安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征初步研究

郯庐断裂带最新活动的断层分布于潍坊至嘉山一带, 而安丘—莒县断裂是郯庐断裂带的重要活动断裂之一。 基于地质考察、 高密度电法探测和钻孔联合剖面, 对安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征进行研究。 地质考察发现紫红色砂砾岩逆冲到全新世耕植土上方, 两者之间发育断层泥带, 断层泥内含少量角砾岩, 为全新世活动逆断层。 高密度电法探测结果表明断层通过位置电阻率差异明显。 钻孔联合剖面揭露的地层: 全新世耕植土、 全风化砂质泥岩、 强风化砂质泥岩、 碎裂岩、 断层泥带及中风化砂质泥岩。 钻孔K1和K2揭露深灰色断层泥带, 倾向西, 倾角约为74°, 厚度约为13.9 m, 与南侧出露的断层泥带产状相协调。 工作区范围内, 发育多处褶皱、 破碎带和断层泥带, 断层表现为全新世逆断层性质。     

安丘-莒县断裂北段几何结构与最新活动特征

安丘-莒县断裂是沂沭断裂带的主要分支之一,也是最主要的一条活动断裂。通过断裂活动性调查和地质填图,查明了安丘-莒县断裂北段的空间展布、几何结构以及最新活动特征。在莒县至昌邑一带,安丘-莒县断裂自北向南大致可划分为昌邑—南流段、安丘—孟疃段、青峰岭段和孟堰段等4个段落。它们以左阶斜列形式展布,而每个断层段又由更次一级的段落以右阶斜列的形式组成。昌邑—南流断层段的最新活动时代为全新世中晚期,除右旋走滑断层活动外,还观察到逆冲和正断运动分量,其中正断运动分量的发生时代较新。安丘—孟疃和青峰岭2个断层段以右旋走滑运动为主,兼有逆冲运动分量,最新活动时代分别为晚更新世和全新世早期。孟堰断层段也以右旋为主兼具逆冲分量,最新活动时代为全新世早期。安丘—孟疃断层段公元前70年曾发生过安丘7级地震,结合断层活动性质和最新活动时代综合判断,山东莒县以北的安丘-莒县断裂的未来地震危险性较大,在今后的地震灾害防御和地震预测工作中应予以重视。     

台阵资料反演沂沭断裂破碎带性质

正郯庐断裂带山东段又称沂沭断裂带,发生了中国大陆东部最大历史地震,即1668年郯城级地震,安丘—莒县断裂是其主要的破裂段;该断裂现代小震密集成带,显示深部破裂区仍未愈合。野外考察显示,位于莒南县左山次级破裂段出露长度8 km,走向N15—20°E,倾向南东,倾角70°—80°,其中位于莒南县岭泉镇左山村西的地震断层遗址显示,山脊断错接近10 m。沂沭断裂带作为郯庐深大断裂的一部分,由4条主干断裂组成了"两堑夹一垒"构造形     

郯庐断裂带莒县胡家孟晏地震破裂带的发现

郯庐断裂带是中国东部最主要的一条活动断裂带。在该断裂带中部,沂沭断裂东地堑的潍坊—嘉山段中发育了1条长360km的全新世活动断裂带(F5),在该全新世断裂带的北段和中段分别发生了公元70年的安丘地震和公元1668年的郯城地震。2003年底我们考察沭河断裂带时,在莒县境内发现了1条长约7km的地震破裂带,作为活动断层应该归属于F5断裂带,但其是一条独立的地震破裂段还是归属于1668年郯城8.5级地震破裂带有待于进一步的研究。尽管如此,探槽揭示出的上覆未经破坏的地层的14C年代表明,该破裂带在(2140±190)aBP以来没有过活动,因此我们认为其作为1条独立破裂段的可能性较大     

郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段晚第四纪活动特征研究

安丘-莒县断裂是郯庐断裂带内活动时代最新、地表形迹最明显,地震危险性最大的断裂。因缺少可信的地质证据,前人对于该断裂江苏段的全新世活动情况存在较大争议。文中根据对郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段开展的野外调查工作成果,结合在宿迁市地区开展的断层活动性鉴定工作成果,对该断裂的晚第四纪活动特征进行了探讨。本次发现的多个断裂剖面及宿迁地区的断层活动性鉴定成果都表明安丘-莒县断裂的南马陵山—宿迁段在全新世中期发生过1次古地震事件;而后陈村探槽表明该断裂重岗山段无全新世活动迹象。安丘-莒县断裂江苏段晚第四纪活动总体以右旋走滑兼挤压逆冲为特征,局部地区则以走滑正断为主。安丘-莒县断裂江苏段自晚更新世以来经历了多次活动,在全新世也有明显活动,其地震活动具强度大、频度低的特点,其活动性总体自北向南逐渐减弱。     

郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段古地震研究新进展

郯庐断裂带是中国东部活动性最强的断裂带,郯庐断裂带江苏段主要由5条分支断层组成,并于更新世强烈活动,其中安丘-莒县断裂持续活动至全新世,是1668年郯城■级特大地震的发震断裂。文中采用古地震探槽方法研究安丘-莒县断裂江苏段全新世以来的古地震事件,并采用¹⁴C测年方法确定古地震的时间。结合前人通过探槽揭露的古地震时间进行综合分析,认为安丘-莒县断裂江苏段全新世以来共有3次古地震事件,时间分别为距今3 000a以来、距今约6 000a和11 000a,垂直同震位移均约1m。1668年郯城8.5级地震在安丘-莒县断裂新沂段山前出露区存在地表破裂的迹象,在隐伏区表现为大量喷砂冒水现象,在探槽揭露的晚全新世地层中有密集的裂缝和砂脉。     

沂沭断裂带安丘-莒县断裂安丘-朱里段几何结构与活动特征

安丘-莒县断裂是沂沭断裂带最主要的活动断裂,对强震的发生具有明显的控制作用。该断裂的安丘—朱里段由南流段、双官—眉村段和朱里段3条右阶斜列的次级断裂所组成,以右旋走滑活动为主,兼有正断或逆冲活动分量;其最新活动时代推断为晚更新世—全新世早期。根据断裂活动性的最新研究成果,认为在莒县至昌邑之间安丘-莒县断裂仍是占主导地位的活动断裂,与公元前70年安丘7级地震的发生具有密切关系     

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。     

郯庐断裂带江苏段安丘-莒县断裂全新世活动及其构造意义

郯庐断裂带是中国东部重要的活动断裂带和边界构造带,其鲁苏段全新世活动断层的空间展布和古地震序列是地学关注的焦点问题,也是准确评价区域地震危险性的重要参数.以往研究工作多集中在郯庐断裂带地表地貌现象明显且有强震记录的山东段,而江苏段则研究程度相对较低,有关郯庐断裂带江苏段全新世活动断层范围和古地震序列问题存在争议.本文利用野外地质地貌调查、浅层地震勘探、钻孔联合剖面以及古地震探槽等多层次综合方法,重点开展郯庐断裂带江苏段全新世活动断层的分布和古地震序列研究.结果显示全新世时期,安丘-莒县断裂是郯庐断裂带江苏段的主要活动断层,且江苏全段该断层都是全新世活动断层.通过对比宿迁闸-皂河镇断裂南北安丘-莒县断裂的断层地貌和断层最新活动时间,并结合宿迁闸-皂河镇断裂在第四纪没有活动过等证据,推测该断层在全新世时期并不是区域阻碍破裂的断层.探槽揭示郯庐断裂带江苏段全新世两次古地震事件,事件Ⅰ限定在（6.2±0.3）-（13.4±0.7）ka B.P.之间,而事件Ⅱ限定在（2.5±0.1）ka B.P.到现今,全新世两次古地震间隔较长.基于构造类比法,安丘-莒县断裂具有深部孕震的构造特点,是区域未来强震的潜在发震构造.

     

郯庐断裂带安丘、莒县电磁台 地壳电性结构研究

郯庐断裂带中段的沂沭断裂带发生过多次中强地震,其结构复杂,是地震研究者重点关注的区域。山东安丘和莒县电磁台都具有综合地电场和地磁场观测,两台分别位于沂沭断裂带内的安丘-莒县断裂和昌邑-大店断裂上。山东无棣电磁台位于郯庐断裂带西侧,属冀东-渤海断块,距安丘台230km,但此前未曾对该台站的地壳深部电性结构进行过探测研究。文中利用大地电磁测深方法(MT)对这3个电磁台站及其附近区域的探测数据进行研究,结果表明,3个台站的地壳电性结构有明显的差别,分别与台站区域地质构造及其地震活动性存在对应关系。在每个台站及其附近的4个测点分别得到优良的视电阻率和阻抗相位等数据,经过一维和二维反演,获得了3个台站的地壳深部电性结构,并可与直流对称四级电阻率测深法得到的近地表的电性结构进行对比。无棣台及其附近具有稳定地块的成层性地壳深部结构,而安丘和莒县电磁台分别具有复杂的地壳电性结构,呈现出活动地块边界带的结构特点。安丘台和莒县台附近区域可分别以安丘-莒县断裂和昌邑-大店断裂为界,将地壳电性结构分成2部分,在断裂西侧即郯庐断裂带内部的中下地壳低阻层更发育,昌邑-大店断裂西侧的低阻体可能含丰富的流体,在区域的地震孕育发展过程中起着重要作用。     

郯庐断裂带安丘—莒县断裂南段(郯城—淮河)晚第四纪活动特征

通过系统的野外地质地貌调查、浅层地震勘探、钻孔联合剖面和古地震探槽等多方法手段,重点开展郯庐断裂带安丘—莒县断裂南段晚第四纪活动特征研究。结果显示安丘—莒县断裂南段在浅部由2支高倾角兼有挤压逆冲分量的断层组成,其中一支出露地表,以右旋走滑运动为主兼有逆冲分量,是全新世活动断层,而另一支为晚更新世活动断层。     

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。     

郯庐断裂带山东段土壤气体地球化学特征

断裂带土壤气浓度测量是活动断裂地震危险性评价的重要手段之一。根据郯庐断裂带山东段安丘—莒县断裂和黄线弧形断裂断层土壤气中Rn、CO2和Hg的浓度,探讨断层气体地球化学特征。测量结果表明:安丘—莒县断裂Rn、CO2和Hg的浓度异常明显,且Rn和CO2的浓度异常具有较好的相关性。郯庐断裂带山东段沂沭断裂土壤气中,Rn和CO2浓度异常沿断裂由南向北变小,二者浓度异常与断裂活动性有一定关系。     

鲁西隆起、沂沭断裂带及胶南隆起区域地壳厚度、泊松比分析

利用远震接收函数方法得到鲁西隆起、沂沭断裂带及胶南隆起区域30个宽频带地震台站下方的地壳厚度、泊松比值。结果显示:该区域地壳厚度和泊松比呈现不均一、变化大的特征,其中泰山地区、沂沭断裂带郯城—莒县段及RZH台下方地壳厚度值小、泊松比值高。经分析认为,鲁西隆起地壳厚度薄、泊松比值高的区域与底部地幔物质上涌及热侵蚀作用相关;沂沭断裂带地壳厚度和泊松比具有明显分段的特征,体现在断裂带郯城—莒县段地壳厚度薄、泊松比高;莒县—安丘段与断裂两侧的地壳厚度、泊松比值相近,说明其壳幔相互作用主要体现在郯城—莒县段;胶南隆起地区仅RZH台站下方地壳厚度值低、泊松比值高,结合该区域重力异常梯度带特征,推测大型的北北东向断裂带可能是造成RZH台站下方低地壳厚度值和高泊松比值的原因。     

莱州湾海域郯庐断裂带活断层探测

利用浅地层剖面仪对郯庐断裂带莱州湾段进行了活断层探测,发现郯庐断裂带主干断裂在第四纪晚期以来具有明显的活动,继承了晚第三纪以来的主要构造活动特点,仍是这一区域的主导性构造. 西支KL3断裂由多条高角度正断裂组成,最新活动时代为晚更新世晚期至全新世早期,受到一系列错断晚更新世晚期沉积的北东或近东西向断裂的切割;东支龙口断裂由两段右阶斜列的次级断层组成,沿断裂带不但有明显的晚第四纪断错活动,而且还发育北北东向晚第四纪生长褶皱,表现出明显的晚更新世晚期至全新世活动特征. 在山东陆地区也发现了与龙口断裂相对应的安丘——莒县断裂,安丘段由一系列右阶斜列的次级断层组成. 从安丘向北至莱州湾凹陷,郯庐断裂带东支活断层构成了一条右旋单剪变形带,每一个次级活断层段相当于带内理论上次级压剪面,在第四纪晚期以来仍以右旋走滑活动为主要特征.      

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。     

郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段全新世活动的新证据

安丘-莒县断裂是郯庐断裂带内活动时代最新、地表形迹最明显、地震危险性最大的断裂,也是1668年郯城M8 1/2地震的发震断层。前人对郯城地震的地表破裂向S终止的位置存在多种观点,对该断裂江苏段的全新世活动情况也存在较大争议。文中通过在重岗山西侧和宿迁合欢路北侧开展的探槽开挖工作,发现了该断裂全新世活动的新证据,并对其最新活动时间进行了探讨。重岗山西侧后陈村探槽和宿迁合欢路北侧探槽都表明安丘-莒县断裂江苏段在全新世有过明显活动,推测最新一次古地震事件的发生时间为(4. 853±0. 012)～(2. 92±0. 3) ka BP。最新活动性质以走滑逆冲为主,剖面上获得的最大断错量为1m。未发现1668年郯城M81/2地震的地表破裂带到达江苏段的明确证据。     

郯庐断裂带青峰岭断层上最新一次古地震事件

郯庐断裂是我国东部一条古老而今仍在活动的巨型断裂带,它经历了长期复杂的形成演化过程,对区域构造、沉积古地理、岩浆活动、成矿作用和地震活动等有重要控制作用.其总体走向北北东,一般由2～4条或更多近于平行延伸的断层组成宽达10～40 km的断裂带,切穿中国东部不同性质的大地构造单元,绵延2 400 km以上(方仲景等,1986).1668年7月25日8.5级强烈地震发生在郯庐断裂带中昌邑-大店断层(F1)上,造成了北起莒县南至郯城130 km的地震破裂带(李家灵等,1994;晁洪太等,1995).古地震研究表明,昌邑-大店断层(F1)上,全新世以来共发现了3次、震级相等于8级的古地震事件.最新一次发生在距今3 500 a,重复间隔约为3 500 a(林伟凡,高维明,1987).安丘-莒县断裂(F5)没有参与1668年地震地表破裂,它是一条晚更新世活动断层(郑朗荪等,1988;高维明等,1988;晁洪太等,1994),且被怀疑是公元前70年安丘7级地震的地震断层(晁洪太等,1994).青峰岭断层段是安丘-莒县断裂的组成部分,晚更新世活动强烈,但未发现全新世中晚期活动的证据(宋方敏等,2005).本研究通过对莒县青峰岭地震断层陡坎的考察,用探槽开挖、古地震标志(Yeats,1996;Anthony et al,2003;Klinger et al,2003;邓起东等,1984)识别、第四纪地层年代测试和确定古地震年代的逐次限定的方法(毛凤英,张培震,1995),确定了青峰岭地震断层上最新一次古地震事件的发生年代和破裂参数,突破了郯庐断裂带中段北部没有强烈地震的认识,对郯庐断裂带中段北部潜在地震危险性评价具有重要的科学价值.