李清河 熊 振 張?jiān)?畢雪梅 范小平 金淑梅
1)江蘇省地震局,南京 210014
2)中國(guó)地震局蘭州地震研究所,蘭州 730000
郯廬斷裂帶魯蘇皖段主要是沂沭斷裂帶,該段自東向西分布著5條斷裂。該段及鄰區(qū)在大地構(gòu)造平置上跨越中朝斷塊、揚(yáng)子斷塊和秦嶺-大別褶皺帶3個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元,是多個(gè)構(gòu)造單元的交匯部平。
本文采用多震相地震走時(shí)成像法,獲得了該帶及附近地殼上地幔三維速度結(jié)構(gòu)。分析了該帶南北方向和東西兩側(cè)速度結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
(1)淺部0~2 km深,自北向南可分為5段,即35.5°N以北,在郯廬帶屬于安丘段,該段速度較高;34.7°~35.5°N,在郯廬帶為莒縣—郯城段,速度低;33.3°~34.7°N,在郯廬帶為郯城—泗洪段,速度較低;32.3°~33.3°N,在郯廬帶為泗洪—定遠(yuǎn)段,速度也較低;32.3°N以南,速度最高。如果粗略分,可分為3段,即35.5°N以北,速度居中,32.3°~35.5°N時(shí),速度相對(duì)較低,32.3°N以南,速度較高。與此3段的淺部地質(zhì)基本相符。郯廬斷裂帶沂沭段分別有安丘段、莒縣—郯城段,新沂—泗洪段3個(gè)破裂單元,反映了斷裂的不同活動(dòng)水平。本層速度結(jié)構(gòu)的分段與地質(zhì)學(xué)家給出的不同破裂段大體相同。從構(gòu)造區(qū)域來(lái)看,本區(qū)下?lián)P子斷塊速度低些,膠遼斷塊速度高,中朝斷塊區(qū)內(nèi)的魯西斷塊、徐淮斷塊速度居中,蘇魯斷塊中的超高壓變質(zhì)巖帶速度較低。
(2)上中地殼,2~5 km深度,大約在33°N以南,速度較高,33°~35°N時(shí)速度居中,在35°N以北,速度較低,可以大體看出其分段性,斷裂帶內(nèi)部也可看到有速度差異,西部高于東部。從構(gòu)造區(qū)域來(lái)看,魯西斷塊和徐淮斷塊速度較高,蘇魯斷塊速度較低,下?lián)P子斷塊速度居中。5~10 km深度,大約在33°N以南,速度居中,33°~35.2°N時(shí)速度高,在35.2°N以北,速度偏低,也可以大體看出其分段性,斷裂帶內(nèi)部也可看到有速度差異。斷裂帶東西兩側(cè)速度也有差異,總體是西側(cè)速度高些。10~15 km深度,此層是上地殼底部和中地殼上部,大約在33.5°N以南,速度較低,33.5°~35.2°N時(shí),速度較高,35.2°N以北,速度居中.呈現(xiàn)分段性。
(3)中地殼,15~20 km深度,沿郯廬斷裂帶35.5°N以北速度較高,33°~35.5°N時(shí)速度居中。在32.7°N以南速度又高些,可見(jiàn)在此層仍然可以看到該斷層的分段性。20~25 km深度,此層是中地殼下部和下地殼上部,大約在32.5°N以南,速度居中,32.5°~35.2°N時(shí)速度低,35.2°N以北,速度高,沿?cái)嗔褞С尸F(xiàn)分段性。斷裂帶西側(cè)速度高,東側(cè)速度低,只是不同段速度差異不同而已。
(4)下地殼。25 km—Moho面的深度,沿郯廬斷裂帶速度可分為3段,35°N以北,即郯廬斷裂帶與蒙陰山前斷裂相交處以北,速度高些,35°~33°N時(shí),速度較低,而在33°N以南,速度居中??梢?jiàn)在此層仍然可以看到該斷層的分段性。且與該斷裂的不同段構(gòu)造屬性和地震活動(dòng)相關(guān),與北西向斷裂與郯廬斷裂帶相交平置有關(guān)。
統(tǒng)觀(guān)各層,盡管各層分段平置略有差別,各層速度分布有所不同,但郯廬斷裂帶在研究區(qū)可大體分為35°N以北,35°~33°N時(shí),33°N以南3段。與斷裂帶的破裂段大體相同,說(shuō)明速度結(jié)構(gòu)的分段性有地質(zhì)意義。地殼各層速度結(jié)構(gòu)不同段的速度差異,實(shí)際上是構(gòu)造塊體的速度差異。而不同深度的分段性可能反映了不同地質(zhì)演化過(guò)程。事實(shí)上,這3段的地震活動(dòng)水平有較明顯的的差異。郯廬帶東西兩側(cè)速度有差異,反映了不同構(gòu)造塊體的形成和演化過(guò)程區(qū)別,也表明該帶是深大斷裂。