郯庐断裂带安丘一莒县段几何分布和地震破裂特征

来源 :应急管理部国家自然灾害防治研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Sophie_LGH
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郯庐断裂带是中国东部规模最为庞大的巨型走滑断裂带,全长2000余公里。该断裂带在山东和江苏省内晚更新世以来主要沿安丘—莒县断裂活动。公元前70年安丘7级地震和公元1668年郯城81/2级地震,分别发生在该断裂的安丘—莒县断裂段和莒县—郯城断裂段。莒县—郯城断裂段作为公元1668年郯城81/2级地震的发震断裂,一直广受关注。现有研究表明,该断裂的活动性遵循特征地震模型,大地震复发间隔为3000-3500a,震级约为8.5级,同震位移9m左右。相比之下,安丘—莒县断裂段的研究程度不高。目前仅确定了其裸露段的几何分布,而隐伏段迹线尚不清楚,尽管已知该断裂为全新世活动断裂,但对其地震破裂行为与公元前70年安丘地震的地表破裂特征尚没有明确的认识。本论文利用微断错地貌分析方法和地球物理勘探、钻孔探测结合的方式对安丘—莒县断裂段的几何展布及地震破裂特征进行研究,取得了以下新认识。(1)经野外地质调查、物探与钻探初步查明了安丘—莒县断裂段的几何展布。该断裂段南起莒县,途径安丘市,北达昌邑市,整体可分为四条次级断裂段,其中昌邑—南流段(f1)与整体左阶斜列,阶区宽约5 km;而安丘—孟瞳段(f2)、青峰岭段(f3)与孟堰段(f4)相互呈右阶斜列。后三条次级断裂整体走向均为NNE,各段之间以阶区相隔,阶区宽度均较小,约1km左右。安丘—莒县段整体则和莒县—郯城段呈左阶斜列,阶区宽度约8km。(2)基于无人机航测获得的高分辨率正射影像与DEM数据,开展了跨安丘—莒县断裂段的冲沟位移测量,结合前人结果,共获得87个位移值。数据统计分析表明,冲沟位移揭示出的断裂水平累计位错量主要集中在四个区间,区间峰值分别为5.1、10.3、15.8和20.3 m,均为5 m的倍数,且5米为峰值的区间包含了最多的数据,随峰值增大,区间的数据量逐渐减小,表明安丘—莒县断裂段表现为特征性地震复发行为,特征位移~5.0m,约为莒县—郯城断裂段的一半,最新同震位移为~5.1m。(3)据古籍记载,安丘地震发生时,距震中960km左右的地区烈度约为Ⅳ-V度,以此比对中国东部地区震级大于7级的历次地震烈度分布,结果显示,安丘地震的烈度分布远大于7级地震水准。并且依据同震位移与震级、同震位移与地表破裂带长度的经验公式,走滑断裂5m的同震位移对应了 7.5级左右的地震事件,因此认为安丘地震的震级更可能是71/2左右,是安丘—孟瞳段、青峰岭段与孟堰段的级联破裂。(4)前人工作表明莒县—郯城断裂段遵循特征地震模式,同震位移约为9m;而安丘—莒县断裂段的同震位移约为5m,即两条次级断裂表现出了不同的地震破裂特征。两条断裂阶区宽度~8km,远超能够阻止绝大多数走滑断裂地震破裂传播的5km的阶区宽度,1668年郯城8.5级地震也没有突破这个阶区,因此认为莒县阶区构成了两条断裂地震破裂的永久性分段,而宽~5km的安丘阶区很可能也构成了安丘—莒县断裂段南、北部分的的永久性破裂分段边界。这一认识为评估安丘—莒县断裂的发震能力提供了有力的证据。
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