郯庐断裂带是中国东部活动性最强的断裂带, 郯庐断裂带江苏段主要由5条分支断层组成, 并于更新世强烈活动, 其中安丘-莒县断裂持续活动至全新世, 是1668年郯城8½级特大地震的发震断裂。文中采用古地震探槽方法研究安丘-莒县断裂江苏段全新世以来的古地震事件, 并采用¹⁴C测年方法确定古地震的时间。结合前人通过探槽揭露的古地震时间进行综合分析, 认为安丘-莒县断裂江苏段全新世以来共有3次古地震事件, 时间分别为距今3 00a以来、距今约6 000a和1 1000a, 垂直同震位移均约1m。1668年郯城8.5级地震在安丘-莒县断裂新沂段山前出露区存在地表破裂的迹象, 在隐伏区表现为大量喷砂冒水现象, 在探槽揭露的晚全新世地层中有密集的裂缝和砂脉。

郯庐断裂带是中国东部活动性最强的断裂带, 第四纪以来主要沿安丘-莒县断裂活动。前人针对安丘-莒县断裂的活动时代、 古地震事件及几何结构进行了大量研究, 但多集中于断裂出露区, 对断裂隐伏区的研究相对较少。文中利用野外地质调查、 浅层地震勘探、 钻孔联合地质剖面及古地震探槽等深、 浅、 表立体式多层次研究方法, 重点开展安丘-莒县断裂新沂段的几何结构特征研究, 分析其平面几何展布特征和深、 浅、 表构造关系, 填补安丘-莒县断裂新沂段隐伏区活动特征的研究空白。结果表明, 安丘-莒县断裂新沂段自北向南可分为北马陵山-官庄段、 官庄-唐店段和唐店-新店段3段; 中段以双支的走滑兼正断活动为主, 向南、 北两端转变为单支的走滑兼逆冲; 基岩顶垂直位移在中部最大, 约为230m, 向两侧逐渐变小, 表现为螺旋状的枢纽运动。安丘-莒县断裂新沂段的深、 浅表呈现成因相同和几何结构协调的变形特征, 在深部表现为单支, 切穿白垩纪地层向上延伸, 在浅表层沿基岩山与第四系软土层接触面向上破裂, 在南马陵山和北马陵山处表现为单支, 多处破裂至地表。在断裂中部的拉分盆地内, 第四系厚度>300m。安丘-莒县断裂向上部破裂时分为东、 西2支, 呈隐伏状, 以“Y”字形相对而立, 构成了安丘-莒县断裂的东、 西边界, 最新活动沿断裂的西支发生。安丘-莒县断裂的西支为全新世活动断层, 向南马陵山、 北马陵山基岩山体延伸时上断点埋深逐渐变浅, 直至出露。

郯庐断裂带沂沭段最新活动的断层一般称之为F₅断层,分布于潍坊至嘉山一带,长约360km。郯庐断裂带宿迁段F₅断裂的准确位置、活动时代一直以来存在较大的不确定性。文中通过浅层地震勘探对F₅断裂进行了系统性勘探,获取了准确的定位及其断裂发育特征。结果表明,F₅断裂并未终止于原来认定的宿迁市环城南路处,而是继续向南延伸; F₅断裂主要由2条相向而倾、近直立发育的主干断裂组成;在三棵树乡附近,F₅断裂由3条断裂组成,且呈右阶排列,阶区长度约6km,宽度约2.5km,形成小的拉分盆地,控制了新近纪以来地层的沉积。结合钻孔联合剖面和槽探结果,判断F₅断裂西边界断裂为全新世活动断裂,东边界断裂为晚更新世活动断裂,总体认为F₅断裂为全新世活动断裂。

安丘-莒县断裂是郯庐断裂带内活动时代最新、地表形迹最明显, 地震危险性最大的断裂。因缺少可信的地质证据, 前人对于该断裂江苏段的全新世活动情况存在较大争议。文中根据对郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段开展的野外调查工作成果, 结合在宿迁市地区开展的断层活动性鉴定工作成果, 对该断裂的晚第四纪活动特征进行了探讨。本次发现的多个断裂剖面及宿迁地区的断层活动性鉴定成果都表明安丘-莒县断裂的南马陵山—宿迁段在全新世中期发生过1次古地震事件; 而后陈村探槽表明该断裂重岗山段无全新世活动迹象。安丘-莒县断裂江苏段晚第四纪活动总体以右旋走滑兼挤压逆冲为特征, 局部地区则以走滑正断为主。安丘-莒县断裂江苏段自晚更新世以来经历了多次活动, 在全新世也有明显活动, 其地震活动具强度大、频度低的特点, 其活动性总体自北向南逐渐减弱。

城市活动断层是城市潜在危害之一, 而对城市隐伏活动断层的准确定位及其最新活动时代的判定, 一直是活动断层探测的难题。文中以宿迁市合欢路隐伏活动断层探测为例, 通过地质地貌调查和浅层地震勘探初步确定断层位置。依据对折定位法原理, 实施钻孔联合剖面探测, 把断层上断点限定在平面5m、深度4.4~6.1m的范围内。再通过开挖探槽, 精确查明断层近地表位置以及断层最新一次活动时间。 利用多层次, 多手段综合探测方法, 在合欢路场地对安丘-莒县断裂宿迁段的断层精定位和活动性研究中取得了很好的效果。 合欢路场地探测结果显示, 断层最新一次事件发生在(5.9±0.3)ka BP以后, 属于全新世活动断层。

通过野外地质调查、浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测等方法, 对废黄河断裂的第四纪活动性进行了研究。浅层地震勘探结果表明, 废黄河断裂由南北两条主干断裂组成, 南支断裂倾向NE, 北支断裂倾向SW, 总体为一地堑形式, 断裂宽度为1～2km。在地震剖面上, 废黄河断裂的各个断点都是以断错基岩面为特征, 并未断错第四系内部层位。钻孔联合剖面探测结果显示, 废黄河断裂断错了中更新统层位, 但未断错其顶面。在凤山一带发现1条废黄河断裂的次级断层出露, 结合断层泥胶结程度、测年结果和地貌特征等判断, 该断层最新活动为中更新世中期。综合以上研究工作成果, 判断废黄河断裂早期为左旋活动, 第四纪以来表现为张性活动, 其最新活动时代为中更新世中期。受构造背景的控制, 徐州地区发育的NW向断裂明显较相邻的鲁西南地区的NW向断裂活动性弱。

文中利用遥感影像分析了徐州废黄河断裂带的空间展布及与邵楼断裂的交切关系,利用重磁资料研究了废黄河断裂带的深部几何结构及与郯庐断裂带西边界的交切关系。二阶布格重力异常小波变换细节图反映出徐州废黄河断裂带的深度为7～8km,而三阶和四阶重力异常细节图反映的深度分别为9～11km和15～18km。研究结果表明,废黄河断裂带向SE延伸至九顶附近,向下的切割深度约为 8～9km。NW向的废黄河断裂带截切邵楼断裂致使邵楼断裂构造线自东北向西南由N60°E转至N45°E。废黄河断裂带与郯庐断裂带不相交。废黄河断裂带属于前第四纪断裂,活动性较弱。