郯庐断裂带宿迁段F_5断裂浅层地震勘探新证据

郯庐断裂带沂沭段最新活动的断层一般称之为F5断层,分布于潍坊至嘉山一带,长约360km。郯庐断裂带宿迁段F5断裂的准确位置、活动时代一直以来存在较大的不确定性。文中通过浅层地震勘探对F5断裂进行了系统性勘探,获取了准确的定位及其断裂发育特征。结果表明,F5断裂并未终止于原来认定的宿迁市环城南路处,而是继续向南延伸;F5断裂主要由2条相向而倾、近直立发育的主干断裂组成;在三棵树乡附近,F5断裂由3条断裂组成,且呈右阶排列,阶区长度约6km,宽度约2.5km,形成小的拉分盆地,控制了新近纪以来地层的沉积。结合钻孔联合剖面和槽探结果,判断F5断裂西边界断裂为全新世活动断裂,东边界断裂为晚更新世活动断裂,总体认为F5断裂为全新世活动断裂。

郯庐断裂带安徽紫阳山段发现全新世活动证据

安丘-莒县断裂(F_5)为郯庐断裂带中段东地堑内最新活动断裂。近年来,F_5江苏段研究成果丰硕,发现不同地段普遍存在全新世活动性,运动方式以右旋走滑兼挤压逆冲为主。以往研究未讨论过F_5在淮河以南安徽境内的延伸情况以及进一步的活动性问题。文中选取与F_5江苏段线性影像特征延伸一致的淮河南岸郯庐紫阳山段作为突破口,通过遥感影像解译、地质地貌调查和探槽开挖,初步得到以下认识:1)紫阳山段线性构造地貌特征清晰,断层发育于浮山至紫阳山一线的中生代红色砂岩隆起边缘缓坡,为安丘-莒县断裂(F_5)过淮河后的南延部分;2)朱刘探槽开挖揭示,该段错断了晚更新世晚期黏土层,晚更新世晚期—全新世早期黑色黏土层受断层活动影响沿断面灌入、填充,形成黑色断层条带及黑土充填楔,表明断层最新活动时代达全新世早期;3)朱刘探槽开挖揭示,该段第四纪以来存在至少3次古地震事件,第1次古地震事件推测年代为第四纪早、中期,第2次古地震事件年代为20.10~13.46ka BP,第3次古地震事件年代为(10.15±0.05)^(8.16±0.05)ka BP。上述研究成果弥补了对郯庐断裂带安徽段晚第四纪活动性认识的不足,为安徽省的地震监测和震害防御工作提供了基础数据。

郯庐断裂带鲁苏皖段地壳速度结构的分段特征及其地质意义

本文采用天然地震近震走时反演地壳三维速度结构的方法获得了郯庐断裂带鲁苏皖段及附近地壳(30°N—37°N,113°E—122°E)三维速度结构.对地壳内分层速度结构的分析发现,郯庐断裂带鲁苏皖段存在速度的分段特征.郯庐断裂带鲁苏皖段浅层35.3°N以北,34.5°N—35.3°N间,33°N—34.5°N间呈现的速度分段和地表出露地层有关,与地质上安丘段、莒县—郯城段,新沂—泗洪段三个破裂单元相对应,且和各段的地震活动相呼应,表明郯庐带新沂到泗洪段可能是断裂的闭锁段.郯庐断裂带鲁苏皖段地壳速度结构自浅至深分为三段,大体位置是:南段(32.5°N—33°N以南),中段(32.5°N—33°N至35°N—35.3°N),北段(35°N—35.3°N以北).上地壳分段与苏鲁超高压变质岩带的插入有关,中、下地壳速度分段则可能和火山岩滞留有关.地壳各层速度结构不同段的速度差异反映了构造块体的速度差异,表明各构造块体在地壳下部仍有差异,郯庐带西侧速度总体高于东侧,反映了不同构造块体的形成和组成差别,也说明了该断裂带可能延伸到莫霍面.而不同深度的分段性可能反映了不同地质演化过程.

利用高精度航磁资料研究滁州——六合地区断裂构造

利用最新的1∶2.5万高精度航磁资料,辅以1∶20万重力资料,对滁州—六合地区断裂构造进行了重新厘定和推断。结果显示,区内基本构造格架由北北东向、北东向、北西向3组断裂构成,它们是区内主要的控岩、控盆、控矿断裂。中部郯庐断裂带(苏皖段)与黄—破深断裂与两侧的构造形迹具有明显差异,形成了类似中部"树干"、两侧"树枝"的独特结构特征。笔者还简要讨论了近东西向、北北东向次级断裂对蚌埠隆起东段矿产的控制作用,以及郯庐断裂带(苏皖段)与合肥盆地东北部演化的关系等问题。

合肥盆地中郯庐断裂带西支乌云山-合肥断裂最新活动特征

前人对于郯庐断裂带安徽段出露部分的活动性开展了不同程度的研究,并获得了丰富的成果,而对于隐伏于合肥盆地中的段,其活动性如何,甚至断裂是否存在一直未能取得明确认识。文中利用浅层地震勘探及钻探联合地质剖面探测方法,对隐伏于合肥盆地中的郯庐断裂带西分支断层--乌云山-合肥断裂开展了详细的探测研究工作,在合肥城区由北向南跨断裂布设了4条浅层地震勘探测线和2排联合钻孔剖面,采用14C、OSL和ESR 3种测年手段共获得了34个钻孔地层剖面样品的年龄数据,结果显示乌云山-合肥断裂错动的最新地层为中更新统青灰色黏土层,断层活动表现为逆断性质,最大垂直错距达2.4m,最新活动时代为中更新世晚期,上断点最浅埋深达17m。文中研究证实了郯庐断裂带穿切合肥盆地,且第四纪以来仍有活动,所得成果充实了对郯庐断裂带安徽段总体活动的认识。

松辽盆地长岭断陷构造演化及其动力学背景

通过大量高精度二维地震剖面的构造解析与平衡地质剖面构造演化史定量恢复,探讨了松辽盆地长岭断陷的构造演化及其地球动力学背景。长岭断陷发育NNE、NNW、SN等多个方向的低角度铲式正断层,它们可能是在晚侏罗世—早白垩世郯庐断裂系左行走滑派生的次级破裂的基础上受断陷期强烈地壳伸展拆离作用形成的。断陷期可分为早晚两个脉冲式伸展事件,每个伸展脉冲均由一个快速伸展期和其后的缓慢伸展期组成,前者与火山活动高峰期相对应,后者则是构造转换期。早期伸展是以热穹窿式多向拉伸为标志,可能是侏罗纪岩石圈加厚后根部发生拆沉作用导致地壳弹性回调和岩浆底侵的结果。而晚期伸展则以NWW—SEE向区域伸展为标志,是对中国东部广泛的地壳伸展拆离和岩石圈减薄事件的响应,可能是伊则纳崎板块俯冲产生的弧后扩张效应。

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。

郯庐断裂带安徽段中小地震震源机制及现代应力场特征

应用垂直向P波和SV波振幅比和联合利用P波、SV波和SH波的初动和振幅比两种计算震源机制解的方法,得到郯庐断裂带安徽段及邻近地区1970年以来239次中小地震的震源机制解;基于震源机制解,根据力轴张量计算法反演得到郯庐断裂带安徽段及其两个分段的平均构造应力场,与震源机制参数统计结果一致,表现为近EW向的水平挤压和近NS向的水平拉张作用;分析最大主压应力轴σ1的方位角随时间变化特征,结果表明郯庐断裂带安徽段两个分段的σ1的方位角总体变化趋势一致,均呈现出1998年前后由顺时针偏转转折至逆时针偏转。

郯庐断裂带的两大发展阶段——广义的逆冲推覆断裂带和狭义的平移断裂带

笔者总结了近年来的研究成果认为,中国东部的郯庐断裂带自海西期以来经历了两个主要发展阶段:第一阶段是广义的郯庐断裂带发展阶段,晚三叠世—早侏罗世由于扬子地块与华北地块的碰撞,成为两地块的对接边界,具有逆冲推覆的性质,属广义的特提斯构造域。第二发展阶段从早白垩世以来,发展成为一条平移断裂带,属于狭义的环太平洋构造域的平移系统。岩相古地理资料显示了扬子地块与华北地块的对接始于晚二叠世早期;印支期的郯庐断裂带是一条由NE、NNE向展布的缓‘S’型的地块拼贴边界,在现今的郯庐断裂带上表现为残留的由北北西向南南东的斜向逆冲推覆的性质,中下构造层次表现为韧性逆冲推覆变形,上部构造层即前陆褶皱冲断带内的变形;应力场分析资料显示:早三叠世晚期开始地表浅部就有近南北向的挤压作用,左行走滑平移作用开始发育;早白垩世晚期开始转入引张伸展阶段,与中国东部的伸展作用一致;新近纪又转为近东西向挤压,发育逆冲兼右行走滑作用。

郯庐断裂带苏皖段及邻区b值时空特征研究

采用郯庐断裂带苏皖段及邻区近50 a的地震数据,在定量分析区域最小完备震级M C和推导b值计算的极大似然法基础上,重点研究G-R关系,尤其是b值时空分布演化特征,并依据b值指示意义进行5级以上地震关联性和断裂带影响区域的构造应力分布状况分析。结果显示,依据b值的时间分布特征,研究区中强地震发生时段与中短期b值下降时段关联率达到80%以上;依据b值的空间分布特征,研究区苏北盆地整体及以南和合肥盆地南缘范围内的地壳应力较高,与超高压变质带的分布有较好的一致性,结合相关地质资料认为,该区域处于孕震阶段。

郯庐断裂带江苏段地应力测量及断层稳定性分析

郯庐断裂带是我国东部一条非常活跃的深大断裂带,其中F5断裂(安丘-莒县断裂)是郯庐断裂带内晚第四纪以来构造活动最强的断裂,也是1668年郯城M8.5地震的发震断层。为了查明研究区现今浅层地壳应力状态和分析地震的危险性,应用水压致裂法在江苏省开展了两孔地应力测量工作。测试结果显示地应力结构为SH>Sh>Sv,表明现今地应力状态有利于断层发生逆冲活动。但是,地应力量值属于中低水平,并且对结果进行特征参数Kav、KHV、KHh和μm值的分析,认为研究区的地应力积累水平较弱;同时,采用库仑摩擦滑动准则,结合拜尔定律,分析了断层的稳定性,认为郯庐断裂带江苏段尚未达到断层失稳的临界地应力状态。本文为区域内的地震地质研究和分析断裂导致的各种地质灾害提供了数据,对于江苏省的防震减灾工作有重要的参考意义。

短周期密集台阵在郯庐带北段(辽宁段)的架设

本文基于局所合作项目“郯庐断裂带海城地震区地震活动性与精细结构探测研究”,通过在郯庐带北段(抚顺地区、沈阳地区)布设2期60套短周期密集台阵的相关工作,介绍了辽宁地区野外短周期流动台阵布设的工作方案、流程、布设过程等内容,并探讨了野外布设过程中遇到的常见问题,以及在东北地区或其他季节温差较大的区域,野外工作中需要注意的事项等。

郯庐断裂带(安徽段)地质环境调查与评价研究

随着地球系统科学调查研究中诸多高新技术的应用,地质环境调查评价基本理论与方法得以迅速发展。本文以郯庐断裂带(安徽段)为研究对象,采用了遥感、地面调查、水文地质物探、水文地质钻探、工程地质钻探、测试分析等手段开展地质环境综合调查,评价了研究区地下水质量、地下水防污性能、区域稳定性、建设用地地质环境适宜性、地质灾害危险性和易发性等。调查与评价结果可为区内地质环境管理、地质资源开发利用、城市总体规划、生态环境保护等提供地质环境依据。

基于大地热流的郯庐断裂带(安徽段)构造控热探讨

通过对岩石热物性参数及井温实测,叠合计算得到的郯庐断裂带(安徽段)地温梯度介于2.00~3.75℃/100m、大地热流值变化范围50~100 mW/m2,均呈中部高南北低趋势,地温场、热流场的异常分布格局极具相关性。运用地球系统科学分析表明:研究区地热资源受郯庐断裂带构造控制,热源来自地幔热流、地壳热流(岩石放射性生热)、岩浆活动的残留热、热流体对流热和断裂活动生热。受郯庐断裂带构造的影响,大地热流异常区的低温地热资源(20~90℃)沿主干断裂走向呈规律性分布,地下水深部循环过程中受热源影响,δD、δ^(18)O同位素值因分馏作用随温度降低而变小。温泉中的3H测试均值为2.97,地下热水的3H测试值多数小于2.0 TU,表明地热流体为1950年以前补给的地下水。

郯庐断裂宿迁段地球化学气体特征分析

通过对不同位置、不同性质、不同地质年代断层分别进行布设测线,测量不同种类地球化学气体逸出浓度并开展专题研究,得出郯庐断裂宿迁段断层气Rn、CO_2浓度变化同步性较好,浓度异常区域与断层破碎带具有一致性,郯庐断裂宿迁段断层气浓度与断裂活动年代有关,全新世活动断裂浓度最高,晚更新世活动断裂稍低,早第四纪断裂浓度最低等结论。此项研究对在郯庐断裂宿迁段开展地球化学气体观测,进而预测地震具有重要的指示意义。