范 軍，翟正宏，管延新，劉世友，李棟梁，熊 瑋

（1.濰坊市地震局，山東 濰坊 261061；2.安丘地震臺(tái)，山東 濰坊 262100）

0 引言

目前，沂沭斷裂帶在濰坊朱里以北，針對(duì)安丘－莒縣斷裂和昌邑－大店斷裂開(kāi)展的勘察工作，控制程度相對(duì)較低，且對(duì)兩斷裂展布狀況的認(rèn)識(shí)尚不統(tǒng)一。前人研究主要有以下3種觀點(diǎn)：①安丘－莒縣斷裂和昌邑－大店斷裂大致平行展布，一直延伸到渤海灣［1］；②安丘－莒縣斷裂在朱里以北與昌邑－大店斷裂相交后繼續(xù)延伸到渤海灣［2］；③安丘－莒縣斷裂在朱里以北，與昌邑－大店斷裂相交后結(jié)束，僅昌邑－大店斷裂向北延伸到渤海灣［3］。

本項(xiàng)研究的目的在于，為沂沭斷裂帶安丘－莒縣斷裂和昌邑－大店斷裂朱里以北段的活動(dòng)性鑒定提供良好的地質(zhì)構(gòu)造背景資料和基礎(chǔ)圖件，為確定沂沭斷裂帶北段安丘－莒縣斷裂和昌邑－大店斷裂的空間位置，評(píng)價(jià)沂沭斷裂帶北段的斷裂活動(dòng)性提供依據(jù)，同時(shí)能夠有力地促進(jìn)該地區(qū)今后地震安全性評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展。

在城市隱伏活斷層探測(cè)中，主要采用淺層地震等地球物理方法和鉆探剖面相結(jié)合的探測(cè)方法［4］。本研究通過(guò)對(duì)目標(biāo)斷裂的地球物理探測(cè)、野外地質(zhì)考察和鉆探驗(yàn)證，并結(jié)合地層樣品年齡測(cè)定等斷層活動(dòng)資料的分析對(duì)比，從而得出斷裂構(gòu)造特征和空間展布規(guī)律，并對(duì)斷裂活動(dòng)性做出定性評(píng)價(jià)。

1 斷裂概況

郯廬斷裂帶在山東及蘇北的段落通常稱(chēng)為沂沭斷裂帶，由昌邑－大店斷裂、白芬子—浮來(lái)山斷裂、沂水—湯頭斷裂、鄌郚—葛溝斷裂、安丘－莒縣斷裂5條近于平行的斷裂組成。晚更新世晚期以來(lái)的新活動(dòng)主要表現(xiàn)在安丘－莒縣斷裂上，它由多個(gè)獨(dú)立的破裂段組成。1668年郯城級(jí)地震就發(fā)生在該斷裂的中段［5－7］，它幾乎全部發(fā)育在白堊系地層中。安丘－莒縣斷裂朱里以北段僅在方家屯村東、昌邑城區(qū)文山東側(cè)有出露點(diǎn)，其余則主要隱伏于第四系之下。斷裂在地貌上具有一定的表現(xiàn)，一般而言，西高東低。斷裂西側(cè)是最低一級(jí)基巖夷平面，出露白堊紀(jì)火山碎屑巖、粉砂巖等；斷裂東側(cè)為第四紀(jì)平原，堆積有黃色細(xì)粉砂或粉砂質(zhì)粘土。昌邑－大店斷裂是郯廬斷裂帶東地塹的東側(cè)邊界斷裂，斷裂規(guī)模大，是劃分魯東隆起和沂沭斷裂帶邊界的大斷層，也是濰北凹陷的東界斷裂［8］（圖1）。

圖1 安丘－莒縣斷裂和昌邑－大店斷裂朱里以北段空間位置簡(jiǎn)圖

2 安丘莒縣斷裂空間位置與活動(dòng)性

安丘－莒縣斷裂朱里以北段大多隱伏于地下，下面從南向北對(duì)該段的空間位置和活動(dòng)性進(jìn)行論述：

在朱里鎮(zhèn)方家屯村北發(fā)育一個(gè)以黃色粉砂、粉土為主的小土丘，與東側(cè)的平原在地形上形成明顯的反差，黃色粉砂、粉土夾數(shù)層淺灰色含少量有機(jī)質(zhì)的粉細(xì)砂，山丘東側(cè)地貌上有陡坎。在人工開(kāi)挖的剖面上，發(fā)現(xiàn)2層淺灰色含少量有機(jī)質(zhì)的粉細(xì)砂在靠近陡坎處發(fā)生褶曲變形，其傾角由近水平變?yōu)?0°～15°（圖2）。從剖面上的褶曲形態(tài)分析，斷裂性質(zhì)為逆斷層。斷層最新活動(dòng)時(shí)代根據(jù)樣品T－TL－1測(cè)試結(jié)果：（14.23±1.21）×103a，應(yīng)為晚更新世晚期（圖1，考察點(diǎn)【1】）。

圖2 朱里鎮(zhèn)方家屯小山丘東側(cè)褶曲及推測(cè)斷層剖面

安丘－莒縣斷裂在昌邑文山東側(cè)見(jiàn)有出露（圖3），沿?cái)嗔巡坏e(cuò)斷了第四紀(jì)地層，而且發(fā)育第四紀(jì)早期的地震崩積楔，錯(cuò)斷了晚更新世地層，地層斷距大于3m，取了3個(gè)TL（熱釋光測(cè)年）樣品，斷裂帶之上最新一層第四紀(jì)堆積為灰黑色粉砂土，含礫，其底部TL（熱釋光測(cè)年）年齡為距今（5.58±0.28）×104a，斷裂最新滑動(dòng)面未錯(cuò)斷該層。根據(jù)測(cè)年結(jié)果分析，剖面中該斷裂為晚更新世活動(dòng)斷裂（圖1，考察點(diǎn)【2】）。

為進(jìn)一步弄清該斷裂的位置與走向，根據(jù)斷裂在文山東側(cè)出露狀況，在石灣店南村西南跨安丘－莒縣斷裂由東向西布設(shè)了淺層地震勘探剖面GP1（勘探工作由山東省地震工程研究院完成），總長(zhǎng)1 702m，起點(diǎn)地理坐標(biāo)（36°52′46.9″N；119°26′3.1″E），終點(diǎn)地理坐標(biāo)（36°52′53.1″N；119°24′54.9″E）。剖面上顯示，斷裂上斷點(diǎn)在地面的投影位置在1 000 m 處，上斷點(diǎn)埋深為96.3m，斷裂的視傾角較陡，斷裂傾向西，為正斷層（圖4、圖5）。

圖3 昌邑文山東坡安丘－莒縣斷裂剖面

圖4 GP1測(cè)線地震反射時(shí)間剖面及地質(zhì)解釋剖面

圖5 GP2測(cè)線地震反射波時(shí)間剖面及地質(zhì)解釋剖面

圖5所示，GP2測(cè)線位于昌邑市東冢鎮(zhèn)后柳村東的東西灌溉渠北側(cè)，由西向東布設(shè)，測(cè)線長(zhǎng)1 295 m。在629m（36°58′38″N；119°29′20″E）處有一斷裂顯示，斷裂埋深為75m，產(chǎn)狀東傾，為正斷層。

安丘－莒縣斷裂在下?tīng)I(yíng)地區(qū)走向約NE20°，傾向SE，傾角50°～90°，為正斷層。斷裂東側(cè)為古近系，西側(cè)為新近系地層［13］。在下?tīng)I(yíng)跨安丘－莒縣斷裂由西向東布設(shè)了DF1 高密度電法測(cè)線（二極裝置），起點(diǎn)坐標(biāo)為（37°02′05″N；119°29′12″E），終點(diǎn)坐標(biāo)為（37°02′05″N；119°29′38″E），測(cè)線長(zhǎng)600 m。DF1測(cè)線反演剖面上，在300～310m 段深部，顯示低阻帶狀異常，并將兩翼高阻層錯(cuò)位，具有明顯的斷層特征（圖6）。

在北部萊州灣地區(qū)與安丘－莒縣斷裂相對(duì)應(yīng)的龍口斷裂具有與其類(lèi)似的第四紀(jì)晚期活動(dòng)特征［11］，顯示在較大區(qū)域范圍內(nèi)郯廬斷裂帶構(gòu)造活動(dòng)的統(tǒng)一性。

圖6 DF1測(cè)線（二極裝置）電阻率反演剖面圖

綜合地球物理探測(cè)成果和斷裂出露點(diǎn)等資料分析，安丘－莒縣斷裂從南向北依次經(jīng)方家屯村東、文山東坡、石灣店南村西、東冢鎮(zhèn)后柳村東、下?tīng)I(yíng)等地，向北與海域的龍口斷裂對(duì)應(yīng)。該斷裂由一系列右階斜列的次級(jí)斷裂組成（圖1），整體走向NE15°～25°，傾向主要為東傾。沿活斷層發(fā)現(xiàn)有地貌上的右旋錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，證明了該斷裂的右旋走滑性質(zhì)。在露頭剖面和淺地層剖面上活斷層產(chǎn)狀、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和變形特點(diǎn)的差異正是該活斷層右旋走滑運(yùn)動(dòng)的表象。

根據(jù)有關(guān)的文獻(xiàn)資料，在晚更新世末期的末次冰盛期，濰坊及北側(cè)的渤海區(qū)域曾廣泛發(fā)育風(fēng)成堆積［10］；這一地區(qū)常見(jiàn)的黃色細(xì)砂、粉砂和粉土可能是晚更新世末至全新世初期形成的風(fēng)成物；通過(guò)野外觀察，在朱里以北方家屯等，斷裂已將這一套風(fēng)成砂質(zhì)黃土錯(cuò)斷［12］。根據(jù)斷裂錯(cuò)斷地層特征及相關(guān)測(cè)年數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為安丘－莒縣斷裂朱里以北段為晚更新世活動(dòng)。

3 昌邑－大店斷裂空間位置與活動(dòng)性

昌邑－大店斷裂朱里以北段隱伏于地下，本項(xiàng)研究主要通過(guò)地球物理探測(cè)和鉆探驗(yàn)證相結(jié)合的方式確定該斷裂的空間展布位置和錯(cuò)動(dòng)第四紀(jì)地層情況。根據(jù)地質(zhì)地貌條件，在昌邑市董家隅村東布設(shè)了瞬變電磁測(cè)線DC1，測(cè)線由西向東布設(shè)，全長(zhǎng)710 m，起點(diǎn)地理坐標(biāo)（36°51′43.8″N；119°26′58.7″E），終點(diǎn)地理坐標(biāo)（36°51′44.0″N；119°27′27.5″E）。剖面上顯示，斷裂上端點(diǎn)在地面的投影位置在490 m處，斷裂的視傾角較陡，斷裂視傾向西（圖7）。

圖7 董家隅東DC1測(cè)線斷面圖

為了進(jìn)一步獲得該斷裂的具體位置和活動(dòng)情況的可靠證據(jù)，根據(jù)物探成果，在測(cè)線顯示的構(gòu)造異常位置，由西向東布設(shè)了6個(gè)鉆孔進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，鉆孔坐標(biāo)及揭露基巖情況見(jiàn)表1。

表1 跨斷裂主要鉆孔的相關(guān)參數(shù)

圖8為得到的跨斷裂綜合鉆探剖面。從剖面圖來(lái)看，測(cè)線位置的第四紀(jì)地層沉積物以洪積相和沖積相沉積類(lèi)型為主，沉積厚度大致為70～85 m，從上到下主要為雜填土、褐－褐黃色粘性土（Q4ml）；褐黃色－黃色粘性土，厚層中粗（礫）砂夾薄層粘性土及細(xì)砂層或透鏡體（Q3al＋pl）；厚層褐黃色、灰白色礫砂（或中粗砂），黃色或黃間灰白色粘性土（Q1－2al＋pl）。1號(hào)、3號(hào)、7號(hào)、16號(hào)孔下伏暗紫紅色泥巖，5號(hào)、6號(hào)孔下伏灰黑色斜長(zhǎng)角閃巖。剖面各孔50m 深度以上，除局部地層呈透鏡體或夾層分布、不連續(xù)外；基本地層粉質(zhì)粘土、中粗砂、礫砂等在場(chǎng)地分布連續(xù)，厚度和層位變化不大，地層層序清晰，新老次序較好。而50 m 深度以下地層總體表現(xiàn)為西高東低，特別在6號(hào)、16號(hào)孔，地層界面垂直距離可達(dá)10 m 以上。綜合分析，認(rèn)為昌邑－大店斷裂即由測(cè)線DC1的490m 處通過(guò)，斷裂表現(xiàn)為白堊系王氏群泥巖與古元古界變質(zhì)巖體接觸分界?？傮w看，鉆孔揭露的上部地層較簡(jiǎn)單、分布相對(duì)穩(wěn)定，斷裂僅錯(cuò)動(dòng)了第四紀(jì)早期地層，為早中更新世斷裂。

鉆探剖面的16號(hào)孔柱狀圖（圖9）顯示，下伏的泥巖（K）至埋深84.30m 處被穿透；其下部巖芯色調(diào)由紅色變淺紅色，再至褐色，具有粉白色細(xì)條紋，可見(jiàn)灰白－灰褐色斷層泥條帶，經(jīng)多次測(cè)量得到的傾角范圍為44°～60°，巖芯下部漸變?yōu)楹稚⒑诤稚?，揉皺作用明顯；埋深92.4 m 以下，巖芯由破碎巖逐漸過(guò)渡到灰黑色、淺灰色塊狀斜長(zhǎng)角閃巖。沂沭斷裂帶許多段落均表現(xiàn)為逆沖形式，尤其昌邑－大店斷裂北段，經(jīng)歷了一個(gè)由粘滑向蠕滑轉(zhuǎn)變的過(guò)程［9］，該鉆孔揭露的斷層特征與之吻合。結(jié)合斷裂出露區(qū)的表現(xiàn)特征分析，斷裂性質(zhì)主要為走滑兼傾滑活動(dòng)。

圖8 跨昌邑－大店斷裂鉆探剖面

圖9 跨昌邑－大店斷裂鉆探剖面16號(hào)孔柱狀圖（局部）

在下?tīng)I(yíng)地區(qū)昌邑－大店斷裂東側(cè)為膠東群、粉子山群變質(zhì)巖、大理巖；西側(cè)為古近系地層。在下?tīng)I(yíng)東跨昌邑－大店斷裂由西向東（85°）布設(shè)了DF2高密度電法測(cè)線（二極裝置），起點(diǎn)坐標(biāo)為（37°01′33″N；119°30′28″E），終點(diǎn)坐標(biāo)為（37°01′32″N；119°30′46″E），測(cè)線長(zhǎng)600m。測(cè)線反演剖面圖在290～330m 段深部，顯示低阻帶狀異常，并將兩翼高阻層錯(cuò)位，異常部位與昌邑－大店斷裂構(gòu)造特征吻合（圖10）。

圖10 DF2測(cè)線（二極裝置）電阻率反演剖面圖

綜上，昌邑－大店斷裂在朱里以北段落，主要隱伏于第四系之下。它控制濰河?xùn)|側(cè)的青山、青龍山花崗巖體的西邊界。斷裂走向NE20°左右，從南向北，經(jīng)董家隅村東、下?tīng)I(yíng)東，向北大致與安丘莒縣斷裂平行延伸至萊州灣。斷裂性質(zhì)主要為走滑兼傾滑活動(dòng)。根據(jù)鉆孔揭露的斷裂錯(cuò)斷第四紀(jì)地層的情況，昌邑－大店斷裂朱里以北段為早中更新世活動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究成果表明，安丘－莒縣斷裂和昌邑－大店斷裂朱里以北段大致平行分布，安丘－莒縣斷裂以右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主，為晚更新世活動(dòng)斷裂；昌邑－大店斷裂主要為走滑兼傾滑運(yùn)動(dòng)，為早中更新世活動(dòng)斷裂。

本項(xiàng)研究為確定沂沭斷裂帶北段斷裂的空間分布，評(píng)價(jià)沂沭斷裂帶北段的斷裂活動(dòng)性和地震危險(xiǎn)性提供了良好的基礎(chǔ)資料和依據(jù)。安丘－莒縣斷裂與昌邑－大店斷裂朱里以北段空間位置及活動(dòng)性研究的實(shí)踐證明，采用地球物理方法和野外地質(zhì)考察、鉆探剖面相結(jié)合，綜合運(yùn)用第四紀(jì)地質(zhì)和斷裂活動(dòng)的絕對(duì)年齡資料對(duì)斷裂現(xiàn)代活動(dòng)性進(jìn)行判定的工作方法，在隱伏活斷層探查和活動(dòng)性鑒定中是行之有效的。

［1］ 國(guó)家地震局地質(zhì)研究所.郯廬斷裂［M］.北京：地震出版社，1987.

［2］ 李家靈，晁洪太，崔昭文，等.郯城活斷層的分段及其大震危險(xiǎn)性分析［J］.地震地質(zhì)，1994，16（2）：45－50.

［3］ 魏光興.郯廬帶地震活動(dòng)性研究［M］.北京：地震出版社，1993.

［4］ 中國(guó)地震局.中國(guó)地震活動(dòng)斷層探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：地震出版社，2005：3－42.

［5］ 高維明，李家靈，孫竹友.沂沭大陸裂谷的生成與演化［J］.地震地質(zhì)，1980，2（3）：11－18.

［6］ 晁洪太，李家靈，崔昭文，等.郯廬斷裂帶中段全新世活斷層的幾何結(jié)構(gòu)與分段［M］.國(guó)家地震局地質(zhì)研究所.活動(dòng)斷裂研究（3）.北京：地震出版社，1994，180－190.

［7］ 晁洪太，李家靈，崔昭文，等.郯廬斷裂帶中段全新世活斷層的特征滑動(dòng)行為與特征地震［J］.內(nèi)陸地震，1994b，8（4）：297－304.

［8］ 高維明，鄭郞蓀，李家靈，等.1668年山東郯城8.5級(jí)地震的發(fā)震構(gòu)造［J］.中國(guó)地震，1988，4（3）：9－15.

［9］ 王華林.公元前70年諸城－昌樂(lè)地震發(fā)震構(gòu)造的初步研究.地震學(xué)刊，1990，（3）：100－130.

［10］ 夏東興，劉振夏，吳桑云，等.末次冰期黃河解體事件初探［J］.海洋與湖沼，1996，27（5）：511－517.

［11］ 楊一沖，高維明.沂沭活斷層北段F1斷層滑動(dòng)方式的討論［J］.地震地質(zhì)，1994，16（1）：12－20.

［12］ 管延新，翟正宏，李宗賢，等.沂沭斷裂帶安丘－莒縣斷裂昌邑段空間分布特征和活動(dòng)性分析［J］.海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài)，2007，23（2）：17－19.