安丘-莒縣斷裂北段構造特征研究

侯建華，任天龍，朱學強，黃永波，楊仕鵬，秦杰

(山東省地質調查院，山東 濟南　250013)

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安丘-莒縣斷裂北段構造特征研究

侯建華，任天龍，朱學強，黃永波，楊仕鵬，秦杰

(山東省地質調查院，山東 濟南250013)

摘要：郯廬斷裂帶是中國東部乃至亞洲大地構造演化中最重要的構造帶，其山東段沂沭斷裂帶也一直是地學研究的熱點，而安丘-莒縣斷裂更是新構造活動頻發的活斷層。該文在野外實際調查的基礎上，從安丘-莒縣斷裂的控盆以及與地質體的切割關系入手，參考區域地質資料，結合物探、鉆探研究成果，對安丘-莒縣斷裂北段的幾何學、運動學特征進行了綜合研究，對其新構造活動進行了初步探討，認為早白堊世以后的“主活動”具有多階段性、多期次性，是對早期先存斷裂的繼承與發展，晚更新世晚期右行走滑兼具小角度逆沖階段。

關鍵詞：安丘-莒縣斷裂；幾何學；運動學；新活動性

引文格式：侯建華，任天龍，朱學強，等.莒縣斷裂北段構造特征研究[J].山東國土資源，2016,32(6)：1-8.HOU Jianhua, REN Tianlong, ZHU Xueqiang, etc. Study on Tectonic Characterisitcs of Northern Anqiu-Juxian Fault[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(6)：1-8.

0引言

郯廬斷裂帶是中國東部一條十分重要的深大斷裂，對中國東部乃至亞洲大地構造演化有著重要影響[1]，而且其與現代地震活動關系密切[2-8]，并具有明顯的分段性特征[9-12]。自1957年由地礦部航空物探大隊發現，1958年底由北京地質學院正式命名近60年來，許多學者從不同的角度對其進行了詳細的研究：李四光認為它是一條強烈的破碎帶，是新華夏及中華夏系褶皺及沖斷構造線[13]；張文佑認為它是大陸板塊內部的先成邊界，形成于太古代末，在元古代、古生代為一條主要的平移斷層，在中生代與古近紀以拉開為主，新近紀又轉為以擠壓兼右旋剪切為主；黃汲清等人認為它屬于超殼斷裂中的巖石圈斷裂，與安德列斯斷層相似，同屬剪切深斷裂；李春昱認為它是我國東部的一個大型平移斷裂，從板塊構造觀點看，可能是轉換斷層[14]；徐嘉煒認為它是世界大陸規模最大的平移斷層之一，發生過強烈的左行平移[2]；許志琴等人認為它在印支期可能是陸內俯沖型左行韌性剪切帶[15]。

沂沭斷裂帶是郯廬斷裂帶山東段，其自東向西依次為F1昌邑-大店斷裂、F2安丘-莒縣斷裂、F3沂水-湯頭斷裂、F4鄌郚-葛溝斷裂4條主干斷裂形成“二塹夾一壘”的構造格局。其構造變形強烈而復雜，對兩側的沉積作用、巖漿作用有明顯的控制作用。斷裂帶演化歷史復雜，各階段力學性質不同，不同區段構造反映也不同，總體上由這些不同性質、不同級別的斷裂構造、牽引構造及斷塊構造共同構成了復雜的構造帶。該文僅對安丘-莒縣斷裂北段的斷裂幾何學及活動特征進行分析研究，并對其新構造活動進行初步探討，以期為受該斷裂影響地區的防震減災、地殼穩定性評價及相關建設規劃提供參考。

1斷裂概況

安丘-莒縣斷裂山東境內南起紅花埠經曹莊、洪瑞、夏莊、招賢、孟疃、安丘石埠子、庵上、田家官莊、青云山至昌邑辛安莊、下營向北延伸入渤海灣，總體走向10°～20°，長約330km，斷裂南北兩端為第四系所覆蓋，中南部露頭較連續，由一組平行斷面組成，各斷面產狀變化較大，傾向不定(NWW或SEE)，傾角一般70°～80°，不同區段斷裂特征具有明顯差異性。

遙感影像上其表現出明顯的線性特征，區域重、磁圖上則表現為走向NNE的線性梯度帶或線性、串珠異常帶，其明顯控制了第四系的沉積及水系的展布，也間接反映了其強烈的新構造活動。較多研究也表明，晚更新世晚期以來，沂沭斷裂帶的新構造

根據安丘-莒縣北段斷裂發育及第四系覆蓋情況可分為3段(圖1)。

1—太古界；2—元古界；3—古生界；4—中生界；5—斷裂構造；6—地質剖面位置；7—淺層地震剖面圖1　沂沭斷裂帶構造簡圖(示研究區主要斷裂及剖面位置)

(1)安丘段：南起官莊經田家官莊、安丘青云山，北至穆村，該段南流南為河流相沉積物淺覆蓋，露頭較好，多處可見主斷面及次級斷面，出露地層為大盛群、萊陽群，并以斷面清楚，構造帶寬，發育大量牽引褶皺及構造透鏡體帶、構造劈理帶、劈理化斷層泥為特征。

(2)朱里段：南起穆村，北至昌邑文山，斷裂為第四系所覆蓋，但南部覆蓋較淺，斷裂南東盤主要為王氏群、五圖群地層；斷裂北西盤為青山群火山巖，局部為臨朐群玄武巖、砂礫巖；區內該段南部多處可見主斷面及次級斷面，并發育規模較大的劈理化帶及斷層泥。

(3)夏店西-下營段：斷裂控制了濰河展布，自下營北延入渤海灣，該段第四系覆蓋很厚，據物探及鉆探資料顯示厚度可達200m左右，并有錯切第四系的跡象。

2幾何學運動學特征

安丘-莒縣斷裂北段走向NNE，南起安丘市官莊經昌邑至下營延伸入渤海灣。遙感影像表現為明顯的線性構造，代表斷層兩盤不同的巖性或不同的地形、地貌特征。調查發現斷裂主斷裂破碎帶多呈現由內向外的斷層泥、斷層角礫巖、碎裂巖的明顯分帶現象，而且各帶常具有面理化特征。結合最近的區調成果以及物探、鉆探資料(地質剖面資料均來源于山東省地質調查院的區域地質調查成果)，將各段幾何學、運動學、典型剖面結構特征以及物探剖面構造解譯分述如下。

2.1安丘段典型剖面結構

(1)田家官莊-川里安丘-莒縣構造剖面(圖2)。該段在田家官莊一帶可見8～9條斷面，露頭較好，以店東營-曹家五里河斷裂和趙家官莊-青云山斷裂規模最大，其中后者為主斷裂，以斷面清楚，構造帶寬，發育大量牽引褶皺及構造透鏡體帶、構造劈理帶為主要特征。

1—砂礫巖；2—粉砂巖；3—砂巖；4—泥質粉砂巖；5—巖屑雜砂巖；6—粉砂質泥巖；7—長石砂巖；8—玄武玢巖；9—劈理化帶；10—構造透鏡體；11—斷層；12—構造強迫平行化帶圖2　山東省安丘市白芬子鎮田家官莊-川里安丘-莒縣斷裂構造剖面(據1∶25萬濰坊幅)

店東營-曹家五里河斷裂發育牽引褶皺，安山質、灰巖質構造透鏡體、構造角礫巖，構造透鏡體成分來自下部層位的青山群及古生界，斷裂兩盤均為王氏群，構造帶寬大于50m，主斷面產狀105°∠71°。運動學特征復雜，顯示多期活動，綜合分析剖面上具指向性的構造形跡其最后一期應為右行壓扭的運動學特征。

趙家官莊-青云山斷裂規模更大，主構造產狀291°∠65°，寬大于200m，發育較寬的擠壓劈理帶、構造透鏡體帶、強迫平行帶以及擠壓褶皺帶。帶內發育各種規模的透鏡體，褶皺帶與劈理化帶相間，形成大量的緊閉、同斜、“V”型、“M”型褶皺，具指向性的構造形跡顯示其強烈擠壓和右行平移的運動學特征。大盛群中侵入的史家屯潛玄武巖也同時發生褶皺，表明最晚一期構造活動時間應為早古近紀。

(2)李家埠-為善安丘-莒縣斷裂構造剖面(圖3)該段在安丘市區東青云山一帶可見露頭，5條斷面發育在2km寬的范圍內，各條斷裂傾向穩定，傾角較陡。各斷裂破碎帶寬10～100m不等，主要發育構造透鏡體、劈理化斷層泥，斷裂之間的地層多發生褶皺。斷裂發育于王氏群紅土崖組與大盛群田家樓組之間，發育磚紅色擠壓劈理化帶、磚紅色構造角礫巖帶、構造透鏡體帶、強迫平行帶及節理密集帶，在擠壓劈理化帶中，充填大量的方解石脈，主帶寬100m左右，主斷面產狀253°∠60°。在青云山形成一緊閉的向斜構造，反映了斷裂在古近紀以后，以擠壓或右行壓扭為主的運動學特征。

1—細砂巖；2—雜砂巖；3—礫巖；4—泥質粉砂巖；5—粉砂質泥巖；6—泥巖；7—玄武質沉集塊巖；8—玄武質礫巖；9—潛玄武巖體；10—杏仁狀玄武巖；11—劈理化斷層泥；12—構造角礫巖帶圖3　山東省安丘市賈戈鎮李家埠-為善安丘-莒縣斷裂構造剖面(據1∶25萬濰坊幅)

次級斷裂以f1常家莊和f2田家官莊-大沙埠規模較大，常家莊斷裂位于青云山東的為善一帶，斷面產狀80°∠87°，寬25m，發育構造劈理化帶，構造透鏡體帶，構造透鏡體大小一般10～100cm，均呈不對稱的“σ”型，顯示強烈的壓性兼有右行扭動的運動學特征。田家官莊-大沙埠斷裂位于青云山以西一帶，產狀110°∠80°，寬20m，發育構造劈理帶。

在李家埠南一帶，斷裂帶也至少由5條斷面組成，斷裂切割青云山西的向斜核部(王氏群)，紅土崖組史家屯玄武巖段被切割，并且發生重復和產狀混亂，帶內小規模牽引褶皺發育，其軸向為NE向。

2.2朱里段典型剖面結構

該段第四系覆蓋淺，露頭零星，可見3～4條斷裂，其中院上斷裂和后巡棧斷裂規模較大，綜合各研究結果認為后者為主斷裂。以斷面清楚，構造帶寬，發育規模較大的構造透鏡體帶、劈理化帶及斷層泥，局部可見錯切第四系為特征。因所斷地層巖石物性(粘土、砂礫巖、粉砂巖)偏軟且易風化剝蝕，均不發育擦痕、階步等構造標志。

(1)309國道安丘-莒縣斷裂構造剖面(圖4)。該段在朱里鎮南309國道邊可見安丘-莒縣斷裂主斷面，走向約20°，近直立西傾，與東盤玄武巖接觸界面平直，產狀295°∠78°。斷層帶內變形極為強烈，表現出強烈劈理化、片理化及內部構造角礫(紅土崖組組分)的強烈透鏡化，這些角礫多高嶺土化，具體表現為暗紫色劈理化基質的兩組面理繞灰白色、灰綠色透鏡化巖塊邊緣呈弧狀彎曲并相互切割，形成“網結狀”構造，據面理切割關系指示其在垂向上具有壓性特征，這與透鏡體的疊瓦式排列顯示的運動學特征是一致；而角礫巖帶內構造角礫透鏡體的展布形態及其多米諾式排列特點顯示其具有右行剪切的運動學特征，綜上所述該斷裂在新近紀后具右行壓扭的運動學特征。

(2)后巡棧安丘-莒縣斷裂構造剖面(圖5)。該段在昌邑市朱里鎮后巡棧村西北角東西向陡壁可見露頭，斷裂構造現象清晰。斷層f1為次級斷裂，北西盤為新近紀牛山組灰黑色氣孔狀玄武巖，發育球狀風化，球面狀弧形面理被斷層所切割，指示壓性特征(圖5-a)；南東盤為白堊紀紅土崖組強烈劈理化、透鏡化的磚紅色泥質粉砂巖。斷層破碎帶見于下盤寬約7m，發育強劈理化灰紫色、灰綠色斷層泥、構造透鏡體及劈理化面理，劈理產狀325°∠56°，斷面平直，產狀316°∠46°與區域上總體產狀不協調，應為局部產狀。

1—細砂巖；2—玄武巖；3—杏仁狀玄武巖；4—碎裂巖化玄武巖；5—斷層；6—劈理圖4　山東省昌邑市朱里鎮309國道安丘-莒縣斷裂構造剖面(據1∶5萬辛安莊等5幅)

1—礫石；2—砂；3—含礫粘土質粉砂；4—粉砂質粘土；5—礫巖；6—含礫砂巖；7—粉砂巖；8—玄武巖；9—斷層及活動期次；10—劈理圖5　山東省昌邑市朱里鎮后巡棧安丘-莒縣斷裂構造剖面(據1∶5萬辛安莊等5幅)

斷層f2為安丘-莒縣主干斷裂，錯斷第四系，據地貌及標志層判斷斷距6m左右。斷裂北西盤為晚更新世大站組棕黃色含細礫粉砂質粘土，內部發育劈理化帶寬約40cm，未切穿地表，沿f2走向南西20m小陡壁處仍可見，但寬度達1.2m，并且多見膨潤土化的構造透鏡體(圖5-b)；南東盤為新近紀牛山組灰白—灰黃色砂礫巖，靠近破碎帶的礫巖透鏡體垂向上呈多米諾式左旋排列，指示張性特征(圖5-c)；斷層破碎帶寬1.7m，發育劈理化帶、角礫巖帶，斷面平直，斷層總體產狀280°∠74°。另外在牛山組砂礫巖中發育派生的次級小型斷裂f3，f4，f5，性質基本一致，均為張性。

2.3夏店西-下營段

該段第四系覆蓋很厚，據物探及鉆探資料顯示厚度可達200m左右，并有錯切第四系的跡象，斷裂控制了濰河展布，自下營北延入渤海灣。其與昌邑-大店斷裂的北延在渤海海域構成“營濰斷裂帶”的東支，對新近紀地層展布及構造活動具有明顯的控制意義，并在全新世早期仍然活動[24-27]。

勝利油田完成的橫跨沂沭斷裂帶的大地電磁測深剖面t101線反演結果表明東界斷裂(昌邑-大店斷裂、安丘-莒縣斷裂)為位于膠北隆起的高阻體與斷裂帶內的高導體之間的陡立邊界，斷面東傾，在地殼淺部斷裂被晚期的逆沖斷層切割。該斷裂電性差異明顯，應為主邊界斷裂*嚴樂佳，合肥工業大學碩士學位論文，郯廬斷裂帶山東段新構造活動特征與動力學機制，2013年。，但這與現有的地震反射剖面構造解譯略有差異。

b-b＇(91.4)，d-d＇剖面位置見圖1，F1，F2，F3，F4同圖1。地震反射研究結果顯示(圖6)：平面上的沂沭斷裂帶在渤海海域內的延伸方向基本與根據重力和航磁資料推斷的延伸情況一致，也發育東、西兩支，共4條斷裂，分別對應陸上的F1～F4(同圖1)；垂向上沂沭斷裂帶深部的延伸在剖面上雖然沒有清楚的反射層顯示，但從反射地震剖面可清晰識別兩側地質體之間的界線，斷裂構造面近直立，自下而上分叉散開，呈花狀構造，構造樣式與拉伸環境下形成的犁狀正斷層構造截然不同，顯示其走滑運動的特點[28]。沂沭斷裂帶東西兩支顯示斷層陡傾和典型的花狀構造，其在深達20km乃至50km仍然陡立平直，兩側的高阻體與低阻體界線分明呈現出典型的走滑樣式[29]。

根據地震反射界面(T7，T8和Tr)的特點，可以確定斷裂帶西盤斷陷盆地沉積的是孔店-沙河街組四段的地層。這種東斷西超的地層發育反映了孔店-沙河街組四段同構造沉積的特點，即沉積凹陷的形成與斷裂帶活動過程中的垂向運動分量有關系。濰北凹陷東西向剖面上(圖7)也可以識別出同一現象，從剖面上看，濰北凹陷是一個東斷西超孔店-沙河街組四段沉積時期的凹陷，這樣的形態特征是由沂沭斷裂帶在古新世-早始新世的活動造成的。

3結論

安丘-莒縣斷裂規模巨大、切割深度巨大，派生、伴生的構造非常發育，且規模較大，其活動具有分段性、多期性及復雜性的特點。在不同的區段幾何學、運動學具有一定的差異，表現出不同特征的構造樣式[30-31]；其形成演化歷史復雜，發育多期次張、壓、扭、滑各類構造形跡的疊加，明顯不能局限于用一次斷裂活動來解釋如此復雜的構造現象[3]；除主干斷裂外還發育大量次級斷裂，而且晚期構造形跡疊加于早期之上甚至局部早期構造形跡已被完全改造或破壞，同時受斷裂活動強度以及風化剝蝕的影響，這難免在斷裂活動期次、力學性質等的判斷上造成一定影響。

該次野外工作盡可能選擇了露頭較好的地段并且綜合應用多種構造解析方法進行綜合分析，認為早白堊世以來安丘-莒縣斷裂的“主活動”具有多階段性、多期次性。

(1)早白堊世張性階段，主要表現為斷裂帶中的張性構造角礫巖及其控制中生代沉積盆地的邊界。同時顯示一定的壓扭性特征，萊陽期，活動微弱；青山期，左行平移與火山噴發同時(伴隨張性活動形成青山群火山巖)，應為主要平移期；主要由大店斷裂活動形成進一步的拉分及平移深陷盆地(斷裂帶內沉積大盛群)。

圖6　濟陽坳陷東西向地震反射剖面構造解譯圖(據徐芹芹等，2008)

圖7　濰北凹陷東西向地震反射剖面構造解譯圖(據徐芹芹等略改，2008)

(2)晚白堊世左行壓扭性階段，主要表現為斷裂帶中普遍發育的壓扭性的構造透鏡體，片理化帶以及斷裂西側廣泛發育的平移牽引構造，如層間拆離構造、牽引帚狀構造等，扭動方向均為左行。

(3)古新世以后右行壓扭性階段，發育在較晚時期，與齊廣斷裂一起控制了濟陽群的沉積，以該斷裂帶的新斷層泥、王氏群強烈的右行擠壓劈理帶及牽引褶皺為特征。

(4)新構造活動階段，安丘-莒縣斷裂展布于第四系厚度強烈變化的梯度帶上，構造活動對第四系的沉積控制作用明顯，也對水系展布具有明顯的控制作用，間接反映了其第四紀以來強烈的新活動性。其發生新構造活動區段的空間展布位置與先存斷裂位置基本吻合，應是主干斷裂或次級斷裂復活而向上擴展，同時側向上構造變形范圍逐漸加大，伴生的次級斷裂密度不斷增大，又由于受累加構造強度的制約，局部切錯第四系并可能造成地表破裂，這是對早期先存斷裂的繼承與發展。晚更新世晚期右行走滑兼具小角度逆沖階段，以斷層泥、構造透鏡體帶、劈理化帶及牽引褶皺為特征；由于第四系對應力的吸收及隱藏作用，斷裂活動基本未影響全新世地層，但也不排除局部發生構造變形的可能。

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Study on Tectonic Characterisitcs of Northern Anqiu-Juxian Fault

HOU Jianhua, REN Tianlong, ZHU Xueqiang, HUANG Yongbo, YANG Shipeng, QIN Jie

(Shandong Geological Surveying Institute, Shandong Jinan 250013, China)

Abstract:Tancheng-Lujiang fault zone is an important tectonic zone in geotectonic evolution in eastern China and even in Asia. Yishu fault zone in Shandong secton is a hotspot, and Anqiu-Juxian fault belongs to one of active faults of new tectonic movements. On the basis of field survey, through comprehensive study on the relation between control-basin and kinematics of north Anqiu-Juxian fault, referring geological information, combining with geophysical and geochemical studying achievements, geometry and kinematics characteristics along the northern section of Anqiu-Juxian fault have been comprehensively studied, and the new tectonic activity has been preliminarily discussed. It is regarded that after the early Cretaceous, the main activity has the characteristics of multi-stage and multi period. It is the inheritance and development of the former fractures, and late Pleistocene is right walking slide and small angle thrust stage.

Key words:Anqiu-Juxian fault; geometry; kinematics; new activity

收稿日期：2015-12-17；

修訂日期：2016-03-29；編輯：曹麗麗

基金項目：中國地質調查局項目(編號1212011220485、編號1212010811029)

作者簡介：侯建華(1978—)，男，山東臨朐人，高級工程師，主要從事區域地質調查與研究工作；E-mail：jscarj@163.com

中圖分類號：P315.2

文獻標識碼：A