本文關(guān)鍵詞：郯廬斷裂帶（張渤帶以南）地震破裂綜合分段研究　出處：《中國地震局地質(zhì)研究所》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：郯廬斷裂帶是中國東部規(guī)模最大的一條板內(nèi)斷裂帶,南起長江北岸的廣濟(jì)地區(qū),向北經(jīng)安徽、江蘇、山東,跨越渤海,經(jīng)東北三省,進(jìn)入俄羅斯境內(nèi),在我國境內(nèi)長達(dá)2400多公里,總體走向NNE。郯廬斷裂帶是一條性質(zhì)多變、長期活動的斷裂帶,最早起源于中侏羅紀(jì)華南、華北板塊碰撞中的轉(zhuǎn)換斷層模式,致使大別與蘇魯造山帶左旋平移了350km;晚侏羅世初,郯廬斷裂帶再次左旋平移,其一步向北延伸,將華北板塊的北邊界左旋錯移了約200km;共計左旋位移550km。斷裂帶的伸展活動始于早白堊世期間一直持續(xù)到古近紀(jì),形成了我國東部“兩塹夾一壘”構(gòu)造格局。在西太平洋弧后擴(kuò)張和印度板塊向北推擠中的構(gòu)造擠出作用產(chǎn)生的區(qū)域動力下,斷裂帶新近紀(jì)以來持續(xù)遭受著擠壓,最大主壓應(yīng)力場方向為NEE向。地震是造成我國重大生命財產(chǎn)損失的最重要自然災(zāi)害之一,而郯廬斷裂位于我國東部地區(qū),人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),該斷裂帶上曾經(jīng)發(fā)生過公元前70年安丘7級地震、1668郯城8.5級地震,如果未來該斷裂發(fā)生一次7級地震,就會造成人民生命財產(chǎn)的更大損失,會對我國經(jīng)濟(jì)造成重創(chuàng),可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長的停滯。因此,多年來,該斷裂帶一直受到各級鎮(zhèn)府、地震主管部門及地質(zhì)學(xué)家的高度重視。八五以來,郯廬斷裂帶地質(zhì)填圖課題組通過系統(tǒng)的大比例尺填圖,把北起濰坊南至泗洪全長約360km的活斷層劃分為3段,自北向南分別為安丘-莒縣段,莒縣-郯城段,新沂-泗洪段。2003-2006年宋方敏研究員等和2009-2013年王志才研究員等對安丘-莒縣段的兩期工作基本查明了安丘-莒縣段的空間展布、幾何結(jié)構(gòu)以及最新活動特征。2013-2015年冉勇康、許漢剛研究員等在執(zhí)行宿遷市活動斷層探測與地震危險性評價項目中,對宿遷段郯廬斷裂開展了大量的物探、鉆探、探槽等工作。姚大全研究員等在蘇皖交界地帶也做了大量的野外地震地質(zhì)調(diào)查與研究。近年來的研究已經(jīng)擴(kuò)展了郯廬斷裂帶活動斷層的長度,僅陸地部分就達(dá)460km。加上張家口-渤海構(gòu)造帶以南萊州灣海域部分140km,總長達(dá)600km。早期的地震破裂分段性劃分已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前認(rèn)識的深度需要,更不能滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的應(yīng)用需求。本論文依托國家自然科學(xué)基金項目:華北克拉通破壞區(qū)最新構(gòu)造運(yùn)動事件起始時間及其地震破裂樣式研究。開展如下研究:(1)從室內(nèi)資料的整理收集、航衛(wèi)片解譯以及地質(zhì)圖、地形圖的閱讀及理解的基礎(chǔ)上,開展野外地質(zhì)調(diào)查工作,主要對斷錯地貌的核驗、測量,斷層展布的確認(rèn)、探槽點(diǎn)的選擇及開挖工作、斷層剖面的繪制、樣品的采集,到室內(nèi)處理及分析,對斷層的幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)及活動時代整體理解認(rèn)識,并在此基礎(chǔ)上分析討論了公元前70年安丘7級地震和1668年郯城8.5級地震的發(fā)震斷層;(2)收集我國東部地區(qū)小震資料,進(jìn)行小震精定位工作的開展以及震源機(jī)制解的獲得,對獲得的小震精定位分布特征進(jìn)行分析,用以斷層分段工作,對震源機(jī)制解資料理解郯廬斷裂區(qū)域應(yīng)力環(huán)境;(3)收集我國東部地區(qū)的地球物理探測結(jié)果,用于分析斷層橫向、縱向上物性差異,為郯廬斷裂帶的地震破裂分段提供物性上的約束;(4)對段落邊界的地貌、構(gòu)造特征進(jìn)行分析。在前人研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合以上分析對郯廬斷裂帶活動斷層進(jìn)行了地震綜合分段。(5)收集華北地區(qū)的GPS觀測資料,繪制不同段落的GPS速度剖面,求取各段的現(xiàn)今應(yīng)變滑移速率。結(jié)合斷層最新活動時代、小震精定位獲得的各段小震活動特征,對郯廬斷裂帶地震破裂各段地震危險性進(jìn)行了定性的分析。本論文把郯廬斷裂帶分為五個獨(dú)立的地震破裂段落:(1)萊州灣-昌邑段包括陸地上的昌邑-南流段和海域內(nèi)的萊州灣段,總長210km,最新活動時代為全新世中后期,分析認(rèn)為昌邑-南流段是公元前70年安丘7級地震的發(fā)震構(gòu)造;該段與安丘-莒縣段之間差異主要是最新活動時代不同,其次斷裂帶兩側(cè)電性結(jié)構(gòu)存在橫向上的差異。(2)安丘-莒縣段包括安丘-孟疃段和青峰嶺段,總長100km,最新活動時代為晚更新世中晚期-全新世早期。(3)莒縣-郯城段,由土嶺-陵陽段、石井-大店段、左山段、騰馬-中華山段和華僑-窯上段5條長數(shù)十公里的次級斷層呈右階斜列組成,長約130km,見晚白堊世砂礫巖逆沖于全新世沉積物之上,并錯斷沖溝水系,斷層剖面可見新鮮的斷層泥。該段是1668年郯城8?級地震的地表破裂,早期研究認(rèn)為該段有三次古地震事件,分別距今3500a、6000-7000a、10000a。該段現(xiàn)代小震密集成帶展布,與北側(cè)安丘-莒縣段之間是8km寬的左階階區(qū)障礙體分割,也是膠遼斷塊與蘇北-膠南斷塊的分界;與南側(cè)的新沂段之間是3km寬的左階階區(qū)障礙體分割,且被NWW向的晚更新世蒼山-尼山斷裂橫向切割,地貌上山脊高度明顯降低二十多米。斷層兩側(cè)物質(zhì)與兩邊斷裂段存在著橫向上電性差異等多個分段標(biāo)志。(4)新沂段從郯城麥坡至宿遷市,長約80km,近期的研究認(rèn)為該段發(fā)生過五次古地震事件,時代分別為3.8ka以來、6.2-13.4ka、33.9-45.3ka、46.2-50.4ka和66.5-83.9ka。沿這一活斷層段,現(xiàn)今地震微弱。該段和泗洪段的分段標(biāo)志表現(xiàn)為最新活動時代不同、被中更新世深大斷裂無錫-宿遷斷裂橫向切割以及斷層兩側(cè)物質(zhì)橫向上存在電性結(jié)構(gòu)差異。(5)泗洪段從宿遷市向南延伸,跨從重崗山西坡穿過,至淮河以北,長約80km,最新活動時代為全新世早期。沿該斷層段,缺少現(xiàn)代小地震。最后,我們定性地分析了郯廬斷裂帶各地震破裂段的未來地震危險性�；陔x逝時間越長未來發(fā)生地震的可能性越大、小地震越頻發(fā)釋放的應(yīng)變能越多及GPS應(yīng)變滑移速率越大反反映處于能量積累早期階段的科學(xué)假設(shè)。利用最新活動時代約束了各地震破裂段的離逝時間,結(jié)合小震精定位資料,對各個段落進(jìn)行分析,認(rèn)為安丘-莒縣段和泗洪段離逝時間最長,達(dá)10ka,這兩段又缺乏小震活動,與當(dāng)前科學(xué)認(rèn)識的處于閉鎖狀態(tài),因此,分析認(rèn)為這兩段未來地震危險性較大。如若這兩段的GPS速度場獲得應(yīng)變滑移速率可靠的前提下,我們有理由相信泗洪段的閉鎖程度更高,相對來說也更危險。存在問題:對各段的古地震序列研究較少,年代樣品結(jié)果也存在不確定性,因此對古地震序列約束不夠;由于東部地區(qū)改造嚴(yán)重,至今獲得的可靠的斷錯地貌信息較少,因此對滑移量及滑移速率的研究也是不足的;至于郯廬斷裂帶地震破裂分段研究,由于對海域部分萊州灣的理解相對較少,現(xiàn)有資料條件下只能把萊州灣-昌邑部分總長210km作為一段,隨著海域斷層探測的發(fā)展,未來是不是可以對該段進(jìn)一步劃分。另外,新沂段和泗洪段的分段標(biāo)志相對較少,也不能排除大的地震產(chǎn)生級聯(lián)破裂致使兩段全部破裂,段落的分段穩(wěn)定性需要核驗;當(dāng)前對地震危險性只能定性的評價,如果能對不同段落系統(tǒng)的斷錯地貌學(xué)、古地震序列等定量研究,建立各段的地震復(fù)發(fā)模型,可以為未來地震危險性評價提供定量的數(shù)據(jù)支持。
[Abstract]:The Tanlu fault zone is the largest in eastern China in batten fault zone, south of the north shore of the Yangtze River Guangji area, north of Anhui, Jiangsu, Shandong, across Bohai, the northeast, into the territory of Russia, more than 2400 kilometers in China, the overall trend NNE. The Tanlu fault zone is a fault, long-term activities with changeable nature, originated in the early Jurassic in Southern China, North China plate collision in the transform fault model, resulting in the Dabie Su Lu orogenic belt left lateral 350km; Late Jurassic early again sinistral strike slip movement of the Tan Lu fault zone, the step extends to the north, will the north boundary fault of the North China plate left shifted about 200km; total sinistral displacement 550km. The extensional activities began in the early Cretaceous period until the Paleogene formation in eastern China "two cut clip first" structure. After the tectonic extrusion of the Western Pacific back arc expansion and the northward extrusion of the India plate, the fault zone has been continuously squeezed since the Neogene, and the direction of the maximum principal compressive stress field is NEE direction. The earthquake is one of the most important natural disasters in China caused a significant loss of life and property, and the Tanlu fault is located in the eastern region of China, densely populated and economically developed, the fault zone had occurred in 70 BC in Anqiu 7 earthquake, 1668 Tancheng earthquake of 8.5, if a 7 earthquake in the fault happen in the future that will cause more damage to people's life and property, will cause heavy losses to the economy of our country, may lead to stagnation of economic growth. Therefore, for many years, the fault zone has been highly valued by the governments at all levels, the Department of seismological authorities and geologists. 85, since the Tanlu fault zone geological mapping research group has made systematic large-scale mapping, the active fault 360km from North Weifang to Sihong has been divided into 3 segments, from north to south, Anqiu Juxian section, Juxian Tancheng section, Xinyi Sihong section. In the past 2003-2006 years, Song Fangmin, fellows and 2009-2013 years Wang Zhicai researchers have basically identified the spatial distribution, geometric structure and latest activities of the Anqiu Juxian section for the two phases of the Anqiu Juxian section. In the past 2013-2015 years, Ran Yongkang, Xu Hangang and other researchers carried out a lot of geophysical prospecting, drilling and exploration in Suqian section of the Tanlu fault in the implementation of Suqian active fault detection and seismic risk assessment project. Yao in the border of Jiangsu and Anhui Guinness researcher also made investigation and Research on the seismic geological mass. In recent years, the length of active faults in the Tanlu fault zone has been expanded, and the land part only reaches 460km. In addition, the Zhangjiakou Bohai tectonic belt is part 140km of the Laizhou Bay area south of the sea, and the total length is up to 600km. The segmentation of early earthquake rupture has not adapted to the deep needs of the current understanding, and can not meet the needs of the application of the national economic construction. This paper is based on the National Natural Science Foundation Project: the study of the beginning time of the latest tectonic events and the pattern of earthquake rupture in the North China cratonic area. To carry out the research as follows: (1) based on collecting data, aerial photo interpretation and indoor geological map, topographic map reading and understanding, to carry out geological survey work, mainly on the faulted landforms verification, confirmation, measurement, fault trenching point selection and collection, excavation work fault profile drawing, sample, indoor processing and analysis, the fault geometry, kinematics and overall understanding of the era of activities, and on the basis of the analysis discussed in 70 BC to 7 Anqiu earthquake and the 1668 Tancheng 8.5 earthquake fault; (2) collecting small earthquake data in eastern China and for seismic relocation work and focal mechanism solutions, to obtain characteristic andseismic localization analysis, by segment to the fault, the data of the focal mechanism solution to understand the Tanlu fault zone stress environment; (3) received The results of geophysical exploration in eastern China are used to analyze the lateral and vertical physical differences of faults, which provide physical constraints for the fragmentation of the Tanlu fault zone. (4) analyze the physiognomy and structural characteristics of the boundary of the section. On the basis of previous studies, combined with the above analysis, the seismic comprehensive segmentation of the active faults in the Tanlu fault zone is carried out. (5) collect the GPS observation data in North China, draw the GPS velocity profiles of different paragraphs, and obtain the current strain slip rates of each section. Combined with the latest active age of faults and the characteristics of small earthquakes acquired by precise location of small earthquakes, the seismic risk of each segment of the Tanlu fault zone is qualitatively analyzed. The Tanlu fault zone is divided into five independent seismic rupture paragraph: (1) the Gulf of Laizhou - Changyi section including land on the Changyi - South Stream Laizhou Bay, and sea areas within the length of 210km, the latest active period is late Holocene, analysis that Changyi - South stream segment is in 70 BC Anqiu earthquake 7 earthquake; the section between Anqiu and Juxian the main difference is the latest activity in different times, then both sides of the fault zone electrical structure differences horizontally. (2) Anqiu - Juxian - Anqiu section including Meng Tuan section and Qingfengling section, length of 100km, the latest active period is the early Late Pleistocene - holocene. (3) Juxian - Tancheng section, by Tu Ling - Ling Yang, Shijing Dadian, left mountain section, Ma Teng - Chinese and overseas Chinese - kiln upper Hill section of 5 long dozens of kilometers of secondary faults showed right stepping, about 130km, see the late Cretaceous glutenite thrust in Holocene sediment, and faulted gullies, fault profile visible fresh fault gouge. This section is the surface rupture of the 8 - grade earthquake in Tancheng in 1668. Early study found that there were three ancient earthquake events in this section, which were 3500a, 6000-7000a and 10000a respectively. The modern intensive small earthquake zone, and on the north side of Anqiu - Juxian section is Jiejie barriors segmentation of left 8km wide body, but also jiao-liao
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P315.2

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本文編號：1343989