安丘－莒县断裂与昌邑－大店断裂朱里以北段空间位置及活动性研究

范 军，翟正宏，管延新，刘世友，李栋梁，熊 玮

（1.潍坊市地震局，山东 潍坊 261061；2.安丘地震台，山东 潍坊 262100）

0 引言

目前，沂沭断裂带在潍坊朱里以北，针对安丘－莒县断裂和昌邑－大店断裂开展的勘察工作，控制程度相对较低，且对两断裂展布状况的认识尚不统一。前人研究主要有以下3种观点：①安丘－莒县断裂和昌邑－大店断裂大致平行展布，一直延伸到渤海湾［1］；②安丘－莒县断裂在朱里以北与昌邑－大店断裂相交后继续延伸到渤海湾［2］；③安丘－莒县断裂在朱里以北，与昌邑－大店断裂相交后结束，仅昌邑－大店断裂向北延伸到渤海湾［3］。

本项研究的目的在于，为沂沭断裂带安丘－莒县断裂和昌邑－大店断裂朱里以北段的活动性鉴定提供良好的地质构造背景资料和基础图件，为确定沂沭断裂带北段安丘－莒县断裂和昌邑－大店断裂的空间位置，评价沂沭断裂带北段的断裂活动性提供依据，同时能够有力地促进该地区今后地震安全性评价工作的开展。

在城市隐伏活断层探测中，主要采用浅层地震等地球物理方法和钻探剖面相结合的探测方法［4］。本研究通过对目标断裂的地球物理探测、野外地质考察和钻探验证，并结合地层样品年龄测定等断层活动资料的分析对比，从而得出断裂构造特征和空间展布规律，并对断裂活动性做出定性评价。

1 断裂概况

郯庐断裂带在山东及苏北的段落通常称为沂沭断裂带，由昌邑－大店断裂、白芬子—浮来山断裂、沂水—汤头断裂、鄌郚—葛沟断裂、安丘－莒县断裂5条近于平行的断裂组成。晚更新世晚期以来的新活动主要表现在安丘－莒县断裂上，它由多个独立的破裂段组成。1668年郯城级地震就发生在该断裂的中段［5－7］，它几乎全部发育在白垩系地层中。安丘－莒县断裂朱里以北段仅在方家屯村东、昌邑城区文山东侧有出露点，其余则主要隐伏于第四系之下。断裂在地貌上具有一定的表现，一般而言，西高东低。断裂西侧是最低一级基岩夷平面，出露白垩纪火山碎屑岩、粉砂岩等；断裂东侧为第四纪平原，堆积有黄色细粉砂或粉砂质粘土。昌邑－大店断裂是郯庐断裂带东地堑的东侧边界断裂，断裂规模大，是划分鲁东隆起和沂沭断裂带边界的大断层，也是潍北凹陷的东界断裂［8］（图1）。

图1 安丘－莒县断裂和昌邑－大店断裂朱里以北段空间位置简图

2 安丘莒县断裂空间位置与活动性

安丘－莒县断裂朱里以北段大多隐伏于地下，下面从南向北对该段的空间位置和活动性进行论述：

在朱里镇方家屯村北发育一个以黄色粉砂、粉土为主的小土丘，与东侧的平原在地形上形成明显的反差，黄色粉砂、粉土夹数层浅灰色含少量有机质的粉细砂，山丘东侧地貌上有陡坎。在人工开挖的剖面上，发现2层浅灰色含少量有机质的粉细砂在靠近陡坎处发生褶曲变形，其倾角由近水平变为10°～15°（图2）。从剖面上的褶曲形态分析，断裂性质为逆断层。断层最新活动时代根据样品T－TL－1测试结果：（14.23±1.21）×103a，应为晚更新世晚期（图1，考察点【1】）。

图2 朱里镇方家屯小山丘东侧褶曲及推测断层剖面

安丘－莒县断裂在昌邑文山东侧见有出露（图3），沿断裂不但错断了第四纪地层，而且发育第四纪早期的地震崩积楔，错断了晚更新世地层，地层断距大于3m，取了3个TL（热释光测年）样品，断裂带之上最新一层第四纪堆积为灰黑色粉砂土，含砾，其底部TL（热释光测年）年龄为距今（5.58±0.28）×104a，断裂最新滑动面未错断该层。根据测年结果分析，剖面中该断裂为晚更新世活动断裂（图1，考察点【2】）。

为进一步弄清该断裂的位置与走向，根据断裂在文山东侧出露状况，在石湾店南村西南跨安丘－莒县断裂由东向西布设了浅层地震勘探剖面GP1（勘探工作由山东省地震工程研究院完成），总长1 702m，起点地理坐标（36°52′46.9″N；119°26′3.1″E），终点地理坐标（36°52′53.1″N；119°24′54.9″E）。剖面上显示，断裂上断点在地面的投影位置在1 000 m 处，上断点埋深为96.3m，断裂的视倾角较陡，断裂倾向西，为正断层（图4、图5）。

图3 昌邑文山东坡安丘－莒县断裂剖面

图4 GP1测线地震反射时间剖面及地质解释剖面

图5 GP2测线地震反射波时间剖面及地质解释剖面

图5所示，GP2测线位于昌邑市东冢镇后柳村东的东西灌溉渠北侧，由西向东布设，测线长1 295 m。在629m（36°58′38″N；119°29′20″E）处有一断裂显示，断裂埋深为75m，产状东倾，为正断层。

安丘－莒县断裂在下营地区走向约NE20°，倾向SE，倾角50°～90°，为正断层。断裂东侧为古近系，西侧为新近系地层［13］。在下营跨安丘－莒县断裂由西向东布设了DF1 高密度电法测线（二极装置），起点坐标为（37°02′05″N；119°29′12″E），终点坐标为（37°02′05″N；119°29′38″E），测线长600 m。DF1测线反演剖面上，在300～310m 段深部，显示低阻带状异常，并将两翼高阻层错位，具有明显的断层特征（图6）。

在北部莱州湾地区与安丘－莒县断裂相对应的龙口断裂具有与其类似的第四纪晚期活动特征［11］，显示在较大区域范围内郯庐断裂带构造活动的统一性。

图6 DF1测线（二极装置）电阻率反演剖面图

综合地球物理探测成果和断裂出露点等资料分析，安丘－莒县断裂从南向北依次经方家屯村东、文山东坡、石湾店南村西、东冢镇后柳村东、下营等地，向北与海域的龙口断裂对应。该断裂由一系列右阶斜列的次级断裂组成（图1），整体走向NE15°～25°，倾向主要为东倾。沿活断层发现有地貌上的右旋错动现象，证明了该断裂的右旋走滑性质。在露头剖面和浅地层剖面上活断层产状、运动性质和变形特点的差异正是该活断层右旋走滑运动的表象。

根据有关的文献资料，在晚更新世末期的末次冰盛期，潍坊及北侧的渤海区域曾广泛发育风成堆积［10］；这一地区常见的黄色细砂、粉砂和粉土可能是晚更新世末至全新世初期形成的风成物；通过野外观察，在朱里以北方家屯等，断裂已将这一套风成砂质黄土错断［12］。根据断裂错断地层特征及相关测年数据分析，认为安丘－莒县断裂朱里以北段为晚更新世活动。

3 昌邑－大店断裂空间位置与活动性

昌邑－大店断裂朱里以北段隐伏于地下，本项研究主要通过地球物理探测和钻探验证相结合的方式确定该断裂的空间展布位置和错动第四纪地层情况。根据地质地貌条件，在昌邑市董家隅村东布设了瞬变电磁测线DC1，测线由西向东布设，全长710 m，起点地理坐标（36°51′43.8″N；119°26′58.7″E），终点地理坐标（36°51′44.0″N；119°27′27.5″E）。剖面上显示，断裂上端点在地面的投影位置在490 m处，断裂的视倾角较陡，断裂视倾向西（图7）。

图7 董家隅东DC1测线断面图

为了进一步获得该断裂的具体位置和活动情况的可靠证据，根据物探成果，在测线显示的构造异常位置，由西向东布设了6个钻孔进行钻探验证，钻孔坐标及揭露基岩情况见表1。

表1 跨断裂主要钻孔的相关参数

图8为得到的跨断裂综合钻探剖面。从剖面图来看，测线位置的第四纪地层沉积物以洪积相和冲积相沉积类型为主，沉积厚度大致为70～85 m，从上到下主要为杂填土、褐－褐黄色粘性土（Q4ml）；褐黄色－黄色粘性土，厚层中粗（砾）砂夹薄层粘性土及细砂层或透镜体（Q3al＋pl）；厚层褐黄色、灰白色砾砂（或中粗砂），黄色或黄间灰白色粘性土（Q1－2al＋pl）。1号、3号、7号、16号孔下伏暗紫红色泥岩，5号、6号孔下伏灰黑色斜长角闪岩。剖面各孔50m 深度以上，除局部地层呈透镜体或夹层分布、不连续外；基本地层粉质粘土、中粗砂、砾砂等在场地分布连续，厚度和层位变化不大，地层层序清晰，新老次序较好。而50 m 深度以下地层总体表现为西高东低，特别在6号、16号孔，地层界面垂直距离可达10 m 以上。综合分析，认为昌邑－大店断裂即由测线DC1的490m 处通过，断裂表现为白垩系王氏群泥岩与古元古界变质岩体接触分界。总体看，钻孔揭露的上部地层较简单、分布相对稳定，断裂仅错动了第四纪早期地层，为早中更新世断裂。

钻探剖面的16号孔柱状图（图9）显示，下伏的泥岩（K）至埋深84.30m 处被穿透；其下部岩芯色调由红色变浅红色，再至褐色，具有粉白色细条纹，可见灰白－灰褐色断层泥条带，经多次测量得到的倾角范围为44°～60°，岩芯下部渐变为褐色、黑褐色，揉皱作用明显；埋深92.4 m 以下，岩芯由破碎岩逐渐过渡到灰黑色、浅灰色块状斜长角闪岩。沂沭断裂带许多段落均表现为逆冲形式，尤其昌邑－大店断裂北段，经历了一个由粘滑向蠕滑转变的过程［9］，该钻孔揭露的断层特征与之吻合。结合断裂出露区的表现特征分析，断裂性质主要为走滑兼倾滑活动。

图8 跨昌邑－大店断裂钻探剖面

图9 跨昌邑－大店断裂钻探剖面16号孔柱状图（局部）

在下营地区昌邑－大店断裂东侧为胶东群、粉子山群变质岩、大理岩；西侧为古近系地层。在下营东跨昌邑－大店断裂由西向东（85°）布设了DF2高密度电法测线（二极装置），起点坐标为（37°01′33″N；119°30′28″E），终点坐标为（37°01′32″N；119°30′46″E），测线长600m。测线反演剖面图在290～330m 段深部，显示低阻带状异常，并将两翼高阻层错位，异常部位与昌邑－大店断裂构造特征吻合（图10）。

图10 DF2测线（二极装置）电阻率反演剖面图

综上，昌邑－大店断裂在朱里以北段落，主要隐伏于第四系之下。它控制潍河东侧的青山、青龙山花岗岩体的西边界。断裂走向NE20°左右，从南向北，经董家隅村东、下营东，向北大致与安丘莒县断裂平行延伸至莱州湾。断裂性质主要为走滑兼倾滑活动。根据钻孔揭露的断裂错断第四纪地层的情况，昌邑－大店断裂朱里以北段为早中更新世活动。

4 结语

本研究成果表明，安丘－莒县断裂和昌邑－大店断裂朱里以北段大致平行分布，安丘－莒县断裂以右旋走滑运动为主，为晚更新世活动断裂；昌邑－大店断裂主要为走滑兼倾滑运动，为早中更新世活动断裂。

本项研究为确定沂沭断裂带北段断裂的空间分布，评价沂沭断裂带北段的断裂活动性和地震危险性提供了良好的基础资料和依据。安丘－莒县断裂与昌邑－大店断裂朱里以北段空间位置及活动性研究的实践证明，采用地球物理方法和野外地质考察、钻探剖面相结合，综合运用第四纪地质和断裂活动的绝对年龄资料对断裂现代活动性进行判定的工作方法，在隐伏活断层探查和活动性鉴定中是行之有效的。

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