郯廬斷裂帶魯蘇段地殼速度結構的分段特征

金淑梅李清河熊 振張元生畢雪梅江蘇省地震局，南京 210014中國地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000

郯廬斷裂帶魯蘇段地殼速度結構的分段特征

金淑梅1）李清河1）熊 振1）張元生2）畢雪梅1）
1）江蘇省地震局，南京 210014
2）中國地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000

采用多震相走時反演法獲得了郯廬斷裂帶魯蘇段及附近（30°～37°N，113°～122°E）地殼三維速度結構。對地殼內分層速度結構的分析發現，郯廬斷裂帶魯蘇段存在速度的分段特征。

郯廬帶在0～2 km層速度分布可分為5段：①35.3°N 以北段，與郯廬斷裂帶安丘段位置大體一致，此段速度較高，曾發生了公元前70年安丘7級地震，現代中小地震也較多，此段及東西兩側地表為中生代或更早地層，速度結構的結果和地表地層反映的可能速度一致。②34.5°～35.3°N, 與郯廬帶莒南-郯城段位置一致，速度低些，曾發生了1668年郯城81/2級地震，現代中小地震非常多。此段東側以海州灣為中心速度較低,向外速度逐漸增高，地表地層主要為白堊紀及新近紀以來沉積地層，速度較低; 郯廬帶西側主要為古生代地層，速度較低，再往西，是結晶基底，速度較高，本研究的速度圖像與地質結果基本一致。③33°～34.5°N, 與郯廬帶新沂-泗洪段位置基本一致，其中速度較高處是宿遷到新沂，此段為白堊紀地層，沒有發生大地震，但發生過一些現代小震。宿遷到泗洪速度略低，沒有發生大地震，現代小震也較少。帶外總體是西側略高于東側，西側徐州附近為古生代地層，速度略高些。以上結果在位置上與李家靈等給出的安丘段、莒縣-郯城段和新沂-泗洪段一致，它們分別是3個獨立的破裂單元。④32.5°～33°N, 在郯廬帶為泗洪-定遠段，發生過4～5級地震。本段東側為蘇北平原，有很厚的沉積蓋層，N+Q厚度可達1000 m，前震旦紀基底深達7～10 km，表現為速度較低。本段西側在五河與定遠間地表地層主要為新近紀以來沉積地層，速度偏低，與本研究的結果基本一致。⑤32.5°N 以南，速度較高，有一些4～5級或5級地震，小地震也較多。地表主要為晚侏羅紀-白堊紀地層或古生代地層，本層速度偏高。

淺層速度結構的分段與地質學家給出的不同破裂段大體相同絕非偶然，表明郯廬帶新沂到泗洪段可能是斷裂的閉鎖段，未來有可能發生較大地震。

對2～5 km，5～10 km，10～15 km，15～20 km，20～25 km，25 km～M各層的速度分析表明郯廬斷裂帶魯蘇段地殼速度結構自淺至深分為3段, 大體位置是：南段（32.5°～33°N以南），中段（32.5°～33°N 至35°～35.3°N），北段（35°～35.3°N以北）。郯廬帶35°N以北地區在華北斷塊區內，32.5°至35°N則是蘇魯斷褶帶和華北斷塊區的分界，而32.5°N以南是下揚子斷塊區和華北斷塊區的分界，其位置與研究區內的大地構造塊體相吻合，故這種分段差異實際上是構造塊體的速度差異，且這種差異在地殼深部亦存在。上地殼分段與蘇魯超高壓變質巖帶的插入有關，中、下地殼速度分段則可能和火山巖滯留有關。郯廬帶西側速度總體高于東側，反映了不同構造塊體的形成和組成差別，也說明了該斷裂帶可能延伸到莫霍面。而不同深度的分段性可能反映了不同地質演化過程。在15 km以深郯廬帶中段（33°～35°N）速度低而南、北兩段速度高。由于速度結構的復雜性，局部低速層頂部或下部均會孕育大地震，故應注意郯廬帶中段（33°～35°N）中下地殼發生大地震的可能。