庐断裂带中段地震活动特征及地震活动分析

庐断裂带中段地震活动特征及地震活动分析

0桐断裂带周边断裂带南部及其附近地震活动的频繁和强度最近有所增加。这些地震分布在南黄海、苏中和安徽郯庐断裂带附近。对比分析1668年7月25日郯城大地震的背景和发震成因,烈度影响和震前异常,通过近年该带中南段地震活动图像,应力场特征及郯城大地震前环郯庐断裂带中段山东境内中强震频繁并形成空区的格局有所不同的特征,对郯庐断裂带南段地震活动特点进行系统分析。1断裂带积分法郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北北东向巨型断裂系中的一条主干断裂带,泛指北起黑龙江,南止长江边,总体上呈北东走向,纵贯中国大陆东部的巨型断裂。郯庐断裂带在我国境内延伸2400km,切穿中国东部不同大地构造单元,规模宏伟,结构复杂,是地壳断块差异运动的接合带,是地球物理场平常带和深源岩浆活动带。它形成于中元古代,经历了多期构造(图1)。它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带,而且是一条近期仍继承着新构造运动方式,以右旋逆推为主的活断裂带,同时也是一条具有明显分段、活动程度不等的地震活动带。至20世纪60年代以前,许多研究者带着不同任务和目的,局限于对断裂带的某些地段进行考察和勘探,结果在不同地段命名了一些地方性的名称,诸如在黑龙江、吉林境内称为依兰—伊通深断裂带,在辽宁省称为开源—营口—潍坊深断裂带(又称辽东滨海断裂带),在苏皖境内命名为安江山断裂带(或称皖苏鲁断裂带),以及1959年命名的郯城—庐江深断裂带(狭义)等,名称繁多。实际上,目前普遍引用的郯庐断裂带(广义)就是上述各地段断裂带串联起来的总称。北段(肇兴—沈阳):它发育于吉黑断坳,由2条走向30°～40°偏东的主断裂组成,宽5～20km,为中、新生代地堑型断裂带,带内充填4000～5000m厚的火山岩、火山碎屑岩夹煤系地层。基底刚度较软,结构也较简单,有史记载只发生过5.8级地震。中段(沈阳—宿迁):呈北北东向穿切由太古代结晶基底组成的华北断块区,主要由4条大致平行的主断裂带组成,这4条主断裂带在鲁中沂、沭河谷地构成了20～40km的“两堑夹一垒”的构造,称为沂沭深断裂带。这一段是结构复杂、新活动强、基底介质刚度较高的地区。历史上1668年莒县—郯城8.5级大震就发生于该段。研究表明,郯庐断裂带中段处在强烈挤压并兼有右旋扭动的断裂段。由于它遭受的正应力大,剪切应力也大,易于积累大地震的能量,而难于以中、小地震的形式来释放,故该段地震强度大,频度低。南段(宿迁—广济):依次发育在扬子断块与华北淮阳断褶的交界处,其介质相对较软,结构比较简单,构造应力量级不高,地震活动强度也不大,其地震活动水平较北段略高一些。216震前大震前1333年郯庐断裂带及其附近两侧,大大小小的地震活动从未间断过,说明它是处于活动状态的断裂带,是一条地震活动带。郯城大地震是公元1668年7月25日晚山东省郯城县发生的一次8.5级地震,波及大半个中国,是我国东部千年罕遇的一次特大地震事件。震中位于北纬35.3°、东经118.6°,震中烈度Ⅻ度。地震波及江苏、河北、河南、安徽等十几个省及朝鲜半岛。极震区郯城、临沂、莒县共死亡人数约5万余人,破坏面积长轴达1000km(图2)。郯城地震是我国历史上罕见的大地震,也是迄今为止我国历史上发生的最大一次破坏性地震。郯庐地震发生于1668年7月25日晚8时左右(清康熙七年农历六月十七日戌时),震中位于中国山东省郯城、临沂(河东区)、临沭三县交界处(34.8°N,118.5°E),震级8.5级,震源深度约36km,震中烈度Ⅻ度。影响范围达410多个县,鲁、苏、浙、皖、赣、鄂、豫、冀、晋、辽、陕、闽诸省及朝鲜同时有震感。山东郯城、沂州(今临沂)、莒州(今莒县)破坏最重。50多万平方公里范围内的150多个州县遭受不同程度的破坏,有感半径超过800km。极震区内城廓、官民庐舍、庙宇等一时尽毁,郯城倒塌如平地,莒州百里无存屋,并伴有大规模的山崩地裂、地陷、涌水喷沙等现象,共压毙5万多人,死尸遍野。暴雨烈日,瘟痢随作,人民流散。大地震前的异常:震区东边的地壳很久以来一直在上升。原来海里的一个小岛,由于海岸上升,后来竟与陆地连成一片。地震发生时,由于地表大面积升降,平地大面积被溢出来的地下水淹没,而苏北赣榆县海滩猛烈隆起,致使黄海海水退30里。在郯城地震前4年即1664年秋冬,在震中区的西部广大地区,包括山东的西部、河南、河北、江苏和安徽等省的部分县出现大面积干旱。这场特大旱灾一直持续到1666年底。到了郯城大地震的前一年(1667年),持续了3年的大旱一反常态,山东德州“霾雨河溢”,到了大震当年,降雨连绵不断,时而暴雨成灾。如山东即墨“六月霾雨连绵,平地波涛泛涨、田禾淹没,死者甚众”。随着气象的变化,大震之前还有各种异常现象层出不穷,而且范围很广,遍及山东、河南、江苏、安徽等地。如大震前的小震活动、出现热异常。《地震》诗里说热得人连气都喘不过来:“炎热猛东首,便便但喘息。”大震前日月星辰异常,地表水异常,地生白毛,短者一二寸,长者尺余,地声、地光频发等。大地震发生后,最为突出的次生灾害是水灾,致使震后的灾情更为惨重。这次大地震震中位于泰沂蒙断块与鲁东断块之间的沂沭断裂带上。由于该断裂带是一条切穿地壳的深大断裂,主震过后可能造成连续破裂,因此这次地震成为典型的主震—余震型地震。如位于极震区边缘的莒州,史书记有:莒州自七年大地震后,初时一日动数次,后或一日一动,或数日一动,或一月一动,至今四年,犹屡动不止。而远离震中区的浙江德清、河南泌阳,史料上记有:戌时地震两次或夜地动两次等。据地震专家考证,主震后一天之内连续发生了3次7级左右的强余震和一系列中强余震,6级以上余震集中在主震后的2个月内,有感余震长达6年之久。地震留下了山东仅有、全国罕见的熊耳—郯城地震遗址。熊耳山溶洞群风化成大大小小的裂隙、溶洞,在地震波到来时的强烈运动中,可能迅速扩大贯通并连成一条大裂谷,且同时发生水平左旋错动。在强烈震动中,溶洞开裂,靠山坡的岸体便崩塌下去,造成山崩谷裂形成了熊耳山大裂谷及山崩这一奇特景观。2007年4月,该谷被中国地震局批准为国家级典型地震遗址。据统计研究,自公元1400年以来,以郯庐断裂为中心200km范围内共发生M8.5级地震1次,M7.0～7.9级地震5次,M6.0～6.9级地震11次。其中中段(沈阳—宿迁段)就发生8.5级地震1次,M7.0～7.9级地震7次。6级以上强震主要集中在郯庐断裂带中段。其主要地震有:1668年7月25日山东徼莒县—郯城8.5级地震;1888年6月13日渤海湾7.5级地震;1969年7月18日渤海7.4级地震;1974年海城7.4级地震;1975年2月4日海城7.3级地震;1983年11月7日山东菏泽5.9级地震;1995年9月20日山东临沂市苍山县5.2级地震;2011年1月19日安庆市怀宁县4.8级地震(图3)。3桐断裂带中段地震活动及环境特征郯庐断裂带南段中小地震比较活跃,2005年江西九江—瑞昌发生了5.7级地震。汶川8级地震前后,郯庐断裂带南段又相继发生了2006年宿松3.3级地震、定远4.2级地震、2009年肥东3.5级地震、2011年安庆4.8级地震和桐城3.6级地震,2011年9月10日又在九江与黄石交界发生4.6级中强震,中等地震频次和强度呈现增强趋势。郯城大地震前1600—1668年震中分布与近70年郯庐断裂带及其附近两侧地震分布图像比较发现,目前地震活动主要集中在郯庐断裂带南段,跟郯城大地震前环郯庐断裂带中段山东境内中强震频繁,并形成空区的格局有所不同,所以初步推断,目前郯庐断裂带南段的中强地震的活跃只是局部应力场有所加强的能量释放,郯庐断裂带中段仍处于应力积累阶段,近期尚不具备发生强震的可能。从中国大陆及邻区现代构造应力场分区研究表明发生地震的应力作用与现代背景应力场一致,近期地震活动都发生在近东西向的构造断层上,属于历史上相对较弱活动区,1970年以来活动不强,历史上有5级左右地震活动,最大不超过6级。郯城大地震前十数年虽有庐江东南1654年5.2级地震活动,郯庐断裂带中段发生强震的危险估计还需山东境内一系列中强地震活动的支持。从近年GPS资料和近期地震活动机制解的研究看,华北南部地块受到的东西向应力增强,有利于近东西向断层破裂,容易发生中等地震活动;同时有利于近南北向断层积累应变能,在未来尚需一定时期积累才会发生较强地震。郯庐断裂带南段及其附近地震活动频次和强度近期呈现增强趋势。这些地震分布在南黄海、苏中和安徽郯庐断裂带附近。地震分布区域的主体断裂带为北东向的淮阴—响水断裂带,滁河断裂带,九江—浦如断裂带。总体位于下