王 鑫 張景發(fā) 付萍杰 高 敏

1)中國地震局地殼應力研究所，地殼動力學重點實驗室，北京 100085

2)山東科技大學，青島 266590

0 引言

郯廬斷裂帶是中國大陸東部1條巖石圈尺度的構造邊界帶(Yin et al.，1993)，也是至今為止重要的活動斷裂帶(方仲景等，1986;李家靈等，1994)。沂沭斷裂帶為郯廬斷裂帶山東段，構造地貌特征明顯，全新世活動顯著，是華北地區(qū)的強震活動帶之一，曾發(fā)生過1668年郯城級大地震(方仲景等，1976;晁洪太等，1999)，為此諸多學者對沂沭斷裂帶的幾何形態(tài)、運動學特征、第四紀活動性、構造應力場等方面做了大量的研究工作(江娃利等，1994;晁洪太等，1997;Lin et al.，1998;Zhu et al.，2011;林愛明等，2013)。

隨著地球物理技術的迅速發(fā)展，重力、地磁、地熱等地球物理場在沂沭斷裂帶研究中得到了廣泛應用，揭示了其深部構造特征，增強了地球動力學、大震成因背景等方面的認識(馬杏垣，1987;王良書等，1995;杜曉娟等，2005;唐新功等，2006;李春峰等，2009)。然而在以往重力、磁場的研究過程中，所用的數(shù)據(jù)比例尺較小且場源分離方法有限，展現(xiàn)的主要是斷裂帶的宏觀展布特征，對其內部復雜結構研究不夠細致，因此開展地殼結構的深入研究十分必要。

本文以沂沭斷裂帶及其周邊地區(qū)作為研究區(qū)，收集較大比例尺的布格重力異常數(shù)據(jù)，以地質及地球物理資料作為約束，利用有效的場源分離方法與密度界面反演方法，反演區(qū)域地殼密度結構及莫霍面展布，分析其地殼構造單元及重力場特征;區(qū)域范圍:116.8°～120°N，34.6°～37.6°E(圖1)。通過由淺部到深部多層次的研究，充分揭示區(qū)域構造特征及深部孕震環(huán)境，為該地區(qū)的地球物理場研究提供依據(jù)，也為該地區(qū)的地震危險性評價提供堅實的基礎資料。

圖1 研究區(qū)主要斷裂分布圖(參考中國活動構造圖(鄧起東等，2007)，并根據(jù)重力資料修改)Fig.1 Distribution of active faults of the study area(Faults are cited from Map of active faults in China(Deng et al.，2007)，and amended based on gravity data).

1 地質構造背景

研究區(qū)由魯西地塊、沂沭構造帶、魯東地塊組成，沂沭構造帶縱貫區(qū)域中央，其西側為華北板塊的魯西隆起，東側自北向南為華北板塊的膠北隆起與膠萊盆地及蘇魯造山帶(鞠林雪等，2012)。沂沭斷裂帶是區(qū)域重要的構造轉換帶，南起郯城，北入渤海，大致沿沂河、沭河分布，整體呈NNE向延伸，深部構造復雜，主要由4條主干斷裂組成，自東向西依次為昌邑－大店斷裂(F1)、白芬子－浮來山斷裂(F2)、沂水－湯頭斷裂(F3)、鄌郚－葛溝斷裂(F4)，這4條斷裂構成兩塹加一壘的復式地塹構造。新生代以來裂谷構造遭受擠壓逐漸消亡，裂谷中的中生代地層強烈褶皺隆起，從而轉化為擠壓性質的右旋走滑構造帶，并產(chǎn)生1條新斷裂，即安丘－莒縣斷裂(F5)，位于東地塹內的F1、F2之間，郯廬斷裂帶中段的晚第四紀以來的新活動主要表現(xiàn)在這條斷裂上(李家靈，1989;晁洪太等，1992)。

普遍認為，沂沭斷裂帶形成于晚三疊世—早侏羅世期間的華南－華北碰撞過程中，是1條大型左旋走滑的碰撞造山邊界(Xu et al.，1987;Yin et al.，1993;朱光等，2005;張岳橋等，2008;Zhu et al.，2009)，在晚侏羅世—早白堊世期間由于古太平洋板塊向亞洲板塊的俯沖，使其再次發(fā)生左旋平移活動(朱光等，2004a，2005)。晚白堊世持續(xù)至古近紀，中國東部出現(xiàn)了由擠壓到伸展的重大構造機制轉變(翟明國等，2003)，形成了沂沭斷裂帶4條大型正斷層以及“兩塹一壘”構造樣式(朱光等，2001)。進入新近紀，中國東部的構造格局又發(fā)生了轉折，在西太平洋板塊和菲律賓板塊向W俯沖產(chǎn)生的弧后擴張作用下(朱光等，2004b)，沂沭斷裂帶轉變?yōu)閺娏业臄D壓活動。第四紀以來，沂沭斷裂帶新構造活動十分強烈，在區(qū)域性NEE－SWW向的主壓應力作用下(Zhu et al.，2011)，表現(xiàn)為右旋走滑兼逆沖活動性質(國家地震局地質研究所，1987)。

魯西地塊發(fā)育多條NW走向斷裂帶，從北至南為無槺－益都斷裂、銅冶店－孫祖斷裂、新泰－蒙陰斷裂、蒙山山前斷裂、蒼尼斷裂，這些斷裂沿NW方向形成了弧形構造(或“旋轉式構造”)，最新活動時期主要在晚更新世末至全新世初，與沂沭帶最新的強烈活動時段一致。魯中地區(qū)甚至更大范圍內晚更新世至全新世初是地殼斷裂活動的重要階段，其生成發(fā)育與沂沭斷裂帶有密切關系(晁洪太等，1992)。

2 數(shù)據(jù)與方法

重力場是研究地質構造和巖石圈結構的重要地球物理資料，可以展示地殼內部不同密度巖性體的分布情況，也可以直觀地反映地質體分布、斷裂構造的展布以及深部構造特性等信息。然而，重力場是疊加場，是不同密度、不同規(guī)模、不同深度的地質體所產(chǎn)生重力異常的綜合效應，即深部場與淺部場的疊加、區(qū)域場與局部場的疊加，因此采用有效的數(shù)據(jù)處理方法分離重力場信息，提取出不同模式、不同尺度的場源異常，進而對場源所引起的局部異常開展地殼深部特征分析研究，是利用重力資料進行地質體反演和解譯的重要步驟。

近幾年小波變換方法的快速發(fā)展，成為重磁異常分解的有效工具，并廣泛應用于地球物理信號處理領域。利用小波多尺度方法對重力場進行有效場源分離，可以得到不同階次的小波變換逼近場與小波變換細節(jié)場，體現(xiàn)出不同模式、不同深度的異常信息，其中小波變換逼近場是對區(qū)域場布格重力異常信息的反映，主要體現(xiàn)了深部場源所引起的較大規(guī)模的低頻異常信息，而小波變換細節(jié)場是對局部場布格重力異常信息的反映，主要體現(xiàn)了淺部場源體引起的較小規(guī)模的高頻異常信息。侯遵澤等(1997)介紹了小波多尺度分析方法原理，并利用該方法對中國大陸布格重力異常進行了解析;楊文采等(2001)利用低階細節(jié)不變準則實現(xiàn)了有地質意義的重力異常分解;方盛明等(2002)采用小波變換多尺度技術分解了華北地區(qū)布格重力異常，討論了各階變換異常細節(jié)特性及相應的地質構造特征。此外，還有許多學者應用重力小波多尺度分析方法開展地質構造研究工作，獲得了豐碩的成果(高德章等，2000;姜文亮等，2012;吳詠敬等，2012;Jiang et al.，2012，2014)。

本文收集了研究區(qū)的地面布格重力資料，數(shù)據(jù)來源于全國地質資料館，采樣間隔為2km，利用重磁勘探軟件(GMS3.0)的二維小波多尺度分析方法進行布格重力場數(shù)據(jù)分解，得到1—4階小波變換逼近和1—5階細節(jié)圖。為了精細地刻畫地殼內部結構及斷裂帶展布特征，下文將簡要分析小波變換逼近場，重點分析小波變換細節(jié)場，并結合功率譜方法，計算各階次小波變換場所對應的近似場源深度(表1)。功率譜是20世紀70年代發(fā)展起來的一種重磁場深度換算方法(Cianciare et al.，1976)，可以利用對數(shù)功率譜曲線斜率估算各階次重磁變換場相對應的近似場源深度，是重磁深度反演計算的常用方法。

表1 各階小波變換重力場所反映的場源深度Table 1 Depth reflected by each wavelet transform

3 區(qū)域場特征

3.1 布格重力異常特征

布格重力異常主要反映了區(qū)域場宏觀構造信息。布格重力異常圖顯示(圖2)，區(qū)域重力場表現(xiàn)為東西分異格局，形成東高西低的異常特征，異常值變化范圍在－8.1～58.0mGal之間。沂沭斷裂帶貫穿區(qū)域中部，沿濰坊、安丘、莒縣、臨沂地區(qū)形成了1條NNE方向的重力梯度帶，梯度帶重力異常變化劇烈，重力梯度值高，最大梯度變化值＞1mGal/km，分隔了魯西、魯東2大地塊，構成了區(qū)域內重要的地球物理分界線，其兩側地質體密度存在明顯差異;區(qū)域東側為魯東地塊，魯東地塊由北向南為膠北隆起、膠萊凹陷、膠南隆起中新生代構造單元(宋明春，2008)，其中膠萊坳陷表現(xiàn)為高值異常圈閉區(qū)，呈現(xiàn)出斜三角形態(tài)，異常值最大達58mGal，其南北兩側膠南、膠北隆起的重力異常值較低，表現(xiàn)為中值異常區(qū);區(qū)域西側為低異常區(qū)的魯西隆起地塊，重力值明顯低于東部，反映出強烈的隆升機制。

3.2 重力小波逼近場

小波逼近場壓制淺層次局部地質體異常效果，突出區(qū)域優(yōu)勢構造單元的重力異常特征，反映深部場源低頻異常信息。隨著逼近階次的增高，所體現(xiàn)出的重力場信息趨于簡單化、集中化。針對1—4階小波逼近圖，利用對數(shù)功率譜方法對場源深度進行了計算，得到了各自對應的近似場源深度(表1)。

圖2 區(qū)域布格重力異常圖Fig.2 Bouguer gravity anomaly of the study area.

1—2階逼近圖中(圖3a，b)，異常值變化范圍分別為－7.4～57.5mGal、－6.3～55.2mGal，重力場整體特征與布格重力異常較為相似，反映出中上地殼深度的區(qū)域場信息，區(qū)域地質構造格局基本清晰，東部為中高值區(qū)的魯東地塊，西側為低值區(qū)的魯西隆起，沂沭斷裂帶形成的NNE走向大型重力梯度帶平直而陡變，反映出中上地殼厚度在沂沭帶發(fā)生了急劇的變化。3—4階逼近圖中(圖3c，d)，異常值變化范圍分別為－4.2～49.4mGal、－1.3～43.7mGal，局部異常信息逐漸壓抑，區(qū)域板塊特征及深大斷裂的重力異常更為突出，反映下地殼至莫霍面深度的區(qū)域場信息。區(qū)域繼承著東高西低的重力場特征，反映出魯東、魯西地塊的地殼厚度存在明顯差異，而沂沭斷裂重力陡變梯度條帶依然存在，呈舒緩波狀延伸，控制著兩側塊體的邊界，該斷裂已切穿下地殼達上地幔，屬于超殼斷裂。

4 分析與討論

4.1 地殼結構特征

重力小波細節(jié)場可抑制深部場響應，突出局部場信息，反映的是區(qū)域較為精細的地殼結構特征，其高、低異常圈閉代表著隆、凹相間的構造地質單元。由于1節(jié)細節(jié)圖主要反映的是近地表沉積層的密度變化，其信息尤為雜亂，故重點對2—5階小波細節(jié)圖詳細分析，并利用對數(shù)功率譜計算所對應的近似場源深度(表1)，揭示不同深度的地殼橫向非均質性。

圖3 布格重力異常1—4階小波逼近圖Fig.3 1～4 order approximate images of wavelet multi-scale analyses.

2階小波變換細節(jié)圖重力異常變化錯綜復雜，支離破碎，異常值變化范圍為－4.9～8.0mGal，對應著上地殼大約6km場源深度，反映的是上地殼地質體密度差異(圖4a)。沂沭斷裂帶內部形成了多條NNE延展的狹長狀高、低重力異常圈閉體，對應汞丹地壘及東、西地塹構造單元，體現(xiàn)了上地殼的兩塹加一壘的構造格局，而高、低異常圈閉體之間的過渡帶形成NNE向小尺度線性重力梯度帶，沂沭斷裂帶的5條分支斷層沿此線性梯度帶分布，其中F1、F2斷裂挾持著低異常條帶的安丘－莒縣盆地，F(xiàn)3、F4控制著低異常條帶的馬站－蘇村盆地，F(xiàn)2、F3之間為高異常條帶的汞丹山斷隆，而F5斷裂形成右階雁列式線性異常，斷續(xù)展布于安丘－莒縣盆地之內。在晚白堊世至古近紀期間，沂沭斷裂帶發(fā)生的伸展活動基本形成了兩塹一壘重力格局的雛形，4條主干斷裂為大型正斷層(朱光等，2001);而新近紀以來區(qū)域轉換為強烈的擠壓作用(朱光等，2004b)，4條主干斷裂沿先存的正斷層再次發(fā)生逆沖活動，持續(xù)控制著塹壘構造邊界。

圖4 布格重力異常2—5階小波細節(jié)圖Fig.4 2～5 order detailed images of wavelet multi-scale analyses.

魯西塊體內發(fā)育多條NW向斷裂，表現(xiàn)為重力線性梯變帶或串珠狀異常條帶現(xiàn)象，其中無棣－益都斷裂、沂源－沂水斷裂、銅冶店－孫祖斷裂、新泰－蒙陰斷裂所形成的重力線性條帶交切于西地塹，由于汞丹山地壘高異常圈閉遮擋，未延伸至東地塹，而蒙山山前斷裂、蒼尼斷裂穿過西地塹切至東地塹，使沂沭帶所形成的NNE重力圈閉體發(fā)生扭曲、收斂等現(xiàn)象。魯西地塊的多條NW向斷裂控制著系列小型盆地的發(fā)育，盆地單元體的重力異常均表現(xiàn)為低異?，F(xiàn)象:雙山－李家莊斷裂南側的低異常橢圓形圈閉對應臨朐三角型盆地;銅冶店－孫祖斷裂西南段南側為萊蕪三角形盆地，表現(xiàn)為長軸EW向的低異常圈閉;新泰－蒙陰斷裂控制著南側中新生代的新泰－蒙陰盆地，形成NW向的串珠狀低異常條帶;蒙山山前斷裂的北側為太古代片麻巖的蒙山山脈，表現(xiàn)為窄條狀重力高異常圈閉，圈閉形態(tài)與蒙山山體相吻合，其南側為中新生代的平邑－方城盆地，表現(xiàn)為長軸NW向的窄條狀低異常圈閉，高、低重力圈閉之間形成了線性梯度帶，對應著蒙山山前斷裂的分布(晁洪太等，1992)。上述分析表明，魯西NW向斷裂系構成了“北斷南超”重力特征，其形成機制歸因于中生代沂沭斷裂帶左行運動(王小鳳等，2000)，也有人認為是與沂沭斷裂帶在特定構造動力學背景下形成的1組共軛斷裂系(王先美等，2010)。

3階小波變換細節(jié)圖中重力異常圈閉有所增大，異常值范圍－8.4～10.4mGal，對應場源深度約12km，反映了殼內中等尺度巖石密度的不均勻性特征，展現(xiàn)了中地殼深度上各地質塊體巖性密度差異的分布情況(圖4b)。圖4中，沂沭斷裂帶整體呈“V”字形態(tài)且由北向南收斂，其內部的安丘－莒縣盆地、汞丹斷隆、馬站－蘇村盆地，對應的低、高、低狹長狀重力圈閉體進一步擴大，兩塹一壘的構造格局更為明顯。濰坊至萊州灣一帶，沂沭斷裂帶呈發(fā)散狀向N延伸，兩塹一壘的重力格局不復存在，5條主干斷裂變?yōu)?支，即東支的F1斷裂和西支的F4斷裂;由于沂沭構造帶新生代以來的走滑拉分活動，形成了濰坊凹陷、濰縣凸起、濰北凹陷構造單元(李曉清等，2003)，由南向北依次排列，分別表現(xiàn)出方形或菱形的低、高、低圈閉體的重力響應，F(xiàn)1、F4斷裂控制著系列隆凹單元的東西邊界。魯西塊體內NW向斷裂及相應斷陷盆地的重力特征依舊清晰，其中蒙山山前斷裂橫切沂沭帶，使沂沭帶產(chǎn)生的高異常圈閉左旋扭曲，蒼尼斷裂切穿沂沭構造帶并分割北側的臨沂高異常圈閉及南側低異常圈閉的郯城凹陷區(qū)。魯東地區(qū)的五蓮－榮成韌性剪切帶異常初顯，沿日照北側的重力梯度帶分布，分隔膠南隆起、膠萊坳陷構造單元，與沂沭帶組成倒“入”字形結構。

4階小波變換細節(jié)圖中重力異常圈閉進一步擴大，異常值在－9.7～10.1mGal內變化，場源深度約23km，揭示中地殼底部至下地殼頂部介質密度造成的重力異常情況(圖4c)。下地殼為褶曲構造，表現(xiàn)出大規(guī)模高、低密度異常相間排列的典型特征，沂沭斷裂帶各主干斷裂的線性梯度帶消失，沿斷裂帶產(chǎn)生的串珠狀重力高與重力低異常分布，高、低異常圈閉相間排列，圈閉規(guī)模較大且呈長軸方向為NNE的狹長條帶。在濰坊—莒縣一帶沂沭帶呈現(xiàn)寬緩的低異常圈閉，反映了白堊紀—古近紀在區(qū)域伸展作用下形成的沂沭裂谷帶(朱光等，2001)。魯西塊體的無棣－益都斷裂、蒙山山前斷裂、蒼尼斷裂依然表現(xiàn)為NW向重力梯變條帶，表明這些斷裂已切割至下地殼深度，其中蒼尼斷裂切穿沂沭斷裂帶，形成下地殼介質北高南低的異常特征，南北兩側密度差異明顯，證明了郯廬斷裂帶在此處的地殼深部的分段性特征(張鵬等，2007)，蒼尼斷裂成為郯廬帶魯、蘇段的重要分界線。魯東地區(qū)膠萊盆地與南側的膠南隆起分異逐漸加劇，被五蓮－榮成斷裂重力梯級帶分隔。

5階細節(jié)圖反映了下地殼底部到上地幔頂部引起的重力異常，揭示莫霍面起伏及上地幔物質密度的橫向變化特征，重力異常趨于簡單，重力值范圍－5.9～7.5mGal(圖4d)。由于西太平洋板塊向東亞板塊持續(xù)俯沖，華北東部深部巖漿活動劇烈(Tian et al.，2011;Zhu et al.，2011，2012)，造成區(qū)域內上地幔和軟流層的高密度物質沿沂沭斷裂帶通道上涌，在濰坊—莒縣—臨沂一帶形成了NEE向的大規(guī)模橢圓狀高異常圈閉體，密度異常明顯高于周邊，這可能是沂沭斷裂帶地震活動性強的原因之一。相比之下，魯西地塊形成重力低異常區(qū)，其莫霍面埋藏深，地殼厚度大，地殼較為穩(wěn)定。

4.2 莫霍面反演

以往的重力資料反演莫霍面采用的是均勻密度模型，殼幔密度差為1個常數(shù)，然而實際中地殼密度是隨深度變化的，殼幔密度差也是變化的，因此本文采用密度隨深度呈指數(shù)變化的變密度模型來反演莫霍面深度，即采用Parker密度界面反演法對區(qū)域莫霍面進行計算(Parker，1973)，利用地震測深資料得到不同層位的地殼厚度及速度結構作為反演的約束條件(表2)(張碧秀等，1996;鄧晉福等，2007)。殼幔密度差指數(shù)模型為

式(1)中:Δρ0為界面密度差，μ為變密度因子，Z為深度。

根據(jù)地震測深資料可知(熊小松等，2011)，研究區(qū)西部的魯西隆起及東部的膠南隆起莫霍面較深為33～36km，濰坊東至臨沂一帶較淺為30～32km，故研究區(qū)莫霍面平均深度約為33km。文中通過密度與P波速度的經(jīng)驗公式ρ=0.77+0.32Vp(Berteussen，1977)得到了不同層位的地殼介質密度(表2)，利用變密模型公式計算出區(qū)域最佳變密度因子為0.049。

通過對研究區(qū)布格重力數(shù)據(jù)進行小波變換處理得到4階重力小波逼近圖(圖3d)，消除了局部重力異常的影響，根據(jù)對數(shù)功率譜計算，近似場源深度約為40km，基本反映了莫霍面及上地幔引起的重力異常特征，因此用來反演莫霍面深度圖最佳。

由區(qū)域莫霍面分布圖可知(圖5)，莫霍面在橫向上起伏變化較大，范圍在29～36km，自東向西逐漸加深，地殼由東向西逐漸增厚，具有明顯的分區(qū)特征，沂沭斷裂帶形成了莫霍面陡變帶，呈NNE向弧形展布，縱穿區(qū)域中央。區(qū)域莫霍面形態(tài)與地表存在明顯的負相關性，沂沭帶西側莫霍面埋深大，對應著魯西隆起地貌，而東側莫霍面埋深普遍較淺，對應著平原沿海地帶，地殼厚度整體偏小。魯西塊體內，莫霍面在沂源縣和棗莊2個地區(qū)出現(xiàn)2個莫霍面凹陷中心，其深度為35～36km，表明在區(qū)域隆起過程中受重力均衡調整作用而使得莫霍面下傾;而東部地區(qū)出現(xiàn)2個莫霍面上隆中心，分別在濰坊東和臨沂市一帶，埋深29～30km，魯東地區(qū)日照北側出現(xiàn)莫霍面梯度帶，在地質構造上大體對應五蓮－榮成韌性剪切帶，分隔蓬萊盆地及蘇魯造山帶，莫霍面自西北向東南加深，日照地區(qū)埋深達35km。

沂沭斷裂帶為超殼斷裂帶，造成區(qū)域莫霍面東西分異的格局，影響著兩側塊體地殼活動及構造特征。橫跨斷裂帶地殼厚度由西側的36km迅速上升至東側的30km以上，起伏變化達6km，兩側莫霍面埋深形成了鮮明對比。研究表明大震多發(fā)生在地幔上隆附近或斜坡帶上(北京大學地震地質教研室等，1982)，公元前70年安丘7級地震、1668年郯城級大地震均發(fā)生于沂沭構造帶內的莫霍面梯度條帶上及上隆區(qū)，因此濰坊—莒縣—臨沂一線在深部孕震環(huán)境上具有強震發(fā)震條件，視為強震危險區(qū)。

表2 地殼厚度、P波速度、密度Table 2 List of P wave velocity，crustal density and average crustal thickness of the area

圖5 區(qū)域莫霍面分布圖Fig.5 Moho topographic map of the study area.

4.3 地震活動性分析

張國民等(2002)指出華北地區(qū)近期地震震源深度平均為(14±7)km，地震基本集中在中上地殼內，因此將1980—2008年的地震數(shù)據(jù)(MS2～5)投影到中上地殼尺度的2—3階重力小波細節(jié)圖中，分析地殼深部孕震環(huán)境。如圖4a，b所示，地震主要發(fā)生在高、低密度異常轉化帶之間，特別是高、低異常過渡的重力梯度條帶之上，重力梯度條帶即地殼密度的變化帶，是地殼形變發(fā)生破裂的重要位置。震中多數(shù)沿幾條大型的活動斷裂對應的重力梯度帶分布，走向與斷層走向基本一致，形成了線性的地震條帶，以沂沭斷裂帶現(xiàn)象最為明顯，魯西塊體內的幾條NW向斷裂次之，地震的發(fā)生與這些斷裂的活動有著密切的關系。

綜合近期地震和歷史中強地震資料可知(圖6)，區(qū)域內沂沭斷裂帶地震頻發(fā)，形成了NNE向的地震構造帶，并發(fā)生過公元前70年安丘7級大地震及1668年的郯城級大地震，地震活動性強;魯西塊體發(fā)育多條NW向活動斷裂，控制了地震的發(fā)生，出現(xiàn)多次5級以上地震，5級以下地震頻發(fā);魯東塊體活動斷層發(fā)育較少，地震活動性弱，地震頻度相對于沂沭斷裂帶和魯西地塊低，僅發(fā)生過1次5級或5級以上地震，即1796年諸城5級地震。區(qū)域地震發(fā)生的強度及頻度由高到低依次為沂沭斷裂帶、魯西地塊、魯東地塊。沂沭斷裂帶東地塹內小震密集而頻度高，1668年的郯城級歷史大地震也發(fā)生于此;而西地塹內地震活動明顯減弱，小震稀疏而分散，活動頻度低，沒有5級以上地震發(fā)生，東、西地塹的地震活動存在明顯差異，東地塹地震活動性強于西地塹。

圖6 區(qū)域地震活動性Fig.6 Seismic activity of the study area.

5 結論與認識

(1)布格重力異常顯示，沂沭斷裂帶形成了1條NNE走向的大型重力梯度帶，分隔了魯西和魯東塊體，成為區(qū)域內重要的地球物理分界線。魯東塊體由北向南為膠北隆起、膠萊盆地、膠南隆起，重力特征表現(xiàn)為中、高、中值異常形態(tài)，而魯西地塊重力值明顯低于東部，反映出強烈的隆升機制。1—4階小波逼近圖反映的是區(qū)域場信息，突出了魯西塊體、沂沭構造帶、魯東地塊3大構造單元異常特征，沂沭斷裂帶的重力梯度帶更為明顯，該斷裂切穿地殼達上地幔，屬于超殼斷裂。

(2)重力局部場顯示，區(qū)域中上地殼結構比較復雜，下地殼結構相對簡單。在中上地殼內，沂沭斷裂帶內部由西向東為安丘－莒縣地塹、汞丹山地壘、馬站－蘇村地塹，對應著低、高、低狹長狀重力異常圈閉，形成了兩塹一壘的構造格局，5條主干斷裂形成了線性梯度帶分布于東、西地塹中;魯西發(fā)育多條NW向斷裂，呈現(xiàn)線性梯度帶或串珠狀條帶交切于沂沭斷裂帶，多數(shù)斷裂只交切于西地塹，而蒙山山前斷裂、蒼尼斷裂橫穿沂沭斷裂帶切至東地塹，這些斷裂控制著相關盆地的邊界。下地殼為明顯的褶曲構造，表現(xiàn)出大規(guī)模高、低密度異常相間排列的典型特征，沂沭帶形成寬緩的低異常區(qū)，反映了在白堊紀—古近紀的區(qū)域伸展作用下形成的沂沭裂谷，而NW向斷裂僅無槺－益都、蒙山山前斷裂、蒼尼斷裂形成了舒緩型的梯度帶與之交切，說明這些斷裂已切割至下地殼深度。

(3)區(qū)域莫霍面形態(tài)與地表存在明顯的負相關性，西部莫霍面埋深大，對應著魯西隆起地貌;而東部莫霍面埋深普遍較淺，對應著平原沿海地帶;沂沭斷裂帶形成了莫霍面陡變帶，造成了東西分異的格局，影響著兩側塊體構造特征及地殼活動;濰坊東—莒縣—臨沂一線出現(xiàn)莫霍面上隆區(qū)，是由于軟流層或上地幔高密度物質上隆所致，具有強震發(fā)生的孕震環(huán)境。

(4)區(qū)域地震多發(fā)于高、低密度異常轉化帶之間，特別是活動斷裂對應的高、低異常的重力梯度條帶之上，地震的發(fā)生與這些斷裂的活動有著密切的關系。沂沭斷裂帶地震頻度高、強度大，相比之下，魯西地塊次之，魯東地塊最弱，沂沭斷裂帶的東地塹地震活動性明顯強于西地塹。