沂沭断裂带总体特征

求沂沭断裂带地质构造图~

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郯城-营口地震带。包括从宿迁至铁岭的辽宁、河北、山东、江苏等省的大部或部分地区。是我国东部大陆区一条强烈地震活动带。1668年山东郯城8.5级地震、1969年渤海7.4级地震、1974年海城7.4级地震就发生在这个地震带上，据记载，本带共发生4.7级以上地震60余次。其中7－7.9级地震6次；8级以上地震1次。
沂沭断裂带

亦称“沂沭深大断裂带”，是我国地质结构中著名的“郯庐断裂带”的延伸，广义的郯庐断裂带的一部分。因大致位于沂河与沭河之间而得名。 沂沭断裂带位于郯庐断裂带主体的北侧，与郯庐断裂带主体相连成一线，是一条延伸长、规模大、切割深、活动时间长的复杂断裂带。该断裂带是山东省区域地质的重要分界线，把山东分为地质上所说的鲁东、鲁西两大块。 沂沭断裂带又由昌邑－大店、安丘－莒县、沂水－汤头、鄌郚－葛沟四条平行断裂组成。 沂沭断裂带形成于元古代，至今仍在活动，是我国重要的地震带，山东省两大地震频发区（沂沭断裂带、聊考断裂带）之一。但与郯庐断裂带主体相比，未有极强地震记录。公元1668年的郯城－临沂大地震，是郯庐断裂带主体北端，与本带相接地区发生的。 处于该断裂带范围内的临朐－青州地区，是山东省中长期地震预报的高危区。预计可能发生里氏震级6级，震中烈度VIII度左右的地震。 1969年渤海地震后，李四光在研究渤海地区构造时指出：“郯城—— 长岛——辽宁，看来这个断裂带的确是在活动，1969年渤海地震就是与郯城断裂有关。” 1970～1973年，山东省地震办公室、中国科学院地质研究所和地理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。断裂带两侧错开，最大距离有人主张可达740公里，是世界罕见的大平移断裂 希望满意采纳哦。谢谢啦

(一)延伸、展布及构造组成

沂沭断裂带从辖域贯通而过,北北东向延伸,向南、向北均延出图幅,断裂总体走向10°～25°,平均17°,南窄北宽,为一深达地幔的断裂构造带。它由4条主干断裂及其夹持的“二堑一垒”组成,自西向东四条主干断裂依次为鄌郚-葛沟断裂、沂水-汤头断裂、安丘-莒县断裂、昌邑-大店断裂。辖域仅出露鄌郚-葛沟断裂和沂水-汤头断裂。鄌郚-葛沟断裂和沂水-汤头断裂之间为马站断陷,中间沂水-汤头断裂、安丘-莒县断裂之间为汞丹山断隆,安丘-莒县断裂和昌邑-大店断裂之间是安丘断陷。沂沭断裂带出露的地质体与泰蒙断隆一致,隆起区主要发育基底变质岩系、新元古代、古生代沉积盖层及少量中生代沉积;在断陷中大量发育中生代火山岩和沉积碎屑堆积。断裂带在走向上,南部总体上隆起,北部可能受华北裂陷带影响,发生凹陷。

断裂带内构造异常复杂,断裂带演化历史复杂,各阶段力学性质不同,不同区段构造反应也不同,总体上由这些不同性质、不同级别的断裂构造、牵引构造及断块构造共同构成了复杂的构造带。

(二)主干断裂特征

辖域内仅出露鄌郚-葛沟断裂和沂水-汤头断裂,安丘-莒县断裂和昌邑-大店断裂自辖域东侧穿过。

1.鄌郚-葛沟断裂(F₉)

该断裂为沂沭断裂带最西边的一条断裂,也是泰蒙断隆与沂沭断裂带的分界断裂。断裂总体走向18°左右,中段10°,北段23°左右。在乔官镇以南,地表露头清楚,在乔官以北基本上沿大玗河延伸,为第四系所覆盖,所以清晰程度较差。辖域内断裂西盘以临朐群玄武岩盖层为主,东盘主要为古元古代二长花岗岩和白垩纪火山岩,断裂总体东倾。断裂在不同的地段切割的地质体,构造岩的发育及活动期次,活动性质存在较大差异。

(1)在图幅南部的北展一带

断裂由系列平行断面构成断裂带,断裂总体走向10°～15°,主断面倾向北西,次级平行断面倾向南东,倾角52°～80°。多显示张性。整个断裂破碎带可划分为密集节理带、破碎带。密集节理岩由较松散的破碎岩石组成;破碎带由碎裂岩、构造角砾岩、碎粉岩、断层泥、片理化带组成,局部有硅化蚀变。带内的构造角砾多呈棱角状、次棱角状,反映断裂活动以张性或张扭性为特征。局部断面发育近水平擦痕,显示左行或右行剪切特征(图1-7-2)。

图1-7-2 鄌郚-葛沟断裂(F₉)、沂水-汤头断裂(F₁₀)北展段构造剖面图

(2)在图幅中南部的乔官一带

断裂由系列平行断面构成断裂带,断裂总体走向10°左右,主断面倾向南东,次级平行断面倾向北西或南东,倾角65°～70°。早期多显示张性,晚期多显示压性特征。整个断裂破碎带可划分为密集节理带、破碎带。密集节理岩由较松散的破碎岩石组成;破碎带由碎裂岩、构造角砾岩、碎粉岩、断层泥、片理化带组成,以断层泥和片理化带最为发育,局部有硅化蚀变。带内的构造角砾多呈棱角状、次棱角状,反映断裂早期活动以张性或张扭性为特征。局部被断层泥所包裹的构造透镜体,显示右行剪切压扭特征(图1-7-3)。

图1-7-3 鄌郚-葛沟断裂(F₉)、沂水-汤头断裂(F₁₀)乔官段构造剖面图

2.沂水-汤头断裂(F₁₀)

该断裂是马站-苏村半潜断陷与汞丹山单斜断拱的分界断裂,南段出露良好,北端多为第四系覆盖。图幅内断裂东盘以基底岩系为主,西盘以白垩纪的青山群、大盛群为主,断裂总体西倾,倾角60°～80°,显示正断层外貌。断裂带一般宽度较大,构造复杂,多发育主断面。但它在不同的区段上,构造特征存在差异。

(1)在图幅南部的北展一带

断裂由系列平行断面构成断裂带,断裂总体走向10°～20°,断面倾向北西,倾角66°～74°。主断面东盘出露为古元古代蒋峪岩体,西盘出露为田家楼组,早期活动显示张性,晚期显示压性活动特征,次级平行断面多显示张性。整个断裂破碎带可划分为密集节理带、破碎带。密集节理岩由较松散的破碎岩石组成;破碎带由断层泥、片理化带以及碎裂岩、构造角砾岩等组成。带内的构造角砾多呈次棱角状,反映断裂活动以张性或张扭性为特征。局部断面有近水平擦痕,显示左行剪切特征。见图1-7-2。

(2)在图幅中南部的乔官一带

断裂由系列平行断面构成断裂带,断裂总体走向30°～40°,断面倾向北西,倾角50°～55°。断面显示张性活动特征,主断面东盘为古元古代条花峪岩体,西盘为八亩地组安山质火山岩及田家楼组。整个断裂破碎带可划分为密集节理带、破碎带。密集节理岩由较松散的破碎岩石组成;破碎带由碎裂岩、构造角砾岩等组成。带内的构造角砾多呈次棱角状,反映断裂张性活动特征。见图1-7-3。

3.安丘-莒县断裂

安丘-莒县断裂是一条规模巨大、切割深度巨大的边界断裂,它划分了鲁西与鲁东的边界。该带派生、伴生的构造非常发育,有的规模较大。其活动也具有多阶段性:①张性阶段,主要表现为断裂带中的张性构造角砾岩及其所控制的中生代地层沉积边界。②左行压扭性阶段,主要表现为断裂带中普遍发育的压扭性的构造透镜体化带,片理化带以及断裂西侧广泛发育的平移牵引构造,如层间拆离构造、牵引帚状构造等。扭动方向均为左行,扭动期次可分为三期。一期大约发生在莱阳期;二期大约在青山期,左行平移与火山喷发同时,应为主要平移期。三期为大盛期活动较微弱,主要由大店断裂活动,形成进一步的拉分及平移深陷盆地。③右行扭压性阶段,发育在较晚的时期,大致为古近纪早期,以该断裂带的新断层泥、王氏群强烈的右行挤压劈理带及牵引褶皱为特征。

4.昌邑-大店断裂

昌邑-大店断裂是沂沭断裂带的东界断裂(而非鲁西台隆的东界断裂),总体走向20°左右,倾向西,倾角70°～80°左右。是沂沭断裂带中一条重要的断裂,其变形特征主要表现为挤压褶皱、挤压劈理等,其力学性质及构造演化非常复杂,大致分为如下活动阶段:

1)青山期的张裂阶段,在鲁东地区发育较多的北东向重晶石脉、方解石、褐铁矿脉。莱阳群张性破碎,正长斑岩脉沿断裂侵位以及发育较多的张性构造角砾岩。

2)左行平移阶段,以宽度较大的构造柔皱带及片理化带为特征(大盛群沉积以后)。

3)右行挤压阶段,本阶段主要特征有:大量发育的断层泥,发育于王氏群与大盛群中的挤压劈理带,挤压褶皱带。

(三)平移牵引构造

沂沭断带在地质历史时期,曾发生过大规模的平移。受其影响,在断裂带及其两侧广泛发育了规模不等,类型多样,形态各异的牵引构造。

这种牵引构造发育于大型平移断裂的附近,既受统一的区域应力场控制,又受平移运动引起的复杂多变的局部应力场控制。控制这种局部应力场的因素很多:

1)平移断层产生的平移应力场自身的特点,在不同的区段平移的幅度、速度、方向、应力的大小。

2)断裂分割的块体的形状,主要包括总体的宽窄变化,局部的突出,凹入、弯曲等。

3)断裂通过地区的岩石力学性质,主要包括基底与盖层的差异,不同岩石的抗剪、抗拉强度。地质体原始构造线、地层、片麻理产状、古构造产状等。

在沂沭断裂带中上述条件均存在较大差异,因而,平移引起的局部应力场也存在差异,进而形成了平移牵引构造。

1.强迫平行及顺层拆离构造

(1)主要构造形迹

强迫平行及顺层拆离构造主要发育于主干断裂及其支断裂中所夹的古生界断片中。附近地区主要发育于沂水-汤头断裂的后朱营一带、鄌郚-葛沟断裂的高崖以北一带,安丘-莒县断裂附近也发育少量的强迫平行构造。

断片的总体特征表现为:地层产状大体与沂水-汤头断裂平行。略斜切地层走向的断裂构造,在断块内发育多条,另外还有很多顺层的平移断裂,它们在野外不易识别,平移距离的判断也缺乏标志。但其间地层厚度的变薄是明显的。除去沉积时的厚度差异外,顺层的拆离是最主要的原因。断片中地层还有另外一个特点,有时不同时代的地层揉在一起,显得比较紊乱。

(2)应力场分析

强迫平行及顺层拆离的产生,需要具有如下条件:强大的平移应力场;成层性良好的地质体;软弱层与强干层的存在;原始层理与剪切方向的交角不太大(如果夹角太大,则易形成牵引褶皱)。

沂沭断裂带中的古生界断片满足上述条件。首先,燕山期环太平洋地区存在大规模的平移应力场;其次,古生界地层成层性良好,存在页岩、疙瘩状灰岩等软弱层和灰岩、砂岩等强干层;再次,沂沭断裂带在印支期的走滑运动已使原始古生界地层发生偏转,而与沂沭断裂带角不大。因此,沂沭断裂带内存在大量的强迫平行及顺层拆离构造。

2.牵引帚状构造

牵引帚状构造主要发育于安丘-莒县断裂附近,但由于后期改造较严重,不易识别,区内主要的有刘家尧帚状构造系。

(1)主要构造形迹

刘家尧帚状构造系主要发育于安丘市刘家尧及坊子等地,主要受安丘-莒县断裂影响。其规模较大,长20～30km,宽10～15km,它由多条弧形弯曲的断裂构成,在卫片上反映非常清楚。各组成断裂一般20km左右,断裂主要断于古生界、震旦系等与基底的边界上,断裂带中普遍发育青山群火山岩。断裂产状从近东西向逐渐转向北北东向,与主干断裂趋于平行。断裂性质主要为右行平移,主断裂为左行平移。

(2)应力场分析

正常情况下,平移断裂发育“入”字型张裂、压性断裂或帚状构造。但沂沭断裂带的边界条件较为特殊:平移运动发生前,断拱区边缘,东向的面理、断裂等比较发育,这样便限制了“入字型构造”的发生,而更利于北东向断裂的发育;断拱区北宽南窄,而牵引帚状构造正是位于由宽变窄的变化带上,这更易使应力在突出的地带集中,而在凹入的地带,形成应力真空,并使先存的断块发生旋转,以至于形成这种平移形式与主断裂相反的牵引构造。

3.牵引“扇状构造”

区域上发育于1∶5万东莞幅东部及圈里幅的东南部,扇状区内主要为新元古界至古生界盖层及少量的基底岩系。由于家河帚状平移断裂系、瓦屋山一带环状构造系、近放射状张性断裂系及扭分盆地—官庄盆地等构造形迹所组成,帚状平移断裂发生右行平移12km±,块体总体旋转10°±。

应力场初析:这种特殊的牵引构造形式,是由其特殊的应力场及边界控制条件决定的。首先,沂沭断裂带的运动,并不单纯是一种平移运动,它们还有一定的挤压;其次,沂沭断裂带总体形状南宽北窄,而扇状构造正是位于宽度急剧变化的地带;再次,在平移发生前,存在先期的近东西向断裂及被断裂分割的块体,只有先有块体的存在,才会发生转动;最后,存在不平整的断裂边界,这种情况,可以使应力在牵引过程中局部集中,或形成应力真空。

(四)沂沭断裂带中断拱区及断陷区次级构造特征

1.汞丹山断拱区次级断裂构造

从区域上看,汞丹山断拱区除发育牵引构造外,还发育一些其他次级构造,不同方向,不同力学性质的脆性断裂构造非常发育,岩石的碎裂岩化、劈理化以及钾化、绿帘石化、绿泥石化、褐铁矿化、高岭土化等蚀变均非常发育。

1)北东向压性“多”字形构造系:该系断裂走向一般为40°～50°左右,断裂一般发育较宽的构造碎裂岩化带,发育于片麻状二长花岗岩中,断裂带宽约10～20m。构造蚀变非常发育,其蚀变带主要发育绿帘石化、绿泥石化、钾化及褐铁矿化,岩石碎裂岩化,断裂带节理非常发育,有的节理面发育有擦痕,主要指示水平压扭运动。

2)南东东向的张扭“多”字形构造系:该系列断裂走向一般在120°～140°左右,间距一般3～10km,在昌乐县马宋一带较发育。该类型的断裂主要发育一些构造碎裂岩及一些高岭土化、钾化、绿帘石化蚀变,并经常充填有闪长玢岩脉,构造带一般不宽。

3)北北东向的劈理带及小型断裂,该类断裂主要发育于主要断裂附近,向中心依次减少,而北北东向的劈理带均很发育,使岩石均比较破碎。它与剪裂面一致。

4)张性入字形构造:主要发育在鄌郚-葛沟断裂及沂水-汤头断裂附近,规模不大,主要发育构造碎裂岩及褐铁矿化、钾化、高岭土化等蚀变。

2.盆地内小型褶皱构造

在沂沭断裂带的断陷盆地中发育不同级别的褶皱构造。总体上,沂沭断裂带内各盆地的中生代地层均发育一条主干的向斜构造,它叠加于单斜的地层之上,形成偏斜的向斜,又因为这些主干向斜并非是由与它们的走向垂直的挤压力引起,而是由它们的走向斜交的压扭性的应力引起的,所以在这些主干向斜上又都叠加了次一级的“多”字形褶皱构造,它们中向斜构造较明显,而背斜构造不太明显。显示了巨型左行平移直扭应力场,这与区域资料反映的应力形态是一致的。

(五)深部构造特征

近年来有许多部门陆续在沂沭断裂带周围开展了一些深部探测工作,如航磁、重力、人工地震、大地电磁测深、地热和深源岩浆的研究等。综合分析认为,沂沭断裂带为一条陡倾的深达地幔的复杂断裂带,其中安丘-莒县断裂和昌邑-大店断裂切入莫霍面33～34km,属超壳断裂,鄌郚-葛沟断裂和沂水-汤头断裂切入康氏面,属壳内大断裂。现今地幔隆起不太明显,上地幔隆起的高点略偏断裂一侧。

1.航磁异常特征

在航磁异常图上(图1-7-4),沂沭断裂带为一条北北东向延伸的线型杂乱异常带,异常值变化较大,一般几百至几千纳特,伴有负异常,断裂以东为正磁异常区,它又可分为胶南—莒县升高磁场区和高密-诸城低磁磁异常区,前者+100～+300nT,局部高达+700nT,后者变化范围-300～+300nT,一般为-50～0nT。断裂以西为平稳磁场区,磁场变化范围-300～+300nT,一般-100～+100nT。可以看出鲁东与鲁西磁场有明显不同,反映为不同大地构造单元,而沂沭断裂带就是两大构造单元的分界。

2.重力场特征

沂沭断裂带在布格重力异常图(图1-7-5)上,总体反映为一北北东向的梯度带。整个重力场显示西高东低特征:断裂以西是近东西向的负异常;断裂以东高密、诸城一带为高正异常,最高值+37.5×10^-5m/s₂,胶南一带为低正异常区;沂沭断裂带异常值较均匀,但由于鲁东区自身的重力异常差别,在北鄌郚、安丘一带反映为明显的重力梯度带,异常自西向东从负到正、高正异常;而南部莒县一带则反映为一鞍状带。但整体上看,鲁西地区负异常明显,异常走向北西向,而鲁东地区正异常明显,走向北东向。沂沭断裂带主要位移梯度带,异常走向北北东向。

图1-7-4 沂沭断裂带航磁ΔT_a异常图

(单位:nT)

图1-7-5 沂沭断裂带重力异常图

(单位:10^-5m/s²)

3.莫霍面特征

从莫霍面等深图可以看出,鲁西为以沂源、鲁山为中心的地幔坳陷区,鲁东为以高密、诸城为代表的地幔隆起区,而日照一带为小型的地幔坳陷。总的趋势自西往东莫霍面逐渐变浅,而沂沭断裂带正是位于这个大的幔隆区与幔陷区的结合部位。由于鲁东地区南北差异,在北部显示为幔隆区的边缘向幔陷区过渡,而在南部地区表现为胶南与鲁中两个幔陷区间的幔隆区。正是上述原因,使研究者发生误解,有人认为沂沭断裂带是典型的裂谷型幔隆区,而另有人认为它是典型的斜坡渐变带。

综上所述,我们认为:鲁西与鲁东地区无论磁场、重力还是莫霍面深度等均明显不同,二者为截然不同的大地构造单元。断裂带发育在上述构造单元之间,与鲁西地区略接近,但有显著差别,从磁场上看它是北北东向的线形杂乱异常带;从莫霍面形态上看地幔相对鲁西地区略向上隆(比胶莱断陷的幔隆要小得多)。这种幔隆不是特征的裂谷型幔隆,而是一种小型幔隆,在延伸方向上,地壳厚度变化不大,相对稳定。

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