德州市城區地震構造環境和地震活動性分析

董騰超 李 騰

1.中國地震局地殼應力研究所，北京 100096；2.齊魯工業大學（山東省科學院），山東濟南 250353

德州市城區地處山東省西北部，在大地構造分區上位于聊考斷裂帶北西側，地處華北斷塊區的冀東-渤海斷塊的東南部[1]。新構造期以來，華北斷塊內部仍呈現隆起區與沉降區相間分布的繼承性運動，控制著斷塊內部的地震分布[2]。

德州市位于山東省西北部、黃河下游沖積平原，是山東省的北大門，北以漳衛新河為界，與河北省滄州市為鄰；西以衛運河為界，與河北省衡水市毗連；西南與聊城市接壤；南隔黃河與濟南市相望；東臨濱州市，德州市擁有“中國太陽城”“中國功能糖城”“中國優秀旅游城市”等城市名片，被命名為“生物產業國家高技術產業基地”“國家火炬計劃新能源產業基地”和“國家可再生能源建筑應用示范城市”，德州是國家交通運輸主樞紐城市。

隨著山東新舊動能轉換大幕拉開，德州作為山東省西北大門，地位也在躍升，各類建設工程顯著增加，人民生活水平逐漸提高，政府和社會公眾對防震減災的需求不斷高漲，本文從地震構造和地震活動性兩方面探討了相關問題，希望能夠為抗震設防提供一定的科學依據。

1 地震構造環境評價

1.1 區域大地構造背景

德州市在大地構造分區上位于聊考斷裂帶北西側，地處華北斷塊區的冀東-渤海斷塊的東南部，所處的地質構造環境主要涉及華北斷塊內的魯西斷塊和冀東-渤海斷塊[1]。

1.2 區域新構造運動特征

華北斷塊區在經歷了晚白堊紀新生代初的侵蝕夷平后，新生代進入一個新的發展階段，從始新世漸新世，華北盆地受北北東、北東向、北西向、近東西向斷裂系的控制，形成一系列由掀斜斷塊組成的隆起、斷陷帶[3]。而太行山、燕山、膠遼和魯西山地總體處于大面積抬升。早第三紀和晚第三紀之間的地殼運動，表現區域性抬升，并經夷平，在北臺面之下形成甸子梁面，而華北盆地為坳陷，整體下沉形成統一的大型盆地。晚第三紀、第四紀的構造運動表現繼承性，又顯示出新生性的特點。始新世以來，太行山隆起區發生了明顯的抬升，抬升幅度從東向西逐漸變大，東側北臺期夷平面海拔1000m左右，西側達到2000m；中新世末、上新世初，該區也經歷了構造穩定期，晚第三紀夷平面(唐縣期)高出當地現今河床一般為100～300m，不會大于400m。太行山隆起區在隆起的背景上，一些老斷裂在晚第三紀至第四紀時期發生著差異運動，產生了一系列半地塹式的構造盆地，且控制了地貌沉積的發育，如涉縣盆地、林縣盆地陽邑盆地、長治盆地、昔陽盆地等[4-6]。

（1）新構造運動分區。區域范圍地處華北和揚子斷塊。根據新構造運動發育歷史、類型、強度、地貌形態及主要控制斷裂的走向和活動特征以及地震活動性，區域范圍涉及2個一級區、5個二級區和19個三級區，區域新構造分區如表1所示。

（2）新構造運動基本特征。區域新構造運動以斷裂和斷塊活動為主。根據區域新構造時期地質、地勢和地貌特點，本區新構造運動具繼承性和新生性，時間上具階段性，空間上具差異性、掀斜性，概括以下3個基本特征：①整體性、間歇性的抬升和沉降；②斷塊活動的差異性和掀斜性；③斷裂、斷塊活動的繼承性、新生性[7]。

（3）新構造運動與地震活動的關系。地震活動是新構造運動的重要表現形式。德州市城區所在區域隸屬臨清斷陷區，區域內強震多發生在新構造單元之間的邊界或新構造單元的邊緣部位，與新構造單元之間的差異活動密切相關，如1679年三河-平谷8級地震發生在冀中斷陷與北京斷陷的邊界斷裂夏墊斷裂上，1976年唐山7.8級地震發生在燕山山前斷隆的南部邊緣地帶，1966年7.2級和1977年6級地震發生在邢衡斷隆上，1830年磁縣7.5級地震發生在臨清斷陷、內黃斷隆和太行山東坡斷隆3個新構造單元的交匯處。在晚第三紀強烈下陷的構造單元內也有強震發生，如渤中斷陷中的4次7級及其以上地震[8]。

2 區域主要斷裂構造

區域范圍內主要涉及華北地區的營濰斷裂帶、沂沭斷裂帶、魯西斷塊內的斷裂構造系、華北平原內的斷裂構造帶和太行山山前斷裂帶，另外還涉及魯東斷塊內的幾條斷裂。

營濰斷裂帶、沂沭斷裂帶、華北平原內的斷裂構造帶和太行山山前斷裂帶構成了大地構造和新構造分區的邊界，對區域強震具有明顯的控制作用。魯西斷塊和魯東斷塊內的斷裂對中強地震具有控制作用。德州市所在的冀東-渤海斷塊內還發育一系列北北東向斷裂，多數斷裂在第四紀時期有過一定程度的活動，構成了中強地震的發震構造，對區劃場地地震危險性有一定影響。

德州市城區內發育的主要斷裂有衡水斷裂、武城斷裂、滄東斷裂、陵縣-冠縣斷裂、陽信-義和莊斷裂、黃河崖斷裂、舊城斷裂和臨邑斷裂等8條斷裂，現分述如下。

2.1 衡水斷裂

衡水斷裂是一條北西西向次級斷裂。該斷裂在新樂往東沿磁河延伸至無極北，呈北西西向展布，傾向北東，傾角35～40°，斷裂往西轉向北北西沿沙河延伸，止于曲陽縣齊村北，正斷兼左旋走滑，長約70km[9]。

衡水斷裂早第三紀時期活動十分強烈，構成冀中坳陷與邢衡隆起的邊界，斷裂北側下降盤是冀中坳陷的深縣凹陷和饒南凹陷；斷裂南側上升盤是邢衡隆起的新河凸起和前磨頭凹陷。

2.2 武城斷裂

武城斷裂走向NE45°，傾向NW，傾角40°左右，正斷層，長度15km，它構成大營凹陷的東界，控制了大營凹陷的發育。大營凹陷是下第三系沙四段和控店組為主的東斷西超的單邊斷陷[9]。

2.3 滄東斷裂

滄東斷裂位于華北平原的東北部，是華北地區的一條規模較大的斷裂。它北起天津寧河，向南經滄州、南皮、吳橋和山東德州，直至臨清附近，總體走向NE30°左右，全長約350km，主要為正斷裂[10]。滄東斷裂是渤海灣盆地黃驊坳陷和滄縣隆起共有的主要邊界斷裂，且對臨清坳陷和衡水邢臺隆起的有關部分起分隔作用，其結構、構造形態及活動性質和強度直接影響著相鄰構造單元的形成和發展[10]。

滄東斷裂雖自中生代開始發育，但現今直接控制黃驊坳陷西界和臨清坳陷有關斷陷盆地的斷裂是新生代形成的。早第三紀地殼強烈拉張，使滄東斷裂東盤（上盤）下降，自北而南形成北塘、板橋、滄東、南皮、東光、德州和冠縣等凹陷，堆積了厚約2000～6000m的下第三系，而西盤則相對抬升為滄縣隆起，其上缺失下第三系。自晚第三紀以來滄東斷裂活動微弱。滄東斷裂不同區段的產狀、發育歷史和活動強度等存在較大差異，表現出鮮明的分段性。它以德州為界總體可分為南北四段，依次為臨清—德州、德州—泊頭、泊頭—唐官屯、唐官屯—寧河段。近場區涉及斷裂的南段臨清—德州段和中南段德州至泊頭段。

2.4 臨清—德州

長約100km。斷裂直線狀分布，斷面呈平面狀，傾向南東東，傾角大，達65～70°。斷裂的垂直斷距(落差)約2～3km，水平拉張斷距（伸展量）1～5km左右，它控制了臨清坳陷的德州和冠縣兩個凹陷，分別堆積了2000m和4000m厚的下第三系孔店組(E2k)、沙河街組（E2-3s）和東營組（E3d）[12]。

2.5 德州—泊頭

該段斷面為鏟狀形態，傾向南東，傾角較小，約30～40°，垂直斷距1～2km，水平拉張斷距1km左右，它控制了南皮和東光兩個凹陷，下第三系孔店組和沙河街組，厚2000～3000m[12]。

滄東斷裂第四紀活動由南向北變新，但斷裂晚更新世以來無明顯活動，滄東斷裂為第四紀早中期斷裂[12]。

2.6 陵縣-冠縣斷裂

陵縣-冠縣斷裂是黃驊坳陷和埕寧隆起的分界斷裂，走向NE30～40°，傾向北西，全長120km。

2.7 黃河崖斷裂

德濟斷裂北起德州西南，南至濟南桑梓店一帶。以廣齊斷裂為界分為兩段，北段為黃河崖斷裂，南段為桑梓店斷裂。本次近場區只涉及黃河崖斷裂。黃河崖斷裂總體走向315～321°左右，傾向南西，為一正斷層，全長100km。在禹城東切斷了廣齊斷裂，斷裂兩側N+Q地層不連續，說明該斷裂對第四系有明顯的控制作用[13]。

2.8 陽信—義和莊斷裂[13]

陽信—義和莊斷裂是濟陽拗陷內部的次級斷裂，屬于蓋層斷裂，它構成了無棣凸起與陽信凹陷的邊界斷裂，斷裂呈北東東向延伸，傾向南，傾角約60～80°，系高傾角斷裂，斷裂全長160km[13]。

2.9 臨邑斷裂

該斷裂是原商河-永安斷裂的西南分支，該斷裂在夏津縣東李家官屯附近與陵縣-冠縣斷裂相交，向東經臨邑、商河，延伸至惠民附近。斷裂在陸地上長約100km。沿走向斷裂呈舒緩波狀展布，變化于北70～90°東，傾向南，為正斷層。該斷裂為第四紀早期活動斷裂。

2.10 舊城斷裂

舊城斷裂在武城縣南側通過，到平原縣北側中止，與陵縣-冠縣斷裂相交。近東西向展布，長約35km，傾向南西，為正斷層。

3 地震活動性分析

德州市城區的地震活動在空間分布上具有不均勻性，但是中、強地震特別是6級及其以上地震受活動斷裂帶的控制，沿活動斷裂呈帶狀分布，活動斷裂交匯處是地震多發處。東部地震主要受沂沭斷裂帶的控制，歷史上發生過公元前70年安丘7級地震、1668年郯城81/2級地震等[8]。西部地震主要受北東向滄東－聊考斷裂帶、太行山山前斷裂帶的控制。

地震帶是分析地震時間分布特征、估計未來地震活動趨勢及地震危險性分析中地震活動性參數估算的基本統計單元[13]。德州市城區位于華北地震區，主要涉及華北平原地震帶、郯廬地震帶地震帶。

郯廬地震帶以我國東部地區最大、切割最深的斷裂帶—郯廬斷裂帶為主體，該斷裂帶總體走向為北北東向，構造活動和地震活動具有明顯的分段性。在區域研究范圍內主要的構造帶為沂沭斷裂帶（郯廬斷裂帶蘇魯段），以及該帶兩側與之平行或斜交的分支斷裂。該帶公元前70年發生安丘7級地震，1668年發生郯城81/2級地震，沂沭帶地震活動的特點是強度大、頻度低、復發周期長。

華北平原地震帶包括了很多斷裂帶，如聊考斷裂帶和滄東斷裂帶等。該地震帶歷史上發生過多次中、強地震，主要有：1679年三河-平谷8級地震；1830年磁縣71/2級地震；20世紀發生的強震有1937年菏澤7級地震、1966年河北寧晉東南7.2級和1976年唐山7.8級強震。華北平原地震帶在區域范圍內發生的主要地震有1937年菏澤7級地震和1966年河北寧晉東南7.2級地震等，現代小震活動也較頻繁[8,15-17]。

4 結語

德州市在大地構造上位于華北斷塊區的冀東-渤海斷塊的東南部。區域范圍內主要涉及華北地區的郯廬斷裂帶、滄東斷裂帶、唐山-河間-磁縣斷裂、太行山山前斷裂帶和魯西斷塊內的斷裂構造系等。地震活動具有空間分布的不均勻性，但中、強地震特別是6級及其以上地震受活動斷裂帶的控制明顯，在分布上與活動斷裂的展布一致，地震多發在活動斷裂的交匯處。華北平原地震帶發生過多次中強震，且現代小震活動也較頻繁；郯廬地震帶地震活動的特點是強度大、頻度低、復發周期長。