郯庐断裂带稳定性特征与区域金矿化化的关系研究

任 杰

（合肥工业大学，安徽 合肥 230000）

郯庐断裂带是中国东部规模最大的断裂带，也是一条巨大的强震活动带，沿郯庐断裂带城市与重大工程分布较多、人口密集，随着城市的发展以及工程建设的不断增多和经济的不断发展，对郯庐断裂带的稳定性研究具有重要的理论意义和实用价值[1]。

1 郯庐断裂带基本概况

郯庐断裂带是中国东部大陆边缘上发育的一系列北东-北北东走向左行平移断层中规模最大、构造位置最特殊、演化最为复杂的一条巨型断裂带。它南起湖北武穴，经安徽太湖、桐城、庐江、嘉山，江苏泗洪、宿迁、新沂，山东郯城、沂水、潍坊，跨过渤海，自辽宁营口向北贯穿东北三省，并且继续向北延伸进入俄罗斯境内[2-5]。

在中国境内习惯上将郯庐断裂带分为南段（安徽段和江苏段）、中段（山东段和渤海段）和北段（东北段）三个部分。其中，山东段又称为沂沭断裂带，渤海段又称为营潍断裂带。东北段自沈阳以北包括了两条断裂，分别称为依兰-伊通断裂带和敦化-密山断裂带。郯庐断裂带走向变化范围大致在10°～45°之间（江苏段和山东段走向北北东，安徽段和东北段走向近北东），平面展布形态呈缓“S”型（图1），中国境内延伸总长约2400km。

2 郯庐断裂带的活动规律

目前，郯庐断裂带的活动规律研究主要集中在苏皖段和山东段。

其中在苏皖段，郯庐断裂带活断层广泛出现，多呈现为断层泥带、断层角砾带和碎裂带的分带现象。安徽段活断层除北端嘉山盆地段与南端由两条主干活断层构成外，区內郯庐活断层主体上为一条主干活断层带。这些活断层在结构上呈现出破碎型与断层泥型沿走向上相间出现，但以前者为主。在断层类别方面，江苏段活断层主要以逆冲活动和右行平移活动为主，安徽段活断层主要呈现为逆右行平移活动，但逆冲分量随着断层倾角变小而増大。应力状态方面，依据区内活断层擦痕所反演的应力场，显示它们活动时的区域上应力状态为北东东－南西西向挤压，与现今的应为状态一致。活动时代方面，综合各类现象及研究工作，认为郯庐断裂带苏皖段的最新活动时代主要集中在中更新世至全新世。详细的野外工作发现，郯庐断裂带江苏段内活断层多为早期正断层直接复活成因，复活的早期正断层包括地堑边界正断层及旁侧伴生正断层。山东段东地堑内部存在的活断层也延入了江苏段，具有较强的活动性，在成因上也是早期断层的复活。安徽段活断层主体上是早期盆缘正断层直接复活成因，局部出现在旁侧反向断层上。这些安徽段活断层的活动并没有改变早期盆地发育阶段的地貌格局，显示其累计垂直位移量有限，并与其右行平移为主相吻合。而以逆冲活动为主的江苏段活断层则多处显示对现今地貌的明显影响[6]。

山东段内，野外工作发现，沂沭断裂带内活断层广泛出现，主要是利用早期地堑边界上的四条主干断裂而复活，部分出现在旁侧反向断层上。四条主干断裂上皆出现了破碎型与断层泥型活断层，也仍保留有局部不活动段。断层类型方面，通过系统野外观察，显示沂沭断裂带内的活断层普遍呈现为逆右行平移，但逆冲分量在不同部位有所变化。活动强度方面，活断层结构与近代地震活动等信息指示，沂沭断裂带在新构造活动期的活动强度呈现为自北向南及自西向东增加的变化规律。应力状态方面，通过应用一系列活断层擦痕反演应力场，表明沂沭断裂带活断层在新构造期是在北东东-南西西向挤压应力作用下活动的，与现今的应力场状态一致。活动时代方面，综合各类现象可得出结论，郯庐断裂带山东段的最新活动时代主要为晚更新世至全新世。

3 郯庐断裂带的活动性与地震危险性分析

郯庐断裂带同样也是一条重要的地震活动带（图2）。其中山东段与渤海段曾发生过强烈地震，包括郯城1668年8.5级地震、公元前70年诸城7.0级地震及渤海1969年7.4级地震。

关于郯庐断裂带晚更新世以来的活动构造与地震活动性方面，地震部门在上世纪70～80年代进行过较为系统的研究，其成果主要被总结在《郯庐带地震活动性研究》（魏光兴等，1993，地震出版社）专著中。研究认为，郯庐断裂带的活动构造与地震活动具有明显的分段性，总体上表现为中段活动性最强，历史上有多次强震发生，属于强震活动段；而南、北段活动性相对较弱，为中等地震活动段。

在郯庐断裂带的地震活动性方面，上世纪70～80年代地震部门开展过研究与分析。已有的成果认为，郯庐断裂带上6级以上强震沿断裂带具有2°（纬度）的等间距性，震源深度沿断裂带走向也具有一定的变化规律，以渤海段震源深度最深（15km～35km）。断裂带内已发生过的中、强震周期分别约为300、90、50、30年。断裂带内的弱震时间分布属随机态。断裂带内诱发地震的断层除北东、北北东走向者外，旁则北西向断层也会诱发地震，特别是两者相交处往往是大地震发生之处。

关于郯庐断裂带的活动与地震趋势方面，其地震活动具有周期性，当前处于地震活动期。并依据地震空白区的分析，发现渤海大震后小震具有向东北方向迁移的趋势，推断辽东地区是未来可能发生强震的地区之一。高维民和李家灵（1988）通过对郯城特大地震的分析，指出沂沭带8级大震原地重复周期为3000年左右，而不是原先人们认为的300年左右[7]。

图2 郯庐断裂带安徽段周边近代（黄色）及历史（桔红色）地震分布图

郯庐地震带是中东部规模最大的地震带，沿郯庐深大断裂展布，包括郯庐断裂带两侧及其邻近地区与之平行或斜交的次级断裂。该带呈北北东走向，贯穿整个中朝断块区和华北地台区的东部。该地震带上曾发生多次强震，据统计研究，自公元1400年以来，以郯庐断裂为中心200km范围内共发生M8.5级地震1次，M7.0～7.9级地震5次，M6～6.9级地震11次。该地震带上的地震活动具有分段性：中段强度较大，频度较低；南段强度较小，频度较高。

郯庐地震带中段为呈北北东向穿切由太古代结晶基底组成的华北断块区，主要由四条大致平行的主断裂组成，这四条主断裂在鲁中沂、沭河谷地构成了20km～40km的“两堑夹一垒”的构造，称为沂沐深断裂带。该段是结构复杂、新活动强、基底介质刚度较高。据史料记载，6级以上强震主要集中在郯庐断裂带中段，如1668年7月25日8.5级郯城地震。已有研究表明，郯庐断裂带处在强烈挤压并兼有右旋扭动的断裂段。由于它遭受的正应力大，剪切应力也大，易于积累大地震的能量，而难于以中、小地震的形式来释放，故该段地震强度大，频度低。

郯庐地震带南段发育在扬子断块与华北淮阳断褶的交界处，其介质相对较软，结构比较简单，构造应力量级不高，地震活动强度不大，其地震活动水平较北段略高。

4 郯庐断裂带控矿的一般规律

矿体的形成与断裂活动有着密不可分的关系，郯庐断裂带的分支断裂及其次级断裂控制着范围内的矿体分布、矿体规模、矿体类型以及矿化的富集程度。

4.1 不同级别构造对应控制不同级别成矿单元

不同规模的矿床对应不同级别的断裂构造，多级构造控矿是研究区内构造控矿的一个突出特点。矿田主要受NNE向主断裂带控制；矿床不仅受主断裂带控制，还受裂隙带的影响；而矿体则受局部分支断裂构造的控制。

4.2 构造对矿化的多级控制

研究区内的招平断裂、三山岛断裂、焦家断裂均属一级断裂，他们既是成矿的导矿构造，又是容矿构造，在此断裂带上产出的矿床一般规模较大。玲珑断裂、大尹各庄断裂属于二级断裂，只是容矿断裂。其他的三级构造断裂则控制着中小型矿点的分布和形成。

4.3 断裂破碎带控制矿化类型

不同的构造变形、岩石孔隙度，控制不同的矿化类型。通常情况下，规模较大的断裂构造，岩石的孔隙度较大，强度高。反之，由于较小的断裂一般多为脆性破裂，孔隙度小，构造岩强度低。

4.4 局部富集程度由构造断裂控制

断裂带上的构造引张部位、主次断裂带的交汇部位、断裂带弯曲走向的部位等，由于这些部位的应力集中释放，岩石破碎，所以更有利于成矿，矿液的聚集和流动。所以说，断裂构造控制着矿体的富集[8-10]。

4.5 矿体常呈等距分布

由于构造变形的不均一和交叉复合，矿体仅在局部发育，使得构造控矿常常呈现等距离分布的特点。

5 成矿预测

（1）在断裂带的下盘部位，破碎岩带种类越多，岩石破碎越强烈，成矿越有利。

（2）断裂规模越大，切割越深，延伸越远，越有利于导矿；力学特性呈张扭性，张性的断裂越有利于容矿；在同一断裂上，力学性质发生变化的地方越有利于成矿。

（3）找金矿时，可以找与其共生的矿物，比如：黄铁矿、黄铜矿、锌矿、以及硫化物矿。所以硫化物矿成分越复杂，共生矿越多，越有利于找金矿。