郯庐大断裂
郯城—庐江断裂基本特征及其控盆作用
郯城—庐江断裂基本特征及其控盆作用林宗满【摘要】郯城—庐江断裂是中国东部一条规模巨大的断裂构造带,贯穿中国东部大陆,向南延伸入南海,向北抵达俄罗斯境内.郯城—庐江断裂成生于早白垩世晚期,是一条巨型压扭性断裂带.研究认为,郯城—庐江断裂不存在巨大平移,它形成于早白垩世晚期,并控制K2-E断陷盆地带及其相伴的断隆带的发生、发展；郯城—庐江断裂是一条活动性断裂构造带,研究它的基本特征及其控盆作用,有助于认识中国东部乃至东亚地区晚中生代以来的大地构造属性.%Tancheng-Lujiang Fault is a large scale fault belt in the east of China which has a long history of study and many achievements have been obtained. Based on the studies of predecessors,this paper advanced some new opinions as such: large scale strike-slip displacement of the fault may not exit; it formed in late stage of Early Cretaceous; it played a remarkable role on basin controlling.【期刊名称】《地质力学学报》【年(卷),期】2011(017)004【总页数】16页(P322-337)【关键词】郯城—庐江断裂;左行平移;压扭性断裂;控盆作用【作者】林宗满【作者单位】中国地质科学院地质力学研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P548郯城—庐江断裂是中国东部一条规模巨大的断裂构造带，贯穿中国东部大陆，向南延伸入南海，向北抵达俄罗斯境内。
该断裂由张文佑在20世纪50年代初期编制全国性图件时最早发现并明确提出，而后由杨华通过航空遥感予以证实［1］。
浅谈郯庐断裂黑龙江段
浅谈郯庐断裂黑龙江段摘要郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北东向巨型断裂系中的一条主干断裂，在中国境内延伸2400多公里，切穿中国东部不同大地构造单元，规模宏伟，结构复杂。
向北延至沈阳后形成两个较大分支，西侧分支黑龙江段称为依舒断裂；东侧分支黑龙江段称为敦密断裂，对谈郯庐断裂黑龙江段的研究，有利于了解黑龙江东部大地构造演化史，有利于指导黑龙江东部找矿，有利于黑龙江东部地质灾害预测与防治。
关键词郯庐断裂黑龙江段依舒断裂敦密断裂一、郯庐断裂概况郯庐断裂位于欧亚板块东部大陆边缘，是多条NNE向断裂系列中的一条巨型主干断裂，它切穿了多个大地构造单元（图1），总体表现为南窄北宽，向北变成3条断裂。
图1 亚洲构造图及郯庐断裂带区域地质图(梁光河改自任纪舜等,2013;徐嘉炜,1984;万天丰,1996)根据中国科学院矿产资源研究重点实验室梁光河总结：郯庐断裂雏形形成于侏罗纪的合肥盆地东侧，是一个伸展环境下的正断层。
郯庐断裂的平移走滑发生在65 Ma之后伴随着沿断裂带的玄武岩喷发，大规模左行走滑发生在45～24 Ma，后期持续活动至今；（2）郯庐断裂带的主体水平滑移量大约为760 km，主体发生SN向走滑伸展的同时也伴随着EW向的伸展，EW向伸展幅度从南向北逐渐加大；（3）郯庐断裂带的走滑深度在10～20 km。
可连续追踪的断裂带长度约为3000 km；（4）郯庐断裂主体走滑活动形成在锡霍特地块拼合之前。
动力机制是由于印度板块对杨子板块的挤压，在南部形成挤压力，在东侧和北侧由于微陆块的裂解漂移形成拉力，从而造成郯庐断裂东侧块体大规模走滑。
走滑过程中郯庐断裂东侧的地块从南到北切穿整个欧亚东缘板块，直通洋壳。
新生代晚期锡霍特地块才从南往北漂移拼合到欧亚东缘，之后郯庐断裂又切断了锡霍特地块并走滑大约20 km。
二、郯庐断裂黑龙江段郯庐断裂向北延至沈阳后形成两个较大分支：西侧分支向北东经吉林省舒兰，黑龙江省尚志、依兰、萝北延入俄罗斯境内，黑龙江段称为依舒断裂；东侧分支向北东经吉林省敦化，黑龙江省穆棱、鸡西、密山、虎林北部延入俄罗斯境内，黑龙江段称为敦密断裂。
郯庐断裂带考
郯—庐断裂带考吴昭谦约自唐山大地震后，安徽社会上一般人士已开始知道郯—庐断裂带这个地球科学上的专有名词了。
因为断层与地震的关系密切，人们担心郯—庐断裂带活动引起大地震。
说起郯—庐断裂带，它已经历了40多年的风风雨雨争辩。
早在1956年，现在的合肥工业大学资源与环境科学系教授徐嘉炜与当时的北京航测队杨华同志同时发现公布了这条大断裂。
徐嘉炜教授自此以毕生的大部分时间与精力从事这一专题学术研究，经过曲折艰辛的探索，终于确立了地球上最巨大的断裂之一——郯—庐断裂带。
郯—庐断裂带，或称郯—庐大断裂，早期发现时以山东郯城与安徽庐江两地名命名的。
后来的研究证实它是纵贯东亚的移动的大断裂。
它从湖北东部沿大别山东缘，经过安徽、江苏、山东，过渤海，至辽宁、吉林、黑龙江，进入作俄罗斯境内，在我国境内已达2400公里。
在安徽境内，穿越泗县、五河、嘉山、定远、肥东、庐江、桐城、潜山及宿松等县境，全长约400公里。
郯—庐断裂带的发现与研究，一直在争辩中。
在60年代初期，徐嘉炜教授提出这个活动的大断裂有明显的水平位移，移动200多公里。
当时发表的文章，被视为邪说。
有人对断裂带的存在，提出非议，甚至根本否认它的存在。
在对断裂带的展布范围、延伸规模、平移的距离、活动时间及演化、成矿作用、与地震的关系等方面，都存在过不同意见。
据初步统计，研究并应用郯—庐断裂带的中外文献资料，即达400多条。
郯—庐断裂带是个巨大的水平移动的大断裂。
它的东侧地块向北移动，西侧地块向南移动。
例如现今胶南、苏北一带就是大别山的延续；现今胶南烟台一带，原先同安徽蚌埠一带连成一体；现今辽宁鞍山一带，原先同山东西部泰安一带相连。
它们都是受水平方向的地壳运动断裂错开后位移的。
对于郯—庐断裂带平行移动的幅度，开始有的学者认为只有几十公里，有的学者认为有几百公里。
徐嘉炜教授研究认为最大平移幅度达740公里。
在地质历史上移动的一般速率为一年一厘米多，有时快速时即达一年5—10厘米。
郯庐断裂带南段地壳厚度与泊松比研究
郯庐断裂带南段地壳厚度与泊松比研究黄耘李清河王俊菲孙业君（江苏省地震局，南京 201014）郯庐断裂带是我国东部最大的深断裂带，按构造习性和地震活动又可分为北、中、南段，江苏段位于中段南部，北起新沂，南至安徽嘉山。
已有的研究表明，郯庐带江苏段具有发生大震的危险。
大震震源区常常是介质非均匀性变化强烈的地区，由于震源区位于地下数十千米内，因此，只能用地震波才能探测到其非均匀尺度。
泊松比比速度本身更容易反映介质差异的物理量，地壳泊松比分布，与构造、大震震源区位置相关。
本研究采用接收函数叠加法来求取泊松比，寻找郯庐断裂带南段地壳深部突变带，探索强烈地震孕育、发生和发展的深部环境。
远震接收函数被认为是消除了震源和路径及传播介质影响的，仅与接收台站下方地壳上地幔速度结构有关的远震响应。
远震P波接收函数中包含了台站下方Moho面速度界面上形成的Ps转换波及多次反射、转换波， 1995年Zandt等提出了H-K扫描叠加方法研究地壳厚度及平均泊松比，该方法是在地壳平均P波速度已知的条件下，利用不同震中距和方位角的远震接收函数，采用不同的地壳厚度和地壳平均泊松比，计算地壳转换波及其多次反射波相对于直达P波的到时曲线，沿各自的到时曲线，将地壳转换波及其多次反射波进行叠加，最大值所对应的地壳厚度和泊松比，即为估算的地壳厚度和泊松比。
本研究利用了郯庐断裂带南段及其附近地区的江苏、山东、安徽、浙江、上海、江西、湖北、河南等七省一市共128个宽频带数字地震台站记录的2009—2014年震中距为25°～90°、震级大于5.5的地震，选取初动尖锐、波形清楚、信噪比较高的共874条远震波形资料，开展了研究区的接收函数和泊松比的研究。
研究结果：All Rights Reserved.（1）地壳厚度。
研究区莫霍面埋深起伏较大，研究区以郯庐断裂带为界，东西侧地壳厚度存在差异，呈现出西深东浅的特征。
华北块体地壳厚度相对最大，下扬子块体相对最小，苏鲁块体居中。
研究表明山东临沂附近的郯庐断裂带平均3000年发生一次大地震
研究表明山东临沂附近的郯庐断裂带平均3000年发生一次大地震根据官方对郯城-庐山断裂带临沂-宿迁段探槽发掘研究发现郯城-庐山断裂带山东临沂-江苏宿迁段在近1.2万年内至少发生过4次8级左右的大地震。
根据对探槽内发掘出来的古地震造成的遗迹的碳十四年龄测距初步推测出以下古地震发生时间。
公元1668年7月25日晚山东省郯城-临沂-临沭交界发生8.5级地震，地震导致的地表破裂推测为150千米左右。
公元前2000年至公元前1000年之间山东省临沂-郯城-新沂一线发生大地震，震级推测为8级至8.5级，地震大致导致的地表破裂约为140千米。
公元前6381年至公元前4481年期间山东郯城附近和江苏交界发生大地震，震级推测为8.5级左右，地震大致导致的地表破裂约为150千米。
公元前9981年至公元前7981年期间山东郯城附近和江苏交界发生大地震，震级推测约为8.5级左右，地震导致的地表破裂未知。
从对郯庐断裂带临沂-宿迁之间发掘的探槽发现的古地震遗迹可以得出结论即公元前1万年至今约1.2万年的时间内郯城-庐山断裂带临沂-宿迁段历史上至少发生过4次8级或者8级以上的地震，最近一次是距今351年的1668年7月25日山东临沂-临沭-郯城交界发生的8.5级地震，平均约3000年发生一次8级左右的大地震，4次大地震间隔时间分别为2668年-3668年，2481年-5381年，1600年-5500年。
综上所述得出以下结论：第一、郯城-庐山断裂带临沂-宿迁一线近1.2万年内发生过4次8级或者8级以上的地震。
第二、郯城-庐山断裂带临沂-宿迁一线平均每隔3000年发生一次8级或者8级以上的地震，历史8级左右地震间隔周期最短为1600年，最长为5500年。
第三、郯城-庐山断裂带临沂-宿迁一线最近一次8级左右的地震发生于1668年山东临沂-临沭-郯城交界8.5级地震，距今351年。
第四、考虑到郯城-庐山断裂带临沂-宿迁一线8级左右的大地震周期最短为1600年，最长为5500年，平均周期为3000年，而郯城-庐山断裂带临沂-宿迁一线最近一次8级左右的大地震发生于1668年，距今351年，因此得出结论至少最近百年内山东临沂附近不会再发生8级左右的地震，关于网上所谓山东临沂发生8级大地震的传闻均属于谣言。
-郯庐断裂带
郯庐断裂带新第三纪以来的挤压活动
进入中新世，郯庐断裂带由早期的伸展活 动转变为受压逆冲，同时所控制的断陷盆地 因构造反转而受压、抬升、消亡。
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早期的断陷沉 积转变为N-Q 时拗陷下的披 盖式沉积，其 间出现区域性 不整合。
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郯庐断裂带早白垩世左行 平移中旁侧出现了 一系列的左行 平移断裂——郯庐断裂系
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郯庐断裂带的 周缘前陆变形 构造
1西侧出现徐淮弧形 逆冲构造； 2东侧出现受郯庐影 响的前陆变形，显示 主动盘变化特征，而 不是后期牵引
徐淮弧形 逆冲-推覆构造
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淮南地区 前陆逆冲-推覆构造
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桐城老丁两期糜棱岩
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桐城程坂 两期糜棱岩
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桐城长冲水库两期糜棱岩 FWSchroeder ‘06
No.1 糜棱岩
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No.2 糜棱岩
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郯庐断裂带
中国第四条地震带—郯庐断裂带最近一个时期，我们这里被地震的消息闹得人心惶惶，各种小道消息传得是沸沸扬扬！偶也忍不住到网上搜索了有关方面的知识，特发于此，一是让自己和朋友们了解世界著名的地理学家李四光先生预测的也是先生最为担心的中国第四条地震带——郯庐地震带，二是学习些地震防范救护知识，从心理等方面做些准备，从而避免不必要的惶恐。
一、江苏省地震带图郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北北东向巨型断裂系中的一条主干断裂带，泛指北起黑龙江，南止长江边，总体上呈北东走向，纵贯中国大陆东部的巨型渠断裂。
在我国境内延伸2400多公里，切穿中国东部不同大地构造单元，规模宏伟，结构复杂。
是地壳断块差异运动的接合带，是地球物理场平常带和深源岩浆活动带。
它形成于中元古代。
经历了多期构造。
它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带，而且是一条近期仍继承着新构造运动方式，以右旋逆推为主的活断裂带，同时也是一条具有明显分段、活动程度不等的地震活动带。
北段（肇兴—沈阳）：它发育于吉黑断拗，由两条走向30-40。
东的主断袭组成，宽5-20公里，为一中、新生代地堑型断裂带，带内充填4000-5000米厚的火山岩、火山碎屑岩夹煤系地层。
基底刚度较软，结构也较简单，有史记载只发生过5.8级地震。
南段（宿迁—广济）：依次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，地震活动强度也不大，其地震活动水平较北段略高一些。
中段（沈阳—宿迁）：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、沐河谷地构成了20-40公里的“两堑夹一垒”的构造，称为沂沐深断裂带。
这一段是结构复杂、新活动强、基底介质刚度较高的地区。
历史上1668年莒县一郯城8.5级大震就发生于该段。
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。
郯庐断裂带对徐连高铁的影响及工程应对措施
收稿日期:20200415;修回日期:20200503作者简介:柏华军(1981 ),男,高级工程师,2008年毕业于浙江大学土木工程专业,工学硕士,主要从事高速铁路复杂大跨度桥梁设计研究㊁知识产权提炼保护及软件研发工作,E-mail:baiyaoping829@㊂第65卷㊀第4期2021年4月铁道标准设计RAILWAY㊀STANDARD㊀DESIGNVol.65㊀No.4Apr.2021文章编号:10042954(2021)04004606郯庐断裂带对徐连高铁的影响及工程应对措施柏华军(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉㊀430063)摘㊀要:目前缺少地震断裂带对高速铁路跨越工程影响的系统性研究㊂以徐连高铁跨越郯庐断裂带为例,结合现有研究成果和规范要求,研究了郯庐断裂带对徐连高铁的影响,并采取针对性的工程措施㊂研究认为,郯庐断裂带潍坊 嘉山段(又称沂沭断裂带),仅安丘 莒县断裂(f5)为全新世活动断层,推测如果未来发生地震将产生地表水平㊁垂直断错,同时蠕滑变形将超出无砟轨道的可调节范围㊂为减少地震断裂带对工程的影响,线路采用十字交叉方案跨越地震断裂带,影响范围内采用更易修复的路基结构和有砟轨道,范围外桥梁结构进行抗震加强设计,优先选择简支梁结构,大跨度结构进行隔震设计;并对新沂南站进行安全距离避让选址㊂同时建议在该区域内建立地震预警系统加强地震监测,为高速铁路运营提供安全保障㊂关键词:郯庐断裂带;沂沭断裂带;高速铁路;隔震设计;工程措施;安全避让距离;地震预警中图分类号:U212.22;U212.35㊀㊀文献标识码:A㊀㊀DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202004150016The impact of the Tanlu Fault Zone on the Xuzhou -lianyungangHigh-speed Railway and Engineering Response MeasuresBAI Huajun(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)Abstract :At present,there is a lack of systematic research on the impact of seismic fault zones on high-speed railway crossing projects.Taking the Xuzhou -Lianyungang high-speed railway crossing theTancheng -Lujiang Fault Zone (referred to as Tanlu Fault Zone)as an example,combined with existingresearch results and design specification requirements,this paper studies the impact of the Tanlu Fault Zone on the Xuzhou -Lianyungang high-speed railway and the targeted engineering measures are taken.According to the study,of the Weifang-Jiashan section in the Tanlu Fault Zone,only the Anqiu -JuxianFault (f5)is a Holocene active fault,and it is speculated that if an earthquake occurs in the future,horizontal and vertical ground faults would be created,and creep deformation would exceed the adjustablerange of the ballastless track.To reduce the impact of seismic fracture zones on the project,thecross-shaped scheme is taken to cross over the seismic fracture zone.The more easily repaired subgradestructure and the ballasted track are used in the affected area.The bridge structure outside the range is seismically designed.The simple supported beam structure is preferred.The span structure is designed for isolation,and the safe distance away from the site of the newly-built Xinyi South Station is selected.At the same time,it is recommended to establish an earthquake early warning system in the region to strengthen seismic monitoring and provide security for high-speed railway operations.Key words :Tanlu Fault Zone;Yishu Fault Zone;high-speed railway;isolation design;engineeringmeasures;safe avoidance distance;earthquake warning1㊀工程简介1.1㊀研究背景我国地处环太平洋和欧亚两大地震带的交汇处,属于地震多发国家,地震断裂带分布广泛;随着高速铁路 八纵八横 快速组网,高铁桥梁邻近断层或跨越断层将不可避免㊂已经建成及正在建设的20条高速铁路初步统计表明,京沪㊁石太㊁长昆㊁大西㊁津秦㊁青荣等高速铁路,哈齐㊁长吉等城际铁路,均跨越多条断裂带㊂高铁穿越活动断裂带,将面临地震活动或无震蠕滑等地质灾害威胁,造成线路结构损坏,甚至引起重大交通安全事故㊂文献[1]报道了东川支线沿小江断裂带因地震及次生灾害泥石流影响,出现 桥淤改涵㊁涵满改路㊁路淤改隧 的奇观㊂文献[2]表明,汶川地震在地震近场区,尤其是断裂带,地表出现隆起㊁沉陷㊁断裂㊁移位等强烈变形,桥梁㊁路基工程震害十分突出,通过断裂带的隧道也有损坏㊂因此,以徐连高铁为例开展地震断裂带对高速铁路工程的影响研究,以期为川藏铁路等类似工程的设计提供技术参考和借鉴㊂1.2㊀项目概况徐州至连云港高速铁路[3](以下简称 徐连高铁 )位于江苏省北部黄淮平原地区,全长约180.013km㊂线路为东西走向,与南北走向的郯庐断裂带在新沂段大角度相交㊂整个断裂带宽度约24.58km,涉及里程DK82+280~DK107+800㊂线路全部位于7度及以上地震区,其中有90.5km 位于8度(0.2g )高烈度区,占线路总长的50%,属于典型的高烈度地震区跨地震断裂带高速铁路(图1)㊂图1㊀徐连高铁线路平面布置徐连高铁线路主要技术标准见表1㊂表1㊀徐连高铁主要技术标准指标参数铁路等级高速铁路正线数目双线设计速度目标值350km /h 轨道结构无砟轨道为主线间距 5.0m 列车类型动车组列车运行控制方式自动控制2㊀地震安全性评价为保障高速铁路的安全,开展了‘郯庐断裂带对连云港至徐州客运专线工程影响评价专题“研究(简称 专题研究 ),评估其对无砟轨道高速铁路工程的安全影响,并采取对应工程处理措施㊂郯城 庐江断裂带(简称郯庐断裂带)是我国东部一条规模巨大的岩石圈断裂,南起长江北岸的广济地区,向北经安徽㊁江苏㊁山东,跨越渤海,经东北三省,进入俄罗斯境内,全长约2400km,总体走向N30ʎE,是中国东部地区地震活动强烈的地震带㊂徐连高铁工程主要涉及郯庐断裂带潍坊 嘉山段,该段亦称沂沭断裂带㊂沂沭断裂带[4-5]由5条平行的主干断裂组成(图2),自东向西分别为昌邑 大店断裂(f 1),白芬子 浮来山断裂(f 2),沂水 汤头断裂(f 3),鄌郚 葛沟断裂(f 4),安丘 莒县断裂(f 5)㊂其中安丘 莒县断裂带(f 5)自北向南由3大段呈右阶斜列组成:北段昌邑 安丘段,中段莒县 郯城段,南段新沂 泗洪段㊂限于篇幅,地震危险性评价摘录主要结论㊂图2㊀徐连高铁线路与沂沭断裂带交汇处地质图㊀2.1㊀断裂活动性分析根据野外调查及文献查阅综合分析,专题研究认为这5条断层中仅f 5为全新世活动断层,断裂以逆冲右旋走滑运动为主,局部为正断右旋走滑运动性质,1668年郯城8.5级地震就发生在该断层上㊂安丘 莒县断裂(f 5)多以压性逆断活动为主,局部显示为张74第4期柏华军 郯庐断裂带对徐连高铁的影响及工程应对措施性正断活动,断层活动具有明显的分段性㊂其他4条为早-中更新世断层,以正断活动性为主㊂安丘 莒县断裂(f 5)各次级断裂活动强度对比见表2㊁表3㊂表2㊀徐连高铁附近沂沭断裂带各次级断裂活动强度对比次级断裂编号基岩顶面断错量/m晚第四纪地层断错量上断点埋深/m 最新活动时代活动性质断裂类型f 10无明显断错<5Q 1~2正断东地堑东边界断裂f 23~5无明显断错50~110Q 1~2正断东地堑西边界断裂f 3 1.5无明显断错60~70Q 1~2正断西地堑东边界断裂f 45无明显断错100~140Q 1~2正断西地堑西边界断裂f 5f 5~172Q 4,1.2m 近地表Q 4逆断新生主逆冲断裂f 5~26Q 4,2m近地表Q 4逆断新生次级逆冲断裂表3㊀与铁路相交的安丘 莒县断裂带全新世活动参数断层名称断层编号断层产状性质避让带宽度/m 单条断层带断层一侧预测水平位错量/m 预测垂向位错量/m 交点坐标/(ʎ)与铁路交角/(ʎ)安丘 莒县断裂(f 5)f 5-117ʎ/Eø45ʎ-60ʎ右旋逆断~33f 5-217ʎ/Wø80ʎ右旋逆断~30上盘18下盘15上盘15下盘15~2.4~1.2~4.0~2.0118.3693834.32623118.3705634.3261371712.2㊀断裂错动评价通过野外地质调查㊁探槽开挖㊁断错地貌面测量,专题研究认为安丘 莒县断裂地震断层和地震形变带展布基本一致,多呈扭动牵引地貌,郯城至新沂段主要为逆断㊁逆掩断层陡坎,坡度小㊂综合分析认为,高铁穿越区仅f 5为全新世活动断裂,推测如果未来发生地震,具有地表错断的可能性,其未来地震地表垂直断错量1~2m,水平位错量2~4m,垂直和水平位错量比一般为1ʒ2;其他断裂为非全新世活动断裂,覆盖层埋深大,在铁路工程中可以不考虑地表错断的影响㊂2.3㊀蠕滑变形评价铁路穿越区段为新沂 泗洪断裂段,根据现场布置观测点监测,专题研究表明新沂-泗洪段其年平均垂直形变速率为0.01~0.21mm /a;根据野外地质调查㊁探槽开挖㊁断错地貌面测量,沂沭断裂(图3)地震断层和地震形变带展布基本一致,其垂直和水平位错量比一般1ʒ2,推测该段的年平均水平形变速率为0.42mm /a㊂图3㊀沂沭断裂带地质略图㊀2.4㊀工程地质评价根据GB18306 2015‘中国地震动峰值加速度区划图“[6]和GB18306 2015‘中国地震动加速度反应谱特征周期区划图“[5]确定本线地震动峰值加速度0.2g ㊁抗震设防烈度8度,标准地震动反应谱特征周期T g =0.4s,地震断裂带区域的场地类别为Ⅲ类㊂3㊀郯庐断裂带对徐连高铁影响3.1㊀地表错断对铁路工程的影响与危害当发生强烈地震时,活动断裂往往产生明显的急速位错,引发地表错动㊁破裂使铁路线承受强烈的拉压和剪切作用,有可能错断㊁拉断轨道板和轨道,或使轨道产生褶皱屈曲㊂断裂在错动瞬间,释放大84铁道标准设计第65卷量能量,以弹性波的形式引起地表强烈振动,从而导致建筑物和铁路工程的破坏,这是比断裂直接位错更广泛和常见的危害㊂专题研究预测该区域如果未来发生地震,将产生垂向位错量1~2m,水平位错量2~4m,这种错动可能造成路基垮塌㊁桥梁墩台严重变形等危害,导致中断行车㊂其他断裂为非全新世活动断裂,覆盖层埋深大,在铁路工程中可以不考虑地表错断的影响㊂3.2㊀长期蠕变对铁路工程的影响专题研究通过对沂沭断裂带跨断层观测资料分析,认为高铁穿越区段断层年平均垂直形变速率为0.01~0.21mm /a,年平均水平形变速率为0.42mm /a㊂按照铁路100年设计使用年限考虑,预测设计年限内的垂直形变值为21mm,水平的形变为42mm㊂4㊀工程应对措施4.1㊀线路工程文献[4-11]表明,新的高速铁路选线理念是更应坚持 地质选线 原则,高速铁路跨越地震断裂带时优先选择绕避方案避让,当无法避让时尽量采用大角度穿越地震带,减小了地震断裂上下盘效应对上部工程的影响㊂徐连高铁选线时线路无法避免穿越郯庐断裂带时,结合新沂南站的选址,在DK83+380~DK84+370段采用大角度跨越地震断裂带,基本接近十字正交,如图4所示㊂图4㊀徐连高铁线路与郯庐断裂带位置关系4.2㊀轨道工程高速铁路轨道结构主要有无砟轨道和有砟轨道两种,前者轨道底座板采用混凝土结构,轨道高程的调整仅仅通过扣件调节,调整量十分有限;后者道床为道砟结构,出现较大的变形可通过调整道砟的厚度来调整轨道的变形,适应性很强,破坏后易于修复㊂高速铁路穿越地震断裂带时,为防止影响区的不确定性地基沉降,易于后期修复,优先采用有砟轨道结构㊂TB10621 2014‘高速铁路设计规范“[12]9.1.2-2条规定 活动断裂带不应采用无砟轨道 ㊂其条文解释为活动断裂带等区域变形不易控制的特殊地质条件地段,由于无砟轨道的调整能力有限,一旦受损,将影响正常运营甚至危及运营安全,采用有砟轨道结构较为合理㊂专题研究表明,f 5由2条断裂带组成,f 5-1与f 5-2分别与线路相交于DK83+970㊁DK83+780㊂f 5为全新世活动断裂带,存在地表破裂的可能性,需采取抗断措施㊂根据国铁集团鉴定中心审查意见,DK83+380~DK84+370设置为有砟轨道㊂徐连高铁设计时轨道结构总体采用无砟轨道,跨越地震断裂带时采用有砟轨道㊂为提高道床的稳定性,减少道砟飞溅和高速动车组的高频振动导致道砟粉化,特别采取了新型的聚氨酯固化道床技术(图5),将离散的道砟固接成弹性整体,同时又可兼顾路基耐久性和后期可修复性㊂图5㊀聚氨酯固化道床示意㊀4.3㊀路基工程文献[13-15]表明,高速铁路穿越地震断裂带时,优先采用易于灾后修复㊁次生灾害较小路基工程穿越,避免高路堤㊁深路堑㊁陡坡路基等难以修复的重大工程㊂通过采用加宽路肩㊁选用优质填料㊁放缓边坡㊁应用非刚性路基㊁柔性分层加筋等措施,增加路基本体稳定性㊂根据‘郯庐断裂带对连云港站至徐州客运专线铁路工程影响评估专题“意见,在DK83+380~DK84+370段采用易修复的柔性路基工程方案穿越郯庐断裂带次级断裂带f 5,采用加筋等措施提高抗错断能力,加宽路基面宽度,并加强路基变形监测㊂根据铁路总公司专家审查意见,路基设计时将标准路基两侧路肩各加宽1.1m,即路基顶面整体宽度由13.6m =(4.3+5+4.3)m 变为15.8m =(5.4+5+5.4)m,并路基本体内增加土工格栅的铺设密度等措施,提高路基的整体稳定性,同时增加灾后路基面的维修空间(图6)㊂根据2017年5月17日工管中心组织的专家评审中关于DK83+300~DK84+370段有砟轨道结构设计意见,工程实施阶段应增强影响区段的沉降观测,并对路基下方复合地基进行加强处理㊂4.4㊀站房工程高速铁路为重要运输通道,具有抗震救灾生命线通道的功能㊂根据GB50011 2010‘建筑抗震设计规94第4期柏华军 郯庐断裂带对徐连高铁的影响及工程应对措施图6㊀路基加强段横断面布置(单位:m)范“[16]分类办法,其中大型站房属于甲类工程,需要进行避让,相关工程避让距离见表4㊂表4㊀各类铁路工程最小避让距离与避让里程工程类别工程等级最小避让距离/m 避让里程范围大型站房甲级400DK83+380~DK84+370无砟轨道甲级400DK83+380~DK84+370特大桥㊁大桥甲级400DK83+380~DK84+370中桥工程乙级200DK83+580~DK84+170小桥涵㊁亭所丙级100DK83+680~DK84+070同时,‘建筑抗震设计规范“3.10.3条规定建筑结构抗震性能化设计时地震动水准选定原则,指出对处于发震断裂两侧10km 以内的结构,地震动参数应计入近场影响,5km 以内宜乘以增大系数1.5,5km 以外宜乘以不小于1.25的增大系数㊂徐连高铁距离地震断裂带最近车站为新沂南站(图7),站位中心里程DK86+500(车站范围按两侧各650m 长度考虑),距离地震断裂带影响范围(DK83+380~DK84+370)外1480m,满足最小避让距离400m 要求,并预留足量的安全储备㊂图7㊀新沂南站效果图㊀4.5㊀桥梁工程高速铁路为控制沉降和节约用地以桥梁工程为主,因此在地震断裂带影响相对较小区域宜优先采用桥梁结构㊂考虑到地震的不确定性,桥梁结构宜优先采用易于修复的简支梁结构,并在支座上设置纵横向防落梁挡块,避免因地震落梁造成交通中断㊂GB50111 2006‘铁路工程抗震设计规范“(2009年版)[17]7.1.3条规定:桥梁抗震设计时应结合地形地质条件,构造特点㊁工程规模及震害经验等因素,确定桥型及墩台基础型式㊂当桥梁必须穿越地震断层时,宜采用小跨度㊁低墩高的简支梁桥;7.4.1条规定:高烈度地震区有条件时可采用减隔震设计,采用减隔震设计的桥梁,应满足正常使用功能要求㊂JTG /TB02-01 2008‘公路桥梁抗震设计细则“[18]4.1.9条规定,当考虑震断裂错动对桥梁的影响,A 类桥梁应尽量避开主断裂,抗震设防烈度为8度和9度地区,其避开主断裂的距离为桥墩边缘至主断裂带外缘分别不宜小于300m 和500m;A 类以下桥梁宜采用跨径较小㊁便于修复的结构㊂徐连高铁在地震断裂带两侧(DK83+380~DK84+370范围外)分别为东海特大桥和新沂特大桥,桥梁方案以32m 简支箱梁为主,桥上铺设无砟轨道,在跨越等级道路不得不采用连续梁结构时,为减小地震对大跨度结构的影响,采用了隔震支座,将传统的抗震思路由硬抗和延续设计改为隔震设计,大大减小地震对桥梁的破坏作用㊂限于篇幅,仅以东海特大桥跨S322省道为例,采用(40m +168m +40m)系杆拱连续梁桥(图8),支座采用双曲球面隔震支座(图9),并在纵横向两侧设置防落梁挡块(图10)㊂图8㊀东海大桥(40+168+40)m 系杆拱连续梁桥立面(单位:m)㊀图9㊀双曲球面隔震支座㊀图10㊀防落梁挡块㊀徐连高铁全线有多处大跨度桥梁结构均采用双曲球面隔震支座,并委托同济大学土木工程防灾国家重点实验室开展专题研究,结果表明:采用隔震设计方案可将桥墩等下部结构承受的地震力减少到设计可控范围,并从抗震构造措施角度对全线桥墩和桩基进行抗震加强设计㊂同时,针对液化沙土影响区,对桩基设计抗力进行加强,并对液化深度范围的桩侧摩阻力等地质参数按折减考虑㊂5铁道标准设计第65卷5㊀总结与建议目前系统性研究关于高速铁路跨越地震断裂带课题文献很少,研究地震断裂带对高速铁路工程的影响,积累工程经验,推广既有成熟技术是十分必要而有意义的,以期为川藏铁路等类似工程建设提供参考㊂通过徐连高铁跨越郯庐断裂带为例进行研究,得到以下成果和建议㊂(1)从徐连高铁跨郯庐断裂带地质安全评价入手,结合现有规范文献,为减少断裂带对工程的影响,从线路㊁轨道㊁路基㊁站房㊁桥梁等多个专业角度采取针对性措施,综合性很强,践行 科研服务工程 宗旨,具有一定的学术价值㊂(2)高速铁路选线坚持 地质选线,避让为主 原则,徐连高铁在无法避让情况下采取 线路大角度穿越㊁站房设置避让距离㊁选择有砟轨道路基结构,桥梁优先简支梁㊁大跨度结构采取隔震措施 等综合措施,在现有技术水平能力范围科学合理应对地震灾害㊂本文从工程抗震的角度展示我国高速铁路的建设水平㊂(3)专题研究表明,郯庐断裂带安丘 莒县断裂(f5)为全新世活动断层;预测100年内的垂直蠕滑变形为21mm,水平蠕滑变形为42mm,将超出无砟轨道的可调节范围;推测其新沂 宿迁断层段如果未来发生地震,地表垂直断错量达1~2m,水平位错量2~4m,这种错动可能造成路基垮塌㊁桥梁墩台严重变形等危害,严重时导致中断行车,应加强抗错动措施㊂(4)徐连高铁跨地震断裂带在线路无法绕避时,采用十字交叉方案跨越地震断裂带,在地震断裂带范围内优先选择更易修复的路基结构和后期易于修复的有砟轨道结构;地震断裂带范围外桥梁优先选择易于修复简支梁结构,并对大跨度结构采用隔震方案;同时将新沂南站设置在安全避让距离外,对路基㊁桥梁和轨道进行针对性的加强设计,确保工程安全㊂(5)考虑到地震工程的复杂性和不确定性,郯庐断裂带全新世活动断层f5对徐连高铁的运营具有极强的潜在危险性和不确定性,建议在该区域内建立地震预警系统,加强对地震监测和断层处的位移监测,为高速铁路运行实时提供安全保障㊂致谢:感谢中铁四院徐连高铁设计团队全体工程师对项目建设所做贡献,特别是高文军总工程师的技术指导和项目负责人谭宏高级工程师㊁贾厚华高级工程师提供的相关材料;感谢中国地震局地震预测研究所吕晓健团队开展的地震预测和灾害评估工作;感谢上海申丰地质新技术应用研究所毛建伟团队开展的地质地震调查工作㊂拙文是大家共同努力的项目成果,集体智慧的结晶㊂参考文献:[1]㊀毛斌.关于活动性断裂区域铁路设计探讨[J].铁道经济研究,2010(2):15-17.[2]㊀朱颖,魏永幸.铁路工程震害特征分析与研究综述[C]ʊ中国岩石力学与工程学会.纪念汶川地震一周年 抗震减灾专题学术讨论会论文集.2009:553-558.[3]㊀徐光,谭宏,贾厚华,等.新建铁连云港至徐州铁路初步设计文件[R].武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司,2016. 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郯庐断裂对城市建设的影响
2010年，由合肥市地震局和沈阳市地震局联合发起成 立了郯庐断裂城市灾情合作组织，联合了郯庐断裂沿 线的9个省20余市参与。
郯庐断裂城市合作组织对郯庐地震的预防工作有 很重大的意义，解决了以往各省市分段研究，资 料、资源不共享的局面，未郯庐大断裂的研究开 启了新的篇章。 这个组织的成立很好的解决了现在郯庐断裂带上 所遇到的工程建设问题，像京沪高铁等必须要穿 越郯庐断裂带的重大工程，只有跨省份、跨部门 的合作才能很好地解决问题。
它形成于中元古代。经历了多期构造。是 一条近期仍继承着新构造 运动方式，目 前以右旋逆推为主的活断裂带，同时也是 一条具有明显分段、活动程度不等的地震 活动带。
郯庐大断裂分布范围、特点
郯庐断裂并不仅存于郯城与庐江之间，向 南到湖北省长江北岸的武穴，向北北东方 向经安徽省的宿松、潜山、庐江、嘉山， 江苏省的泗洪、宿迁，山东省郯城、沂水、 潍坊，进渤海，然后过辽东半岛，穿过东 北三省去了俄罗斯。在中国境内长达2400 千米，宽几十至200千米，总体走向北东 10-20度。现今的郯庐断裂水平滑移速率 约为2.3 毫米/年。
郯庐断裂的形成原因、活动历史
245-230Ma年开始，随着华北板块和扬子板块碰撞挤压的深入 发展，郯庐断裂开始形成，并向NE方向传播延伸，同时由于 这段时间内扬子板块强烈的挤压，使华北板块呈现了近东西 向的拉伸。160-90Ma年时，太平洋板块快速地向NNW俯冲到 欧亚大陆下面，郯庐断裂继续做左旋剪切，郯庐断裂在这一 段时间里拉伸了整个华北地块，形成了渤海湾、松辽、冀中 拉张盆地，90-75ma，太平洋板块俯冲角度转为W向，郯庐断 裂转为右旋移动，整个山东半岛随着郯庐断裂往南侧移动， 挤压断裂的东南侧，即现在山东临沂、江苏徐州、连云港地 区，形成苏鲁造山带，大家熟悉的沂蒙山区由此形成。
郯庐大断裂
10级地质工程（一）班
陈子玉
郯 庐 大 断 裂
一、断裂区地质概况
二、郯庐大断裂分布范围、特点 三、郯庐大断裂形成原因、活动历史 四、现阶段研究意义
郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北北东 向巨型断裂系中的一条主干断裂带，在我 国境内延伸2400多公里，切穿 中国东部 不同大地构造单元，规模宏伟，结构复杂。
郯庐断裂的研究意义
郯庐断裂位处中国华北东部地区，横跨皖、 苏、鲁、辽等多个省份，郯庐断裂两侧是我 国非常重要的一个地震带，历史上多次发生 地震，断裂沿线城市众多，而且其影响范围 内包含多个我国二线、三线城市，如南京、 合肥、苏州、徐州等，并且影响范围包括了 黄河和长江两大流域，一旦发生地震危害性 极大。
郯庐断裂研究展望
郯庐断裂从上个世纪五十年代被发现以来，历经了半 个多世纪，中间的研究历程曲折反复。新世纪以来， 郯庐断裂引起了越来越多的重视，近些年发表了越来 越多的研究成果，学术界目前对于郯庐断裂的成因的 结论多种多样，未来还需要对其成因和发展趋势作更 深研究。
学术争议
Hale Waihona Puke 郯 庐 断 裂 工 程 地 质 分 区 图
据统计，自公元1400年以来，以郯庐断裂为中心200公 里范围内共发生M8.5级地震1次，M7.0-7.9级地震5次， M6-6.9级地震11次。其中中段（沈阳-宿迁段）就发生 8.5级地震1次，M7.0-7.9级地震7次。
辽宁海城大地震是发生在中国辽宁省海城、营口县附近的7.3级大地震， 时间是1975年2月4日19点36分，因为预报措施比较成功，这次地震共造 成8.1亿元的经济损失。 1668年7月25日晚（康熙七年六月十七日戌时）在山东南部发生了一次 旷古未有特大的地震，震级为8.5级，极震区位于山东省郯城、临沭、 临沂交界震中位置为北纬34.8°、东经118.5°，极震区烈度达Ⅻ度。由 于极震区大部分位于郯城县境内，故称为郯城地震。这次地震是我国大 陆东部板块内部一次最强烈的地震，造成了重大的人口伤亡和经济损失。
断裂两侧丰富的自然资源
郯庐断裂带的油气资源非常丰富，断裂 带两侧是我国最重要的石油产地，渤海 湾、松辽盆地的油气储备开发出了大庆、 胜利、辽河、大港油田，郯庐断裂带上 的油气资源探明石油储量在50亿吨以上， 并且还有很大的探明空间，年产量占到 全国年产量的百分之70以上。
渤海湾胜利油田
由于郯庐断裂的左行平移现象，把原断裂未 形成时期的矿脉错断，这种现象对于找矿有 特殊的意义，已经发现的小秦岭-蚌埠金矿带 和五河-招远金矿带就属此类现象，这条矿脉 也是我国最重要的一条矿脉，金矿储量占全 国的四分之一。