郯庐断裂带女山湖北侧探槽的新活动现象及讨论

郯庐断裂带苏皖交界段处于断裂中段与南段的过渡区,断层新活动较为复杂。近几年的研究成果显示,在淮河南侧浮山、紫阳一带断层晚第四纪仍有较强活动,该断层向S至女山湖的活动情况如何、晚第四纪活动是否延伸至女山湖,是值得关注的问题。在明光女山湖北侧六谷堆村东开挖的地质探槽揭示了宽2～4m的断层变形带,带内沿断层卷入多个棕黄色黏土团;断层的新活动错动了上覆晚更新世黏土层,断层面延伸至地表呈“通天”状,地层年代数据表明其最新活动时代至少为晚更新世晚期;断层面发育的擦痕及阶步显示断层经历过逆右旋活动。以上成果表明,郯庐断裂带东支最为活动的断层晚第四纪的活动向S延伸至明光女山湖。泗洪—明光是郯庐断裂带中—南段的构造“节点”,多个断层剖面存在楔状土、正断、黏土团等现象,显示以逆走滑为主要运动方式的断层在地表局部存在丰富的伴生现象,而产生这些现象的原因可能与断层在不同时、空所受的区域复杂应力及其变化有关。     

郯庐断裂带泗洪段全新世活动性初步研究

本文初步研究了郯庐断裂带泗洪孙牌坊区段全新世时期的活动性。利用地质剖面开挖、地质填图、取样分析、土氡测量等手段,获取了较多资料,证实了泗洪段全新世以来有活动。     

郯庐断裂带中段安丘—莒县断裂淮河—女山湖段几何展布

郯庐断裂带中段最新活动的安丘—莒县断裂(命名为F5断裂)为中国东部地区重要的地震活动断裂。已有研究表明,F5断裂向南已延伸进入安徽境内的淮河—女山湖之间,但该段的具体几何展布还存在以下问题未解决：一是F5断裂以东的紫阳山东侧断裂是否属于F5断裂分支;二是F5断裂向南是否延伸至女山湖北岸。为解决以上问题,本次工作基于遥感解译、地质地貌调查、探槽开挖及断错地层年代样品测试等方法,对紫阳山东侧断裂及女山湖北岸一带断裂开展了研究。结果表明,紫阳山东侧断裂发育时代较老,在早、中更新世发生过强烈逆冲挤压运动,晚第四纪以来不活动,该断裂不属于F5断裂分支;郯庐断裂带在女山湖北岸上詹村一带断错了晚更新世地层,该处断裂为F5断裂向南的延伸部分;F5断裂已完全贯穿于淮河—女山湖之间,断层迹线单一、连续,段落总长度约20 km。文中还讨论了F5断裂向南应该终止于女山湖至明光市一带,断裂终止受区域古老构造格局控制,表明该断裂既有新生性又有继承性。     

郯庐断裂带明光—定远池河镇段的新活动性

郯庐断裂带南段淮河至女山湖段落已被证实具有晚第四纪活动性,为进一步追踪断裂带在女山湖以南的活动情况,选取明光至定远池河镇段落进行遥感解译、地质地貌调查、探槽开挖及年代样品测试等工作。研究发现,该段断裂在卫星影像上显示线性特征较差,发育断裂主要为池河-太湖断裂;断裂新活动主要表现为控制池河河谷的发育及沿明南土山村、池河石塘岳、池河周王等地展布的线性岗状地貌;在上述岗地边缘开挖探槽揭示断裂在该段最新活动方式具挤压逆冲性质,最新活动时代为中更新世,晚更新世以来不活动。上述结果初步表明,该段与其北侧相邻的淮河至女山湖段在第四纪活动性上存在差异,可能为郯庐断裂带在女山湖附近存在分段导致。     

郯庐断裂带中南段现代构造应力场

本文根据原地应力测量、震源机制解、大地形变测量及实地地质调查等方法推论郯庐断裂带中南段现代构造应力场特征。本区表现为低水平应力区,构造应力主轴σ_(max)为NEE向,σ_(min)仰角甚小,剪应力在NNE和NW向结构面上的状态表现为断裂带内应力值低,远离断裂带逐渐过渡为区域背景值,地震断层的类型以走滑兼正断层型为主,与南黄海海域发生的断层类型在统计特征上有明显的区别。诸多特征表明郯庐带该段仍属于活动性断裂,采取右旋滑动的方式,处于相对稳定期。     

郯庐断裂带明光-庐江段遥感特征分析

利用ETM+、KH卫星影像资料,对郯庐断裂带明光-庐江段开展详细的遥感解译工作,分析其构造地貌及几何展布,并结合现场地质调查加以验证。结果表明,郯庐断裂带明光-庐江段的4条主干断裂在遥感影像中均有表现;西支2条断裂北段明显,南段隐伏,断层沿线发育串珠状湖泊、断塞塘、线性陡坎、弧形等构造;东支2条断裂全段影像线性特征均明显,断层通过处地形凹槽带、线性陡坎、刀砍状断层崖等地貌特征极为发育;野外调查发现,在线性影像特征较明显的地方,断层破碎带均发育,有的宽达几十米,且性质变化明显,该段具有多期多次复杂活动特征。综合遥感解译及现场调查研究认为,本文获得了郯庐断裂带明光-庐江段构造地貌特征及地表几何分布,为该区域地震危险性评价提供了依据。     

郯庐断裂带赤山段全新世新活动的特征

文中在野外开挖探槽及年龄样品测试的基础上,对郯庐断裂带赤山段全新世的新活动特征进行了详细讨论。在泗县赤山镇徐井村附近开挖了2个地质探槽(XJ1、 XJ2),其中XJ1探槽揭露了10个地层单元,从老到新依次为U₁—U₁₀;发现3条断层,由东向西依次为F₁、 F₂和F₃;识别出3次古地震事件,由老到新依次为E₁、 E₂和E₃。事件E₁和E₂分别为F₁和F₂的逆冲活动,事件E₃为F₂逆走滑和F₃正走滑共同活动的结果。前2次古地震事件E₁、 E₂发生于中更新世—晚更新世晚期之间,后一次事件E₃代表最新一次古地震活动,发生于地层U₉沉积以后,在该层上部采集的泥炭样品的测定年代为11.1...     

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.

     

郯庐断裂带安徽段的展布及其新构造活动

本文以近年来野外考察资料为依据,论述郯庐断裂安徽段的展布及其新构造活动特征。通过比较研究,表明该段无论在结构构造还是在新构造活动性方面都明显不同于中段     

郯庐断裂带江苏段东地堑边界断层第四纪活动性

郯庐断裂带东地堑边界断层在断裂带演化过程和现今构造格局中都是重要断层,对该边界断层的第四纪活动性研究有助于了解郯庐断裂带的演化历史和地震活动性,而有关该边界断层第四纪活动性研究较少且至今尚无定论。本文通过浅层地震勘探和钻孔联合剖面相结合的方法,针对郯庐断裂带江苏段东地堑两边界断层开展系统的断层第四纪活动性研究,结果显示,昌邑-大店断裂(F_1)第四纪以来未见构造运动证据,白芬子-浮来山断裂(F_2)在第四纪早期曾发生有关活动,晚更新世以来未见活动迹象。     

Strike–slip origin of Cretaceous Mazhan Basin, Tan-Lu Fault Zone, Shandong, east China

The Mazhan Basin, Shandong Province, China, is located between the main faults, F₃ and F₄, of the Tan-Lu Fault Zone. It is an elongated basin more than 60 km in length and 8 km in width and contains a series of typical continental sediments (the Upper Cretaceous Wangshi Group). This series was divided into three sedimentary facies associations: conglomerate facies association; sandstone facies association of alluvial fan to lake margin environment; and siltstone facies association of lacustrine origins. Their zonal distribution pattern may represent a contemporaneous heterotopic facies due to a lateral facies change from margins to axis of the basin. Their stratigraphic sequence becomes younger northward along the boundary faults. This suggests that the depocenter of the fan–lake system tends to migrate northward along F₃. From the asymmetric features (i.e. basin shape, lithofacies distribution, facies change) the Mazhan Basin can be explained by progressive subsidence at the Tangwu releasing bend of F₃ with sinistral strike–slip movement. Judging from the fission track (FT) ages from the Wangshi Group, it was concluded that a sinistral strike–slip movement along the main fault, F₃ of the Tan-Lu Fault in Shandong, has lasted until the Late Cretaceous. Its displacement is estimated to be larger than the migrated distance, 60 km, of the depocenter of the Mazhan Basin.     

Protolith ages and deformation mechanism of metamorphic rocks in the Zhangbaling uplift segment of the Tan-Lu Fault Zone

Protolith ages and Indosinian deformation mechanism of metamorphic rocks in the Zhangbaling uplift segment of the Tan-Lu Fault Zone are important, unsolved problems. Our LA-ICP-MS zircon dating work indicates that protolith ages of the greenschist-facies Zhangbaling Group are 754–753 Ma, and those of the amphibolite-facies Feidong Complex are 800–745 Ma. These rocks belong to the earliest cover of the Yangtze Plate. Their ages and metamorphic features suggest that the rocks did not come from the Dabie Orogen. The Indosinian structures in the Zhangbaling Group and lower Sinian strata formed in a flatlying ductile detachment zone with a shear sense of top-to-the-SSW whereas those in the underlying Feidong Complex are characterized by ENE-WSW inclined folds developed under a ductile regime. It is suggested therefore that the sinistral Tan-Lu Fault Zone of the Indosinian period is buried under the Hefei Basin west of the Zhangbaling uplift segment and the uplift segment is a displaced block neighboring the fault zone. Detachment deformation between the upper rigid and lower ductile crust during displacement of the Zhangbaling uplift segment resulted in the formation of the flat-lying ductile detachment zone and its underlying drag fold zone of a ductile regime. The protolith ages and deformation mechanism in the Zhangbaling uplift segment further prove sinistral origination of the Tan-Lu Fault Zone during the continent-continent collision of the North China and Yangtze plates and support the indentation model for the two-plate collision that considers the Tan-Lu Fault Zone as an oblique convergence boundary.     

郯庐断裂带江苏新沂——安徽宿松段地震危险性分析

通过对郯庐断裂带江苏新沂—安徽宿松段历史及现代地震活动性分析、地震地质调查结果及沿线跨断层水准测量结果的综合分析,认为郯庐断裂带新沂—宿松段近期地震危险性主要位于新沂—泗县一带和明光一带,其中新沂—泗县一带近期有发生MS5.0～6.0级地震的活动背景;明光一带近期有发生MS5.0级地震的活动背景。     

郯庐断裂带五河-明光段晚更新世活动的地质证据及活动特征

作为中国东部影响最大的走滑断裂,郯庐断裂因其强烈的地震活动性及沿断裂带一系列的大地震而备受学者关注。然而,大部分的调查研究都是针对郯庐断裂山东省境内及渤海湾内部分段落。并且,一般认为淮河以南的段落晚更新世以来不活动,也不具备孕育大震或强震的条件。然而,近期我们针对郯庐断裂的工作对这些认识提出了质疑,这些工作基于高分辨率卫星遥感影像解译和在安徽北部明光市、五河县附近的详细的野外调查。我们的研究认为郯庐断裂在淮河以南的五河-明光段包括四支断裂,并且至少一支在晚更新世以来活动。此段在晚第四纪以来主要以右旋走滑为主。不同于常常在基岩及第四纪沉积物中观察到的断层,在未固结的第四纪粘土中的断层形迹不清,但是能够被微观构造分析所确认。鉴于我们最近的工作和前人研究,我们认为年轻沉积物中的隐形断层更加值得注意,同时我们认为郯庐断裂淮河以南的“平静”段需要更深入的研究。     

郯庐断裂带江苏段第四纪活动特征及其动力学背景探讨

本文通过对郯庐断裂带江苏段开展的野外调查、深部构造和运动学特征等方面的研究,结合近年来最新的研究成果,对郯庐断裂带江苏段的第四纪活动特征及其动力学背景进行了探讨。郯庐断裂带江苏段第四纪活动具有东强西弱、北强南弱的特征;郯庐断裂带第四纪的逆冲活动主要受西太平洋弧后扩张的动力学因素控制;南华北与北华北地块深部构造特征和新构造运动的差异性,是导致郯庐断裂带各段活动性差异的重要原因。     

郯庐断裂带安徽段土壤气体的地球化学特征

在郯庐断裂带安徽段由北向南分别于泗县、明光、肥东、桐城布设了4个测区,每个测区各布设了4条跨断层土壤气测量剖面,测量土壤气Rn、Hg和CO_2的浓度。根据16条跨断层土壤气剖面的测量结果,对郯庐断裂带安徽段的3种土壤气体的释放特征及其与断层空间位置间的关系进行了初步分析。结果表明,气体在断裂带附近较为富集,对断层位置有一定指示作用;气体的富集程度与断裂的活动性、该区段断层岩性及地质环境有一定关系。该结果对于认识测量区域气体的积累特征及构造地球化学研究有一定意义。     

安宁河断裂带晚第四纪活动的基本特征及强震危险性分析

通过影像解译,结合野外地质调查,利用第四纪地貌填图、样品采集和差分GPS地貌面的测量等研究手段,对安宁河断裂带及其附近地区第四纪地貌特征与断层活动关系进行了研究,分析了安宁河断裂带晚第四纪以来的活动特征,探讨了该断裂上强震的危险性。结果表明,晚第四纪以来,安宁河断裂带有强烈左旋走滑和逆冲的双重运动特征,由此可将其划分为南、北两段,北段最后一次活动时间大约在公元15世纪,南段最后一次活动时间为1536年。安宁河断裂带北段的强震危险性大于南段,且未来地震的强度在7.5级左右。     

依舒断裂带北段尾波Q值特征研究

研究表明,地震波穿过构造活动相对稳定地区时,能量衰减不明显且具有高Q值;而穿过构造活动地区时,能量会发生强烈衰减且具有低Q值。本文利用Sato模型对依舒断裂带北段萝北-通河地区15个数字化地震台站记录到的266条M_L≥2.0地震尾波Q_c值进行了分析和研究,发现黑龙江萝北、通河附近地区Q_c值具有明显的复杂性和差异性,且萝北地区Q_c值远低于通河地区Q_c值,其原因一方面与区域构造活动有关,另一方面与区域地壳构造复杂、地下介质破碎、区域应力不断变化有关。本文还讨论了萝北、通河附近地区Q值随着频率变化的关系及Q_0值空间分布特征,有效地分析了该区域介质状态的变化过程,对萝北地区地震活动性的研究和预测有指导意义。     

利用断层滑动资料反演郯庐断裂带山东段第四纪构造应力场

郯庐断裂带(即郯城-庐江断裂带)是纵贯中国东部大陆边缘的一条巨型断裂带,整体为北北东走向。它的形成和演化对中国东部中生代以来的地质演化有明显控制作用,同时又是一条现今地震活动较为活跃的地震带,因此对郯庐断裂带周边构造应力场的研究具有重要的意义。采用野外观测取得的10个测点共206条活断层擦痕数据,利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法,计算获得了研究区现代构造应力场主要特征:郯庐断裂及其周边地区现代构造应力场以北东-东西向挤压、北西-近南北向拉张为特征,其最大主压应力(σ1)方向为64°一106°,平均倾角23%最小主压应力(σ3)方向为332°~14°,平均倾角14°;中间主应力(σ2)倾角较陡,近垂直,应力结构为走滑型。