地震地质 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (3): 741-756.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.20240159
王鑫1)(
), 高敏2), 乔计花1),*(
), 向健斌1), 徐雨晨1), 樊继迪1)
收稿日期:2025-03-16
修回日期:2025-05-22
出版日期:2026-06-20
发布日期:2026-07-09
通讯作者:
*乔计花, 女, 1977年生, 研究员, 主要研究方向为重磁技术与地球信息探测, E-mail: jihuaqiao@ninhm.ac.cn。
作者简介:王鑫, 男, 1986年生, 副研究员, 主要研究方向为重力学、地磁学及地球深部结构研究, E-mail: wangxindzdz@163.com。
基金资助:
WANG Xin1)(
), GAO Min2), QIAO Ji-hua1),*(
), XIANG Jian-bin1), XU Yu-chen1), FAN Ji-di1)
Received:2025-03-16
Revised:2025-05-22
Online:2026-06-20
Published:2026-07-09
摘要:
郯庐断裂带是中国大陆东部的一条古老的陆内俯冲带, 也是大型活动断裂带, 其中段曾发生过1668年郯城8.5级地震。文中利用郯庐断裂带中段及周边地区较高精度的布格重力场, 采用方向导数和Parker-Oldenburg界面方法, 得到区域主要断裂几何分布与莫霍面深度, 通过计算实际地壳厚度与Airy理论地壳厚度的均衡差异(I), 进一步分析深部孕震结构以及1668年郯城地震的深部环境。研究表明, 区域重力场可划分为1个构造带和5个块体, 其中郯庐断裂带中段作为走滑为主的构造边界, 表现为一条NNE方向的高异常条带或平缓的重力梯度带, 梯度值最高达0.6mGal/km。通过重力方向导数场解译了35条主要断裂的分布与交切。区域莫霍面深度由西向东逐渐变浅, 在30.6~36.0km之间, 其中郯庐断裂带形成了一条莫霍面陡变带, 且在潍坊、郯城和宿迁—嘉山地区莫霍面局部上隆。通过地壳均衡结果可知, 区域大部分地区处于稳定状态(I趋于0), 而鲁西块体及东部沿海的少部分地区处于地壳不均衡状态, 郯庐断裂带内部出现了东、西分异的现象, 西地堑地壳趋于均衡(I≈0), 而东地堑地壳处于不稳定状态。郯庐断裂带东地堑与之交切的断裂极少, 具备积累应力应变的刚性结构条件, 且东地堑郯城地区的莫霍面出现严重上隆(深度<33km), 加之郯城局部地区的地壳处于不均衡状态(I>1.1km), 1668年郯城地震是在这种深部孕震环境下发生的。
王鑫, 高敏, 乔计花, 向健斌, 徐雨晨, 樊继迪. 郯庐断裂带中段重力均衡及深部孕震环境[J]. 地震地质, 2026, 48(3): 741-756.
WANG Xin, GAO Min, QIAO Ji-hua, XIANG Jian-bin, XU Yu-chen, FAN Ji-di. GRAVITY ISOSTASY AND DEEP SEISMOGENIC ENVIRONMENT IN THE MIDDLE SEGMENT OF THE TANLU FAULT ZONE[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2026, 48(3): 741-756.
图1 郯庐断裂带中段及周边地区地震构造图 a 研究区索引图; b 数字地形高程图(DEM); c 地震构造图。 断裂参考中国活动构造图(邓起东, 2007)并根据重力方向导数场重新解译。 F1郯庐断裂带(f1昌邑-大店断裂; f2白芬子-浮来山断裂; f3沂水-汤头断裂; f4鄌郚-葛沟断裂; f5安丘-莒县断裂); F2景芝断裂; F3百尺河断裂; F4五莲-日照断裂带; F5相邸-高阁庄断裂; F6邵店-桑墟断裂; F7海泗断裂带; F8淮阴-响水口断裂; F9洪泽-沟墩断裂; F10陵县-阳信断裂; F11齐河-广饶断裂; F12无棣-益都断裂; F13双山-李家庄断裂; F14上五井断裂; F15禹王山断裂; F16沂源-沂水断裂; F17马牧池-铜冶店断裂; F18铜冶店-孙祖断裂; F19新泰-蒙阴断裂; F20蒙山山前断裂; F21铜石-甘霖断裂; F22苍山-尼山断裂; F23凫山断裂; F24峄山断裂; F25孙氏店断裂; F26嘉祥断裂; F27汶泗断裂; F28峄城断裂; F29铁佛沟断裂; F30韩城断裂; F31无锡-宿迁断裂; F32苏北断裂; F33利辛-五河断裂; F34阜阳-固镇断裂; F35固镇-怀远断裂
Fig. 1 Seismotectonic map of the middle segment of the Tanlu fault zone and adjacent areas.
图2 布格重力异常及方向导数场 a 布格重力异常与构造单元; b x水平方向导数与断裂解译; c y水平方向导数与断裂解译; d z垂直方向导数与断裂解译
Fig. 2 Bouguer gravity anomaly and directional derivative gravity field.
| 地层 | 厚度/km | P波速度/km·s-1 | 密度/g·cm-3 |
|---|---|---|---|
| 沉积层 | 0~5 | ≤5.5 | ≤2.53 |
| 上地壳 | 10~15 | 5.8~6.2 | 2.62~2.75 |
| 中地壳 | 8~10 | 6.3~6.5 | 2.79~2.85 |
| 下地壳 | 5~10 | 6.8~7.0 | 2.94~3.07 |
| 上地幔 | 7.8 | 3.27 |
表1 地壳厚度、P波速度与密度
Table1 List of average crustal depth, P wave velocity and crustal density
| 地层 | 厚度/km | P波速度/km·s-1 | 密度/g·cm-3 |
|---|---|---|---|
| 沉积层 | 0~5 | ≤5.5 | ≤2.53 |
| 上地壳 | 10~15 | 5.8~6.2 | 2.62~2.75 |
| 中地壳 | 8~10 | 6.3~6.5 | 2.79~2.85 |
| 下地壳 | 5~10 | 6.8~7.0 | 2.94~3.07 |
| 上地幔 | 7.8 | 3.27 |
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