魯北地區(qū)地震構(gòu)造的新認(rèn)識

王東敏,曲同磊,肖蘭喜， 董 翔

(山東省地震局，濟(jì)南 250014)

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魯北地區(qū)地震構(gòu)造的新認(rèn)識

王東敏,曲同磊,肖蘭喜， 董 翔

(山東省地震局，濟(jì)南 250014)

以石油物探資料為依據(jù)，對魯西北地區(qū)的地震構(gòu)造和地震活動進(jìn)行認(rèn)真的研究和梳理。對魯北地區(qū)的無棣—益都斷裂是否延伸到東營凹陷，以及惠民諸城地震帶的地震活動特征和控震構(gòu)造的關(guān)系等問題都有了新的認(rèn)識，這對認(rèn)識和評價魯北地區(qū)的地震危險性和地震預(yù)測預(yù)報研究至關(guān)重要。

無棣-益都斷裂；延伸；石油物探資料

0 引言

山東省情資料地震庫中有關(guān)于五棣—諸城地震構(gòu)造帶的描述如下：這條構(gòu)造帶在諸城西部切過沂沭帶向西北延伸，經(jīng)昌樂、青州進(jìn)入濟(jì)陽坳陷內(nèi)，由廣饒、博興西部向西北過黃河到無棣縣。根據(jù)衛(wèi)星像片判讀認(rèn)為，該構(gòu)造帶經(jīng)滄州市直達(dá)京、津南部地區(qū)，長度達(dá)300 km以上。廣饒以南段落，基巖出露地表，斷裂剖面可直接觀察，1961年1∶20萬的綜合性地質(zhì)區(qū)測和1970年地震地質(zhì)概查中即被發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識。它是由大致平行錯列分布的廣饒—昌樂斷裂、益都斷裂、李家莊—雙山斷裂組成；廣饒以北段落由衛(wèi)星像片解譯得出：廣饒—昌樂斷裂和益都斷裂相距10 km左右，沿NW方向平行延伸，1976—1978年由山東省地震局、山東省地質(zhì)局、國家地震局地質(zhì)研究所等部門的遙感地質(zhì)研究者解譯了出來。目前雖缺乏充足的勘探資料證據(jù)，但這條斷裂構(gòu)造帶的存在已無可懷疑，主要證據(jù)有：①在布格重力異常圖上，無棣、濱縣、博興、青州、諸城一線存在重力異常值的變異現(xiàn)象，許多NE走向的重力異常帶發(fā)生阻斷，同時沿此方向有NW走向的重力異常斷續(xù)分布；②石油勘探資料證實，無棣—濱縣間、廣饒—昌樂間存在著隱伏的NW向斷裂，惠民凹陷與沾化凹陷、惠民凹陷與東營凹陷之間的連接帶上均為NW向潛伏的“鞍部”，這些潛伏的鞍部與衛(wèi)星像片顯示的斷裂位置吻合；③沉積環(huán)境分隔：新生代各地史階段的沉積中心東西分立狀態(tài)始終存在，斷裂的分割始終在起作用；④次級構(gòu)造單元的阻斷和錯位：凸起、凹陷在延長方向上分別向?qū)α⒚孢^渡，如無棣凸起與車鎮(zhèn)凹陷相對，惠民凹陷與濱縣凸起相對，這些次級構(gòu)造單元的相對立分布是由斷裂切割扭錯后引起的異地拼合錯接而成的；⑤衛(wèi)星影像的線性構(gòu)造顯示清晰；⑥中強地震活動明顯沿此NW向條帶分布，形成惠民—諸城中強地震帶。歷史上共記載破壞性地震9次，地震活動強度在分布上呈現(xiàn)自西北向東南逐漸增強的趨勢，特別是與沂沭帶相交切的部位附近，曾發(fā)生過7級地震(公元前70年，諸城、昌樂一帶)。現(xiàn)代弱震亦沿該帶頻繁密集活動，近幾年來，在青州、鄒平、博興一帶有感地震時有發(fā)生。該構(gòu)造帶與NE、NNE向其它構(gòu)造帶相交匯的部位附近，都是破壞性地震多發(fā)地段，并且成為未來破壞性地震的潛在震源。該構(gòu)造帶的存在將在一定程度上左右著魯北廣大地區(qū)的地震形勢，今后需要加強研究。

以上關(guān)于對該斷裂的看法應(yīng)該是山東省地震研究人員以前對魯西北地區(qū)斷裂構(gòu)造的總體認(rèn)識，但是這種看法與目前石油物探資料存在明顯的矛盾。為此，我們引用物探資料來分析無棣—益都斷裂北段(廣齊斷裂以北)是否存在？同時分析歷史地震活動特點，尋求該區(qū)域地震活動的地球動力學(xué)背景和地震構(gòu)造運動的關(guān)聯(lián)性。

1 石油物探的最新成果

東營凹陷及鄰區(qū)(主要包括東營凹陷、博興凹陷和純化—草橋凸起)的斷裂系統(tǒng)主要可分為3級：邊界斷層、主干斷層和次級斷裂(圖1～2)[1-6]。邊界斷層是控制凹陷邊界的斷層，是凹陷與凸起或隆起的邊界，如陳南斷層是東營凹陷與陳家莊凸起界線，濱南斷層把東營凹陷與濱縣凸起分開，而石村斷層則是博興凹陷和純化—草橋凸起及東營凹陷的界線，高青—平南斷層則是博興凹陷與青城凸起、里則鎮(zhèn)次凹和尚店—平方王構(gòu)造的界線。主干斷層是控制次凹邊界的斷裂，或者是次凹與其它構(gòu)造單元的邊界，其附近往往會發(fā)育有一系列次級斷層，如中央斷裂帶、博興斷裂帶，有的由幾條雁列式斷層組成，也有的只由一條斷層組成。次級斷層不控制次凹的邊界，對沉積控制作用微弱，但對局部構(gòu)造和圈閉起到控制和制約作用。東營凹陷及鄰區(qū)的次級斷層非常發(fā)育，特別是在中央斷裂帶，陳官莊斷裂帶和博興斷裂帶，如中央斷裂帶發(fā)育了幾百條次級斷層。

圖1 東營凹陷及鄰區(qū)構(gòu)造單元三維劃分圖(勝利油田資料)

東營凹陷和博興凹陷是濟(jì)陽坳陷的二級構(gòu)造單元，兩者之間是純化-草橋凸起。總體上來說，東營凹陷和博興凹陷的構(gòu)造帶展布和形態(tài)具有一定的相似性，東營凹陷從北至南主要的構(gòu)造帶依次是：①陳南斷裂構(gòu)造帶、濱南斷裂構(gòu)造帶；②利津-牛莊次凹；③陳官莊-王家崗斷裂構(gòu)造帶；④廣饒北坡單斜帶。博興凹陷從北至南依次是：①高青-平南斷裂構(gòu)造帶、純化草橋斷裂構(gòu)造帶；②高青次凹；③博興斷裂構(gòu)造帶；④金家-柳橋單斜帶?？傮w上兩者都表現(xiàn)為典型的北斷南超的箕狀斷陷。

圖2 東營凹陷及鄰區(qū)構(gòu)造單元平面劃分圖(石油物探資料)

隨著研究和勘探工作的深入，對博興凹陷的構(gòu)造屬性有了不同的認(rèn)識，認(rèn)為東營凹陷及鄰區(qū)的深層由2個獨立的構(gòu)造單元(東營、博興)組成。高青-平南斷層和石村斷層規(guī)模較大，是相對獨立的斷裂系統(tǒng)，不受更北面的陳南斷層或濱南斷層影響。從中生代開始，它們就一起控制了博興凹陷的沉積演化活動。

從東營凹陷及鄰區(qū)重力布格異常圖(圖3)可以看出，前人所指的東營凹陷區(qū)域內(nèi)由2個低異常區(qū)組成。東北部低異常對應(yīng)于真正的東營凹陷，西南部的低異常相對應(yīng)于博興凹陷。凹陷周圍為高異常區(qū)所環(huán)繞，高異常區(qū)相對應(yīng)于各個凸起。2個低異常區(qū)之間的鞍部代表了淳化-草橋-石村一線。

從剖面上看(圖4)，東營凹陷的控凹斷層——陳南斷層，并沒有對博興凹陷起到控制作用，對博興凹陷起到控制作用的是石村斷層和高青斷層。東營凹陷和博興凹陷有各自的沉降中心， 在兩個凹陷之間的是淳化草橋凸起。該凸起的東南段隆起較高，晚第三紀(jì)地層直接覆蓋在太古界之上，其西北段由于受其北側(cè)高青平南斷層新生代活動的影響，隆起幅度向北變小，凸起之上沉積了早第三紀(jì)地層，根本沒有發(fā)現(xiàn)無棣—益都斷裂通過博興凹陷的跡象。

圖3 東營凹陷及鄰區(qū)重力布格異常圖

圖4 博興凹陷內(nèi)部斷裂EW向剖面(石油物探資料)

通過以上資料，我們可以看出，推測無棣—益都斷裂存在的主要依據(jù)：東營凹陷及鄰區(qū)重力布格異常、東營凹陷和博興凹陷之間的鞍部和衛(wèi)星影像的線性分布、沉積環(huán)境分隔等特征，是濟(jì)陽坳陷內(nèi)部東營凹陷和博興凹陷二級構(gòu)造單元(兩者之間是純化-草橋凸起)控制的產(chǎn)物，并不是益都斷裂向西北穿過廣齊斷裂，向無棣方向延伸作用的結(jié)果。控制純化草橋凸起的斷裂構(gòu)造與南部的益都斷裂(圖5，局部1∶50萬地質(zhì)構(gòu)造圖，該資料也不支持益都斷裂穿過博興凹陷)在空間展布、斷裂規(guī)模和活動時代上不應(yīng)該聯(lián)系在一起視為一條斷裂，再向北延伸就更沒有依據(jù)了。無棣—益都斷裂橫穿東營凹陷、及鄰區(qū)的推斷與目前石油物探資料和地質(zhì)構(gòu)造資料存在很大的矛盾。

2 魯北地區(qū)歷史地震特征

如果該斷裂帶沒有以前認(rèn)識的那么長，那么惠民—諸城中強地震帶有可能只是一個地震活動空間分布的統(tǒng)計圖像，其地震活動可能受2個構(gòu)造單元的影響。一個是魯西斷塊內(nèi)的NW向益都斷裂和雙山李家莊斷裂等；一個是冀東渤海斷塊區(qū)內(nèi)控制濟(jì)陽坳陷構(gòu)造運動的NE向斷裂構(gòu)造帶，如惠民凹陷、博興凹陷、東營凹陷、萊州灣凹陷(圖1)。

圖5 益都斷裂在魯西斷塊內(nèi)的展布(引用1∶50萬地質(zhì)圖)

通過以上分析，雖然惠民至諸城地震成帶狀分布，但其構(gòu)造可能不是受五棣—諸城地震構(gòu)造帶控制，五棣—諸城斷裂帶或許根本不存在。該地震帶的東南部地震活動受魯西斷塊內(nèi)的NE向斷裂——益都斷裂和雙山李家莊斷裂控制[7-8]，而西北段的地震活動受冀東渤海斷塊區(qū)內(nèi)濟(jì)陽坳陷構(gòu)造運動的控制。這對認(rèn)識和評價魯北地區(qū)的地震危險性和地震預(yù)測預(yù)報研究至關(guān)重要。

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The new Perception of Seismotectonic Structure in Northern Area of Shandong

WANG Dong-min,QU Tong-lei,XIAO Lan-xi,DONG Xiang

(Earthquake Administration of Shandong Province,Jinan 250014,China)

Based on petroleum geophysical prospecting data,this paper studies the seismic tectonics and its activity in northern area of Shangdong province.We get new results on whether the Wudi-Yidu fault extended to Dongying depression and the relationship between the seismic activity characteristics and earthquake controlling tectonics in Huimin-Zhucheng seismic belt.This is important for understanding the evaluation of seismic risks and research of earthquake prediction in northern area of Shandong.

Wudi-Yidu fault; extension; petroleum geophysical prospecting data

王東敏,曲同磊,肖蘭喜，等．魯北地區(qū)地震構(gòu)造的新認(rèn)識[J]．華北地震科學(xué)，2016，34(4):16-19.

2016-0-0

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAK15B06-04)

王東敏(1966—)，女，河北冀州人，高級工程師，現(xiàn)主要從事地震應(yīng)急保障工作.E-mail：8701@sina.com

P315.22

A

1003-1375(2016)04-0016-04

10.3969/j.issn.1003-1375.2016.04.003