沂沐断裂带的地震地质特征和地震活动

郯庐断裂是纵贯我国东部的一条巨型的断裂带,也是一条重要的强震带。公元一六六八年七月二十五日就在这条断裂带的郯城——莒县一带发生8.5级大地震。引起了中外地质、地震工作者的重视。近年来,中外地质和地震学者到郯庐断裂带去调查、考查的不断增多,对这一带的研究工作不断深入,并有不少学者对郯庐断裂带专门进行了研究和讨论。本文是笔者参加了郯庐断裂带山东境內部份——沂沐断裂带考察基础上,结合有关资料进行的初步分析成果。     

郯庐断裂带早新生代的活动性质研究

郯庐断裂带是新生代以来中国东部大陆大地构造演化中最重要的构造带之一,对郯庐断裂的认识制约了大型盆地的形成演化的认识及油气资源的评价。本文在野外实地调查的基础上,从郯庐断裂带与地层的穿切关系入手,借助最新的地震反射剖面以及第一手野外资料,判定郯庐断裂带在新生代早期经历了强烈的活动,表现为左旋兼具逆冲的性质。通过分析覆盖在郯庐断裂带之上火山岩中的断裂发育样式和地震反射剖面上的地层覆盖关系,认为中新世以来,相当于渤海湾盆地的东营运动之后,构造应力场发生了变化,郯庐断裂带不再有显著的活动,发育了新的断裂体系。郯庐断裂新生代兼有垂向位移的走滑活动奠定了中国东部古近纪盆地形成、沉积演化和油气资源成藏的基本格局。     

郯庐断裂带形成演化的年代学研究

通过对郯庐断裂带东侧张八岭蓝片岩带内白云母4 0 Ar - 3 9Ar年龄、断裂带内片麻状花岗岩中钾长石4 0 Ar- 3 9Ar年龄以及断裂带内断层泥K -Ar、ESR年龄的测定 ,并结合有关的地质和古地磁资料 ,厘定了郯庐断裂带形成和演化的过程 :(1)三叠纪 (2 44～ 2 0 9Ma)由于华北与扬子地块碰撞 ,郯庐断裂带形成为其主要左行平移时期 ;(2 )侏罗纪 (189～ 16 4Ma)时郯庐断裂东侧下扬子地块可能经历了逆时针转动 ;(3)白垩纪 (10 3～ 94Ma)开始郯庐断裂带伴随走滑平移而发生正断活动 ;(4)晚白垩—第三纪右旋平移阶段。郯庐断裂的形成与大别 -苏鲁变质带有关。     

郯庐断裂带起源机制的探讨

为探讨郯庐断裂带的起源方式,对其印支期变形构造进行了详细的构造研究与综合分析。张八岭隆起带上张八岭群及肥东杂岩表现为上盘向南南西运动的平缓韧性滑脱变形带;庐江地区张八岭群表现为郯庐陡立的左行走滑剪切带;大别造山带东缘郯庐剪切带经历了两期变形事件,早期变形表现为北东走向左行走滑韧性剪切带,而晚期变形为叠加的北东-南西向紧闭褶皱;大别造山带内宿松杂岩及造山带南缘张八岭群表现为折返构造特征。结合前人白云母~(40)Ar/~(39)Ar定年结果及郯庐断裂带周缘前陆变形带特征,提出了郯庐断裂带起源的板片撕裂断层模式。     

亚洲东部碰撞构造:郯庐-尚塔尔碰撞带研究

沿郯城-庐江断裂带两侧各约500 km内发育的中生代以来白云母花岗岩、二云母花岗岩和A型花岗岩,五大连池、科洛和二克山火山岩带的强碱性富钾火山岩,高87Sr/86Sr值、低εNd值的中新生代玄武岩,沿郯庐断裂带两侧盆地广泛发育的磨拉石建造,稀土元素∑REE,∑LREE,∑LREE/∑HREE从老到新均逐渐增高;郯庐断裂带莫霍面深度明显大于两侧盆地;郯庐断裂带两侧地块的不连续与差异;沿郯城-庐江断裂带展布的华北地台北缘及东缘的高压麻粒岩、NNE向展布的日照、莒南、东海榴辉岩超高压带和安徽张八岭高压蓝片岩带;郯庐断裂带内表现的强烈挤压构造;郯庐断裂带东侧胶辽-苏北黄海负磁异常区不同于周围地质体(正磁异常区)等,所有证据都指示着南起安徽庐江,经山东郯城、黑龙江佳木斯,北至俄罗斯尚塔尔群岛的断裂带及其两侧构造带为-构造碰撞带:郯庐-尚塔尔碰撞带,郯庐-尚塔尔断裂带为碰撞带的缝合线.松辽盆地、华北盆地、苏北盆地等成煤、成油气等矿产的盆地是碰撞的结果.碰撞带的(突出)应力集中区鲁西-胶东超高压带碰撞区、燕山-辽东碰撞区是中国东部地震的高发区.碰撞的主要动力机制为日本海和鄂霍次克海的张开及菲律宾板块的俯冲.     

郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化特征

本文在总结郯庐断裂带的最新研究成果的基础上,对郯庐断裂带山东段深部构造特征、运动学特征和内部结构特征进行了分析,并对郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化过程进行了研究。在华南华北碰撞造山时期,郯庐断裂带山东段发生了显著的左旋走滑剪切变形。郯庐断裂带山东段在晚侏罗至早始新世(50Ma前)的左旋走滑直接受控于古太平洋板块向东亚大陆的俯冲,板块俯冲边界的应力直接传递到郯庐断裂带导致其发生走滑运动;早白垩世中期至古近纪,郯庐断裂带山东段内部及两侧盆地的伸展则受控于深部岩石圈减薄、地幔底辟导致的裂陷作用。     

郯庐断裂南段研究进展与断裂性质讨论

据1：5万区域地质调查和专题研究资料，就郯庐断裂带是否南延与消失的原因，其与大别—苏鲁造山带交截形成的假位错效应，以及与中新生代沉积盆地形成演化的关系等作了新的阐述。在此基础上，讨论了郯庐断裂带是否为巨大的左行平移断层或转换断层。认为郯庐断裂带可能是在“古郯庐带”的基础上于早侏罗世重新活动、白垩纪强烈活动的地堑型枢纽断裂带。     

郯庐断裂带的分段性研究

本文从航磁、重力以及地学断面等地球物理资料入手,对郯庐断裂（即郯城—庐江断裂）带地球物理场和深部构造特征进行了分析;在总结前人研究成果的基础上,探讨了郯庐断裂带的各段的运动学性质,并对郯庐分段差异性的成因地球动力学过程进行了探讨。研究表明郯庐断裂带各段的地球物理场和深部构造特征及演化过程都存在着显著的差异。华南与华北板块的碰撞造山过程主要影响郯庐断裂带中南段的活动,而西太平洋俯冲的弧后扩张作用及由此产生的地幔底辟则是沈阳—渤海段活动的主控因素。中国东部中生代以来多期地质事件造成区域构造动力多次改变,使郯庐断裂带经历了多期的构造体制转换,并造成了各段活动特征的巨大差异性。     

郯庐断裂带(安徽段)对地表水系空间分布形态的影响研究

为了研究郯庐断裂带(安徽段)构造活动对其周边地表水系形态及其发育特征的影响,本文基于DEM数据,利用GIS空间分析功能并结合郯庐断裂带构造运动特征,对郯庐断裂带(安徽段)周边水系的几何分布特征进行研究。研究表明:郯庐断裂带(安徽段)在不同地质历史时期对区内地表水系产生错动影响。受郯庐断裂三叠纪到白垩纪期间左旋走滑运动影响,两条二级水系在大别山区自西北向东南流经郯庐主干断裂及次级断裂时与断裂呈近似直角相交并发生左旋错动。大别山地区的皖河流域与华阳河流域水系受郯庐断裂第四纪以来逆右行平移运动影响流向由东南向同步大幅度拐向南西,表现为右旋扭错;巢湖流域水系受五河—合肥断裂和石门山断裂影响也出现了右旋位错。此外,受郯庐断裂带构造运动形成的合肥盆地和地堑式嘉山盆地的影响,池河的主河道沿合肥盆地东侧的沉降带和石门山断裂与嘉庐断裂之间的嘉山盆地发育。     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

郯庐断裂中、北段的发生发展及构造差异运动

郯庐断裂中、北段是指长江以北的郯庐断裂,包括其越过渤海向北东延伸的分支。虽然在晚中生代以来郯庐断裂往东北地区如何延伸尚有不同认识,但一般认为分支有三:①抚顺—密山深断裂带;②依兰—伊通深断裂带,③营口—长春深断裂带。一、晚太古代构造活动带的标志国际上许多地质学家(Wjndley 1978,Condie 1977,MnnaHonHNN 1981,     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化 看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

郯庐断裂带肥东韧性剪切带的变形规律同位素年龄及其构造意义

郯庐断裂带肥东韧性剪切带的几何学形态为一正花状左行平移断裂带，目前出露的为该韧性剪切带的根部，具有典型的深层次左行走滑变形特征，肥东韧性剪切带中糜棱岩，超糜棱岩测得的^40Ar/^39Ar全岩年龄分别为120.48Ma和118.75Ma，说明郯庐断裂带的大规模左行平移时代为早白垩世，对该带构造变形和构造叠加的研究表明，肥东浮槎山一带是被郯庐断裂带截切，牵引，叠加，改造的印支期大别一胶南造山带的残块，郯庐断裂带与大别-胶南造山带是不同时期，不同构造系统的产物，前者属于滨太平洋构造系统，后者属于特提斯构造系统。     

前陆沉积与变形对郯庐断裂带同造山运动的制约

郯庐断裂带两侧的前陆沉积及其变形现象,揭示了该断裂带同造山活动的大量信息。合肥盆地东侧的郯庐断裂带旁,侏罗系沉积时出现了沉降中心与边缘相,显示这期间郯庐断裂带所处的张八岭隆起已移位至盆地东侧。砂岩的端元组份分析与碎屑白云母的电子探针分析显示,下扬子地区弧形展布的黄马青群与象山群前陆沉积的物源区为大别——苏鲁造山带,属于原地沉积,表明造山期郯庐断裂带已经出现。大别与苏鲁造山带周边都出现了强烈的前陆褶皱冲断带。合肥盆地前侏罗系基底上印支期的逆冲断层,在郯庐断裂带旁侧明显增多,指示该断裂带曾发生过同造山活动。下扬子地区前陆构造走向向郯庐断裂带方向偏转,反映它们形成时受到了郯庐断裂带左旋走滑运动的影响。这一系列前陆沉积与变形特征,指示郯庐断裂带在华北与华南板块的碰撞造山中以陆内变换断层的型式出现。该断裂带造山期运动中,东盘为主动盘,并发生了显著的逆时针旋转。独特的徐宿弧形逆冲——推覆构造,表明造山期郯庐断裂带左行平移幅度达350km。在该断裂带早白垩世的第二次平移中,断裂带向北延伸,又发生了约200km的左行平移。     

郯庐断裂带在辽北地区三叠纪左行韧性剪切带的发现及变形特征

郯庐断裂带位于辽北地区的部分为区域上郯庐断裂北延分支依兰-伊通断裂带的一段,在1：5万区调中发现有北东向展布的三叠纪左行韧性剪切带,此韧性剪切带控制一系列三叠纪侵入岩的分布并对古生代地质体的展布进行改造.     

郯庐断裂带南段的重磁场特征及其地质意义

由于断裂两侧的磁性、密度的纵横向差异在重力、磁力异常上有所表现,因此所获得的重力、磁力数据为深入研究关键的地质课题提供了科学基础,如郯庐断裂带的基底性质、断裂形成特征和岩浆岩分布。利用最新的高精度航空重力和磁力数据以及地面重力数据,绘制了郯庐断裂带地区的1∶50 000重力和磁力异常图,并结合区域地质数据分析了重力和磁力异常特征。分析结果认为:存在连体的郯庐—大别古老构造带,郯庐断裂带南段是元古宙和燕山中期岩浆活动的复合反映带;郯庐断裂带为中元古—新元古代时期南华北陆块与下扬子陆块的界限;磁力、重力异常图对比说明,合肥盆地范围由老到新向东扩展。     

济阳地区埕岛-垦东构造带中生代的逆冲断层及其与郯庐断裂带的关系

济阳坳陷埕岛—垦东潜山构造带与郯庐断裂带相邻。4条地震剖面在桩西和埕岛地区中生界内揭示大量逆冲断层,据此分析了该构造带不同部位的沉积—变形特征。郯庐断裂带在中生代不同时期具有不同的活动性质。郯庐断裂带的复杂运动过程是桩西和埕岛地区逆冲断层乃至整个北西向构造带中生代以来构造演化的直接动力之一。埕岛—垦东构造带在中生代之前具有相同的构造演化过程,其后由于郯庐断裂带两侧地块发生复杂的斜向离散—斜向汇聚运动,造成构造带不同位置形成了截然不同的构造面貌,于晚白垩世时形成北西向的埕岛—垦东构造带;新生代时因济阳坳陷形成再次统一接受沉积成为潜山披覆构造带。     

郯庐断裂带研究进展及存在问题探讨

郯庐断裂带是中国东部一条重要的强烈构造变形带,影响范围巨大,经历了多期的构造演化,且各时期的断裂活动性质不同,具有重要的地质意义,若干年来吸引了大量的国内外学者对其进行研究,各自对郯庐断裂带的认识也不尽相同,形成了百家争鸣的局面。为了更好地认识郯庐断裂带的研究进展,整理分析了大量前人研究资料,对其展布特征、构造样式、深部地质背景、形成演化、形成模式等方面做了总结,并对研究中存在的问题作了讨论。     

郯庐断裂带的演化及其对西太平洋板块运动的响应

首次从郯庐断裂带走滑糜棱岩中获得了白云母127.62±0.19Ma的⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄,其与糜棱岩的全岩⁴⁰Ar^-39Ar年龄相吻合。这些年代学研究成果以及同走滑期岩浆活动,表明郯庐断裂带于早白垩世发生了大规模的左行平移。这一早白垩世构造—岩浆事件是伊泽纳崎板块突然发生高速、斜向俯冲的结果。晚白垩世早第三纪郯庐断裂带转变成巨型的伸展构造,普遍控制发育了断陷盆地。太平洋板块的高角度正向俯冲使中国东部出现软流圈上涌、岩石圈拆沉,从而造成了郯庐断裂带与整个中国东部卷入了强烈的伸展活动。晚第三纪初期起动的挤压活动,使郯庐断裂带上的断陷盆地同步抬升和闭合;断裂带的逆冲活动则断续延至今日,成为中国东部最大的近代地震活动带。郯庐断裂带晚第三纪以来的挤压活动是西太平洋弧后扩张的响应,而印度板块碰撞的构造挤出起着辅助作用。     

郯庐断裂带肥东桃源韧性剪切带构造分析及时限探究

郯庐断裂带在肥东桃源地区为一混合杂岩带,温压数据显示区域内变形变质环境为中下地壳构造环境。本文对剪切带的应变大小、应变速率、涡度以及应力场等构造特征进行分析测量,结果显示该剪切带所受应力方向为170°左右,夹角为40°～50°,并以简单剪切为主,其变形矿物被拉长。此外,带内发育的长英质糜棱岩流体以及伟晶岩流体均发生同构造变形,本文结合前期年代学研究结果,整合出了3种不同流体之间的关系,并有效限定出带内韧性剪切活动发生在140～124 Ma之间。同时,通过对郯庐断裂带中南段年代学数据统计,发现郯庐断裂带肥东段主要记录了早白垩世的剪切活动,而大别造山带东缘、苏鲁西缘分别记录了同造山年代学数据,断裂带中南段在年代学分布上呈现出明显的空间差异性,反映出郯庐断裂带递进变形的特征。