烟台地区主要活动断裂性质及其与地震活动性研究烟台地震局

1、烟台北部地区活动断裂概述张振晗（烟台地震监测中心台）摘要： 烟台北部地区发育 6 条活动断裂，通过分析研究，确定了其活动性，研究了断裂活动与地震活动性的关系。 加强断裂研究及地震监测对该地区未来地震活动性分析、地震工程建筑震害防御具有重要意义。关键词： 烟台地区；断裂活动性；地震活动性1、烟台地区主要活动断裂活动性质烟台地区位于华北断块区的东部（图 1）。华北断块区边界受深大断裂控制，断块区内部在构造和地貌上总体格局是北北东向的隆起区与沉降区相间。 新构造期以来， 继渤海续保持着隆起区的上升和沉降 I1I3区的下沉，断块区内构造和地震烟台活动与这一区域隆起与沉降相济南间分布格局具有密切关系。

2、烟台青岛I2地区发育许多活动断裂， 主要有以下几条：1.1 蓬莱威海断裂带I4临沂 黄II1海I1I2I3I4II1胶辽断块鲁西断块冀东渤海断块徐淮断块苏北胶南断块图1 大地构造分区图该断裂带呈北西走向， 切过芝罘岛北缘， 向西北直达长山岛与蓬莱之间海底。 磁场反映为北西向正负磁异常带，沿断裂带发育串珠状正磁异常。在蓬莱红石山及铜井一带的第四纪玄武岩和下伏黄土中可见到北西走向断裂及断裂崖 （图2）。由图所示的红石山东北海边陡崖玄武岩断裂剖面表明了第四纪中晚期半岛北部新构造活动的强烈程度，也表明了北西向断N裂表现出张性特征，断面北倾，m115北盘（上盘）下降。2根据在山东半岛北部近海3Q310海

3、域进行了多条剖面的声波探测，初步查明了蓬莱威海断裂4Q2Q35带的基本活动特征。 该断裂带由一系列北西走向的次级断裂组PtQ250成。根据海域声波探测结果， 蓬60 30N45 E/NW70莱威海断裂带内多数断裂以1 2 3炉渣状玄武岩 烘烤层 第四系黄土正断兼有走滑运动为主， 在第四4 第四系砂砾石层 5 云母片岩图2 蓬莱红石山蓬莱威海断裂剖面纪活动明显， 对于渤海海峡的形成具有重要的构造意义。 以北东向玉林店断裂在海域的延伸段为界， 蓬莱威海断裂带可分为两段： 长岛牟平段和牟平威海段。西段长岛牟平段为晚更新世活动段， 明显错断了中更新世地层， 部分断裂明显错断了晚更新世早期地层， 有些可

4、能达晚更新世地层中部， 但根据海域声波探测资料没有发现错动全新世地层现象。东段牟平威海段为中更新世活动段，没有发现错断晚更新世地层现象。综合分析表明，蓬莱威海断裂带是一条晚更新世活动断裂。1.2 东殿后断裂断裂西起瓦山附近， 向东经桃园、 东殿后、 辛上庄、 旸里， 终止于米山断裂，米山断裂以东未见断裂迹象，总体走向近 EW，全长约 20 公里。断裂规模由东向西逐渐变小， 中东部断裂带宽达几十米至上百米， 西部断裂带宽达几米至十几米。东殿后断裂发育于元古代花岗岩中， 瓦山和旸里间地貌上表现为平直的断层谷地，谷地由 3 段组成，西段为桃园西的沁水河上游，谷地长 8 公里左右，宽一般 200500

5、 米，东殿后一带最宽 600 米左右，断层也位于谷地的南缘；东段为旸里以东断裂位于老母猪河谷地的北缘。 在辛上庄西见较为典型的断裂剖面 （图1N2TL(75.24+6.79)ka1355Q2-34TL(63.95+5.37)kaTL(84.36+7.71)ka5F2 F110 85 20 750 2m 1 现代人工角砾 2 含砂粘土 3 坡积角砾 4 砂砾石层 5 花岗岩破裂岩图 3 辛上庄西东殿后断裂剖面3）。断裂破碎带宽 100余米，断裂带北部的断层错断了第四纪坡积角砾层。 剖面出露的地层 黄褐色黄土砾层， 为现代人工堆积； 深褐色含粗砂、 细砾黏土层；坡洪积角砾层，角砾大小大小不一，粒径

6、大者 1020厘米，靠近断层附近多较粗、远离断层变细，形态上为一崩积楔，最大厚度 180厘米，该层底部的热释光年龄为（84.36 7.17）ka，顶部的热释光年龄为（ 75.24 6.79）ka，为晚更新世早中期。层 和层 之间为断层接触且发育厚 1520 厘米的灰白色断层泥，断层泥显微结构鉴定结果表明，断裂的最新活动时代为早更新世晚期晚更新世早期，破裂方式以粘滑为主，兼有稳滑运动。从东殿后断裂破碎带发育稳定的煌斑岩脉看，该断裂最早形成于燕山运动，早期动为压性， 后期转变为左逆断。 从断裂的结构面关系分析， 东殿后断裂经历了多期活动； 从断裂带物质固化胶结程度、 地形地貌特征、 断裂与第四系的

7、关系和样品测定年代分析， 东殿后断裂是一条晚更新世活动断裂， 最新活动时代是晚更新世早中期（ 7.58 万年）。1.3 黄县弧形断裂黄县弧形断裂北端与黄县断裂相交， 向南经黄山馆镇东、 辛庄镇、金岭镇东、朱桥镇和苗家镇，断裂走向 20-32o，倾向西，倾角 70-80o，空间上表现为微向西突出的弧形展布，全长约 45 公里，控制着花岗岩和金矿矿化带以及第四系和第三系的分布。沿断裂在辛庄镇常家庄子村北见人工开挖基坑，基坑北壁断裂产状为 300o170o，东盘为破碎的花岗闪长岩 (图 4)；西盘为 Q32浅棕红色粘土和 Q3褐黄色亚粘土地层。 断裂破碎带由灰绿色、 褐黄色和灰黑色断层破碎岩、 碎粉

8、岩和断层1泥组成，具有分带性。断层破碎岩、碎粉岩和断层泥未胶结。断裂将 Q3浅棕红色粘土和 Q32 褐黄色亚粘土地层正向断错 4.2 米。断裂之上覆盖有厚 1 米左右的Q4 土黄色亚砂土地层没有被断错。在 断裂 断错Q3 2 褐黄色亚2 褐黄色亚T11(97.14+8.26)*10 a 3T12(57.59+4.89)*10 a3 T13(51.69+19.8)*10 a3E1粘土地层、 Q3Q4褐黄色粘土地层和坡积亚粘土地层分别取Q23Art释光样品 TL1、Q13TL2 和 TL3 。300 700 1.5mTL1 、 TL2 和杂填土 坡积亚粘土 亚粘土 粘土 碎裂碎粉岩 破碎带 断层泥

9、 断层及运动方向TL3 释光样 年图 4 辛庄镇常家庄子村北人工开挖基坑北壁黄县弧形断裂剖面龄分别为距今(97.56 8.26)ka、(57.59 4.89)ka和(19.85 1.69)ka。从断层带物质固化胶结程度、 地形地貌特征、 断层与第四系的关系和样品测定年代分析，认为黄县弧形断裂最新活动时代为晚更新世。1.4 黄县断裂黄县断裂由两条近东西向的平行断裂组成。 北侧一条断裂被第四系覆盖， 南侧一条断裂构成了黄县盆地的南部边界。 断裂西起黄山馆， 向东经大陈家、 员外刘家、沙沟、延伸至大于家。断裂在 6 波段图象和 234 波段合成的 TM 图象上有清晰的显示， 断裂控制现代地貌发育，断

10、裂两侧色调在 15 级灰度表中达 3 个级差，表明断裂两侧地貌、岩性有明显差异。断裂南侧主要为燕山期郭家岭混合岗岩和玲珑花岗岩组成的200 米左右的低山地貌；断裂北测为海拔 3050 米左右的第四纪残坡积层和晚更新统洪冲积亚粘土、亚砂土组成的冲积平原，为南升北降的正断裂， 地势缓缓向北西倾斜。 流经断裂带上的一系列沟谷发生同步扭曲， 断裂显示右旋平移的性质，可见断裂具有正右旋走滑性质。在大陈家村南大路边Q4N（图5），玲珑花岗岩地层中见到一组走向近东西向的断裂。断裂有明显的挤压特征，显示逆断裂性质。其中主要一条走向 78，倾向北西，倾角 65。断0 1m45 NW 50 60 NW 5578

11、N 65裂面宽6 厘米，断裂面上充 填 的 白 色 断层泥 未 胶结。断裂上覆 20-30 厘米断层泥 破裂岩 花岗岩 第四纪残坡积层 采样点图5 大陈家村南黄县断裂剖面第四纪残坡积层，未见构造变动形迹。 可见断裂早期有过逆断裂活动。 根据断层泥热释光测定， 断裂最后一次活动的时间在 Q3 早期，距今为（ 9.78+0.71 ）万年，断裂晚更新世中晚期以来没有发生断错地表的活动。表1 近场区各主要断裂基本特征一览表走向倾向倾角 最新活序号 断裂名称测年方法( ) ( ) ( )动时代1 大竹岛威海北断层280 300 N 50 80 Q3综合分析2长岛芝罘岛断层280 300 N 50 80

12、Q3综合分析3东殿后断裂 260 270 N 70 80 Q3 TL 、SEM、地层对比4 黄县弧形断裂 20 32 W 70 80 Q3综合分析3 TL、 SEM、地层对比 5 黄县断裂 EW N 65 80 Q2、主要活动断裂的地震活动性参考中国地震局震害防御司 1995 年出版的中国历史强震目录(公元前 23世纪公元 1911年)、1999年出版的中国近代地震目录(公元 1912公元 1990年， MS 4.7)、中国地震台网中心汇编的中国地震目录数据库1970.012010.12，ML 2.0)，以四条断裂为主要控震断裂，共发生破坏性地震 7 次， 7次破坏性地震全部发生在蓬莱 威海断

13、裂带之上及其附件（表 2、图6）。表2 破坏性地震（公元前 70年 2010年12月）序号时间 震中坐标（度） 参考地点 精度 震级1 1548.09.22 38.0 ； 121.0 渤海海峡 5 72 1597.12.09 37.7 ； 121.6 福山东北海滨4 5?3 1621.11.22 37.9 ； 121.2 蓬莱东海域 4 5?4 1686.01.18 37.7 ； 121.8 黄海 4 4?5 1687.11.20 37.6 ； 121.5 蓬莱东海域 4 4?6 1736.12.25 37.8 ： 121.6 黄海 4 57 1948.05.23 37.7 ； 121.8 威

14、海西北海中 4 6图6 破坏性地震分布图1970年 1月至 2010年 12 月，区域范围内共发生 ML 2.0级地震 1259 次。从现代地震震中分布图(图7)可以看出现代小震活动频繁，集群分布、条带分布特征更加明显， 地震活动主要沿蓬莱威海断裂带分布。 其余 3 条活动断裂附件有零星小震分布。图7现代地震震中分布图3、结论及建议由断裂活动性质及其地震活动性分析可知， 蓬莱威海断裂带对历史地震和现代小震活动具有明显控制作用，是主要的控震断裂。其中 1548年7级地震发生于断裂带西段，该地震是对烟台地区造成影响最严重的地震， 1948年6级地震发生于断裂带西段； 蓬莱威海断裂带与北东向断裂交汇区域是中强地震发生的有利部位。加强对该断裂的研究及其地震活动的监测，对于烟台地区地震未来活动性分析、工程建筑震害防御等方面具有重要意义。参考文献（1）王华林等 ,2008, 黄县弧形断裂探测、 活动性鉴定及其地震地质意义, 震灾防御技术, 3(4) ：436- 450.（2）晁洪太等 . 山东半岛地区活断层研究 J.东北地震研究 ,2001,