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沂沭断裂带地震构造浅析

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  摘要:沂沭地震构造带,是中国东部规模最大的郯庐地震构造带的山东的部分。1970到1973年,山东省地震办公室、中国科学院地质研究所和地研究所共同开展山东地震地质概查,着重对该构造带的新活动状况进行了研究,并首次在该地震构造带上圈划出5个地震危险区段: 临沂——汤头一级危险区,郯城和安丘两个二级危险区,莒县和潍坊两个三级危险区。
  关键词: 沂沐断裂带;地震;地质构造
  Abstract: The Yishu seismic tectonic zone, is the largest in eastern China Tanlu seismic belt of Shandong part. From 1970 to 1973, the Shandong provincial Earthquake Office, Chinese Research Academy of Geological Sciences and Research Institute jointly carried out in Shandong seismic geological survey, focusing on the structural belt of new activities were studied, and for the first time with delineated 5 seismic hazard zone in the seismic structure: Linyi -- the soup a danger zone, Tancheng and Anqiu two two class risk zone, Juxian and Weifang two three class risk zone.
  Keywords:  Yishu Fault Zone; seismic; geological structure
  
  中图分类号:F416.1 文献标识码:文章编号:
  前言
  通过对沂沭断裂带流体重力测量资料、深部构造特征、运动学特征、地球物理特征等进行分析。揭示沂沭断裂带重力场时空变化特征,进一步阐释重力场变化与地震活动的关系。研究表明:重力场变化与活动断裂构造密切相关,重力场有规律的变化与区域应力-应变场微动态活动有关。
  1沂沭断裂带简介
  临沂地区,就地质构造来说,它属华北断块区的冀鲁断块;鲁东、鲁西两大块体的缝合部分是沂沭断裂带,沂沭断裂带主要由四条主干断裂所组成。由东向西依次为:昌邑-大店断裂、安丘-莒县断裂、沂水-汤头断裂和鄌郚-葛沟断裂。中部为汞丹山地垒隆起,由一套太古界泰山群片麻岩组成。地垒东西两侧为地堑盆地:东侧莒县地堑盆地和西侧马站-苏村地堑盆地。两个地堑中沉积了巨厚的中生代河湖相碎屑岩和火山碎屑岩建造。
  2沂沭断裂带结构特征
  沂沭断裂带主要由4条主干断裂组成
   (1)昌邑—大店断裂
  该断裂是沂沭断裂带的东部边界,控制胶东断块和泰沂蒙断块两大块体发育的主干断裂。分布在临沂地区,北起莒南县岭泉、板泉,经临沭县刘官庄,石门入江苏东海县桃林,在本区露出约有130km。断裂性质为一陡倾冲断层性质,倾角一般在70~80°。
   (2) 安丘—莒县断裂
  该断裂为区内规模最大的断裂之一,总体呈10~20°方向延伸,北起安丘市穆村镇,经安丘白芬子、诸城市孟疃、茅埠、青峰岭、莒县一线,断裂主要有两支,一支为白芬子-浮来山断裂,另一支为安丘-莒县方向断裂。区域上延伸稳定且较平直,由一组互相平行的断面构成断裂构造带。不同区段断裂特征存在差异。
  (3)沂水—汤头断裂
  该断裂是马站-苏村地堑与汞丹山地垒的分界,北端被第三系或第四系覆盖,从大柳树北开始出露地表,向南经北展、高桥、沂水、汤头、相公庄、岌山、到郯城县杨集,向南延入江苏省,汤头以南多为第四系覆盖,汤头以北则以主断面的形式出露,断裂东盘以前震旦纪基底岩石为主,西盘以大盛群为主,次为青山群。土门群及古生界断片沿断裂带断续出露,断裂总体西倾,倾角60~80°,显正断层地貌。宽度较大,构造破碎带较宽。
  (4)鄌郚—葛沟断裂
  该断裂是沂沭断裂带的西部边界。在本区成北北东向分布,北起沂水马站石大水场,南经沂水县城西至沂南铜井、葛沟一带,沿沂河而南下,到临沂东隐覆于第四纪覆盖层之下,断续出露100km左右。
  这四条断裂构成两堑一垒的复式地堑构造形式,东部是安丘一莒县地堑,西部为马站一苏村地堑,汞丹山凸起介于它们之间。
  3 沂沭断裂带运动学特征
  沂沭断裂带至皖北嘉山普遍控制了晚自垩世的地堑式盆地的发育。郯庐断裂带山东段伸展期发育的4条正断层构成“两堑一垒”的格局,沉积了巨厚的上白垩统王氏组红色碎屑岩。如马站盆地,上部具有大量同沉积断裂活动标志——滑塌岩、阵发性浊积岩及边缘的巨厚洪积扇。在郯庐断裂带南段,自早白垩世中期开始至古近纪,合肥盆地东界上的郯庐断裂带呈现为西倾的大型正断层活动,控制着盆地东部白垩系至古近系的沉积。这与中段是一致的。
  野外调查和地震反射剖面分析表明,沂沭断裂带在古近纪早期表现为左行走滑(可能兼有逆冲)。并在新近纪不再有明显的活动。对沂沭断裂带的野外考察和地层学研究表明,沂沭断裂带在白垩纪至早第三纪为左旋走滑活动。西支沂水—汤头、鄌郚—葛沟断裂被上第三系地层所覆盖,证明沂水—汤头、鄌郚—葛沟断裂在晚第三纪后基本停止了活动;而东支昌邑—大店断裂、安丘—莒县断裂仍在活动,在第四纪为右行走滑,并伴有高角度的逆冲。对青东地区的最新地震勘探资料进行了解释,证明营潍断裂带南段在古新世一早始新世期间表现为兼具逆冲的左旋走滑运动。剖面上的断裂带被新近系地层连续覆盖,表明营潍断裂带南段的西支沂水—汤头、鄌郚—葛沟断裂在新近纪不再有明显的活动,并为新的北东向断裂构造系统所置换。这与郯庐断裂带山东段的新生代活动特征基本一致。
  4 沂沭断裂带重力场
  4.1沂沭断裂带重力场基本介绍
  由于沂沭断裂带的重力资料的时间连续性不强,难以进行系统对比,但可以进行分段对比。1991年对比1990年资料和1992年资料对比1991年资料,可看出重力变化有变化量级小,且无序的特点。1997年对比1996年的资料,仔细分析一下发现,有变化量级大,分区特征明显的特点。且从两个方向有很好的梯度增加的特征,即沿沂沭断裂带上的新沂向北至郯城方向,重力值由-30×10-8ms-2逐渐增大到+20×10-8ms-2,和沿北西向断裂的台儿庄至枣庄方向,由-30×10-8ms-2逐渐增大到+30×10-8ms-2,这是以前所不曾有过的。
  4.2 流体重力测量情况
  流动重力测量反映的是区域重力场的非潮汐变化信息,地壳内部的物质迁移、地壳构造和地震的形成过程等都可以在流动重力复测结果中反映出来。重力测量对探测地壳深部构造运动信息具有独特的优势。重力场的变化,则能较好地反映地壳厚度的差异、地壳密度的变化和深部物质迁移等构造活动信息。
  为了研究重力场非潮汐变化的时空特征与沂沭断裂带构造活动及地震活动的关系,自上世纪90年代以来,山东省地震局用高精度LCR—G型重力仪在鲁南地区开展了地震重力测量。鲁南网1992年以前有较连续的资料,其后中断,1995年苍山5.2级地震后,1996年又开始恢复每年一期的流动重力测量。对1990~1992及1996~1997年的资料进行了分析之后,认为1996~1997年重力变化与1995年苍山地震后该区地下物质的调整过程有关。在上述工作的基础上,研究沂沭断裂带(鲁南地区)1996~2006年重力场时空动态演化特征,探讨地面重力变化与地壳运动和构造活动的关系,研究其变化机理。
  4.3 测量区域概况及资料处理
  山东位于华北构造区的东南部,新构造期地壳运动的性质、强度等特征具有明显的分区性。据地壳升降运动的特点,划分为鲁中南—鲁东上升地区和鲁西—鲁北沉降平原区两个一级新构造区。在鲁中南—鲁东上升山地区按上升的强度和活动特点又分为3个二级区,分别是鲁中南较强烈断块上升区、鲁东较稳定断块上升区和沂沭断裂带活动区。两个断块上升区主要为长期上升的山地及河谷盆地;沂沭断裂带活动区位于鲁中南和鲁东上升区之间,主要受沂沭断裂带控制。沂沭断裂带是山东境内最活跃的断裂带之一。历史上,在该带及邻近的北两向断裂带上曾发生多次较强地震,如安丘7.0级、郯城8.5级、渤海7.4级和苍山5.2级地震等。
  5结束语
  沂沭断裂带在临沂地区是起着相当重要的作用,它不但具有规模大(南北延伸120-210公里,北部宽约40-50公里,向南收敛,在郯城一带仅20-30公里左右),而具有多期活动的特点,尤其昌邑-大店断裂和白芬子-浮来山断裂是控制临沂地区地震活动的主要断裂。断裂显示先张后压的特征,并且局部地段还显示有新的活动迹象。

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