中国大陆地震构造及现今地球动力学若干问题

1. 中国大陆地震构造及现今地球动力学若干问题

叶洪　陈国光　郝重涛　周庆
（中国地震局地质研究所，北京　100029）
摘要　在现今地球动力学体制下，中国大陆板块内部的构造活动表现为6个各具特色的构造运动及内部变形的一级块体（青藏块体、甘新块体、东北块体、华北块体、华南块体及东南沿海块体。中国大陆地震活动与现代构造运动受制于特提斯－喜马拉雅构造带及西太平洋构造带两方面的影响。中国大陆西部现代构造运动的力源主要来自印度板块与欧亚板块的碰撞，而中国大陆东南地区及东北地区则主要分别受菲律宾海板块及太平洋板块的影响。华北的情况比较复杂，太行山以西的华北西部以特提斯－喜马拉雅构造带的影响为主，郯庐带以东的华北东部以西太平洋构造带影响为主，介于以上两者之间的华北中部地区可能是两种影响混杂的过渡地带。大陆板内各个块体之间的边界在很多段落上表现出弥散性变形的特点，它们之间的相对运动幅度是有限的，这些都与岩石圈大板块之间的相对运动及变形方式有很大不同。在上述块体内部，应变能的释放主要沿着原有的构造软弱带进行。在中国大陆东部的各个块体内古裂谷或被动大陆边缘的地壳颈化带是最重要的构造软弱带。而在中国大陆西部，一些古生代以来褶皱带的主边界断裂或主中央断裂仍是当地主要的构造软弱带。大地震往往沿着上述构造软弱带成带状分布。板内大地震复发间隔的统计结果表明，中国大陆板内块体运动及变形的速率比板块边界要小一到两个数量级，这对板内块体运动学模型是一个重要的限定。
关键词　地震构造　地球动力学　中国大陆
1　引言
从本世纪初阿尔冈（E.Argand）最早提出喜马拉雅大陆碰撞的设想算起，中国大陆地球动力学问题的研究已经经历了中、外学者好几代人的努力。到目前为止，这仍是世界上地球动力学研究的一块热土。各种科学基金及国际协作组织争相立项，各国地球科学家纷至沓来，都想在中国大陆内部地球动力学的研究中占有一席之地。
中国大陆的这一科学魅力首先来自于它在全球构造格架中所占的独特的构造位置（图1）。从全球构造的角度看，中国大陆正好处在目前世界上最大的两条全球规模巨型挤压构造带：特提斯－喜马拉雅构造带与环太平洋构造带的接合部位。特提斯－喜马拉雅构造带代表着全球规模南、北大陆的聚敛与碰撞，它横贯欧、亚、非三洲自西向东延伸，在中国大陆内部东经104°附近嘎然终止。这一巨型构造在这里的突然收尾，显然是因为受到了近南北向西太平洋构造带的阻挡，在这里它的巨大的近南北向压缩变形必须以某种方式与西太平洋边缘近东西向板块聚敛运动影响下的中国大陆东部构造变形相协调。

图1　中国及邻区现代板块及板内运动示意图

中国大陆地质的另一个重要特点是它本身的复杂拼合结构。中国大陆既不同于典型的北大陆地块（如西西伯利亚、俄罗斯），也不同于典型的南大陆地块（如非洲、澳大利亚、南美等）。它是由部分北大陆碎块、部分南大陆碎块以及若干位于南、北大陆之间的小陆块拼合而成的。在漫长的拼合历史过程中，围绕着相对比较刚性的古陆块形成了大量相对比较韧性的不同年龄褶皱带。
中国大陆基底这种软硬相间的拼合结构，加上上述两个超级构造动力学系统在这里的强烈对抗与相互协调，必然使其现代构造运动及变形表现出独特的复杂性及多样性。中国大陆内部一系列令世人瞩目的现今地球动力学现象就是在这样的构造背景下发生的。例如：青藏高原的快速隆升、缩短、地壳增厚及向东挤出；天山、阿尔泰山的再生隆起与塔里木、准噶尔盆地边缘的快速沉降；华北一系列新生代裂谷盆地的拉开与迁移；华南地块的持续缓慢隆升及东移；菲律宾海板块与欧亚板块在台湾东部斜向碰撞及其在中国东南沿海引起的挤压剪切变形等，这些都与在现今地球动力学体制下中国大陆内部软硬相间块体间的相对运动有关。这些热点课题的研究不仅具有区域性意义，而且对于认识整个地球大陆岩石圈构造行为及变形机制具有普遍意义。
地震构造分析历来是研究现今地球动力学的一个重要途径，从构造地质学的角度来看，地震就是岩石圈构造变形过程中的破裂－错动事件。目前已有日趋成熟的地震地质学及地球物理学方法可对地震与构造的关系进行系统研究，包括各次地震的构造力学背景、震源破裂过程以及地震活动在最近地质历史时期的时空分布规律等。这些研究成果对认识大陆内部现今地球动力学过程，特别是大陆内部块体相对运动及块体内部变形无疑具有十分重要的意义。
近十多年来，配合联合国国际减灾10年计划，我国在地震区划、重大工程及城市地震危险性分析等方面开展了广泛的工作，这些工作涉及到地震构造方面的一系列基础研究。由此产生的大量研究成果，是我们进一步认识中国大陆现今地球动力学过程的新的基础。在本文中，作者想应用近年来在地震区划及工程地震工作中积累与收集到的各种地震活动性、震源机制、古地震、大地震地表破裂及形变带等资料，对中国大陆地震构造特征作一次再分析，在此基础上，从地震构造的侧面对中国大陆现今地球动力学研究中大家关心的某些问题作概要的讨论。
2　中国地震构造分区及大陆板内块体
地震的空间分布曾是确定现代岩石圈板块边界的重要依据，同样，大陆板块内部现代构造运动的块体性，在地震的空间分布上也有相应的反映。但是，由于板内地震分布的弥散性，情况比较复杂，研究方法也应有所不同。对于岩石圈板块，一般根据巨型地震带的展布，就可以相当明确地划分板块边界，而对于板内块体，除了需要考虑地震空间分布外，还需要更多地从地震构造的区域特点上去进行分析，也就是首先需进行地震构造分区。
根据地震空间分布及地震构造的区域性特点。我们将中国划分为以下10个地震构造区（图2）：甘新地震构造区、青藏地震构造区、喜马拉雅地震构造区、东北地震构造区、华北地震构造区、华南地震构造区、东南沿海地震构造区、台湾中西部地震构造区、台湾东部地震构造区、南海地震构造区。
上述10个地震构造区中，有两个地震构造区，即喜马拉雅地震构造区及台湾东部地震构造区分别与喜马拉雅板块碰撞带及台湾东部板块碰撞带相对应。另有两个地震构造区，即台湾中西部地震构造区及南海地震构造区，可看作是板缘及板内构造区的过渡。其余的6个地震构造区则具有板内地震构造区的性质。
将这6个板内地震构造区的位置与前寒武纪结晶基底的分布进行对比，可以看出，上述板内地震构造区大多都是以一两个前寒武纪古陆块为核心，古陆地之外，一般围绕着古生代以来的褶皱带。例如：华北地震构造区是以著名的中朝地台为核心的；东北地震区以松嫩地块为核心，周边为古生代褶皱带；华南地震构造区以扬子地台西部为核心，东侧围绕有古生代褶皱带；东南沿海地震构造区大致以华夏古陆块为核心；甘新地震构造区由塔里木地台、准噶尔地块以及发育其间的古生代褶皱带组成；青藏地震构造区的情况比较特殊，它主要是由古生代以来各个时代的褶皱带组成，但其中夹杂着一系列较小的古陆块，如：柴达木地块、羌塘地块、冈底斯地块、松潘－碧口地块等。上述各个地震构造区具有各自独特的现代构造应力场特征、地壳变形和地震能量释放方式以及块体运动方向。因此应被看作是在现代构造运动体制下中国大陆板内的一级块体。

图2　中国震中分布及地震构造分区

Ⅰ—甘新一级地震构造区；Ⅱ—青藏一级地震构造区；Ⅲ—喜马拉雅地震构造区；Ⅳ—东北一级地震构造区；Ⅴ—华北一级地震构造区；Ⅵ—华南一级地震构造区；Ⅶ—东南沿海一级地震构造区；Ⅷ—台湾中西部地震构造区；Ⅸ—台湾东部地震构造区；Ⅹ—南海地震构造区
这些大陆板内块体的边界一般沿袭先存的断裂带或古陆块缝合线发育，但并不一定与前期构造单元的边界完全吻合。
与板块边界的情况不同，板内块体边界的地震活动性在许多段落上表现出明显的弥散性，地震活动的强度也很不均匀。依据地震活动性的强度及分布特点可以将板内一级块体的边界分为三种类型：
（1）线性快速运动边界。例如青藏块体北边界，沿着阿尔金断裂、祁连山山前断裂发生大规模走滑运动，地震密集分布，这类板内块体边界，类似于板块边界，边界两侧块体间的相对运动速率较大，最大可达到1cm/a左右的量级。
（2）弥散型运动边界。例如青藏块体东缘及华北块体与华南块体边界的西段，地震沿着多条断裂呈宽带状分布，块体间的相对运动，总体来说可能有相当大的幅度，但位移不是沿着一、两条主干断裂发生的，而是通过有相当宽度的弥散型变形（distributed deformation）来实现的。
（3）微弱运动边界。例如华北块体与东北块体的边界，华北块体与华南块体边界的东段，华南块体与东南沿海块体之间的边界，地震活动性不强，块体间的相对运动微弱。
板内块体边界地震活动的这些特征说明大陆板块内部块体的相对运动与板块间的运动相比，在活动强度与方式上均有很大差别。
3　中国大陆板内一级块体运动模型
在现今地球动力学体制下，中国大陆内部的各个板内块体，都以各自不同的方式进行着相对运动及内部变形调整[25]。地震的震源机制解及大地震所产生的地表破裂带为研究大陆内部现代构造应力场及块体构造运动模型提供了重要依据（图3、图4）。根据我国大量地震震源机制解[5]及50多个大地震的地表破裂带[3,4,23,27～29,31～36]，我们对大陆内部块体的现代构造运动得到如下认识：
中国西部受印度板块推挤向北运动，总的来说表现为近南北方向的地壳压缩变形并相对于中国东部向北作右旋扭动。其南部的青藏块体内主要是由古生代以来各个时代的褶皱带组成。虽然内部及边缘有小块古陆块卷入，但总的来说比较韧性，因此，内部变形调整量较大，整个块体发生强烈压缩变形，地壳加厚，地面隆升。由于它处在特提斯－喜马拉雅构造带的尾部，南北向挤压具有明显的不对称性，其西侧的挤压强于东侧的挤压，造成青藏块体在向北运动过程中同时向东呈喇叭型挤出，其北部向北东东方向运动，其南部向南东东方向运动。位于青藏地块以北的甘新块体主要由刚性较强的古陆块组成，在古陆块之间夹持着相对比较韧性的褶皱带。在青藏块体的推挤下，甘新块体向北运动，现代构造应力场主压应力方向近南北向，内部变形调整主要表现为古陆块间的褶皱带的压缩变形与地壳增厚，致使原来已经夷平的天山、阿尔泰等古生代褶皱带上升形成再生山脉。

图3　中国地震震源机制解


图4　中国大地震地表破裂带

中国大陆东部的基底由松辽、华北、扬子、华夏等古陆块及围绕着这些古陆块的古生代至早—中生代褶皱带组成。以上述古陆块为核心，自北向南形成东北块体、华北块体、华南块本及东南沿海块体，其中受西部动力学过程影响最大的是华北块体。华北块体的西部现代构造应力场主压应力方向为北东东向。受甘新块体及青藏块体向北及北东方向运动的影响，沿着近南北及北北东方向的断层发生右旋张扭运动并在尾端形成北东或近东西向的拉张盆地。这一运动形式在太行山以西表现得最为典型，并可部分影响到郯庐带以西的华北中部地区。郯庐带以东的华北东部地区现代构造应力场主压应力方向为近东西向，地震断层往往表现为北东及北西两组共轭剪切断层的活动，这一情况与华北西部地区的以北北东向右旋扭动为主的张扭性活动方式明显不同，说明华北东部地区的现代构造活动主要是受西太平洋边缘板块运动的影响。震源机制结果还表明：这一来自西太平洋边缘构造带的影响可以越过郯庐带影响到华北中部地区。因此位于太行山以东及郯庐带以西的华北中部地区是受东西两种影响混杂的过渡地带。以华夏古陆残块及沿海晚古生代，早中生代褶皱带为基底的东南沿海块体明显受到菲律宾海板块吕宋弧与台湾陆壳碰撞的影响，现代构造应力场主压应力方向为北西西向，沿海有一系列等间距排列的北西－北北西向张扭性断裂及北东东向压扭性断裂，北东走向的山地缓慢隆起，地震活动强度从沿海向内陆海逐渐减弱。位于东南沿海块体与青藏块体之间的华南块体其西半部基底为扬子古陆块，东半部基底由加里东褶皱带组成。在东南沿海块体及青藏块体的东西两侧挤压下缓慢隆升，现代构造应力场主压应力方向也为北西向，但现代构造活动较弱，是中国大陆地震活动强度最低的块体。东北块体的基底为松嫩古陆块及其周围的褶皱带，受太平洋板块俯冲及日本海小板块反向俯冲的影响，现代构造应力场主压应力方向为近东西向。
4　大陆块体内部变形及应变能释放方式
4.1　块体内部构造软弱带
地震的空间分布表明中国大陆板块内部应变能的释放除了沿着上述板内一级块体的边界进行外，还有相当一部分是在块体内部沿着各种先存的构造软弱带进行的。当先存的构造软弱带方向与现代构造应力场最大剪应力方向相近时，具有最大的活动性。
中国大陆东部的前寒武纪古陆块特别是华北地块，在中、新生代时期曾普遍遭受过裂谷作用的改造。在裂谷强烈扩张时期，沿着裂谷带上地幔软流圈上拱，地壳减薄，形成地壳颈化地带[17]。地壳颈化带是中国大陆东部重要的构造软弱带，华北的板内大地震大多沿着这些地壳颈化带展布。例如，汾渭带、银川－河套带、华北平原带、郯庐带中段等。东南沿海最重要的一条地震带——广东滨海地震带，则与南海第三纪扩张时形成的被动大陆边缘地壳颈化带有关。
在中国大陆西部，一些晚古生代或中生代褶皱带的主边界断裂或主中央断裂仍是当地最重要的构造软弱带，许多大地震沿着这些地带分布。
4.2　块体内部主要变形方式
4.2.1　走滑及共轭剪切网络
从地震震源机制及大地震地表破裂及变形带上可以看出，走滑断层作用是中国大陆板内地块内部最常见的变形方式。无论是中国东部地区还是西部地区，大部分地震都是以走滑错动分量为主的。走滑一般沿着那些与现代构造应力场的最大剪应力方向相近的原有构造软弱带发生。由于最大剪应力是成对出现的，因此在适当的条件下会形成各种规模的共轭剪切网络。例如，在华北地块的中部，主压应力方向以北东东向为主，地震大多沿着北北东向古近纪古裂谷地壳颈化带及北西西向古裂谷横向断裂发生，形成锐角指向北东东的共轭剪切网络。在东南沿海地块存在着锐角指向北西西的较小规模的共轭剪切网络。
4.2.2　走滑拉分
走滑断层引起的尾部拉张或错列部位拉张，是中国大陆东部地区常见的另一种块体内部变形方式。中国大陆东部有一部分地震的震源机制解具正断层性质，它们都是由走滑拉分引起的。特别是华北地块的西部，因受到青藏地块向东北方向的推挤，沿着北北东方向及近南北向的右行走滑断层发育一系列北东走向至近东西走向的走滑拉分盆地。这些盆地的边缘及内部主要断层大多以正断层或正－走滑断层为主。例如图3所示河套盆地1979年五原地震，即是典型的正断层。
4.2.3　逆冲及地壳缩短
在中国西部，除了走滑断层引起的地震外，尚有相当一部分地震是由逆冲断层引起的。例如图3所示的1963年乌恰地震、1965年乌鲁木齐地震、1969年乌什地震，以及1985年乌恰地震等。地震资料还表明，在中国西部即使是走滑断层性质的地震也往往都含有逆冲断层的分量。由此可见，逆冲作用以及与此相伴的地壳缩短作用在中国西部板内地块内部的变形中起了重要作用。可以这样说，在中国西部，板内块体内部变形及应变能的主要释放方式是走滑加逆冲，而在中国东部，则是走滑加拉分，两者形成明显对比。
4.2.4　块体旋转
近来块体旋转在大陆板内块体运动及内部变形中所起的作用日益受到重视。一些研究结果曾指出华北地块西部的鄂尔多斯块体存在着反时针旋转。另一些研究结果则指出在青藏地块的东缘，存在着一系列北西向小地块的顺时针旋转。我们设想由于板内块体运动受到周围环境的限制，不可能像岩石圈板块那样作大幅度的平动，因而往往需要用块体转动来调整各自的位置及释放应变能量。
著名的“南北地震带”沿着特提斯－喜马拉雅构造带收尾的部位展布。它是中国西部大陆相对于东部大陆作右旋扭动的结果。沿着南北地震带，发生较多的块体旋转不是偶然的，它说明块体旋转可能在调节中国西部及东部这两个截然不同的构造变形区方面，起了相当重要的作用。由于西部大陆相对东部大陆作右旋扭动，因此南北地震带以西的块体转动多为顺时针方向，其以东的块体旋转多为反时针方向。
5　大地震复发周期与板内块体运动及内部变形速率
近十多年来迅速发展起来的史前地震研究对现有地震资料是一个极有意义的补充与外延，它不但大大拓宽了我们对地震空间分布的视野，并且使我们对地震事件在最近地质历史时期的时、空分布规律开始获得某些认识[24,26]。
我国现在通过野外地震地质考察发现并进行过年代测定的全新世史前地震遗迹已达近百处[6]。在很多地方通过详细的槽探工作，证实了史前地震事件的多次重复，并采用14C，热释光，ESR等多种测年手段估算了大地震的复发间隔。
从表1列出的史前地震复发间隔时间可以看出，青藏块体及其周边大地震的复发间隔一般在1000～2000a；甘新块体大地震的复发间隔约为2000～3000a；华北块体的大地震复发间隔一般为2000～5000a或更长，这与板缘地震带大地震复发间隔仅为100～200a相比，相差了一到两个数量级，这一事实与上面提到的板内块体边界运动的弥散性及微弱性均表明大陆板内块体的相对运动速率及规模是有限的。在周边板块的推挤下，中国大陆内部块体之间存在着一定幅度的相对运动，并以此来调节板块间的运动，但是否像某些外国学者所认为的那样普遍存在水平运动年速率高达厘米级的大陆挤出运动（continental escape），看来是很值得商榷的。

表1　中国大陆史前地震事件重复间隔

从大震复发间隔的时间来看，可以认为在中国大陆内部年速率达厘米级的板内块体水平运动是很个别的。板内一级块体的边界及内部主要活动断裂一般具有毫米级的水平运动速率，西部较高、东部较低。同时在中国大陆东部相当普遍地存在着低于毫米级的缓慢或极缓慢板内断裂活动。需要指出的是，在这里“缓慢”或“极缓慢”仅只是相对于板缘的活动速率而言的。这些“缓慢”或“极缓慢”的板内断裂活动同样可以造成破坏性地震的发生并留下各种构造形迹，只不过其复发周期相对较长，时间非线性特征更加复杂而已。而这，正是板内地震预报及工程地震安全性评价的难点之所在。
6　结语
地球动力学研究的进展，在很大程度上依赖于观测技术的发展。在某种意义上甚至可以说，有什么样的观测技术，就会有什么样的地球动力学。
尽管近十多年来，人们在深部探测、地球物理资料解释、空间技术的应用、地球化学及地质测年技术方面取得不少重要进展。但是应该看到，就整体而言，我们对地球深部的探测能力及对地质历史的追溯能力目前仍然是相当有限的。存在着许多观测能力上的“盲区”及“模糊区”。在这种情况下，目前的不少推断与解释（包括本文中提出的一些认识）只具有阶段性的意义，其中有一些日后可能被证实为不充分资料基础上的误解。
在未来的一二十年内，地球动力学研究能取得多大进展不完全取决于地球科学家的努力，它在很大程度上还取决于人类整体科学技术水平所能提供给地球科学家的技术支持能力。不过，作为一个地球科学家也不应该仅仅只是等待别的学科的发展给自己带来新的“技术利剑”，而应该主动地到别的学科的武器库中去寻找，应该主动跟踪别的学科的技术发展前沿，或者再加上自己的“创意”，组装出地球科学新一代的“干将”与“莫邪”。
致谢　本论文是在国家自然科学基金项目（编号49572155）及中国地震局重点项目（编号85-07-01及95-05-02）的支持下完成的。作者感谢丁国瑜、马宗晋、汪一鹏、邓起东、张裕明、时振梁、高维明，多年来在地震地质工作中给予的各种支持与帮助，感谢北京大学钱祥麟老师在中国区域构造及大陆结晶基底方面给予的热情指教。此外，周永东、杨文龙、张华等曾在不同程度上参与本项工作，在此一并致以诚挚谢意。
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2. 中国二氧化碳地质储存安全及环境风险地质背景

中国位于西太平洋地震构造带和喜马拉雅—地中海地震构造带之间，构造活动强烈，活动断裂非常发育，总体区域地壳稳定性较差，是大陆内部少有的几个多震地区之一。且活动断裂带与地震活动密切相关，若CO2地质储存场地选址不当，这些活动断裂将有可能成为人类无法控制的CO2构造泄漏通道，强震可能导致CO2地质储存库地质结构整体失稳或破坏。
一、中国新构造运动
(一)中国新构造运动特征
据张春山等(1999)研究，中国大陆现代地形地貌主要形成于新构造期。新近纪以来中国西部地区强烈隆升，东部地区则相对下降，并且持续到现在。
中国西部以近SN向主压应力为主，表现为大幅度的上升和水平位移，形成特有的地壳结构和近EW向断裂系统，可划分为3个新构造区(马杏垣，1990):喜马拉雅山地区为强烈隆起区;雅鲁藏布江以北的青、藏、滇地区为面状大幅度隆起区;阿尔金山以北的新、甘、蒙地区为相对稳定地区和新生代造山带相间分布的大幅度断隆－断陷区。
中国东部与西部有很大不同，新构造运动总体上表现为幅度不等的差异升降运动。这种差异既表现在EW方向上，也表现在SN方向上。EW方向的差异表现为明显的地貌台阶;SN方向的差异又将中国东部明显地分成3个亚区———华南地区以幅度不大的整体抬升为主，华北地区主要表现为大范围的差异升降，东北地区亦表现为大范围的差异升降(运动幅度远小于华北地区)和较强烈的岩浆活动。
中国西部的上升和东部的相对下降均与巨大的挤压、走滑和张性活动断裂相伴生，构造盆地的性质直接反映了各区新构造的特征。中国西部的一些大型沉积盆地处于南北挤压状态，盆地南北两侧的断裂多为倾向造山带的逆断层。在川滇西部地区，受走滑断层控制，常形成一些剪切型的构造盆地，但规模一般较小。华北平原地区，在近EW向张应力作用下，盆地的堆积作用仍在强烈地进行，控制这些盆地边界的断层一般为正断层。
中国大陆现今地壳垂直变形大约以北纬35°(昆仑山至秦岭)为界，呈现南升北降的特点。南部青藏高原上升速率达10mm/a，北部西北与东北下降速率达10mm/a(高庆华等，1996)。大约以银川—昆明一线(贺兰—川滇SN向构造带)为界，西部升降幅度大，地壳运动强烈;东部升降幅度小，地壳运动平缓。总之，中国现今地壳运动特征是:西南部为强烈上升区，东南部为缓慢上升区，西北部为强烈沉降区，华北和东北部为缓慢沉降区。在沉降区和上升区的交界部位，大都存在规模巨大的活动性断裂，其方向受所处的构造体系控制，是地震密集分布带，崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害也比较发育。
(二)新构造分区及主要特征
根据新构造运动的发展、运动强度、运动方式及区域构造、深部构造和地震活动状况等特征，黄汲清、马杏垣等将我国划分为2个构造域、6个构造区和20个构造亚区(图8－6)。

图8－6中国新构造分区及主要活动断裂分布图(据自马杏垣等，1987)

1.特提斯喜马拉雅新构造域(Ⅰ)
位于中国南北构造带(大致在银川—昆明一线)以西，地处印度板块与亚洲大陆板块的碰撞挤压区。新构造时期地壳发生了明显的加厚、缩短与抬升，形成了以逆冲断层、压陷盆地、大型走滑断层和挤压构造等为主的构造型式。大致以帕米尔—昆仑山—祁连山为界，又可分为新疆新构造区(Ⅰ1)和青藏新构造区(Ⅰ2)。
1)新疆新构造区(Ⅰ1):地壳厚度44～56km，在整体抬升的基础上，发育了主要受NE、NW向两组断裂控制的压陷性断块盆地，如塔里木、准噶尔和吐鲁番等盆地，控盆断裂多具逆冲和走滑性质。与压陷盆地相邻的是强烈隆起的断块山(如天山、祁连山等)，隆起和下沉幅度相差1000～12000m(马杏垣等，1987)。该构造区自北而南又可分为:阿尔泰亚区(Ⅰ11)、准噶尔亚区(Ⅰ21)、天山亚区(Ⅰ31)、塔里木亚区(Ⅰ41)和阿拉善亚区(Ⅰ51)。
2)青藏新构造区(Ⅰ2):地壳厚度52～72km。中、上新世以来整体抬升，上升幅度达2000～3000m。局部有差异性断块沉降。新生代晚期岩浆活动活跃，断裂十分发育，多为具走滑性质的压性弧形断裂。在柴达木盆地的更新世地层中，还发育了一系列NW向褶皱。由于SN向推挤使岩石圈物质横向流展，派生出次生的横向引张应力场，在藏南形成了一系列近SN向的张性构造盆地。此区进一步分为:祁连－青海亚区(Ⅰ12)、藏北亚区(Ⅰ22)、藏南亚区(Ⅰ32)和川滇亚区(Ⅰ42)。
2.滨太平洋新构造域(Ⅱ)
位于南北构造带以东的大陆地区。根据沉积盆地的分布和构造活动性可分为:内蒙古－东北新构造区(Ⅱ1)、华北新构造区(Ⅱ2)、华南新构造区(Ⅱ3)和东南沿海及南海海域新构造区(Ⅱ4)。
1)内蒙古－东北新构造区(Ⅱ1):本区新构造的最大特点是火山活动强烈，如著名的五大连池和长白山等。地震活动相对较弱，本世纪有少量6级地震和一次7.3级地震发生，但震源较深。吉林地区是我国唯一的深震活动区，发育有松嫩盆地。上新世以来，山地最大抬升幅度约700m，盆地最大沉降幅度不足200m。区内地壳厚度较稳定，约34km。本区可进一步细分为内蒙古－大兴安岭亚区(Ⅱ11)、松嫩盆地亚区(Ⅱ21)和三江盆地－长白山亚区(Ⅱ31)。
2)华北新构造区(Ⅱ2):是中国东部新构造活动最强的地区。发育有汾渭、河套、银川和华北等断陷盆地，新构造时期沉积厚度300～500m，最厚达2000m(如渭河盆地)。地震活动频繁，强度大，至今已发生M≥8级地震6次，7.9～7级地震11次，6.6～6级地震43次。在大同、沧州、海兴、无棣等地见有火山活动。以大青山—燕山一线作为其北界，南界为秦岭－大别山。本区可进一步分出大青山－燕山(Ⅱ12)、鄂尔多斯(Ⅱ22)、黄淮海－下辽河盆地(Ⅱ32)和辽东－黄海－胶东(Ⅱ42)等亚区。
3)华南新构造区(Ⅲ3):本区以整体缓慢上升为特征，新近纪以来大多数盆地均已结束沉积，仅有江汉－洞庭盆地、南阳盆地及沿海港湾沉积盆地仍有沉积。最大抬升幅可达1000m，一般为几百米，最大沉降幅度不过200m。除东南沿海外，本区很少发生M>5级的地震，为少震、弱震区。广东和海南岛等地见有火山活动。本区又可分为两湖－川贵(Ⅱ13)及华南－东南(Ⅱ23)2个亚区。
4)东南沿海及南海新构造区(Ⅱ4):属欧亚板块的边缘海，中国大陆架部分。新生代以来构造活动强烈，广泛发育一系列与岛弧平行的线状褶皱与逆断层。如在台湾岛上可见左旋走滑断层，形成强烈的挤压带。台湾岛是本区最主要的抬升区，自新近纪蓬莱造山运动以来，中央山脉的内部隆起幅度超过2500m;本世纪以来大于6级地震达30次。大致以台湾岛南端的右旋走滑断层为界，分为台湾－东海新构造亚区(Ⅲ14)和南海新构造亚区(Ⅲ24)。本区大部分位于水下，许多新构造活动细节尚不清楚，有待深入研究。
二、中国活动断裂与构造成因地裂缝
(一)主要活动断裂
中国是世界上活动断裂非常发育的国家之一，活动断裂遍布中国的大陆和海域。一般而言，中国的活动断裂是指晚更新世(0.12～0.10Ma)以来活动过或现今仍在活动的断裂。它们的活动性可以通过各种直接和间接方法观测和识别。
在我国大陆和海域既发育规模巨大的走滑活动断裂，如阿尔金断裂、班公湖断裂、红河断裂、鲜水河断裂和郯庐断裂等，也发育张性活动断裂，如秦岭北缘断裂、贺兰山东麓断裂、大青山山前断裂、太行山东麓断裂和太行山南麓断裂等。同时，我国逆冲活动断裂也很发育，如天山南缘的秋立塔格断裂、柯坪断裂和六盘山断裂等。
中国活动断裂的分布与活动具有明显的分区性特征。以中部的南北构造带为界分为东、西两个大区(邓起东等，2007)(图8－7)。西部地区的青藏高原是一个独立的分区。西部在印度板块向北推挤和欧亚板块阻抗夹持下，形成一系列以逆冲、逆掩为主的近EW向断裂和NWW—NW、NEE—NE向逆走滑型的巨大活断裂带为最突出的特点，同时发育了规模较小的近SN向的正断层或走滑正断层;西部断层位移速率多在6mm/a以上。在塔里木及其以北地区，发育一系列NWW、NEE和近EW向逆冲断裂和逆冲走滑断裂。在准噶尔以北还发育有NNW向走滑断裂。
东部地区和海域，以发育NE、NNE向张性活动断裂为主。以阴山—燕山构造带和秦岭构造带为界，可进一步划分为东北、华北和华南3个活动特征各异的小区。华北地区以发育一系列与新生代盆地相伴生的NE向张性右旋走滑断裂为特征，同时发育一系列规模较小但分布广泛的NW、NWW向横向断裂。华南和东北地区除台湾及海峡西岸以外，活动断裂活动较弱，发育的NE向张性断裂以左旋走滑为主。
南北带上分布着NE、NW和SN几个方向成折线状断续相连的活动断裂带，断裂活动性质较复杂。南部青藏高原东缘以走滑逆冲活动为主，北部贺兰山段以张性活动为主。
中国活动断裂的活动具有明显的分段性，每一断层段都有自己独立破裂的历史，各段落之间常以一定的界限区将其分开，界限区终止相邻段落的破裂，起着障碍点的作用。一条断层段的长度与破裂尺度和地震震级大小相关。
中国的活动断裂带与地震活动密切相关，活动断裂带也是地震活动带，强震常常沿着一条活动断裂带成系列地连续发生。活动断裂带的几何学、运动学、滑动速率、分段性和破裂过程，决定了地震活动的强度与危险性。
现代地球动力学研究结果显示，中国板内现代构造活动的动力来源主要与印度板块和太平洋板块的运动和作用有关，板内深部动力学作用也不容忽视，可以说应是两者联合作用的结果。我国活动构造研究所获得的断裂水平滑动速率为每年几毫米，最大10～15mm/a，与近期GPS观测结果基本一致(王琪等，2001)。
(二)构造成因的地裂缝
我国地裂缝类型复杂，按成因可分为两大类，即自然因素产生的地裂缝和人类活动引发的地裂缝，也有两种因素共同作用形成的地裂缝。地裂缝已在陕西、山西、广东、天津、河北、四川、湖南、贵州、山东和江苏等24个省(区、市)200多个县(市)发现1232余处(中国环境地质监测院，2008)。
据李祥根(2003)研究，中国构造成因的地裂缝始于20世纪60～70年代，中国华北地区地面广泛发育了以张性为主的地裂缝，排除各种非构造因素，其构造成因是明显的。该构造裂缝是新构造断裂运动最新活动的一种表现形式，并称之为现代地裂运动。

中国二氧化碳地质储存地质基础及场地地质评价


图8-7 中国活动构造图（据邓起东等，2007，略有修改）

1966～1976年，中国华北地区强震频发，进入了地震活跃期。从构造地质角度考虑，强震发生同断裂(层)活动相关。现代华北地区地震震源机制表明，北东指向的挤压构造应力在起主导作用。该应力作用可引发地震活动，也可以引发地裂运动。地壳构造运动除地震形式外，更大量的是非地震形式的变动(高名修，1995)。在这段构造地裂缝频繁出现的时期内，地裂缝主要出现在广阔的苏鲁皖豫地区、渭河盆地、晋中、晋北、邯郸、北京和宁夏等地(表8－3)。
表8－3主要构造地裂缝活动事件表


王景明(2000)通过对西安地裂缝、大同地裂缝和邯郸地裂缝多年深入的研究，发现它们都是断层蠕滑活动的反映，地下水活动和人类工程经济活动起促进、加深地裂缝形成和发展的作用。换言之，断层蠕滑是这类地裂缝形成的主因，所以其特征、形态、产状和活动方式与蠕滑断层有相似性和一致性。
与活动断层运动有关的构造地裂缝可划分为速滑地裂缝(地震构造地裂缝)和蠕滑地裂缝。其中，断层蠕滑型地裂缝具有地裂缝与蠕滑断裂的一致性，即在平面和剖面上直接与断层相连接，地裂缝与蠕滑断层产状相近和地裂缝蠕滑断裂活动方式一致，且与蠕滑断层上下沟通(王景明，2000)。
中国构造地裂缝分布区和中国地震区位置基本一致(图8－8)，即东北地裂分布区与东北地震区位置基本一致，区内地裂缝极不发育，地震活动很弱。华北地裂缝分布区与华北地震区位置完全吻合，该区构造地裂缝极发育，且单条长，总体密集成多个条带。已发现地裂缝3424条，总长497km，占全国地裂缝总数的79.5%以上，地震断层地裂缝7条，累积长达320.5km。与其对应的地震活动强度大，频度较高，占全国1900～1985年地震频次的3%以上。

图8-8 中国地裂缝分布与分区图（据中国地质环境监测院，2008）

南华地裂缝分布区与华南地震区大体吻合，该区地裂缝不甚发育，已发现地裂缝800余条，总长45km，占全国地裂缝总数约19%以上，未见地震断裂。与其对应的华南地震区，仅有中强震活动，频度低，占全国1900～1985年地震频次小于1%。
台湾地裂缝分布区与台湾地震区一致，该区只见较长的地震断层4条，总长129km。相应的地震活动强度大、频度高，地震能量释放1900～1985年占全国的16%。
西部地裂缝分布区与青藏高原和新疆两个地震区位置相合，该区尚未发现明显的断层蠕滑和区域微破裂开启型地裂缝，但有极其发育且规模较大的地震断层地裂缝66条，总长2696km。与此对应的青藏高原和新疆两地震区1900～1985年地震能量占全国的79%，地震频次占全国的41%。
总而言之，中国各地裂缝分布区与中国各地震区的位置、区内地裂缝的发育程度、出现类型，与地震发生的强度、频度和地震能量释放量基本呈对应关系。
中国地裂缝除有上述分区特点外，在区域分布上也不均一。那些成带分布的地裂缝地区，实际上反映了与地裂缝直接有关的构造破裂带的存在。这些地裂缝带多数又对应有成带地震集中分布，地震带和与其对应存在的地裂缝带一样，同样反映了与地震直接有关的构造破裂带的存在，它们本同出一源，是构造破裂带活动表现出的不同构造现象。此外，地裂缝和地震成带分布区是我国新构造断裂活动比较强烈的地带。
三、中国地震与区域地壳稳定性
(一)地震
中国的地震活动与新构造活动特征非常相似，也具有明显的分区和分带性。以南北构造带为界，西部地区地震活动强烈，可进一步划分为青藏高原区和西北区。沿青藏高原的北部边界和高原内部的活动断裂带形成地震带，如河西走廊地震带、鲜水河地震带等。青藏高原以北的西北地区，地震活动主要沿天山南北活动断裂带分布，形成天山南北地震带。东部地区地震活动相对较弱，可进一步以阴山－燕山、秦岭为界划分为东北、华北和华南3个分区。东北地区地震活动微弱，仅在其东缘延吉地区发育一些深源地震。华北地区地震活动相对强烈，发育汾渭裂谷地震带、太行山东缘地震带和郯庐地震带3个NE向地震带，一个NWW向渤海湾－张北地震带。华南地区除福建沿海地震活动较强外，全区地震活动微弱，基本没有5级以上的地震发生。南北带是除台湾以外，中国地震活动最强烈的地区。台湾是环太平洋地震带的一部分，地震活动非常强烈。
Chu Q Z(2000)主要依据第四纪期间区域构造活动水平、断裂活动的时代、规模和强度、古地震、历史地震和现代地震活动、地壳、岩石圈结构和地球物理场特征，以及中新生代区域地质的发展演化，将中国划分为一级地震构造单元3个，二级构造单元7个，三级构造单元30个(图8－9)。
中国大陆位于西太平洋地震构造带和喜马拉雅—地中海地震构造带之间，是大陆内部少有的几个多震地区之一。中国大陆地震构造的基本特点主要表现在以下几个方面(楚全芝等，2007)。
1.地震活动强度高频度大
1900～2006年，在中国大陆及邻近的边缘地区共发生M≥7.0级地震75次，平均不到一年半就有一次大震(M≥7.0)发生。1900年至2006年在中国大陆共发生8级以上特大地震7次，平均约13年就有一次特大地震发生(图8－10)。1996年以后的10年间，中国大陆共有6次7级以上的大震发生，皆出现在西部地区，平均1.4年就有一次大震发生，接近于1900年以来地震发生的平均频次。发生M≥6.0级地震69次，平均每年约有7次强震发生。
2.地震活动区域之间差异大
以南北地震构造带为界，大约有90%以上的M≥7.0级地震发生在西部区，而东部区仅占10%还要弱(楚全芝，1997)。以1900年至2006年期间的地震为例，中国大陆包括强余震在内共发生地震75次，其中东部区仅发生7次。西部区与东部区的大震之比约为9∶1。自1900年以来，M≥8.0级的特大地震皆发生在西部区。东部区在这期间没有特大地震发生，M≥7.0级的地震也主要集中在华北地震构造区。在东北地区除深源地震外，历史上只发生过一次海城地震。华南除东南沿海之外，无大震发生，即使6级左右的强震也少见。因此可以认为，造成地震活动在区域上差异的原因主要是断裂带活动的强弱及其规模。在青藏高原等一些活动强烈的地区，有大量全新世活动断层分布，且断层年滑动速率一般在几毫米到十几毫米之间(邓起东等，1994)。在东北地区几乎没有全新世活断层分布，且在第四纪期间断层年滑动速率一般仅零点几毫米，甚至更低。在断裂活动较强的华北地区，其年滑动速率一般也只有几个毫米至零点几个毫米。地震断裂带的规模在不同地区相差甚远。

图8－9中国地震构造分区略图(据楚全芝等，2007)

3.地震与活动构造的关系
地震与活动构造有着密切的关系，但这种关系相当复杂，不是简单的一一对应关系。地震与构造的关系，在认识上经历了一个较长的过程。早期认为地震活动与新构造有关。其后认为与第四纪活动断裂有关。随后又发现地震活动，特别是大震活动，主要与晚更新世以来的活断层有关。对活断层的定义也有不同的观点(徐煜竖，1982)，但目前多数人接受将晚更新世以来有过活动的断层定义为活断层。因此，某条断层或断裂带在晚更新世以来是否活动，成为工程建设、地震安全性评价和地震危险性预测的重点研究对象和依据。

图8－10中国大震略图(1900～2006年)(据楚全芝等，2007)

4.地震与活断层
城市活断层探测、地震安全性评价和工程建设中的活断层鉴定都将断层在晚更新世以来是否活动过作为重点研究内容，其原因就是认为强震的发生主要与晚更新世活动断层关系密切。一般认为，如果某断裂晚更新世以来不活动，那么就不会发生7级以上的大震，并且认为发生6级左右地震的可能性也大大减小。假设地震与晚更新世活断层的关系成立，那么在分析研究发震地点时，有相当一部分第四纪断层可以不予考虑。即使这样，问题也不会变得简单。到目前为止中国大陆内部已知的活断层有数百条。
活断层是地震发生的有利地带，但并不是所有的活断层都会发生大震。地震分布不但在空间上是不均一的，即使在同一条地震断裂带上的不同断层段或不同的地震断裂带之间，地震的强度和频度的差别也相当大。在一个时间段内地震集中发生在某些活动断层带的某些特定部位，而在另一时间段内地震则集中发生在另外一些地区或部位。较为典型的就有是渤海－张家口－河套地震断裂带，1969年发生渤海大震之后仅仅7年就发生了1976年的唐山大震，两次大震的震中距离仅仅约200km。它比西部的1920年海原大震与1927年的古浪地震的震中距离(约260km)还近。从古地震研究结果看，大震沿断裂活动具有稳定期和活动期之分，但这种划分并不具有物理意义上的周期性，只是在漫长的地质历史过程中具有不规则的高低起伏。古地震的重现间隔从1000a左右至7000a左右不等。
5.地震与地震构造块体
所谓地震构造块体是指以活动断裂带为边界组成的地质实体。块体对地震活动的强弱变化及时空分布具有明显的控制作用。根据地震构造块体的形态、应力作用状态和活动方式等，可划分为挤压型地震构造块体和张裂型构造块体。再根据块体内部是否完整，又各自划分为完整型块体和破裂型块体。如华北平原地震构造块体属于张裂型破裂块体;鄂尔多斯地震构造块体属于张裂型完整块体;川滇地震构造块体属于挤压型破裂块体;塔里木地震构造块体属于挤压型完整块体。
不同地震构造块体，地震活动强弱和时空分布不同。这主要和块体所处的大地构造位置、块体的规模和内部结构等因素有关。如川滇地震构造块体的地震活动明显比华北平原块体的地震活动强。鄂尔多斯地震构造块体，历史上在其周缘发生了一系列的大震，如洪洞地震、华县大地震、临汾地震和银川地震等。1739年银川地震之后，该块体逐渐进入稳定阶段，在至今的268年的时间内没有大震发生，6级以上的强震较少。在鄂尔多斯块体的内部，有史以来没有6级以上的强震记录，5级左右的强震也为数不多。而川滇地震构造块体虽然大多数强震发生在边缘断裂带上，即红河－金沙江带和鲜水河－安宁河－小江带，但其内部也多次发生7级以上的大震，如1996年发生的丽江大震(图8－11)和1515年发生的永胜地震。

图8－11地震构造块体与历史大震(M≥7.0)(据楚全芝等，2007)

(二)区域地壳稳定性
区域地壳稳定性是指工程建设地区，在内、外动力(以内动力为主)作用下，现今地壳及其表层的稳定程度，以及这种稳定程度与工程建筑之间的相互作用和影响(李兴唐，1987;孙叶等，1998)。即由地球内外动力作用形成的地质灾害对工程建设地区人类和工程建筑安全的影响。
中国地处环太平洋、地中海－喜马拉雅两个全球性活动构造带的交汇部位，构造活动强烈、地质灾害发育，总体区域稳定性相对较差。
与中国地震活动特征相对应，中国50年超越概率10%地震动峰值加速度也具有相似的分区性和分带性(图8－12)。西部地区地震动峰值加速度相对较高，普遍在0.10g以上，沿主要活动断裂带和地震带，地震动峰值加速度一般在0.20g以上。地震动峰值加速度高于0.30g的危险区大多都分布在我国西部。我国东部地震动峰值加速度总体相对较低，东北和华南地区大部分为0.05g或小于0.05g，华北地区相对较高，沿汾渭裂谷、太行山东缘、郯庐断裂带、河套盆地和渤海湾-张北形成地震动峰值加速度高值带。

图8-12 中国地震动峰值加速度区划图（据GB 18306-2001）


图8-13 中国区域稳定性评价图（据马寅生等，2011，略有修改）

受内、外动力地质作用及区域岩土体工程地质条件的控制，中国大陆不同地区的稳定性存在很大差异(图8－13)。不稳定、次不稳定区主要沿青藏高原及其周边、主要活动构造带、地貌边界带分布。不稳定区包括阿尔金断裂带中、南部，祁连山北缘河西走廊的嘉峪关—张掖地区、武威地区、海原—天水一带，青藏高原东缘龙门山北部文县—平武一带、汶川—泸定—冕宁—德昌一带，云南东川—石林地区、丽江—剑川地区，青藏高原南部雅鲁藏布江大拐弯地区、当雄—羊八井地区、喜马拉雅山地区，塔里木盆地西端喀什一带，天山西段昭苏一带、东段吐哈地区，阿尔泰山西南缘富A—阿勒泰地区和台湾南部等地。
与我国新构造、活动构造、地质灾害活动特征相似，我国的区域稳定性也具有明显的分区性。以南北构造带为界，总体上西部地区较东部地区稳定性差。西部近半数地区为次不稳定和不稳定区，稳定和基本稳定区主要在塔里木盆地腹地和阿拉善地区。东部地区主要为稳定和基本稳定区，次不稳定和不稳定区主要分布在鄂尔多斯周缘断陷带、太行山东缘、郯庐断裂带和台湾地区。从北往南，东北、华北、华南的稳定性也各有差异。东北地区基本上都属于稳定和基本稳定地区。华北的大部分地区为稳定和基本稳定区，沿汾渭断陷盆地带、河套地区、太行山东缘和郯庐断裂带分布一些次不稳定区。华南地区除台湾和海峡西岸外，基本上属稳定和基本稳定区。

3. 区域活断层与新构造分区

一、活断层
活断层研究是地球科学研究中的一个重要领域，是地震预报、地震区划和工程稳定性评价的基础，也是研究现今地球动力学的主要途径之一。
山东半岛地区属于华北板块东南缘，位于郯庐断裂带东侧，跨越华北板块与华南板块缝合线两侧。新生代以来，本区内部活动趋于以整体性抬升为主，内部差异活动较弱。活断层主要特征如下:
1)主要分布在两个地区:一是沿NNE向的牟平—即墨—日照一线分布;二是围绕黄县盆地分布。在华南、华北板块NE向缝合线一带，仅山相家－郝戈庄断裂一段有新活动，说明华南、华北板块缝合线对断层的新活动控制不明显。
2)活断层是在中生代左旋平移断层基础上发育的，新活动性质已转变为右旋走滑运动，具正断分量。
3)活断层的活动时代大多数为Q2，是主要的活动阶段。Q3断层仅分布在海阳断裂东石兰沟一段。通过断层上覆盖层及断层特质测年，10万年是一个很明显的分界。
4)Q3活断层段本身具有中强震发震能力，是中强震发震构造，可控制震级M≤6.5级，Q2断层控制地震能力为M≤5.50级。所有断层与其他区域大断层带交汇部位可以构成强震发震构造，如山东半岛地区活断层向北延伸到海域，与北西向的渤海－威海断裂带交汇，构成了1548年渤海海峡7级和1948年威海6级地震的发震构造。
二、新构造
山东半岛城市群地区位于华北构造区的东南部，新构造区地壳运动的性质、强度等特征具有明显的分区性。据地壳升降运动的特点，可将山东半岛城市群地区划分为鲁中南－鲁东上升山地区和鲁西－鲁北沉降平原区两个一级新构造区。
1.鲁中南－鲁东上升山地区
按上升强度的活动特点，又可分为3个二级区。
(1)鲁中南较强烈断块上升区
区内主要为长期上升的山地及河谷盆地，在半岛城市群地区高度在1000m以上的山脉有鲁山、沂山，并发育有鲁中期、唐县期、临城期三级夷平面。据唐县期夷平面的高度推算，新近纪以来上升的幅度达400多米。古近纪时期沿北西断裂发育的一些断陷盆地，新近纪以来已回返上升，演化为侵蚀盆地。
(2)鲁东较稳定断块上升区
本区是山东半岛城市群的主要组成部分，区内北部为长期缓慢上升的山地，表现为由北向南掀斜抬升的特点。本区南部为长期缓慢上升的五莲山脉及丘陵，二者均有唐县期夷平面及临城期夷平面发育。唐县期夷平面抬升的幅度仅100多米。本区的中部为较为稳定的胶莱平原，长期遭受侵蚀，第四纪晚期沿胶莱河有厚达20m左右的沉积物。
本区又分为3个三级区，即胶南上升山地、胶莱侵蚀平原、半岛上升山地。
(3)沂沭断裂带活动区
本区位于鲁中南上升区与鲁东上升区之间，主要受沂沭断裂带控制，仍有中间隆起、两侧断陷的地貌形态。但沿F5活动断裂也有新生的长条状低山、丘陵构造地貌。在东、西地堑中发育了沂河、沭河两条近南北向的河流，并有两级阶地发育。
2.鲁西－鲁北沉降平原区
本区是华北平原的一部分，是在古近纪时期多个裂陷盆地的基础上演化而成的。新近纪以来由于大面积的坳陷，形成了现代平原的雏形。根据新近纪以来本区地壳演化的特点，可划分为东明－渤海强烈沉降平原区和鲁西缓慢倾斜平原沉降区两个二级区。
(1)东明－渤海强烈沉降平原区
该区新近纪至第四纪早期仍受边界断裂控制，表现为较强的断陷沉积，第四纪中、晚期以来逐渐演化成以坳陷为主的沉降特点，断陷活动减弱。第四纪晚期大部分断裂已不活动。据沉积等厚线分析，新近纪以来该区沉降幅度达2000多米，渤海地区达4000多米，成为新构造期的沉降中心。
(2)鲁西缓慢倾斜平原沉降区
该区处于鲁中南较强烈上升区与东明－渤海强烈沉降平原区的过渡地带，据新近纪及第四纪不同时期的沉积物分布及厚度分析，该区由西向东不断超覆扩展，其边缘不受断裂构造控制，具有由西向东坳陷沉降的特点，沉降幅度由东向西加大，西部可达近1000m。
该区又分为两个三级区，即菏泽－济宁断块缓慢倾斜沉降平原、东阿－寿光缓慢倾斜沉降平原。其中，菏泽－济宁断块缓慢倾斜沉降平原不包含在山东半岛城市群的范围内。

4. 喀喇昆仑断层及其地球动力学探讨

郑剑东
（中国地震局地质研究所，北京　100029）
摘要　喀喇昆仑断层是亚洲大陆中部一条巨型走滑断层，北段主要在阿富汗境内，中段位于我国新疆和克什米尔之间，南段在西藏阿里地区。这是一条十分活跃的断层，北段曾发生过一系列强震活动，在该断层内已发现3条地震形变带。喀喇昆仑断层和阿尔金断层是两条直线型的断层，前者呈右旋走滑，后者呈左旋走滑，它们在帕米尔东侧形成一个巨大的逃逸构造（escaping tectonics）。在帕米尔西侧恰曼断层和哈雷特断层也形成一个逃逸构造。青藏高原和波斯高原对称地分布于帕米尔碰撞角的东西两侧，它们向东和向西逃逸的速率为5～10mm/a。西昆仑和喀喇昆仑地区曾发生一些中源地震，1980年2月14日叶城Mb=6.0中源地震造成Ⅶ度地表破坏，地震资料表明塔里木盆地西南正向西昆仑和喀喇昆仑山脉之下俯冲。
关键词　喀喇昆仑断层　地震形变带　俯冲　地球动力学
1　引言
喀喇昆仑和西昆仑山脉位于我国西部边陲，由于地势高且为无人区，地质研究程度很低。这里简要地回顾该区的地质研究进展。1987年至1992年，中国科学院和法国国家科学研究中心（CNRS）合作进行了喀喇昆仑和西昆仑综合考察[9]，潘裕生[2]、潘裕生和王毅[3]研究了喀喇昆仑地区的地质构造，姜春发等[1]研究了昆仑山的“开”与“合”构造演化，秦国卿等[4]进行了区域大地电磁探测，笔者等曾在西昆仑地区进行古地磁测量[10],1992年又有幸参加在喀什召开的喀喇昆仑山和西昆仑山国际地质科学讨论会，会后去喀什至红旗拉甫地质考察。本文主要探讨喀喇昆仑断层的活动特征及其地球动力学。
2　区域地质背景
喀喇昆仑山位于青藏高原和帕米尔高原之间，喀喇昆仑断层穿过西昆仑山北坡和喀喇昆仑山。按大地构造位置，该区可分为3个构造带，即北昆仑构造带、中昆仑构造带和喀喇昆仑构造带（图1）。中昆仑构造带是该区的主要构造单元，因为它控制了区域构造的发育，它由前寒武纪变质岩、古生代及中生代沉积岩组成，有多期岩浆活动。一系列侵入岩如花岗岩、闪长岩侵入其间，侵入岩的年龄值主要有两期，一期为540～400Ma，另一期为260～200Ma[2]，岩石学和岩石化学分析该岩浆岩带属于钙碱性岩系，潘裕生认为中昆仑是加里东和印支两期岛弧叠加构造带，麻扎—康西瓦缝合带位于其北侧。北昆仑构造带亦由古生代和中生代岩石组成，局部出露前寒武纪变质岩，岩浆活动也不如中昆仑强烈，因此从沉积建造和构造变形分析，北昆仑在古生代属于一被动大陆边缘[7]。喀喇昆仑构造带位于中昆仑构造带之南，南界喀喇昆仑断层，主要由古生界和中生界组成，具有冈瓦纳相沉积和冈瓦纳冰水动物群落，这为冈瓦纳大陆活动范围及其北部边界提供了基础资料。在和田和民丰一带发育许多逆断层及推覆构造，笔者认为北昆仑构造带部分向北逆冲到塔里木盆地之上，与塔里木不存在截然的界线。

图1　喀喇昆仑断层一带地质略图

1—新生界；2—侏罗系；3—三叠系；4—中生界；5—上古生界；6—下古生界；7—前寒武系；8—花岗岩；9—火山岩；10—断层；11—走滑断层；12—逆冲断层；13—缝合带；Ⅰ—北昆仑构造带；Ⅱ—中昆仑构造带；Ⅲ—喀喇昆仑构造带
3　喀喇昆仑断层
喀喇昆仑断层是亚洲大陆中部一条巨型右旋走滑断裂带，北起明铁盖达坂，经红旗拉甫、乔戈里峰、日土，在狮泉河一带与噶尔河断裂汇合，全长约1000km，作北西向延展。北段主要在阿富汗境内，中段在我国新疆维吾尔自治区与克什米尔之间，南段在西藏自治区。这是一条明显的右旋剪切断裂带，它使雅鲁藏布江蛇绿岩带与印度河上游蛇绿岩带，发生了约250km右旋断错，同时控制了喀喇昆仑地区侏罗系的分布及冈底斯山北坡中新生代火山岩的展布。喀喇昆仑断裂带在卫星影像上是十分清楚的，断裂带分枝作雁行状展布，首尾相接，规模宏大，在藏南与有明显右旋走滑运动的噶尔河断裂相接。
这里需要特别提及喀喇昆仑断层与其他断层之间的相互关系问题。P.Tapponnier[8]在其地质图上把阿尔金断层与麻扎—康西瓦断层相连，认为在阿克赛钦湖一带由北东东向拐成北西西向。我们不能同意Tapponnier的观点，笔者认为阿尔金断层以北东东向直线状左旋走滑为其特征，不与其他断层结合。阿尔金断层切过麻扎—康西瓦断层，但未切过喀喇昆仑断层[7,11]。此外，喀喇昆仑断层与费尔干纳断层也是不相连的，前者终止于帕米尔弧顶，后者伸入塔里木盆地西缘，两者作北西向雁行状展布（图3）。
在塔什库尔干谷地有一系列裂谷盆地组成一条串珠状盆地带，主要有木吉盆地、包孜亚盆地、塔合曼盆地、塔什库尔干盆地等，在盆地东西两侧发育一系列活动断层，简称为塔什库尔干断裂带。这些活断层主要表现为正断层，具有多期活动，有的本身就是地震形变带（地震断层）。根据野外调查，笔者在塔什库尔干谷地发现3条地震形变带（图2）。
（1）公格尔山西缘地震形变带：该形变带南北两段在木吉和包孜亚盆地东缘通过，作北西向展布，中段在布仑口一带作近南北向展布。在布仑口有断层陡坎出露，高约3m，并使冲沟和小丘发生右旋扭错，公格尔山于1953年7月14日及1959年11月15日，曾发生5级和6.4级地震。
（2）塔合曼东缘地震形变带：呈南北向分布于塔合曼盆地东缘山前冰水扇和山根之间，长约40km，宽20～80m，主要表现为正断层，地表出露滑坡群、张裂缝、地堑和地垒。1895年7月5日塔什库尔干7级地震发生于此。在此地震形变带南约20km，公路西侧有一喷砂构造，此外在塔合曼盆地西侧还有两条活动断裂，内侧的一条活动断裂正通过塔合曼热泉。
（3）塔什库尔干西缘地震形变带：形变带由北北西向南南东方向延展约30km，一系列滑坡群成直线状分布于山前冰水扇和山根之间。塔什库尔干地区曾发生过多次强震活动（表1）。

表1　塔什库尔干地区强震简表


图2　塔什库尔干断裂带及地震形变带分布图

1—活动断层；2—正断层；3—地震形变带；4—裂谷盆地；5—喷砂构造；6—热泉；7—现代冰川；I—木吉盆地；I—包孜亚盆地；Ⅲ—塔合曼盆地；Ⅳ—塔什库尔干盆地；Ⅴ—卡拉其古盆地；①公格尔山西缘地震形变带；②塔合曼盆地东缘地震形变带；③塔什库尔干盆地西缘地震形变带
4　地球动力学探讨
喀喇昆仑断层和阿尔金断层是青藏高原西北部两条巨大的走滑断层，组成一对共轭剪切断裂组合，前者为北西向右旋走滑，后者为北东东向左旋走滑，它们在帕米尔碰撞角东侧形成一个巨大的逃逸构造，使羌塘块体向东滑移（图3），向东逃逸的速率为5～10mm/a[6]。在帕米尔碰撞角的西侧，恰曼断层和哈雷特断层也形成一个巨型逃逸构造。因此，青藏高原和波斯高原对称地分布于帕米尔碰撞角的东西两侧，它们向东和向西的逃逸速率都为5～10mm/a。

图3　亚洲大陆西部地球动力学简图

1—新生代陆内盆地；2—年青的高原；3—前寒武地盾；4—走滑断层；5—逆冲断层；6—碰撞带；7—推测断层；8—块体运动方向及速率；9—板块相对运动方向及速率；Ⅰ—青藏高原；Ⅱ—帕米尔高原；Ⅲ—波斯高原；K—喀拉库姆盆地；Q—柴达木盆地；T—塔里木盆地；AF—阿尔金断层；CF—恰曼断层；FF—费尔干纳断层；HF—哈雷特断层；IS—印度河缝合带；KF—喀喇昆仑断层；KOF—科彼得断层；LSF—龙门山断层；MBF—主边界断层；QF—祁连断层；RRF—红河断层；TF—天山断层；XXF—鲜水河断层；YS—雅鲁藏布江缝合带；ZS—扎格罗斯缝合带
从地震活动分析，在帕米尔高原东侧有许多中源地震分布，图4反映从1965年至1984年间塔里木盆地西部及邻近地区M≥3级地震震源分布。汪素云等[5]详细研究了1980年2月14日发生在叶城的中源地震，该地震Mb=6.0，震中位置为北纬36.4°，东经76.9°，指出在塔里木盆地西南边缘有两条地震带，一条为中源地震带，深度可达100km，叶城地震发生于这条地震带上（图5），另一条为浅源地震带，分布于中源地震带之南的喀喇昆仑山脉之下。区域地震构造资料反映叶城地震的宏观震中（北纬37.3°，东经76.9°）位于中源地震带地表出露处，所以造成在微观震中以北90km地区有Ⅶ度的强烈破坏。这表明塔里木盆地的西南块体向西昆仑和喀喇昆仑山脉之下俯冲，这也许是该地区强烈的新构造运动和地震活动的原因之一。

图4　新疆叶城及其邻区地震震源深度分布图（据汪素云等，1992）

1—逆冲断层；2—走滑断层；①—西昆仑北缘断层；②—康西瓦断层；③—喀喇昆仑断层；④—印度河缝合带；⑤—帕米尔断层；⑥—天山南缘断层；  1980年2月14日叶城地震宏观震中；■1980年2月14日叶城地震微观震中

图5　塔里木盆地西南缘地震构造剖面图

①—西昆仑北缘断层；②—康西瓦断层；③—喀喇昆仑断层；P—叶城地震震源机制P轴
致谢　本项研究得到“中国现代地壳运动与地球动力学”课题资助，该课题为“八五”国家攀登项目。笔者感谢新疆维吾尔自治区地震局在野外考察中提供的帮助，感谢叶洪教授审阅原稿并提出宝贵意见。
参考文献
[1]姜春发，杨经绥，冯秉贵.昆仑开合构造.北京：地质出版社.1992.
[2]潘裕生.西昆仑构造特征与演化.地质科学，1990,（3）:224～231.
[3]潘裕生，王毅.昆仑和喀喇昆仑地区地质特征及构造演化.地质科学进展.1992,（2）:9～21.
[4]秦国卿，陈九辉，刘大建等.昆仑山脉和喀喇昆仑山脉地区的地壳上地幔电性结构特征.地球物理学报，1994,37（2）:193～199.
[5]汪素云，时振梁，环文林.1980年2月14日新疆叶城地震——一次破坏性的中源地震.地震学报，1994,14（2）:137～143.
[6]郑剑东.青藏高原地球动力学初探.现代地质，1988,2（2）:194～206.
[7]郑剑东.喀喇昆仑断层与塔什库尔干地震形变带.地震地质，1993,15（2）:107～116.
[8]P.Tapponnier.Subduction,crustal folding and slip partitioning along the edge of Tibet:International Symposium onthe Karakorum and Kunlun Mountains.Beijing,China Meteorological Press,Abstract,1992,8.
[9]Zheng D..Zhang Q.S.and Pan Y.S.Proceedings of International Symposium on the Karakorum and Kunlun Mountains.Beijing,China Meteorological Press.1994.
[10]Zheng J.D.,Cheng G.L.,Bai Y.H.and others.Geological significance of paleomagnetic testing for the Meso-Cenozoic Era in the Tarim and Qaidam Basins.Earthquake Research of China,1989,3（4）:447～455.
[11]Zheng J.D..Significance of the Altun Tagh fault of China.Episodes,1991,14（4）:307～312.

5. 大陆动力学研究计划是什么？

1989年，在板块构造理论对解决大陆地质显示乏力而产生危机时，提出实施“大陆动力学研究计划”，目的就是着重解决大陆行为、作用、历史和演化，试图建立大陆演化新模式，以大陆板块构造学、板内构造学新领域概念来丰富地球动力学、大陆动力学的内涵。
20世纪90年代，美国实施了《1990—2020年大陆动力学计划》，取得阶段性成就，把大陆板块构造研究引入了一个新的途径。
中国实施了“攀登计划”和“跨世纪攻关项目”，获得了大量成果，发表一大批论著，编撰成《中国岩石圈动力学纲要》、《中国岩石圈动力学》等，深受国际称赞。
1996年第30届国际地质大会（IGC）首次在北京召开，并以“大陆地质”为主题，充分显示出中国在这个领域内的雄厚实力和深远影响。中国地质学家肖序常院士在主题报告会上作了《青藏高原构造演化和隆起机制》的报告，提出了青藏高原是多块体、多期性、多层次、多因素的隆起模式，这已把区域性研究进入全球性研究阶段，由形象思维进入抽象思维的理论总结阶段。由于研究区早已成为世界瞩目的、国际性协作模式区，成为全球构造带，大陆构造地质及其动力学研究的独特地质条件的热点区——“世界屋脊”、“地球的第三极”。权威学者们预测，青藏高原将是揭示大陆地质及其动力学、地球动力学“金钥匙”，也将是验证板块构造理论的“试金石”。中国地球工作者，处于最优越的地理位置，在已取得的突破性进展的优势形势下，力争最终拿到这把“金钥匙”，为全球构造学理论的发展，为21世纪地球科学的繁荣，做出更大的贡献。
除上述列举外，尚有诸如南极、北极科学考察国际合作项目等，而在综合性的国际合作项目中，20世纪70—80年代还实施了“国际地质对比活动”（IGCP），其计划项目已达170余论题，囊括了地球科学急待解决的前沿课题，参加这项计划的国家78～80个。1980年，中国成立了“中华人民共和国国际地质对比计划国家委员会”，参与几十项研究课题，取得丰硕成果，主持并召开过多项专题研讨会和技术交流会，受到国际同行的称赞。
20世纪50年代以来，大陆漂移学说的兴衰、复活、板块构造学说的创立，国际岩石圈计划、地球动力学计划的实施，确实有力地推动了地球科学的发展，特别是对人大地构造学理论的发展，起到了重要作用。
众所周知，板块构造学说，是在20世纪60年代建立在大洋洋底、海底考察与研究的基础上，虽然在60—70年代风靡一时，但从出现就遭到强烈地质疑和反对，像著名英国地球物理学家杰弗瑞斯，苏联著名大地构造学家别洛乌索夫等。80年代中，板块构造理论在解决大陆地质诸多问题时显示出乏力（局限性），一些解释也难以自圆其说，面临严峻挑战，才有“板块构造登陆”一说，从此板块构造理论就成为地质科学中争论的交点问题。
一段时间里，国际上对板块学说有多次的专题讨论：
1989年11月，曾在美国华盛顿召开过一次关于板块构造学说国际讨论会，据称有11个国家参加，会上多有学者提出质疑和否定。
2002年5月，在美国召开“全球构造新概念”国际讨论会，有的学者提出质疑海底扩张和大陆碰撞理论的科学性。
进入21世纪，大地构造学越发显示出多学科交叉、协同、综合发展的趋势。从地球动力学、大陆动力学，超板块构造（流变学与大陆造山作用），巨型地幔喷流柱，岩浆脉动理论等，进而推动地球科学朝向地球系统科学新方向。
从以上诸多评论中，深深认识到板块构造学说，从形成与发展历经20年过程中，始终没有像以往假说和理论那样“独树一尊”，建立起自己的“板块构造王国”，反而不断遭到质疑，促使其完善和创新，冲出原始板块理论的局限性使自身理论建设上赋存着强劲的生命力。大陆动力学、地球动力学建立起构造新学派，把板块构造地质学引向纵深发展，深化人类对地球奥秘的揭示和对自然界的认识水平，为人类生存持续发展提供更丰富的资源保障。