引用本文
赵朋, 姚大全, 杨源源, 郑海刚, 王行舟, 许洪泰, 方震. 郯庐断裂带安徽浮山段晚第四纪以来活动新发现[J]. 地震地质, 2017,39(5): 889-903.
ZHAO Peng, YAO Da-quan, YANG Yuan-yuan, ZHENG Hai-gang, WANG Xing-zhou, XU Hong-tai, FANG Zhen. A NEW DISCOVERY OF ACTIVITY OF FUSHAN SECTION OF THE TAN-LU FAULT ZONE IN THE LATE QUATERNARY[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2017,39(5): 889-903.  
DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2017.05.002
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郯庐断裂带安徽浮山段晚第四纪以来活动新发现
赵朋1, 姚大全1,2,*, 杨源源1, 郑海刚1, 王行舟1, 许洪泰3, 方震1
1 安徽省地震局, 合肥 230031
2 安徽省地震局, 郯庐断裂带中南段重点研究室, 合肥 230031
3 山东省地震局, 济南 250014
*通讯作者: 姚大全, 男, 研究员, E-mail:daquany@ah.eq.gov.cn。

〔作者简介〕 赵朋, 男, 1982年生, 2009年于中国地震局地质研究所获硕士学位, 工程师, 研究方向为地震地质和地震活动性, 电话: 0551-62528690, E-mail:zp20031688@163.com。

收稿日期: 2017-02-23
基金项目: 安徽省公益性地质工作项目(2015g25)与地震科技星火计划青年项目(XH16018Y)共同资助
摘要

郯庐断裂带淮河以南段第四纪地层分布不均, 断层新活动研究存在一定的困难。在苏皖交界地区多次实地踏勘发现, 淮河南侧的安徽浮山段断层发育于NNE向条形岗地的边缘, 对第四纪地层和地貌仍有一定的控制作用。在浮山段开挖的三塘探槽、 浮山南剖面等均显示, 断层错断了晚第四纪地层, 表明该段断裂晚更新世以来仍存在较强的活动。综合地层年代样品测试结果, 浮山段断层最新活动时代可达全新世早期, 最近1次古地震事件发生在(10.6±0.8)~(7.6±0.5)ka,BP之间。探槽及剖面揭露的断层表现为正右旋滑动特征, 这或是断层所在区域局部构造应力场复杂性的表现。

关键词: 郯庐断裂带; 淮河以南; 浮山段; 全新世早期
中图分类号:P315.2 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2017)05-0889-15
A NEW DISCOVERY OF ACTIVITY OF FUSHAN SECTION OF THE TAN-LU FAULT ZONE IN THE LATE QUATERNARY
ZHAO Peng1, YAO Da-quan1,2, YANG Yuan-yuan1, ZHENG Hai-gang1, WANG Xing-zhou1, XU Hong-tai3, FANG Zhen1
1 Anhui Earthquake Administration, Hefei 230031, China
2 Key Laboratory of Research on the South Section of the Tan-Lu Fault Zone, Anhui Earthquake Administration, Hefei 230031, China
3 Shandong Earthquake Administration, Jinan 250014, China
Abstract

The east branch fault of Tan-Lu fault zone extends from Fengshan Town of Sihong County on the north shore of the Huaihe River in Jiangsu Province, into Fushan Town of Mingguang City on the south shore of Huaihe River in Anhui Province. The landform changes from Subei plain on the north of Huaihe River to Zhangbaling uplift area on the south of Huaihe River. The terrain rises gradually with larger relief amplitude. The Fushan section of the Tan-Lu fault zone is located in Ziyang to Fushan area of Mingguang City. The fault is shown in the satellite image as a clear linear image, and the fault extends along the east side of a NNE-trending hillock. In this section the Quaternary strata are unevenly distributed, which causes some difficulties in the study of recent fault activity.

In recent years, the author has found that the fault of the Fushan section of the Tan-Lu fault zone on the south of the Huaihe River still has a certain control effect on the landform and the Quaternary strata. Based on satellite imagery and geological data, we select the appropriate location in the Fushan section to excavate the Santang trench Tc1 and Fushannan trench Tc2, and clean up the Fushannan profile Pm, which reveals rich phenomena of recent fault activity. Santang trench reveals three faults, and the faulting phenomenon is obvious. One of the faults shows the characteristic of right-lateral strike-slip normal faulting; Fushannan profile reveals one fault, with the same faulting behavior of right-lateral strike-slip normal fault. Comprehensive stratigraphic sample dating results indicate that the fault dislocated the middle Pleistocene strata, late Quaternary strata and early Holocene strata. All our work shows that the fault of Fushan section has intensive activity since late Pleistocene, and the latest active age can reach early Holocene. The latest earthquake occurred at(10.6±0.8)~(7.6±0.5)ka,BP. The faults exposed by trenches and profiles show the characteristics of right-lateral strike-slip normal faulting, which reflects the complexity of the tectonic stress field in the area where the fault locates.

Keyword: Tan-Lu fault zone; south of Huaihe River; Fushan segment; early Holocene
0 引言

郯庐断裂带是中国东部的1条巨型断裂带, 北起中俄边境的黑龙江鹤岗市、 萝北一带, 沿NNE-NE向往南直至长江岸边的湖北广济。它是1条规模巨大的岩石圈断裂带, 为不同构造单元的分界线, 控制了两侧地震地质环境的差异性发展。根据所切穿的不同构造单元可以分为3段, 辽宁昌图以北为北段, 昌图至淮河为中段, 淮河以南为南段(国家地震局地质研究所, 1987)。从地震活动强度上来看, 强震主要分布于郯庐断裂带中段, 如1668年7月25日山东郯城 8$\frac{1}{2}$级地震、 1888年6月13日渤海 7$\frac{1}{2}$级地震、 1969年7月14日渤海7.4级地震、 1975年2月24日辽宁海城7.3级地震等。自该断裂带被发现以来, 专家学者对其进行了大量的调查和研究工作, 特别是位于鲁苏皖3省的中南段, 取得了丰硕的成果(谢瑞征等, 1990, 1991; 李家灵等, 1991, 1994; 翟炳松等, 1992; 徐嘉伟等, 1992, 1995; 晁洪太等, 1994, 1999; 李起彤等, 1994, ; 施炜等, 2003; 朱光等, 2004; 张鹏等, 2011, 刘备等, 2015)。现有研究资料表明, 山东、 江苏段断裂活动性较强, 在山东莒县青峰岭(宋方敏等, 2005)、 莒县胡家孟晏(何宏林等, 2004)、 郯城纪庄(李家灵等, 1991)、 江苏宿迁(谢瑞征等, 1991; 沈小七等, 2015; 张鹏等, 2015; 曹筠等, 2015; 许汉刚等, 2016)等多地发现晚更新世-全新世活动断层。闵伟等(2011)在黑龙江通河县、 吉林省舒兰市开展的槽探工作表明, 郯庐断裂带东北鹤岗-铁岭段至少部分段为全新世以来的活动断裂; 郯庐断裂带南端的安徽段活动性相对来说较弱, 仅在安徽泗县赤山见晚更新世活动断层(汤有标等, 1990; 姚大全等, 2012, 2014)。郯庐断裂带浮山段位于苏皖交界处(图1), 前人在淮河以南段零星发现一些第四纪断层露头, 多认为最新活动时代为早中更新世, 未见晚更新世活动的确凿证据(方仲景等, 1980; 汤有标等, 1988; 刘备等, 2015), 研究一直没有较大突破。近年来, 郯庐断裂带苏皖交界段多次被列为地震重点监视区, 且该段处于东部经济较为发达地区。 因此, 加强该段的断层活动习性, 特别是第四纪以来的新活动特征研究, 对本地区的抗震设防以及中长期地震预测具有较重要的意义。

图1 研究区位置简图Fig. 1 Location of Fushan segment, Tan-Lu fault zone.

1 研究区地质地貌概述

郯庐断裂带东支断裂自北向南经淮河, 由江苏泗洪县峰山乡延伸入安徽省明光市浮山乡, 在浮山东南侧与NE向的淮阴-响水口断裂相交(图1)。地貌上由北侧的苏北平原(间或残丘, 如重岗山、 赤山等), 过渡到淮河以南的张八岭隆起区的丘陵地带, 地势逐渐增高, 地形起伏变大。郯庐断裂带浮山段北临淮河(图1, 2), 与淮河北岸的峰山隔河相望, 沿断裂发育一系列的残丘(小红山、 大红山、 峰山等)或NNE向岗地(浮山、 紫阳山等)。

图 2 浮山地区探槽剖面位置示意图
a 卫星遥感图, 据Google地图; b 地质简图, 据 1:20万区域地质图Fig. 2 Location of trenches in Fushan segment.

区域内新生代地层成因类型多, 岩性复杂。淮河南北两侧出露情况不同, 淮河以北第四系广泛分布, 各个统、 组均有出露, 总厚度深者超过20m; 而淮河以南地区前第四纪地层大面积出露, 第四纪地层分布不均匀, 出露地层为晚更新统和全新统。晚更新统主要分布于岗间低地、 河湖沿岸, 全新统主要分布于山间小盆地、 河湖沿岸、 山间凹地等地势低洼处(图2)。在断层附近, 第四系分布受断层控制明显, 多呈线状分布, 且两侧厚度变化较大。浮山一带主要表现为断层西侧出露白垩纪砂砾岩或较薄的第四系, 而东侧出露第四纪地层, 且厚度显著增加, 多为> 5m, 河湖岸边多为全新统。研究区内新生代地层的特征及分布见表1。

表1 研究区域新生代地层 Table1 Cenozoic strata in the study area
2 浮山段探槽和剖面

基于卫星遥感图和研究区域地质资料的整理分析, 经多次野外实地踏勘发现断层沿浮山东坡-紫阳山西坡一带延伸。本次工作主要在淮河以南的浮山段开展了多处槽探和剖面清理工作, 其中三塘探槽Tc1、 浮山南剖面Pm及浮山南探槽Tc2(图2)揭露了丰富的断层现象, 下面分别叙述。

2.1 三塘探槽Tc1

三塘探槽Tc1布置于淮河南侧的郯庐断裂带东支断裂上, 五河县与明光市交界处的三塘村东侧(图2)。遥感影像上表现为NNE向具有色调差异的线性条带, 野外踏勘地貌为1个近SN向条状岗地, 西高东低(图3)。岗地顶部出露基岩, 两侧坡地发育不均匀的第四纪盖层。岗地东侧坡度约30° 左右, 局部稍陡, 断层沿坡中下部延伸。沿断层方向发育断续延伸的小型陡坡, 横切坡面的小冲沟通过断层处有高约0.2m的微陡坎。

图3 三塘探槽Tc1布置及附近微地貌Fig. 3 The location and surrounding topography of Trench Tc1 at Santang.

在该SN向展布的条状岗地东坡, 跨断续延伸的小陡坡开挖探槽Tc1(图3)。探槽布置为EW走向, 全长约12m, 宽约4m, 深约3.5m。

探槽北壁较为完整, 断层清楚, 现象丰富。该剖面地层由上至下可以分为7层, 主要为下伏基岩和上覆黏土层、 砂土层等(图4)。各地层以及断层物质的详细特征描述如下。

层①含砾砂土: 土棕灰色, 含较多磨圆砾石, 砾径< 2cm, 厚度20cm左右, 松散, 表层受人工耕作扰动, 含植物根茎。

图4 三塘探槽Tc1北壁原图及剖面图
1 含砾砂土; 2 含砂亚黏土; 3 含砾亚黏土; 4 亚黏土; 5 砂质亚黏土; 6 破碎带; 7 砂砾岩; 8 断层; 9 OSL取样点Fig. 4 Profile of northern wall of the trench Tc1, Santang.

层②含砂亚黏土: 青灰-灰黄色, 颜色稍有变化, 含少量白色细砂砾。该层成层性好, 局部见沉积韵律, 但厚度不均, 在两侧尖灭。

层③含砾亚黏土: 浅棕黄色, 含少量粉状铁锰结核, 以及细砂砾; 该层分布厚度不一, 向两侧变薄。该层在左侧断层附近细砾石较多, 右侧2条断层附近含细砾石较少。

层④亚黏土: 棕灰色, 含松散状铁锰结核, 刮过后呈粉碎状。层内竖向、 片状节理非常发育, 节理面有灰色侵染。该层上部刮面时呈块状掉落, 较难刮出平整面, 与其他地层容易区分。层的厚度变化较大, 特别是断层附近。

层⑤砂质亚黏土: 棕红-浅棕红色, 含松散铁锰结核及少量细砂砾。该层较为明显的特征为含短条带状、 点状、 网状灰色粉土, 多近垂向分布; 左侧基岩上覆部分该特征最为明显。该层厚度由左向右逐渐增大, 容易刮平。

层⑥破碎带: 浅棕灰色, 含少量细砾。该层处于2条断层之间, 受断层作用扰动较大, 层内发育多条产状差异较大的小断层, 带内黏土呈块状, 发育片状节理, 节理面有灰色侵染, 与两侧黏土特征差异明显。

层⑦砂砾岩: 白垩纪浦口组砂砾岩, 棕褐色。上部为强风化状, 局部含有块状原岩或原岩中砾石, 含条带状、 团状灰色风化物。下部弱风化状, 较完整, 所含砾石砾径大者约8cm, 小者2~5cm, 成分多为石英质。

该探槽剖面揭露的地层主要为下伏白垩纪砂砾岩, 以及上覆第四纪沉积层。其中, 第四纪地层下部的2套亚黏土层(层④、 层⑤)发育完整, 相对较厚, 层⑤厚度> 1m, 层④厚1~2m; 上部的各沉积层(层①、 层②、 层③)厚度均< 0.5m, 分布不均匀, 但各层具有一定的沉积韵律, 沉积界线较为清楚。

Tc1探槽揭示出3条主要断层, 从左到右编号为f1、 f2、 f3(图4)。断层产状如图4所示, 其中f2、 f3断层上部倾角变缓。从整体剖面上来看, f1、 f2均倾向E偏S, f3倾向W偏N, f2、 f3倾向相对, 构成了1个微型 “ 地堑” (图4), 该 “ 微地堑” 下部为1条宽1.5~2.0m的破碎带(层⑥), 带内断错扰动作用明显, 地层层位和界线相对不明显。最西侧的f1断层则较完整地显示了断层错断的各个层位及相互关系。整体来看, 3条主要断层形态上呈现为 “ 花状” 构造。

探槽揭露出的f1在探槽底部表现为砂砾岩层⑦与含砂亚黏土层⑤呈断层接触关系, 断层向上延伸依次错断砂质亚黏土层⑤、 亚黏土层④及含砾亚黏土层③。f2、 f3发育于第四纪地层中, f2由下向上依次错断了砂质黏土层⑤、 亚黏土层④、 含砾亚黏土层③, 而f3错断的最上部地层为亚黏土层④。

从局部形态来看, 3条断层特征明显(图5), 断层面近距离可观察到微砾沿断面定向排列; 在f2断层下部剥离出来的断层面可见拖曳片理和擦痕, 显示左侧盘向右上方运动(图5上部中间小图), 表明断层存在正右旋走滑运动。f1断层两侧的各第四纪地层受断层影响存在明显差异, 如断层左侧的含砂亚黏土层⑤发育更多的短条带状、 线状、 或点状的灰白黏土; 亚黏土层④在断层两侧厚度变化较大; 以含细砾为特征的亚黏土层③在断层f1的两侧不连续, 表现为f1右侧地层下掉(即上盘下错); 在断层右侧的层③内细砾石呈堆积状(多集中在底部)。在f2、 f3断层两侧, 亚黏土层④、 含砾亚黏土层③不连续, 2条断层之间的 “ 微地堑” 内可识别出相对明显的3条分支小断层, 形态产状变化较大(图4), 且向上延伸入层④之内。层④在此处被错断成多段, 整体形态受到断层影响, 该层下部发育的破碎带层⑥内黏土呈块状或片状, 为1条混合扰动带(图5b)。含砂亚黏土层②具有一定的沉积韵律, 在断层上部厚度有所变化, 但是底界延伸较为平缓连续, 未见较为明显的断层错断痕迹, 推断层②未受到断层影响。顶部的含砾砂土层①平稳连续地覆盖在层②之上。

图5 三塘探槽Tc1北壁断层局部及出露断面
a f1断层; b f2断层, f3断层Fig. 5 Part of faults and fault planes exposed in Santang trench Tc1.

表2 探槽和剖面光释光(OSL)样品测年结果 Table2 OSL sample dating results of trench and profile

为确定断层错断地层的年代, 本次工作根据各地层的厚度、 完整性等情况, 在相应层位采集了光释光(OSL)样品(图4)。本次取样具体情况为: 在青灰色黏土层②采集2个光释光样品, 编号为Stx5、 Stx6(图4, 下同); 在层③采集1个光释光样品, 编号为Stxx2; 在层④采集2个光释光样品, 编号为Stxx3、 Stxx4。各地层年代样品测试结果如表2所示。样品测试结果表明, 亚黏土层④为晚更新世地层, 而含砾亚黏土层③为晚更新世晚期沉积层; 含砂亚黏土层②为全新世沉积层。最下部地层⑤为棕红-浅棕红色砂质亚黏土, 结合第四纪地层的性状描述(表1), 应该为中更新世亚黏土层( Qp2)。

综合上述地层断错关系和年代样品测试结果可以得出, 断层f1、 f2错断了晚更新世地层④和地层③, 断层f3错断了晚更新世地层④。这表明该段断层在晚更新世晚期仍存在较强活动, 最近1次古地震事件可根据层③和层②的年代来限定, 即发生在(18.7± 0.3)~(3.7± 0.5)ka, BP之间, 活动方式表现为正右旋滑动, 揭示的3条断层整体呈现为 “ 花状” 构造。

2.2 浮山南剖面Pm及探槽Tc2

浮山村位于淮河南岸, 与淮河北侧的泗洪县峰山隔河相对。在浮山村南侧约1km处, NNE向条形岗地的东坡, 出露1个EW向近直立的陡面(图6), 经清理后露出清楚的断层现象(即浮山南剖面Pm, 图2)。在浮山南剖面Pm南侧约10m处开挖浮山南探槽Tc2(图2), 但结合周围环境分析, 探槽位置曾受人为取土采石影响而地表部分缺失, 揭示的断层现象相对简单, 以下来综合表述。

图 6 浮山南剖面Pm及浮山南探槽Tc2地形环境Fig. 6 Surrounding terrain of the trench Tc2 and profile, South of Fushan.

浮山南剖面Pm第四纪地层保存完整, 揭露出第四纪地层和下伏基岩等5套地层, 断层现象清楚(图7)。除地表耕植土层外, 均未受到人为破坏。剖面出露地层的情况详述如下。

图 7 浮山南剖面Pm照片及剖面图
1 含砾砂土; 2 粉质黏土; 3 黏土; 4 亚黏土; 5 砂砾岩; 6 OSL取样点Fig. 7 Photo and profile of the fault on the south of Fushan.

层①含砾砂土: 表层为受人为扰动的耕植土层, 含小砾石, 磨圆好, 松散, 含植物根系; 下部为细砂砾石层, 极个别砾石直径较大为3cm, 细砂粒和砂土具有一定的层理性; 断层上部附近呈干裂状。

层②粉质黏土: 土灰色, 成层性好, 底部含少量砾石, 粉质土较纯;

层③黏土: 土黄色, 黏性土含量增大, 上部发育不连续的短节理, 呈块状, 不易刮平。

层④亚黏土: 棕黄色-土黄色, 黏性较强, 清理面日晒后见片状龟裂。断层左侧部分含较多短条状、 团状等不同形态的灰色侵染面。该层与下伏基岩呈不整合接触。断层右侧部分较厚, 揭露厚度近2m, 土层发育不规则片理、 短节理, 沿节理面发育大小不一的灰色侵染条带、 团斑等。

层⑤砂砾岩: 棕褐色, 上部呈风化状, 下部保留原岩结构, 坚硬。所含砾石大小不一, 磨圆好。

从地层上来看, 断层左侧揭露出了下伏白垩纪砂砾岩, 与上覆亚黏土层④呈不整合接触关系。该剖面断层现象清楚, 断层产状为9° /SE∠76° , 从地层错动关系上表现为正断。断层下部发育于棕红色砾岩和棕黄色亚黏土(层④)之间(图8a), 向上延伸入亚黏土层之内。黏土层③在断层两侧厚度存在明显变化, 在该地层内剥离出的断层面(图8b)发育斜向擦痕, 用手触摸指示对盘运动方向为右上方, 显示断层运动方式为正右旋滑动。层②为1套相对较纯的粉质黏土层, 底部含少量细砾石, 断层向上延伸入该层内, 表现为下盘向下错动增厚。最顶层为1套含砾砂土层①, 厚度约20cm, 细砂砾具有一定的沉积韵律性, 该层除顶部受耕植扰动外, 保存相对完整, 底部沉积界面略有起伏, 但整体来看较为连续地覆盖在层②之上, 未见断层延伸入该层之内。

图 8 浮山南剖面Pm揭露断层细节
a 基岩与土层断层接触; b 断面擦痕Fig. 8 Part of the fault exposed in the profile Pm south of Fushan.

本次工作在第四纪沉积层采集了光释光样品(图7)并送样测试, 具体情况为层①、 层②、 层③、 层④每层各采集1个光释光样品, 编号分别为为Fsb1、 Fsb3、 Fsx1、 Fsx2, 测试结果详见表2。年代样品测试结果表明, 地层③为晚更新世沉积层, 层②为全新世早期沉积层, 层①为晚于层②沉积的全新世地层。而层④的时代相对较老, 对照表1应为中更新世亚黏土层( Qp2)。根据前述断层错断关系, 该剖面断层错动了晚更新世地层和全新世早期地层, 表明断层在晚更新以来仍有过较强活动, 最新活动时代可达全新世早期。最近1次古地震事件可由层②和层①的年代来限定, 即发生在(10.6± 0.8)~(7.6± 0.5)ka, BP之间, 活动形式为正右旋滑动。

浮山南探槽Tc2揭露出的断层产状为8° /SE∠85° , 断层两侧第四纪黏土层性状存在明显差异, 表现为正断现象。因该探槽受人为采石影响, 地表土层部分剥离, 并堆积了采石残渣, 未能揭露断层更新的活动, 仅能说明断层在第四纪以来仍有活动, 故不再赘述。浮山南剖面Pm和探槽Tc2揭露了同一断层在不同位置的形态和特征, 揭示的断层均为E倾, 其中浮山南剖面Pm第四纪地层较为完整, 显示断层最新活动时代可达全新世早期, 运动方式表现为正右旋滑动。

3 浮山段断层晚第四纪以来的新活动特征

郯庐断裂带苏皖段以淮河为界, 可以分为南北2部分, 浮山段处于淮河以南的部分(图1)。本次工作在三塘、 浮山开挖2个地质探槽, 清理1个剖面, 获得了丰富的断层新活动信息。三塘探槽Tc1揭示了3条断层, 倾角均较陡, 表现为正右旋滑动和 “ 微地堑” 特征, 整体呈现为 “ 花状” 构造。综合地层年代样品测试结果, 断层错断了中更新世地层及晚更新世晚期地层, 表明该段断层在晚更新世以来仍有过活动, 最新活动时代可达晚更新世晚期。浮山南剖面Pm和浮山南探槽Tc2均揭示了类似的E倾断层, 仅在形态上有小的差异, 其中浮山南剖面Pm较好地揭示了断层新活动, 该剖面显示断层向上延伸入全新世早期地层之中, 断面显示了正右旋滑动。地层年代样品测试结果表明, 断层活动时代可新至全新世早期。浮山南剖面与三塘探槽分析结果较为一致, 稍有不同的是由于地层发育和年代样品测试原因, 三塘探槽对最近1次古地震事件的限定范围较大((18.7± 0.3)~(3.7± 0.5)ka, BP), 相比之下浮山南剖面更好地限定了最近1次古地震事件的发生年代((10.6± 0.8)~(7.6± 0.5)ka, BP)。综合以上探槽和剖面断层新活动结果可以得出, 郯庐断裂带浮山段在晚更新世以来仍有过较强的活动, 最新活动时代可达全新世早期, 最近1次古地震事件发生在(10.6± 0.8)~(7.6± 0.5)ka, BP之间; 从剖面显示的断层形态上来看, 断层多表现为高角度正断现象, 运动形式为正右旋滑动。

在淮河北岸, 泗洪县峰山乡大红山(图2)开挖的探槽揭示的断层亦是东倾, 且断层表现出张扭的新活动特点。这表明断层在淮河南北两侧的活动特点和运动性质具有相似性。郯庐断裂带苏皖交界段的构造应力场较为复杂, 其主要应力方位变动于NEE及SEE之间(方仲景等, 1979); 郯庐带苏鲁皖段震源机制解显示从北往南, 应力场最大主压应力轴总体方向成顺时针偏转的趋势, 反映出局部应力场虽然受控于大区域应力场, 但由于局部地区地质条件、 构造活动等差异性, 造成局部与大区域应力场特征存在差异(孙业君等, 2015)。对于浮山段表现出的正右旋滑动特征, 可理解为由于断层倾角较陡, 且兼有倾滑活动, 致使同一断层沿走向延伸方向或在纵向剖面上其倾向不尽相同, 因而在一些地方表现为正断特征。对于总体以挤压逆冲运动为主的郯庐断裂带中南段来说, 出现这种现象的原因可能是由于局部应力调整过程引起的滑动现象(国家地震局地质研究所, 1987)。

4 结论

本次工作在郯庐断裂带淮河以南的安徽浮山段开挖2个探槽并清理1个剖面, 揭示了较为丰富的断层现象。研究结果表明浮山段断层在晚第四纪以来仍有过较强的活动, 本次工作取得的主要成果如下:

(1)郯庐断裂带淮河南北两侧地形地貌差异较大, 在淮河南侧的浮山段断层发育于NNE向的条形岗地边缘, 对第四纪地层仍有明显的控制作用, 实地踏勘也证实第四纪地层沿线性断层分布不均。

(2)在浮山段开挖的三塘探槽、 清理的浮山南剖面等均显示, 断层新活动错断了晚第四纪地层, 表明该段断层晚更新世以来存在较强的活动; 综合年代样品测试结果, 断层最新活动时代可达全新世早期, 最近1次古地震事件发生在(10.6± 0.8)~(7.6± 0.5)ka, BP之间。

(3)本次工作在浮山段揭露的断层多表现为高角度正断现象且具有右旋滑动特征, 与淮河北侧断层活动具有延续性, 这或是郯庐断裂带中南段局部构造应力场复杂性的一种表现。

本次探槽和剖面工作表明, 位于淮河以南的郯庐断裂带浮山段在晚更新世至全新世早期仍有较强的活动。从更大的范围看, 郯庐断裂带淮河以南段与淮河以北段相比新生代以来处于差异性弱隆升状态, 第四纪地层分布不均或部分缺失, 一直难以发现较好的断层新活动现象, 本次工作发现的浮山段断层新活动是该段活动性研究的重要进展, 有益于郯庐断裂带安徽段的深入研究。

文中光释光样品由山东地震局年代学实验室测试。

致谢 野外现场现象分析得到冉勇康、 闵伟、 何宏林、 柴炽章等研究员的指导; 论文撰写过程中得到王志才研究员、 李丽梅高级工程师、 杨传成高级工程师的帮助, 在此一并表示感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

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