷期、渐新世末-中新世初构造反转期、中新世-第四纪区域沉降期。以上述研究为基础,参考区域地质背景探讨了东部坳陷的成因机制:中侏罗世,研究区的初始断陷与块体逃逸的伸展作用有关;晚侏罗世,板块俯冲导致地壳减薄,东部坳陷持续断陷;早白垩世,由于伊泽奈崎板块运动行为变化使郯庐断裂左行走滑,在区域左旋并伴随热沉降的同时研究区发生断拗;晚白垩世,板块正向俯冲导致东部坳陷挤压反转并持续至始新世;渐新世,因太平洋板块转向、俯冲带后撤及印度-欧亚大陆碰撞,导致郯庐断裂带右旋,研究区在右旋张扭背景中强烈断陷;渐新世末,由于太平洋板块俯冲速率、印度-欧亚板块远程效应的增强及俯冲带抑制作用,研究区再次发生构造反转;中新世-第四纪,东部坳陷因岩石圈热衰减发生区域沉降。     

渤海海域晚更新世—全新世的活动构造

利用在渤海最新获得的约5 000 km的浅层地震资料,发现在渤海海域发育大量晚更新世—全新世断裂和褶皱,进而对其分布、浅层结构、运动学性质和活动性进行了研究,绘制了渤海海域活动断裂分布图。研究结果表明:渤海晚更新世—全新世活动断裂主要走向为北北东向、北西向和近东西向,东西向断裂数量最多;断裂的形成受区域应力场和早期断裂的控制,而褶皱则以背斜居多,通常沿早期断裂带发育;就分布密度而言,辽东湾内断裂密度远小于其他海域,而同一构造单元其边界部位断裂密度大于单元内部;具继承性发展的断裂多具有复杂的破裂结构,破裂带剖面上呈耙形或"Y"字型,晚更新世沉积层变形明显;受断裂错动地层的形成时代表明,多数断裂的最新活动发生在晚更新世中期-晚期,部分断裂在全新世发生过活动;多数断裂具有明显正断拉张作用,而郯庐断裂带和张家口-蓬莱断裂带内次级断裂还可能具走向滑移分量;渤海浅层断裂的活动性与现代地震震中的分布具有较好的相关性,这对于渤海地震危险性评价具有重要意义。     

渤海海域晚更新世—全新世的活动构造

利用在渤海最新获得的约5 000 km的浅层地震资料,发现在渤海海域发育大量晚更新世—全新世断裂和褶皱,进而对其分布、浅层结构、运动学性质和活动性进行了研究,绘制了渤海海域活动断裂分布图。研究结果表明:渤海晚更新世—全新世活动断裂主要走向为北北东向、北西向和近东西向,东西向断裂数量最多;断裂的形成受区域应力场和早期断裂的控制,而褶皱则以背斜居多,通常沿早期断裂带发育;就分布密度而言,辽东湾内断裂密度远小于其他海域,而同一构造单元其边界部位断裂密度大于单元内部;具继承性发展的断裂多具有复杂的破裂结构,破裂带剖面上呈耙形或"Y"字型,晚更新世沉积层变形明显;受断裂错动地层的形成时代表明,多数断裂的最新活动发生在晚更新世中期-晚期,部分断裂在全新世发生过活动;多数断裂具有明显正断拉张作用,而郯庐断裂带和张家口-蓬莱断裂带内次级断裂还可能具走向滑移分量;渤海浅层断裂的活动性与现代地震震中的分布具有较好的相关性,这对于渤海地震危险性评价具有重要意义。     

郯庐活断层与1668年郯城8.5级地震灾害

郯庐断裂带的地震活动主要集中于中部的下辽河－莱州湾段和潍坊－嘉山段，各段在活断层和地震活动方面存在不同的表现。１６６８年地震发生于潍坊－嘉山段的中部，是全新世断层活动的结果。该地震产生了性重的人口损失和建筑物破坏，其地震灾害具有典型性。未来应注意渤海地区地震的群集型活动以及安丘地区和新沂－泗洪地区的强震活动。还应注意在新的经济条件下新的地震灾害内容和新的灾害类型。