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黄县弧形断裂探测、活动性鉴定及其地震地质意义
黄县弧形断裂探测、活动性鉴定及其地震地质意义
王华林* 王纪强 盖殿广 张昊 葛孚刚 刘霞
山东省地震工程研究院,济南250014
 [收稿日期]: 2008-10-05
摘要

本文通过地质雷达探测、工程探测、地震地质调查、断裂断错和上覆第四纪地层年代测试等,确定了黄县弧形断裂的空间分布、运动性质、活动时代、垂直位移和滑动速率,鉴定了断裂的活动性,取得了一些有价值的成果。这些成果已在胶东北部沿海地区工程项目场地地震安全性评价工作、山东内陆部分潜在震源区划分与调整、山东省地震重点监视防御区判定研究中得到应用。本文的研究思路和方法对其它活动断层探测和断裂活动性鉴定有借鉴意义。


引言

黄县弧形断裂位于渤海强震构造区的东南部。断裂组成了黄县盆地的南部边界,断裂走向由北东东向转为北北东向。在近几年的地震安全性评价工作中,在收集和整理地质调查资料的基础上,作者对黄县弧形断裂进行了地质雷达探测、工程探测、地震地质调查、断裂断错和上覆第四纪地层年代测试。通过这些工作确定了断裂的空间分布、运动性质和破裂方式,鉴定了断裂的活动性,取得了一些有价值的成果。这些成果已在胶东北部沿海地区工程项目场地地震安全性评价工作、山东内陆部分潜在震源区划分与调整技术报告和山东省地震重点监视防御区判定研究报告中得到应用。相关的技术成果报告已经山东省地震安全性评定委员会审定通过。本文对这些成果及其应用进行了系统总结和研究,以期对其它活动断层探测、活动性鉴定及其工程意义评价有所借鉴。

1 黄县弧形断裂的地质构造环境
1.1 区域构造背景与断裂空间分布

黄县弧形断裂位于胶辽断块内,渤海强震构造区的东南部。具体构造位置位于郯庐断裂带的东侧,渤海一威海断裂带的南侧(图1)。黄县弧形断裂距郯庐断裂最东侧的昌邑。大店断裂约30km。

图 1区域断裂构造分布图 Fig. 1Map of distribution of faults in the study area

胶辽断块区内发育一系列北北东一北东向的断裂,主要包括:玲珑-北沟断裂、风仪店断裂、刘家亭断裂、桃村-东陡山断裂、郭城-观水断裂、王格庄-崖子断裂、海阳断裂、乳山断裂、唐家庄-即墨断裂、沧口断裂。新构造时期以来,构造活动的水平大大降低。中更新世时期是块体内断裂最新活动的一个主要阶段,晚更新世以来活动范围缩小,晚更新世活动只在东殿后断裂、海阳断裂、沧口断裂和玲珑-北沟断裂的局部地段。

郯庐断裂带是中国东部一条深大断裂带,总体走向北30º东左右。断裂带经历了长期的地质演化,在中国东部大地构造上具有非常重要的作用(国家地震局地质研究所,1987)。断裂带中生代活动最强烈,曾经历过巨大的左行平移和大陆裂谷发育阶段。自新生代以来,由于深部作用减弱,裂谷构造消亡,在区域北东东向主压应力场作用下,转化为一条右旋走滑性质的构造带。第四纪期间,断裂活动具明显的分段性,可大致分为4段:鹤岗铁岭段、下辽河-莱州湾段、潍坊-嘉山段和嘉山-广济段(郑朗荪等,1988)。本文所研究的区域主要涉及下辽河-莱州湾段。下辽河-莱州湾段的断层活动强烈,第四纪时期以强烈的引张断陷为特征,并伴随多期玄武岩喷发。下辽河-莱州湾段由一组北北东向断裂组成,主要包括:昌邑-大店断裂、鄙部-葛沟断裂、潍营东支东断裂、潍营东支西断裂、BZ28断裂、BZ34-2断裂,这些断裂为全新世和晚更新世活动断裂。渤海-威海断裂带位于燕山-渤海断裂带的东段,并在渤海地区与郯庐断裂带交汇。渤海-威海断裂带由一组北西西向断裂组成,主要包括:黄北断裂、渤南1号断裂、渤南2号断裂、蓬莱-威海断裂、大竹岛-威海北断裂,这些断裂为全新世和晚更新世活动断裂。

渤海强震构造区位于北北东向郯庐巨型右旋走滑断裂带与北西西向燕山-渤海巨型左旋走滑断裂带的共轭交汇区,其构造形式十分复杂,北北东向断层具有右旋张扭运动性质,北西西向断层则具有左旋张扭运动性质。不同方向断层的交汇部分构成了渤海地区中强地震的发震构造,历史上在断裂交汇部分及其附近曾发生多次强震,如1548年渤海海峡7.0级地震、1597年渤海7.0级地震、1888年渤海7.5级地震、1969年渤海7.4级地震等,地震活动的特点是强度大、频率高。郯庐断裂带和燕渤断海带是两条区域性的重力、航磁、地热、形变和壳幔结构的综合地球物理异常带。这两条区域地球物理异常带在渤海地区相交汇,形成了中国东部上地幔最强烈隆起区、现代地壳形变下降区和地壳厚度减薄区,居里面深度只有13-20km,是中国东部居里面深度最浅的地区。同时,渤海地区被认为是中国东部最大的地幔热柱(羽)群。渤海地区所处的特定构造环境和深部构造条件构成了渤海及周围地区的断裂(包括黄县弧形断裂)和地震活动的地球动力学环境。

黄县弧形断裂距郯庐断裂最东侧的昌邑-大店断裂约30km(图2),断裂走向由北段的北东东向转为南段的北北东向。其中,北段的北东东向断裂组成了黄县盆地的南部边界,被称为黄县断裂;而南段的北北东向断裂控制着花岗岩和金矿矿化带以及第四系和第三系的分布。本文所研究的重点是北东东向黄县弧形断裂,断裂走向20º-30º,倾向西,倾角70º-80º。断裂北端与黄县断裂相交,向南经黄山馆镇东、辛庄镇、金岭镇东、朱桥镇和苗家镇,空间上表现为微向西突出的弧形展布,全长约45km。

1.2 黄县弧形断裂两侧地层分布与第四系剖面

根据山东省1:20万地质图和1:5万区域地质图(辛庄幅和朱桥幅等),本文编制了黄县弧形断裂及其附近地区的地质构造图(图2)。由图2可见,黄县弧形断裂及其附近地区结晶基底岩系由晚远古代之前的粉子山群(辽河群)、胶东群(宽店群)和鞍山群组成,固结时期发生在距今约17亿年的中岳运动,出露的岩浆岩主要为玲珑期花岗岩。结晶基底岩系和岩浆岩分布在黄县弧形断裂的东侧。黄县弧形断裂以西为第四系松散沉积,沉积相有陆相和海相两种类型,其中,陆相为残积物、坡积物、洪积物和冲积物;海相为滨海堆积物。


①黄县弧形断裂;②三山岛-仓上断裂;③莱州断裂;④金岭断裂;
⑤招远-平度断裂;⑥昌邑-大店断裂;⑦黄县断裂
图 2黄县弧形断裂及其附近地区的地质构造图 Fig. 2Geological map of Huangxian arc fault and its adjacent area

在金城镇东北约2km的冲沟内(北纬37º25′29″,东经120º08′36″)我们做了第四系剖面(图3)。剖面为冲沟的南壁,剖面方向为东西向,剖面高度约8m。根据区域第四系地层对比、前人研究成果和地层热释样品测年数据,白上至下可分为三大层,它包括了全新统(Q4)、晚更新统(Q3)和中更新统(Q2)地层。

Q4可分为三层:①耕作土层0.40m;②棕黄色,松散含砾砂土层1.50m;③灰黑色粘土层0.60m,相当于华北地区的黑土组,该层为Q4底界。该层底部的热释样品测年数据为(16.58±1.41)×103a。


①耕作土层;②棕黄色含砾砂土层;③灰黑色粘土;④褐黄色含姜石粉质粘土;
⑤浅棕红色粘土;⑥棕灰绿色粘土;⑦灰绿色粉质粘土;⑧砂砾石层
图 3烟潍公路东侧金城镇东北约2km的冲沟内第四系剖面图 Fig. 3Geological section of Quatemary deposit at 2km northeast of Jincheng Town

Q3可分为四层:④褐黄色含姜石粉质粘土,姜石含量10%-20%,Φ2-3cm,大者5-10cm,厚约1.20m;⑤浅棕红色粘土,厚约1m,含铁锰氧化物;⑥棕灰绿色粘土,柱状节理发育厚0.80m;⑦灰绿色粉质粘土厚约0.60m。该层的热释样品测年数据为(81.73±6.95)×103a。

Q2为⑧砂砾石层(被现代冲洪积掩埋,没有见底):砂砾石层上部有一层厚为20cm的砾石层,该层为局部分层,整个层为棕红色含砾中粗砂层。根据区域第四系地层对比,该层为中更新统地层。

1.3 黄县弧形断裂两侧构造分布与断裂存在证据

黄县弧形断裂及其附近地区构造线方向主要为北北东-北东向,发育的主要断裂包括:黄县弧形断裂、三山岛-仓上断裂、莱州断裂、金岭断裂、招远-平度断裂和昌邑-大店断裂。近年来的海域活断层探测研究成果(王志才,2006)表明,莱州湾段昌邑-大店断裂在第四纪晚期以来仍有明显的活动,沿断裂带不但有明显的晚第四纪错断活动,而且还发现了北北东向晚第四纪生长褶皱,表现为明显的晚更新世晚期活动特征。已有的研究结果还表明,三山岛-仓上断裂、莱州断裂、金岭断裂、招远-平度断裂为第四纪不活动断裂。中华人民共和国区域地质调查报告。(比例尺1:5万,辛庄幅和朱桥幅)中,将黄县弧形断裂定名为黄(县)-掖(县)断裂。朱桥-辛庄段地质剖面(图4)和姜家-姚家段地质剖面(图5)显示,黄县弧形断裂南东盘为结晶基底岩系和岩浆岩;北西盘为第四系松散沉积物和第三系砂岩砂砾岩。第三系岩层与上覆第四系松散沉积物呈明显的不整合接触,从岩石物质成分、硬度、颜色等分析,第三系与第四系显著不同。第三系主要由紫色含砾长石砂岩、含砾硬砂岩组成,其间夹有紫色含砾粘土质砂岩。断裂碎裂岩带宽达10-50m,碎裂岩带宽度由北向南有变窄的趋势。从地质剖面分析,黄县弧形断裂控制着第四系沉积,并断错了第四系地层,这说明黄县弧形断裂为第四纪活动断裂。朱桥-辛庄段地质剖面和姜家-姚家段地质剖面,为我们对黄县弧形断裂活动性和运动性质做详细研究提供了重要线索和依据。


1. 第四系;2. 第三系砂岩砂砾岩;3. 混合岩化绢英岩化斜长角闪岩;
4. 碎裂岩;5. 中粒混合花岗岩;6. 绢英岩化花岗质碎裂岩;7. 钻孔
图 4黄县弧形断裂朱桥-辛庄段地质剖面图 Fig. 4Geological section of Zhuqiao-Xinzhuang segment,Huangxian arc fault

1. 第四系;2. 第三系含砾紫色砂岩;3. 绢英岩化花岗质碎裂岩;4. 斑状花岗闪长岩;5. 钻孔
图 5黄县弧形断裂姜家-姚家段地质剖面图 Fig. 5Geological section of Jiangjia-Yaojia segment,Huangxian arc fault
2 黄县弧形断裂探测
2.1 地质雷达探测

(1)原理与设备概况

地质雷达是通过高频电磁脉冲波在地下介质界面上的反射影像特征来反映地下介质分布情况的。它是一种无损探测手段,具有精度高、图像直观等特点。目前在探测地质浅表构造和地下隐蔽物的应用领域有着得天独厚的优势。

地质雷达探测工作采用的是美国GSSI公司研制的SIR-2000型地质雷达。经现场试验,对仪器的各参数进行了优化选择,中心频率采用20MHz的天线点测。采样时窗设置为400ns,发射和接收天线间距4.0m,测点间距1m。数据采集时由SIR一2000地质雷达主机单元控制,并预置IIR数字滤波,自动采样记录并存储。为了相互映证,在辛庄西南沿黄县弧形断裂,在100m范围内布设了2条测线,测线总长度399m。

数据处理工作包括预处理和后处理两部分。预处理部分主要采用了频率域滤波方法,目的是提高数据采集质量;后处理部分则建立在美国GSSI公司的RADAN数据处理软件包上,由TOSHIBA-2400笔记本电脑完成,主要包括:数字化滤波、速度分析、能量均衡等一般性处理和反褶积、偏移等特殊处理,旨在最大限度地压制随机干扰,提高信噪比,突出目标信息,为资料解释工作构筑成果图。

(2)资料分析与解释

地质雷达所采集的数据经计算机处理之后,各测线地下基于介质电性差异的地质结构变化特征,在地质雷达探测(GPR)剖面上得以再现,探测结果如图6和图7所示。在地质雷达探测时间剖面图上,横坐标为相对于剖面零点的距离,单位为m;纵坐标为反射波的双程垂直到时T,单位为纳秒(ns)。剖面图时间零点为自然地表零点。从2条地质雷达勘探剖面图上可以看出:

1测线:跨越断裂沿东西向布设的地质雷达勘探剖面(图6)显示,在100m地下反射界面不连续,发生了断错和弯曲,判断为断层。断裂东盘(下盘)地层较为连续;断裂西盘(上盘)地层较为凌乱,显示了断裂破碎带的特征。

图 61测线地质雷达剖面图 Fig. 6Profile of geological radar survey line1

2测线:跨越断裂沿东西向布设的地质雷达勘探剖面(图7)显示,从34m地下反射界面不连续,有一明显错断,为断层显示。断裂东盘(下盘)地层较为连续;断裂西盘(上盘)地层发生了位错和弯曲,结构面较为凌乱,显示了断裂破碎带的特征。

图 72测线地质雷达剖面图 Fig. 7Profile of geological radar survey line2

跨越黄县弧形断裂布设的2条地质雷达勘探剖面都显示,断裂错断了第四系Q3覆盖层。在地质雷达勘探剖面范围内,地层结构较为混乱,显示出断裂破碎带和影响带的影像特征。

2.2 工程探测

为了确定黄县弧形断裂的地层断错和位移量,进行了钻孔揭露与资料分析,通过断裂两侧地层对比,确定了断裂两侧基岩面和第四纪地层的位移情况。为了相互映证,沿黄县弧形断裂布设了2条工程探测剖面。

1剖面:跨越断裂沿东西向布设的工程探测剖面(图8)显示,断裂东盘(下盘)2个钻孔的第四系底部界面高度为24.87m,花岗闪长岩全风化带的下限深度为23.67m;断裂西盘(上盘)钻孔的第四系底部界面高度为15.57m,花岗闪长岩全风化带的下限深度为5.57m。断裂两侧第四系底部界面高差达9,3m;花岗闪长岩全风化带的下限深度差为18.1m。

图 8工程探测1剖面(上)和2剖面(下)图 Fig. 8Cross section of engineering exploration 1 (up) and engineering exploration 2 (down)

2剖面:跨越断裂布设的工程探测剖面(图8)显示,断裂东盘(下盘)钻孔的第四系被剥离,没有揭露到第四系,花岗闪长岩强风化带的下限深度为11.71m;断裂西盘(上盘)2个钻孔的的第四系底部界面高度为15.57m,花岗闪长岩全风化带的下限深度为5.57m。断裂两侧第四系底部界面高差大于2.5m;花岗闪长岩全风化带的下限深度差为12.44m。

2条跨越断裂的工程探测剖面显示,断裂两侧的风化程度存在明显差异:断裂东盘(下盘)基岩相对完整,抗风化能力较强;断裂西盘(上盘)基岩相对破碎,抗风化能力较弱。根据断裂产状、断裂两侧第四系底部界面高差和风化带的下限深度差分析,断裂西盘(上盘)为下降盘,显示黄县弧形断裂呈正断活动,中更新世以来的垂直断距为9-10m。

3 地震地质调查与活动性鉴定

为了获取黄县弧形断裂的定量数据,开展了地震地质调查、地质剖面测量、断裂断错和上覆第四纪地层年代测试、断层活动性鉴定工作。

沿断裂在辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑的北壁和南壁,以及金城镇东烟潍公路东侧可见断裂清晰的活动剖面。断裂发育在花岗闪长岩和花岗片麻岩与强风化紫红色砂砾岩、Q2棕红色含砾粘土和Q3褐黄色亚粘土地层之间。出露剖面显示,断裂破碎带和影响带宽度由北向南由宽变窄,北段宽度达数十米至上百米,而南段宽度仅有几米或十几米。

3.1 辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑北壁断层剖面(图9、照片1)

人工开挖基坑北壁的剖面(图9和照片1)显示,断裂产状为300º∠70º。东盘为破碎的花岗闪长岩;西盘为Q31浅棕红色粘土和Q32褐黄色亚粘土地层。断裂破碎带由灰绿色、褐黄色和灰黑色断层破碎岩、碎粉岩和断层泥组成,具有分带性。断层破碎岩、碎粉岩和断层泥未胶结。断裂将Q31浅棕红色粘土和Q32褐黄色亚粘土地层正向断错4.2m。断裂之上覆盖有厚1m左右的Q4土黄色亚砂土地层没有被断错。

为了鉴定断裂的活动性,我们在断裂断错Q32褐黄色亚粘土地层、Q31褐黄色粘土地层和坡积亚粘土地层分别取释光样品TL1、TL2和TL3(图9)。TL1、TL2和TL3释光样年龄分别为距今(97.56±8.26)ka、(57.59±4.89)ka和(19.85±1.69)ka。

3.2 辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑南壁断层剖面(图10、照片2)

人工开挖基坑南壁剖面(图10)显示了与人工开挖基坑北壁剖面(图9)相似的断层结构特征,断裂产状为300º∠70º。所不同的是,在南壁剖面断裂的西盘见到Q2棕红色含砾粘土。东盘为破碎的花岗闪长岩;西盘为Q2棕红色含砾粘土、Q31浅棕红色粘土和Q32褐黄色亚粘土地层。断裂破碎带由灰绿色、褐黄色和灰黑色断层破碎岩、碎粉岩和断层泥组成,具有分带性。断层破碎岩、碎粉岩和断层泥未胶结。断裂将Q31浅棕红色粘土和Q32褐黄色亚粘土地层正向断错6.0m。断裂之上覆盖有厚1m左右的Q4土黄色亚砂土地层没有被断错。

照片 1辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑北壁黄县弧形断裂照片(镜向北)
照片 2辛庄镇常家庄予村北人工开挖基坑南壁黄县弧形断裂照片(镜向南)
图 9辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑北壁黄县弧形断裂剖面(与照片1对应) Fig. 9Photo 1 and cross section of man-made trench (north wall) in north of Changjiazi village
图 10辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑南壁黄县弧形断裂剖面(与照片2对应) Fig. 10Photo 2 and cross section of man-made trench (south wall) in north of Changjiazi villag
3.3 金城镇东烟潍公路东侧断层剖面

在金城镇东烟潍公路东侧可见黄县弧型断裂的出露(图11),断裂产状为300º∠70º。破碎带由花岗片麻岩破碎而成,由灰绿、灰白碎裂碎粉岩构成。断裂发育在花岗片麻岩与Q3褐黄色亚粘土地层之间。断裂断错Q3褐黄色亚粘土地层,断裂西盘为下降盘,垂直断距1.2m。在断裂通过处,花岗片麻岩形成沿断面定向排列和劈理密集面,使冲沟突然变宽,显示右旋错动。


①全新统砂土层;②晚更新统亚粘土层;③破碎花岗片麻岩;④破碎带
图 11金城镇东烟潍公路东侧黄县弧型断裂剖面 Fig. 11Geological section of Huangxian arc fault at road side of Jincheng Town
3.4 断裂活动性鉴定结果

从断层带物质固化胶结程度、地形地貌特征、断层与第四系的关系和样品测定年代分析,可认为黄县弧形断裂最新活动时代发生在(57.59±4.89)ka和(19.85±1.69)ka之间。晚更新世期以来曾发生过明显的断错地表的活动,但全新世期以来没有发生断错地表的活动。

黄县弧形断裂的性质为右旋走滑正断层,断裂白晚更新世以来垂直断错量为4.2-6m。最新活动时代发生在(57.59±4.89)ka和(19.85±1.69)ka之间,取其中值为38.72ka,计算获得的晚更新世断裂垂直位移速率为0.11mm/a-0.16mm/a。

4 黄县弧形断裂的地震地质意义

鲁东断块陆域长期以来被认为是相对稳定的区域,只有在个别断裂和断裂的某些局部地段发现晚更新世活动断裂(段)。周本刚等(2002)在海阳核电站地震地质考察过程中,在北东向海阳断裂中段发现长8km、最大垂直位移20cm、最大水平位移1.13m的晚更新世活动断裂段,断裂最后一次断错地表的活动发生在距今3.7-1.2万年,垂直活动速率为0.017mm/a;右旋走滑速率为0.094mm/a。根据地震地表破裂参数、活动段长度与地震的关系,估计其最大潜在地震为6.5级。这一成果被转化为沿海阳断裂晚更新世活动断裂段划分出海阳6.5级潜在震源区。马保起等(2004)在文登抽水蓄能电站地震地质考察过程中,在牟平东桃园、东殿后、辛上庄、砀里一带发现长20km 的近东西向东殿后断裂,断裂错断最新地层的热释光年龄为84-75ka,上覆坡积角砾层的热释光年龄为64ka。断裂断错地层的热释光测年数据表明,东殿后断裂是一条晚更新世活动断裂,最新活动时代为晚更新世早中期,垂直活动速率为0.03mm/a。这一成果被转化为沿东殿后断裂划分出6.0级潜在震源区。黄永华等(2007)在分析和整理了前人的地震地质考察资料后,在下朱潘南西公路旁的冲沟内,发现了北沟-玲珑断裂断错晚更新世黄土的断层剖面,清楚地见到了冲沟被错断而形成跌水,断裂走向30º,倾向北西,倾角约70º,显示为正断层,东侧片麻岩与西侧黄土状堆积相接,垂直错距大于10m。同时在孙家附近,还发现了风仪店断裂断错晚更新世亚砂土的断层剖面,走向20º,倾向西,倾角7Oº,断裂磨擦镜面与坎前的残坡积物相接,接触面上松散含砾亚砂土有断错活动形成的片理化现象,可见断距大于2m。

本文将黄县弧形断裂与鲁东断块陆域发现的晚更新世活动断裂(段)进行了对比(表1),发现黄县弧形断裂在断裂活动长度、位移量和滑动速率等方面都是较大的,由此可以认为黄县弧形断裂是鲁东断块陆域发现的最为典型的晚更新世活动断裂。

表1 黄县弧形断裂与鲁东断块陆域发现的晚更新世活动断裂(段)对比 Table 1 A list of parameters of Huangxian arc fault and other Q3 faults in east Shandonf mainland

黄县弧形断裂晚更新世活动断裂的发现,其地震地质意义主要体现在以下几方面:

(1)黄县弧形断裂位于渤海强震构造区的东南部,具体构造位置在郯庐断裂的东侧,距郯庐断裂最东侧的昌邑-大店断裂约30km。黄县弧形断裂晚更新世活动断裂的发现,表明黄县弧形在(57-19)ka间有过一次明显的张性正断活动。从断裂活动的构造动力来源分析,这次张性正断活动可能与渤海强震构造区和郯庐断裂带的新构造活动密切相关。因此,从某种意义上讲,黄县弧形断裂晚更新世活动断裂的发现,为认识渤海强震构造区和郯庐断裂带的新构造活动及其演化历史提供了有力的陆域地质证据。

(2)黄县弧形断裂晚更新世活动断裂的发现,对渤海湾东部沿海陆域地区的地震危险性分析和防震减灾工作有实际应用价值。

黄县弧形断裂晚更新世活动断裂的发现使我们对龙口、招远至莱州的地震潜在危险性有了新的认识,这一成果已在山东内陆部分潜在震源区划分与调整技术报告①中得以应用。如图l2所示,在上述技术报告中就充分吸收了活动断裂研究的最新成果,将黄县弧形断裂、黄县断裂、北沟一玲珑断裂和凤仪店断裂晚更新世活动断裂一并进行了考虑,划分和判定为龙口一招远6.0级潜在震源区。同时,这一结果也在山东省的工程场地地震安全性评价工作中得到了应用,对提高这一地区的工程建筑抗震设防能力有一定的意义。

图 12龙口-招远6.0级潜在震源区地震构造图 Fig. 12Seismo—tectonic map of Longkou—Shaoyuan potential earthquake source(Ms=6.0)

黄县弧形断裂的研究成果还在山东省地震重点监视防御区判定研究中得到了应用②。在山东省地震重点监视防御区中,将黄县弧形断裂晚更新世活动断裂作为判定山东半岛北部沿海地震重点监视防御区的依据之一。山东半岛北部沿海地震重点监视防御区的划分,对山东半岛地区的防震减灾工作有重要的指导作用。

(3)山东断裂活动的时空非均匀性研究结果表明(王华林,1995),沂沭断裂带、聊考断裂带、渤海-威海断裂带和它们旁侧的断裂,以及次一级深大断裂的相互交汇部位附近,在晚更新世晚期有过一次明显的活动,晚更新世晚期(2-3万年)是山东活动断裂的整体活动时期。而黄县弧形断裂晚更新世活动断裂是这一整体活动时期的产物,它的发现丰富和补充了这一认识的证据。

5 结论与认识

综上所述,本文得到了以下结论与认识:

(1)黄县弧形断裂走向20º-30º,倾向西,倾角70º-80º,空间上表现为微向西突出的弧形展布,断裂全长45km左右。黄县弧形断裂破碎带宽度由北向南由宽变窄,北段破碎带宽度达数十米至上百米;而南段破碎带宽度仅有几米至十几米。断裂垂直位移量由北向南由大变小,北段中更新世以来垂直位移量为9-10m,晚更新世垂直位移量为4.2-6m;而南段晚更新世垂直位移量仅为1-2m。

(2)黄县弧形断裂位于渤海强震构造区的东南部,距郯庐断裂带最东侧的昌邑-大店断裂约30km,是鲁东断块陆域发现的最为典型的北北东向晚更新世活动断裂,断裂性质为右旋走滑正断层。黄县弧形断裂最新活动时代发生在(57.59±4.89)ka和(19.85±1.69)ka之间,垂直断错量为4.2-6m,晚更新世断裂垂直位移速率为0.11mm/a-0.16mm/a。

(3)黄县弧形断裂晚更新世活动断裂的发现,对认识渤海强震构造区和郯庐断裂带的新构造活动及其演化历史提供了有力的陆域地质证据;对渤海湾东部沿海陆域地区的地震危险性分析和防震减灾工作有实际应用价值;丰富和补充了有关山东断裂活动的时空非均匀性研究认识的证据。本文的研究思路对其它活动断层探测和断层活动性鉴定工作有借鉴意义。


1山东省地震工程研究院,2006.山东内陆部分潜在震源区划分与调整技术报告.
2山东省地震局,2007.2006—2020年山东省地震重点监视防御区判定研究报告.
3山东省地质矿产局第六地质队,1984.中华人民共和国区域地质调查报告(比例尺1:5万,西由幅、辛庄幅、龙口幅、朱桥幅、招远幅、黄县幅和赵格庄幅)(地质部分).
参考文献
1.国家地震局地质研究所,1987.郯庐断裂.北京:地震出版社.
2.黄永华,尤惠川,宋毅盛等,2007.山东胶东半岛地区断裂最新活动性研究.震灾防御技术,2(1):39—49.
3.马保起,舒赛兵,刘光勋,2004.山东半岛东北部新发现近EW向活断层.地震地质,26(4):639—644.
4.王志才,邓起东,杜宪宋等,2006.莱州湾海域郯庐断裂带活断层探测.地震学报,19(5):493—503.
5.王华林主编,1995.山东青州地震研究与地震区划.北京:地震出版社.
6.郑朗荪,高维明,郑传贝,1988.郯庐断裂带的分段与沂沭断裂的活动性.中国地震,4(3):123—129.
7.周本刚,冉勇康,环文林等,2002.山东海阳断裂东石兰沟段晚更新世以来地表断错特征与最大潜在地震估计.地震地质,24(2):493—503.


Exploration and Age Determination of Huangxian Arc Fault and Its Seismo-geological Significance
Wang Huanlin*, Wang Jiqiang, Gai Dianguang, Zhang Hao, Ge Fugang and Liu Xia
Institute of Earthquake Engineering of Shandong Province,Jinan 250014,China
Abstract

Through the comprehensive survey of geological Radar exploration,field investigation and application of dating technique,we have determined the special distribution,active mode,active time,vertical displacement,and slip rate of Huangxian arc fault.Our results have been applied in the seismic safety evaluation for engineering in northeastern Shandong province,as well as in the determination of potential earthquake source in mainland Shandong.The methodology of our project can be used for reference in study of other active faults in Shandong province.



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黄县弧形断裂探测、活动性鉴定及其地震地质意义
王华林* 王纪强 盖殿广 张昊 葛孚刚 刘霞
《震灾防御技术》, DOI:10.11899/zzfy20080414