引言

郯庐断裂带是中国东部地区一条NNE走向的巨型深大断裂带，也是至今仍在活动的一条大型活动断裂，自中生代以来经历了复杂的构造演化，对现今的地震活动有很强的控制作用(方仲景等，1986；徐嘉炜，马国峰，1992；李家灵等，1994).沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段，全新世活动显著.据历史记载，公元前70年发生的安丘M7大地震，是一次灾难性地震，影响范围甚广，造成了6000多人死亡(李善邦，1980；朱书俊，孙寿成，1991)；1668年郯城M8 1/2大地震是迄今为止山东省规模最大、伤亡最惨重的一次地震；此外，位于沂沭断裂带周边的诸城公元前70年发生M7大地震，造成了大量人员伤亡和经济损失，该地区1796年再次发生M5地震(王华林，1990).全新世以来，沂沭断裂带南段(沂水县—郯城县)有过3次古地震事件记录，发震时间大约为公元前3500年、6000—7000年和公元前1万年，时间具有周期性，间隔约为3500年(林伟凡，高维明，1987).由于沂沭断裂带地震活动性十分强烈，诸多研究人员对其地质地貌、形成演化、新构造运动及第四纪活动开展了大量研究(晁洪太等，1998；Lin et al，1998；满洪敏，2005；林爱明等，2013).

随着近年来地球物理技术的迅速发展，郯庐断裂带的研究已经不再局限于地貌调查，基于各种物探手段对郯庐断裂带深部构造的研究取得了丰富的成果(施炜等，2003；张鹏等, 2007, 2010；王先美等，2010；姜文亮等，2011；路晓翠等，2012；王鑫等, 2015a, b).沂沭断裂带北段两堑夹一垒的构造格局引起了广泛关注(钟南才，侯治华，2005；张鹏等，2010；王华林，王纪强，2012；林爱明等，2013)；相比而言，其南段(沂水县—郯城县)，尤其是沂水县以南，因被第四纪覆盖，构造地貌特征不明显，研究成果甚少.南段活动也与北段截然不同，其西地堑没有新的活动迹象，东地堑仅见更新世晚期活动(郑朗荪等，1988).而作为交切沂沭断裂带NW走向的两条大型活动断裂，即苍尼断裂、蒙山山前断裂，前人的研究主要集中在构造地貌方面(高欣欣等，1987；晁洪太等，1992)，其空间展布特征及延伸位置并未明确定位，与沂沭断裂带的交切关系更无深入的解析.

因此，本文拟以沂沭断裂带南段及其周边地区作为研究对象，利用遥感影像与数字高程模型，研究该地区重点断裂的构造地貌特征，并结合野外实地调查及前人资料进行验证，同时应用小波多尺度分析方法分离重力场信号，分析区域地壳深部结构，最终综合遥感、重力多源数据揭示沂沭断裂带南段与周边断裂的几何分布、切割深度及交切关系，为沂沭断裂带的分段性研究提供依据，同时为地震危险性评价提供参考.

1.   地质背景

研究区以临沂市为中心，由鲁西地块、沂沭断裂带南段及鲁东折返带组成(宋明春，2008)，范围为34°30′N—36°10′N，117°E—119°5′E，其中沂沭断裂带南段纵贯区域中央，以西为鲁西南隆起，以东为鲁东折返带(图 1).沂沭断裂带南段走向为NNE，北起沂水县，向南至郯城县，自东向西主要由昌邑—大店断裂(F₁)、安丘—莒县断裂(F₅)、白芬子—浮来山断裂(F₂)、沂水—汤头断裂(F₃)、鄌郚—葛沟断裂(F₄)组成，形成了两堑夹一垒的构造格局.该断裂带的演化可概括为“两大运动时期和5个发展阶段”：两大运动即印支运动和燕山运动，5个发展阶段分别为大别和苏鲁超高压变质带之间的转换走滑阶段、华北和东北地区的左旋平移走滑阶段、挤压走滑阶段、地壳伸展和陆内裂谷断陷阶段、晚白垩世—古新世的右旋走滑阶段(张岳桥，董树文，2008).沂沭断裂带在早白垩世为左旋走滑运动，晚白垩世为其伸展期，沂水—汤头断裂(F₃)、鄌郚—葛沟断裂(F₄)新近纪后停止运动，昌邑—大店断裂(F₁)、白芬子—浮来山断裂(F₂)和安丘—莒县断裂(F₅)仍在活动，第四纪表现为逆冲兼右旋走滑运动(张鹏等，2007).

图  1  研究区地貌及主要断裂分布

图中主要断裂分布邓起东等(2007)，并根据遥感和重力资料修正
F₁：昌邑—大店断裂；F₂：白芬子—浮来山断裂；F₃：沂水—汤头断裂；F₄：鄌郚—葛沟断裂；F₅：安丘—莒县断裂；F₆：蒙山山前断裂；F₇：苍尼断裂；F₈：相庄—沙岭断裂(推测断裂)

Figure  1.  Distribution of landscapes and active faults in the studied area

Main active faults refer to Deng et al (2007), and are modified based on remote sensing and gravity data F₁: Changyi-Dadian fault; F₂: Baifenzi-Fulaishan fault; F₃: Yishui-Tangtou fault; F₄: Tangwu-Gegou fault; F₅: Anqiu-Juxian fault; F₆: Mengshan piedmont fault; F₇: Cangni fault; F₈: Xiangzhuang-Shaling fault (inferred fault)

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鲁西南隆起内发育有NW向蒙山山前断裂(F₆)、NNW向铜石—甘霖断裂、NW向苍尼断裂(F₇)，其中蒙山山前断裂和苍尼断裂呈NW走向交汇于沂沭断裂带南段；鲁西NW向断裂晚中生代时期先后经历了右行走滑和左行走滑运动(宋明春，2008)；鲁东地区断裂发育程度不高，演化过程大致分为盆地形成阶段和褶皱造山阶段(宋明春，2008).

2.   遥感活动断裂解译

2.1   数据与处理

遥感技术因其宏观性和直观性成为活动断层调查的重要技术手段，据其可判读活动断层的几何形态及构造地貌，也可判读大震后的地表破裂带展布，该技术的应用目前已趋于成熟，且研究成果丰硕(江娃利，1991；Guo et al，2011；何宏林，2011；郭慧等，2016).近年来随着空间信息技术的发展，各种用途的卫星传感器不断研制成功，卫星数量逐渐增多，可利用的数据源越来越丰富，分辨率大幅度提高，这使得如何选择合适的数据源以进行专题信息提取变得更加突出.本文所用的遥感数据为Landsat卫星的增强型专题绘图仪数据(enhanced thematic mapper plus，简写为ETM+)，成像于2000年左右，该时段我国东部地区的自然地貌改造较少，宜于遥感构造地貌解译工作的开展.

ETM+载有8个波段的感应器，覆盖从可见光到红外不同的波长范围，包括30 m分辨率的多光谱波段、60 m分辨率的近红外波段以及15 m分辨率的全色波段，具体参数列于表 1.本文对所收集的ETM+数据进行配准、镶嵌、增强、融合等处理，其中的增强和融合处理采用4/5/3波段组合输入R/G/B通道进行假彩色合成，并与全色波段完成融合，最终得到15 m分辨率的多光谱彩色ETM+影像，融合后的影像既保留了多光谱的彩色信息，又提高了空间分辨率.

表  1  Landsat-7 ETM+波段参数

Table  1.  Band parameter of Landsat-7 ETM+

波段号	波谱范围/μm	地面分辨率/m	波段名称
1	0.450—0.515	30	蓝绿色
2	0.525—0.605	30	绿色
3	0.630—0.690	30	红色
4	0.775—0.900	30	近红外
5	1.550—1.750	30	短波红外
6	10.40—12.50	60	热红外
7	2.090—2.350	30	短波红外
8	0.520—0.900	15	全色

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数字高程模型(digital elevation model，简写为DEM)是活动构造研究领域的另一重要资料.本文收集了研究区ASTER(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer)DEM数据，空间分辨率为30 m，将DEM数据与ETM+影像在ArcGIS平台上进行融合，获取了三维可视化图像，多角度、多层次对活动断裂的构造地貌进行分析，以获取断裂的空间展布及地貌特征，便于构造地貌研究及断层信息提取.

2.2   蒙山山前断裂

蒙山山前断裂发育于蒙山南缘山前，又称蒙山断裂.该断裂位于沂蒙山区，在本文研究区内该断裂北起方城镇东南，经柏林镇、费县以北，止于郑旺镇，走向为NW50°，在沂沭断裂带附近走向近EW，倾向为SW，倾角为45°—85°，正断层性质，全长达120 km.该断裂南北两侧分别发育中新生代地层和太古代片麻岩，公家庄以西没有第四纪活动，以东错断了临城期夷平面，可见高大的断层崖以及错断的冲沟，指示着断裂的左旋滑动；沿该断裂发生过多次小地震，但震级一般不超过M3，是一条全新世活动断裂，控制着平邑—方城盆地(晁洪太等，1992).

蒙山山前断裂的ETM+影像中，泗水县以东线性特征清晰，断裂两侧地貌差异明显，东北侧蒙山隆起区为断层下盘，西南侧第四纪平邑—方城盆地为断层上盘，反映了断裂垂直运动所引起的地貌差异，因此推断该断裂为正断层.山前谷地内含水性好，在断裂分布的山前地带存在跌水现象，串珠状湖泊及断层崖、断层三角面发育，河流下切作用强烈，形成两条“V”字型深切河谷(图 2a，c).邱阳—汪沟镇段断裂伴随串珠状湖泊发育，色调和线性特征清晰(图 2b)；泗水县北侧可以看到河流明显的左旋转弯，反映了断裂水平运动所引起的左旋走滑(图 2b)，与晁洪太等(1992)的野外考察结果一致.

图  2  蒙山山前断裂遥感影像(F₆-1, F₆-2为野外考察点)

(a)铜石镇段断层崖、断层三角面；(b)邱阳—汪沟镇段断裂线性特征；(c)铜石镇段断层崖和断层三角面的三维图

Figure  2.  Remote sensing images of Mengshan piedmont fault

(a) Fault scarp and fault triangular facet; (b) Fault linear feature of Qiuyang-Wanggou segment; (c) 3D model about fault scarp and fault triangular facet. F₆-1 and F₆-2 are field surveying sites

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蒙山山前断裂东延至沂沭构造带内部，由于第四纪覆盖，遥感影像中无明显的线性特征，地貌上无明显变形; 该断裂继续向东延伸至莒南县附近，即经过新庄、大尤家、西刘村、孟家欢疃沟、许家黄庄到达莒南县这一段上，所经过的河流均发生流向的左旋同步转弯，反映了断层的左旋走滑活动性质(图 3).大量研究表明多次重复地震发生后可能保存下来的地貌现象经常表现为同步转弯的河流(Wallace，1968；Jackson et al，1996；Lacassin et al，1998；Maruyama，Lin，2004；Lin et al，2006)；除此之外，由图 3a可以看出，该断裂的南北两侧色调差异明显，在地形上表现为北低南高(图 3b)，北部为平原区，南部为低山丘陵区，丘陵北缘形成陡坡，地貌差异显著，故推测蒙山山前断裂已延伸至莒南县一带.

图  3  蒙山山前断裂莒南县附近河流同步转弯ETM+影像(a)和DEM高程图(b)

Figure  3.  Synchronous turning of rivers in ETM+ (a) and DEM (b) images of inferred Mengshan piedmont fault near Ju'nan county

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通过野外实地考察及前人地质剖面资料验证蒙山山前断裂遥感解译结果.在铜石镇薛家庄村北侧的考察点F₆-1(图 2a)，见蒙山山前发育断层崖、断层三角面构造地貌现象，三角面形态清晰且平直陡立，山前伴随着串珠状跌水池塘(图 4a, b)，这可能是由于断层多次活动所形成，推断该断裂总体沿山麓地带发育；王志才等(2001)在平邑县杨庄水库附近进行了野外调查，野外点F₆-2处的断裂剖面显示断裂第四纪晚期活动明显，错断了临城期夷平面，发育明显的断层崖，地质剖面中断裂对第四纪地层有一定的控制作用，错断了晚更新世地层(图 4c)，最新活动时代为晚更新世晚期，距今22.7—10.1 ka.

图  4  蒙山山前断裂野外实地考察及地质剖面

(a)铜石镇薛家村北的断层三角面(野外点F₆-1位置见图 2a); (b)断面三角面近景；(c)大杨庄断层剖面(王志才等，2001)(野外点F₆-2位置见图 2b)

Figure  4.  Field investigation and previous profiles of Mengshan piedmont fault

(a) Fault triangular facet in the north of Xuejia village, Tongshi county (The field point F₆-1 is shown in Fig. 2a); (b) Close shot of fault triangular facet; (c) The profile along the Dayangzhuang fault (after Wang et al, 2001)(The field point F₆-2 is shown in Fig. 2b)

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2.3   苍尼断裂

苍尼断裂又名白彦断裂，西起尼山，向东过苍山后，止于郯城县附近，总体走向为NW50°，倾向为SW，倾角为80°，全长约130 km，是一条正断层，早期显张扭性，新构造运动以来呈挤压性质(晁洪太等，1992)；该断裂东南端在苍山县境内与铜石—甘霖断裂、泗水—梁邱镇断裂交会.苍尼断裂为鲁西地区NW向断裂，遥感影像中，其西段、中段出露明显，显示清晰，有水系发育，东段被第四纪覆盖，但是通过水系改向可以判断识别.该断裂发育于第四纪地层中，断面结构复杂，分析断面上的断层泥获得多期活动特征，断裂错断了晚更新世地层，表明该断裂为鲁西地区主要的NW向活动断裂之一(晁洪太等，1992).

根据遥感影像上线性特征清晰度，苍尼断裂可以分为西段、中段、东段.西段在遥感影像上线性特征清晰，长约30 km，两侧色调及地貌差异明显，北东侧为下盘隆起山脉，南西侧为上盘曲阜第四纪盆地(晁洪太等，1992)(图 5a)，反映了由于断裂垂直运动引起的地貌差异，可以判断出断裂的正断层性质，陡坎连续发育(图 5b)，错断了晚更新世地层，从曲阜到田黄陡坎高度下降，由正断层转为逆断层.在痒厂—北东野范围内，河流发生左旋错动，反映了断裂左旋水平运动，串珠状湖泊发育(图 5c).中段在遥感影像上有微弱的线性特征，长约80 km，错断晚更新世地层，为逆断层；断裂两侧为低山丘陵区，中间为断层沟谷，沿断裂有水系发育，在故县城附近水系发生左旋滑动(图 5d，f)，反映了断裂水平运动引起的左旋走滑.东段的遥感影像中无明显现象，长约20 km，被第四纪覆盖，但有较大的河流穿过断层，受断层影响沭河发生大角度转弯，且NNE走向的马陵山山脉断开，指示了其走滑运动性质，故推测苍尼断裂向东交切于沂沭断裂带(图 5e).

图  5  苍尼断裂遥感影像

(a)苍尼断裂西段线性特征，图中F₇-1和F₇-2为考察点；(b)断层陡坎; (c)痒厂—北东野的串珠状湖泊和河流转弯; (d)故县城附近河流左旋错动; (e)东段沭河大幅度转弯; (f)苍尼断裂三维立体图

Figure  5.  Remote sensing image of Cangni fault

(a) Linear feature of west Cangni fault, where F₇-1 and F₇-2 are surveying sites; (b) Fault steep; (c) Bead-like lakes and turning of rivers from Yangchang to Beidongye; (d) River's sinistral dislocation near Guxian; (e) Shuhe's sharp turning of east Cangni fault; (f) 3D model of Cangni fault

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苍尼断裂的遥感解译结果可通过野外实地考察及前人地质剖面资料来验证.野外调查表明，考察点F₇-1位于曲阜市东侧的防山乡—纪庄一带(图 5a)，见线性陡坎构造地貌，基岩陡坎连续发育，走向约为310°，高度为2—4 m，陡坎东北盘为基岩台面，西南盘为第四纪洪积扇；某一冲沟剖面内见基岩与第四纪地层接触(图 6a)，距该冲沟东侧约600 m的一水库附近，见一断层剖面(图 6b)，该剖面显示断面SW倾向的正断层，北东盘为基岩台面，西南盘为第四纪地层.刘玉刚等(2013)曾在纪庄附近开挖探槽，测得断层上盘洪积含砾石砂土的年龄为(69.60±5.91) ka，属于Q₃地层，断层下盘为寒武纪砂岩，断层为正断层性质，同时测得这一带陡坎的最大垂直位错量为4.7 m，计算出苍尼断裂西段的垂直正断滑动速率约为0.07 mm/a.王志才等(2001)对苍尼断裂中段进行了野外考察，实测白彦官庄附近的地层剖面，野外考察点F₇-2如图 5a所示，可见该断裂结构复杂，由多条小断裂组成，错断了晚更新世的褐色砂层[(49.2±3.9) ka BP]和黄色亚黏土[(13.9±1.1) ka BP](图 6c)，最新活动时期为晚更新世至全新世早期.

图  6  苍尼断裂野外实地考察及地质剖面

(a)基岩陡坎及冲沟剖面(野外点F₇-1位置见图 5a); (b)水库断层剖面; (c)大杨庄断层剖面(王志才等，2001)(野外点F₇-2位置见图 5a)

Figure  6.  Field investigation and the profiles along Cangni fault

(a) Bedrock scarp and gully section (The field point F₇-1 is shown in Fig. 5a); (b) Fault profile along the reservoir; (c) Fault profile of Dayangzhuang (The field point F₇-2 is shown in Fig. 5a) (after Wang et al, 2001)

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2.4   相庄—沙岭断裂

相庄—沙岭断裂位于临沭县附近，走向为NW-NWW，由于第四纪覆盖，ETM影像中仅存在微弱的色调差异、线性特征，从相庄经陈家村、官路、南沟头、寨子到达沙岭这段区域内，串珠状湖泊发育明显，河流发生了明显的同步左旋转弯现象(图 7a)，大量研究显示多次重复地震发生后可能保存下来的地貌现象经常表现为同步转弯的河流(Wallace，1968；Jackson et al，1996；Lacassin et al，1998；Maruyama，Lin，2004；Lin et al，2006)，DEM(图 7b)显示地形为北高南低，地质地貌变化显著，北部为山脉，南部为低山丘陵，故推断此处发育断层，与高欣欣等(1987)的研究结果一致.

图  7  相庄—沙岭断裂河流同步转弯的ETM+影像(a)和DEM影像(b)

Figure  7.  Synchronous turning of rivers in ETM+ (a) and DEM (b) images of Xiangzhuang-Shaling fault

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3.   重力场特征

3.1   数据与方法

重力方法作为研究地质构造和岩石圈结构的有效方法之一，既可以体现出地质体的纵向分层，也可以体现出地壳介质横向密度的非均匀性，因此布格重力数据可以直观地反映出地质体分布、断裂构造展布以及深部构造特性等信息.由于布格重力场是不同规模、不同密度、不同深度的地质体所产生重力异常的叠加，即高频信号主要反映浅部场信息、低频信号主要反映深部场信息，因此采用适当的处理方法进行有效的场源信号分离是十分必要的.传统的解析延拓、不同窗口滑动平均等方法的效果不佳，随后发展起来的傅里叶分析方法也只能获取函数的整体频谱，而不能对局部特征进行研究(方盛明等，2002).

小波多尺度分析是重磁场分解处理的有效方法(侯遵泽，杨文采，1997；王文睿等，2009)，在时域和频域同时具有良好的局部化特性，可以达到位场分离的效果. Mallat(1989)首次提出了小波多尺度分析的塔式算法，侯遵泽和杨文采(1997)将该方法成功地应用于中国大陆的布格重力异常判识中.利用小波多尺度分析方法对研究区布格重力数据进行处理，可以得到对应的小波细节场，而小波细节场是对局部场布格重力异常信息的反映，主要体现了浅部场源体引起的较小规模的高频异常信息.通过小波细节场即可对该区主要地质单元，特别是对断层的深部延伸规模、埋藏深度进行推测.本文收集了研究区的布格重力场数据，采样间隔为2 km.在地面观测的重力数据中，由于原始数据含有观测误差、畸变点数值异常，采样点疏密不均等，因此要对原始资料进行空值设置、数据网格化、数据平滑以及数据扩边等一系列预处理，以压制或消除异常值带来的干扰，形成数据处理前的基础资料.此后，采用重磁勘探软件GMS3.0二维小波多尺度分析模块进行场源分解，得到1—4阶重力小波细节场.接下来，利用对数功率谱方法(申宁华等，1986；张先，赵丽，2007)对1—4阶小波细节场进行计算，得到各阶次小波细节场的近似场源深度，结果列于表 2，可知1—2阶小波细节图像反映了沉积层及上地壳重力异常，3阶小波细节图像反映了中地壳重力异常，4阶小波细节图像则反映了下地壳重力异常.

表  2  1—4阶小波细节图反映的场源深度

Table  2.  Source depth reflected by the first-to-fourth-order wavelet detailed images

阶次	近似场源深度/km
1阶细节	2—3
2阶细节	5—6
3阶细节	11—12
4阶细节	24—25

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3.2   重力场分析

布格重力异常是对区域场布格重力异常信息的反映，主要体现了深部场源所引起的较大规模的低频异常信息.对沂沭断裂带及其周边的布格重力场进行小波多尺度分解，得到不同阶次的小波细节图像，如图 8所示，图中高、低异常圈闭代表隆、凹相间的构造地质单元，反映了区域精细地壳结构特征.

从1阶小波细节图(图 8a)中可以看出，场源信息丰富，反映了地壳沉积层的密度变化，异常值处于(-4.0—4.8)×10^-5 m/s².蒙山山前断裂整体沿NW向狭长状重力高异常圈闭区与低异常圈闭之间的过渡带分布，形成重力梯级带; 该断裂向东延伸至沂沭断裂带，截切了NNE向沂沭断裂带的线性重力异常，使其呈现断弯、收敛及串珠状等异常现象，在沂水—汤头断裂(F₃)、安丘—莒县断裂(F₅)、昌邑—大店断裂(F₁)处该现象尤为明显，东延至莒南县仍有串珠状异常现象，进一步验证蒙山山前断裂截断了沂沭断裂带.苍尼断裂的西段和中段沿重力高异常与重力低异常之间的梯级带分布，该断裂向东交切于沂沭断裂带，使其产生了收敛、断折等现象，在鄌郚—葛沟断裂(F₄)、沂水—汤头断裂(F₃)、白芬子—浮来山断裂(F₂)、安丘—莒县断裂(F₅)处被截断现象明显.相庄—沙岭断裂西段沿重力高、低异常之间的过渡带分布，东段分隔了小尺度的重力高异常圈闭区与重力低异常圈闭区，沿重力高、低之间的过渡带分布，截断昌邑—大店断裂(F₁)、鄌郚—葛沟断裂(F₄)现象明显.

图  8  研究区1—4阶重力小波细节图

(a) 1阶；(b) 2阶; (c) 3阶; (d) 4阶

Figure  8.  The first-to-fourth-order wavelet detailed images of Bouguer gravity anomaly in the studied area

(a) The first order; (b) The second order; (c) The third order; (d) The fourth order

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2阶小波细节图(图 8b)中，布格重力高异常与低异常的分界更加明显，场源信息丰富，反映了上地壳位置上的密度变化非均匀性，异常值范围为(-3.9—5.0)×10^-5 m/s².蒙山山前断裂依然沿狭长状重力高异常与重力低异常之间的过渡带分布，该断裂分隔了沂沭断裂带西地堑南北两侧的重力异常圈闭区，且使东地堑重力现象发生断弯，说明蒙山山前断裂截切了沂沭断裂带.苍尼断裂西段沿条带状重力低异常圈闭区的梯级带分布，向东延伸至沂沭断裂带，沿重力高异常与低异常之间的过渡带分布，断裂北侧为重力高异常，南侧为重力低异常，该现象在沂沭断裂带每条主干断裂中均明显，证实了苍尼断裂切穿了沂沭断裂带.相庄—沙岭断裂在临沭县西侧沿重力高、低异常之间的过渡带分布，北侧为重力低异常，南侧为重力高异常，在临沭县附近截断昌邑—大店断裂(F₁)，临沭县东侧出现尾端效应，该断裂分隔重力高异常圈闭区与重力低异常圈闭区.

3阶小波细节图(图 8c)中，布格重力异常圈闭区进一步扩大，场源信息趋于简单，反映了中地壳位置密度变化的非均匀性，异常值范围为(-6.9—7.3)×10^-5 m/s².蒙山山前断裂北侧为高重力异常区，对应着蒙山山体，南侧为低异常区，对应着中新生代的平邑—方城盆地；该断裂沿高、低异常梯度带分布，控制着平邑—方城盆地的北侧边界，东延至沂沭断裂带并与之交切，使其NNE向的高重力圈闭体发生明显的断弯现象，向东切穿至莒南县一带，而蒙山山前断裂所形成的重力梯级带指示的断裂位置在1—3阶重力细节图中的变化不大，故推测该断裂倾角较大，与晁洪太等(1992)的研究结果一致.由图 8c还可以看出：苍尼断裂形成明显的重力梯级带，断裂两侧分别为重力高、低异常圈闭区，截切沂沭断裂带部位现象依然明显，其北侧为重力高异常区，南侧为重力低异常区；相庄—沙岭断裂在临沭县两侧的重力高、低异常圈闭体减弱，但该断裂重力梯级带现象隐约可见，截断了白芬子—浮来山断裂(F₂)、安丘—莒县断裂(F₅)和昌邑—大店断裂(F₁)断裂，尾端效应依然明显.

4阶小波细节图(图 8d)中，布格重力异常圈闭区增大，异常值范围为(-6.3—8.3)×10^-5 m/s²，反映了下地壳位置密度变化的非均匀性.蒙山山前断裂的重力梯级带西强东弱，交切于沂沭断裂带的现象不明显；苍尼断裂沿重力高、低之间的梯级带分布，断裂两侧分布有重力低异常圈闭区，截断沂沭断裂带部位现象依然明显，北侧为重力高异常区，南侧为重力低异常区，苍尼断裂重力梯级带指示的断裂位置在1—4阶小波细节图中变化不大，故推测该断裂倾角较大，与晁洪太等(1992)的研究结果一致；相庄—沙岭断裂重力梯级带现象消失，推测该断裂规模为中上地壳尺度的断裂，下切深度达中地壳.

3.3   与遥感解译结果的一致性

本文将蒙山山前断裂、苍尼断裂、相庄—沙岭断裂的遥感解译结果与重力细节场进行比对，进而分析遥感与重力场解译的相关性. 1阶重力细节场的近似场源深度约为2—3 km，反映的是地壳沉积层的密度结构特征，因此与遥感断层地貌解译的结果具有一定的可比性.如图 9所示，底图为1阶重力细节图，叠加了3条断裂典型地段的遥感影像图，其中白色虚线表示遥感地貌断层迹线，黑色实线表示重力场解译的断裂展布迹线，3条断裂的构造地貌与1阶重力细节场均有很好的对应关系，验证了解译结果的一致性：①蒙山山前断裂西段的线性断层崖地貌与重力梯级带相对应，东段莒南县一带的河流同步左旋转弯、色调差异与重力串珠状异常相吻合；②苍尼断裂西段的断层沟谷地貌与重力梯级带现象对应，而东段郯城县一带沭河大转弯、马陵山山脉断开等地貌特征与重力场异常断折、收敛等现象吻合；③相庄—沙岭断裂的水系同步左旋转弯及地形陡变对应临沭县一带小尺度重力梯变带.此外，为直观地展示区域深浅层构造关系，将遥感影像设置一定的透明度，与1阶重力细节场进行叠合，结果如图 10所示，可见地貌与深部构造存在明显的正相关性，蒙山山前断裂和苍尼断裂从地表至深部均切穿了沂沭断裂带，相庄—沙岭断裂仅交切于两条东支断裂.

图  9  遥感与重力场断裂解译对比图

Figure  9.  Comparison of interpretation results from remote sensing with those from gravity fields

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图  10  遥感与重力1阶细节场叠置图

Figure  10.  Contraposition of remote sensing and the first-order wavelet detailed images of Bouguer gravity anomaly

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4.   讨论与结论

本文利用ETM+影像和DEM数据解析了沂沭断裂带南段(沂水县—郯城县)周边断裂的几何分布及构造地貌特征，并结合野外调查及前人资料加以验证；同时基于重力场资料，开展了区域不同尺度、不同深度下的地壳结构分析，厘定了沂沭断裂带与周边断裂的空间展布、切割深度及交切关系.

1) 遥感影像和DEM资料显示，蒙山山前断裂和苍尼断裂具有明显的线性特征和色调差异.水平运动引起了构造地貌变化，如串珠状湖泊、水系转弯、河流错断等现象，指示了蔻山山前断裂的左旋走滑性质；垂直运动引起了构造地貌变化，如线性陡坎、断层崖和断层三角面等现象，反映了其正断层活动性质.蒙山山前断裂向东延伸至莒南县附近，南高北低，地貌差异明显，且存在系列水系同步转弯，推测该断裂延伸至此；而苍尼断裂东延至郯城县一带，沭河发生大幅度转弯，推测该断裂延伸至此处，两条断裂在地貌上均截切了沂沭断裂带.

2) 重力细节场揭示，沉积层至下地壳尺度中，蒙山山前断裂和苍尼断裂整体沿重力高、低圈闭之间的过渡带分布，形成NW走向重力梯级带，两条断裂切割至中下地壳深度，为区域深大断裂，其中蒙山山前断裂交切沂沭断裂带，使其发生收敛、串珠状排列、断折、断弯等异常现象，说明该断裂切穿沂沭断裂带，向东延伸至莒南县一带；而苍尼断裂交切于沂沭断裂带，其两侧出现重力高、低异常圈闭区的骤变，北侧为高异常圈闭，南侧为低异常圈闭，两侧密度差异明显，说明苍尼断裂也截断了沂沭断裂带，这与遥感解译结果一致.

3) 相庄—沙岭断裂由于前人记载甚少，本文给予了充分的解译.遥感影像和DEM数据显示，该断裂在临沭县附近表现为河流同步转弯，并伴有北高南低的地貌现象；而重力场1—3阶细节图中，该断裂形成的线性梯级条带，伴随尾端效应，随着阶次的增加，线性梯级带现象逐渐减弱，到4阶重力细节图中已消失，表明该断裂截切了沂沭断裂带东地堑，下切至中地壳深度，为区域小规模断裂.

特别说明的是，蒙山山前断裂和苍尼断裂在地貌和深部上均截切了沂沭断裂带南段，使其在地表和深部均出现了明显的分段性，成为沂沭断裂带分段的重要依据.据记载，沂沭断裂带是中国东部地震活动强烈的活动断裂带之一，该断裂带及其周边发生过多次历史中强地震，因此这两条断裂控制着区域构造格局，进一步影响着沂沭断裂带发震的地震破裂方式.此外，方仲景等(1986)和李家灵等(1994)认为，中强震多发于构造地貌发育、断层滑动速率较大的郯庐断裂带中段，特别是断裂构造的交切部位，而本文的沂沭断裂带与蒙山山前断裂、苍尼断裂的交切处则具有中强震的深部孕震环境.

本文综合遥感、DEM和重力等多源数据，通过从地貌到深部、从浅层到深层多角度多层次的研究，全面展示了活动断裂的深浅部构造，弥补了单一数据解译的片面性.这些研究成果的取得，为沂沭断裂带南段的活动断裂分段、地震危险性评估提供了参考，也为多源数据的联合使用奠定了基础.本文的优势在于多源数据的使用，但所用的深部资料为重力平面场，在断裂的产状形态及构造样式上描述得不够详细，今后可以适当结合测深剖面资料，进一步讨论沂沭断裂带及其周边断裂的地壳三维结构及深浅部关系.