山东半岛城市群地区地壳稳定性与地震分析简述 山东半岛城市群地区主要地质灾害
1.地质环境演化
山东地区在新太古代中期(阜平运动2600Ma)以后到中新元古代时期为陆壳固结后形成稳定地块向刚性发展的阶段。早震旦世时，全区仍处于稳定隆起阶段，只有沂沭海峡地区下沉接受海相沉积。晚震旦世到早寒武世时，接受华北陆表海沉积。早奥陶世时，为NNE向断裂，使烟台—青岛一带成为陆地。晚奥陶世，山东地域抬升为华北古陆，一直持续至早石炭世，都属华北古陆。这个时期，受加里东期构造运动的影响，寒武系—奥陶系的碳酸盐岩发生古岩溶作用，这也是华北普遍发育古岩溶的时期。
晚石炭世，青岛一带有NE向古陆出现，山东其他地域仍然是华北滨浅海。早二叠世，青岛—烟台一带为山地，其他地区则为华北盆地，为海陆交互含煤、碎屑及碳酸盐岩的沉积。直至晚二叠世，仍为华北盆地及古陆，内陆盆地有河湖相沉积。早三叠世，烟台—济南的东南部为古陆，其他地区仍为华北盆地。晚中三叠世，上升为华北高地，直至早白垩世，山东地域仍属于华北高地，但青岛及部分胶州湾地域成为内陆盆地。晚白垩世，山东地域分属NNE向苏北盆地及华北盆地。古近纪，苏北盆地缩小，华北盆地扩大;新近纪，华北盆地与苏北盆地沟通，在济南的北—西南—东南一带，形成马蹄形近海盆地，有河湖相沉积。
早更新世时山东地域仍然属盆地，有河流砂砾沉积及淡水湖相沉积。晚更新世时，青岛—烟台—济南为古陆，其他地区为海陆交互沉积。
从上述地质环境演化过程看，在元古宙时就有泰山杂岩的沉积，有火成岩生成，寒武纪—中奥陶世的碎屑－碳酸盐岩广泛发育，而后上升为陆，而有古岩溶发育，直至晚石炭世。而后，山东地域出现沉降与隆升的变化，古陆与盆地分异出现，但浅海、滨海的盆地分布面积较广，烟台—青岛一带，相对成为陆地的时间较长。
目前，主要受构造因素控制的山东半岛地区的地貌景观如图4所示。
2.环渤海地区地壳构造稳定性分析
地球有岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4个圈层。岩石圈主要是指地球最外层的固体硬壳。岩石圈的厚度有多大，界面在何处，这方面的认识是随着人们对地球认识的加深而发展的。1909年在南欧发现地下50多千米处存在一个界面，被称为莫霍面，也被作为地壳的底部界限，莫霍面以下被认为是地幔。早期在地壳中也划分出硅铝层和硅镁层。1925年，在沉积岩底部和莫霍面之间，又发现地震波速度明显改变的界面，称为康拉德面，作为硅铝层和硅镁层的界限。以往，也把岩石圈的下部界面定在莫霍面。20世纪60年代以来，大量地球物理勘探资料证明了20年代古登堡(B.Gutenberg)的分析(Birch，1952)，认为在地表以下100～200km范围内，存在着一个地震波的低速层。以往认为，地壳厚度(莫霍面以上)，在青藏高原达60km，平原地区为20～40km，大洋盆地只有5～8km;在大洋的洋脊位置，大量地幔物质上涌。后来的地震波速资料表明，在60～250km范围内，有比其上、下岩体更软的物质存在，就是软流圈。软流圈的上部界限，就是低速层的上部界限，也就是地幔上部的一个界面，目前多数学者也将它作为岩石圈的下部界限。软流圈厚度多大，目前尚无定论。软流圈中有固相、液相及气相3种物质构成的三相流，与矿产资源形成、地质灾害的发生具有密切关系。软流圈结构示意见图5(卢耀如，1999)。
莫霍面以下的温度梯度为12℃/km，莫霍面温度约为500～700℃，软流圈上的开放系统在洋底出露。据夏威夷等地岩浆喷发的研究表明，来自地下深处的玄武岩温度达1200～1300℃。原生岩浆形成于50～200km，即软流圈活跃的位置。软流圈是大规模岩浆活动的发源地，全球性洋底扩张运动，显示了软流圈的作用。软流圈热量来自放射性元素蜕变，也来自地幔的热扩散、热对流与热传导。软流圈中的物质来源于下地幔物质圈层分化出的水和挥发性物质，也来源于造山带底部，即软流圈对岩石圈内界面产生的内侵蚀作用，使岩石圈被侵蚀与熔融而成为软流圈的组分。被侵蚀熔融的岩石圈物体厚度，估计达几百千米，而岩石圈又在高温熔融状态的软流圈上漂移，这就是岩石圈中板块运动的机理。据均衡原理推断下，山体及厚岩石圈部位就要更多地沉入软流圈中(类似阿基米德定律)。这样，软流圈与岩石圈的内界面，就必然要不断发生熔融与侵蚀。岩石圈与软流圈的相互作用，使产生气－液－固的三相流的流场不断变化，加上海底扩张与火山喷发，导致软流圈和岩石圈不断产生变化，形成平衡－不平衡－平衡－不平衡的循环状态，导致一系列地质作用的活跃，以及水文地质条件的变化。
软流圈中的矿物成分，主要是橄榄石、斜长辉石、单斜辉石和石榴子石。岩石圈随深度和压力的不同，生成的矿物也不同，大陆岩石圈比大洋岩石圈厚，平均达120km，大陆玄武岩质岩浆主要形成于100～150km的软流圈中。
软流圈的下部与下地幔的界面尚未确定，上地幔黏滞度在1020～1021mPa·s(McCon-nell，1968)，下地幔物质的黏滞度推测为1022～1024mPa·s(Walcott，1993)，而软流圈为4×1018～6×1020mPa·s。下地幔分异作用，向软流圈提供水和挥发物，造成软流圈的低黏滞度，增大其流动性。另一方面，软流圈中物质也可以沉入下地幔中，下地幔物质成分分为金属硫化物和氧化物，底部镁和镍成分增长。由于地球演化中，重的物质向深部分异积聚，所以下地幔也是提供矿床元素的源地。下地幔中铁、镁硅酸盐矿物逐渐由疏堆积结构变为密堆积结构，而生成高压型氧化物如MgO、FeO、SiO2等，这些成分向上运移，又密切影响到碳酸盐岩的岩石变化，如产生白云岩化、硅化等作用(牛文元，1981;林伍德，1981)。
图4 山东半岛城市群地区地貌略图 （据山东省国土资源厅）
图5 软流圈结构示意图(据卢耀如，1999)
在高山及板块相撞造山带，由于岩石圈沉入软流圈中较深，使软流圈中流动的三相流(固、液、气)物质受阻，在高温高压下，对岩石圈产生内侵蚀作用，并有部分为固体流，增大黏滞性，对邻近地带又会产生内吸附作用，内增生作用加大了地壳的厚度，又相应引起地壳的沉浸，产生沉陷、沉降现象。这种三相流作用，是产生构造变化、引起地壳隆起与沉降的重要原因，也是火山喷发、地震等灾害的发源地。
环渤海地区莫霍面深度变化不太大(田德培，2005)，山东半岛地区莫霍面深度为30km左右，表明这一地带的地壳中三相流活动带位置较浅。环渤海地区的莫霍面等深线见图6。
环渤海地区构造带分布情况见图7。
3.山东半岛城市群地区地壳构造与地壳稳定性分析
前节已略述山东地区的地质环境与构造运动的演化概况。需着重指出山东地区燕山运动的影响也是显著的。白垩纪后有海盆－陆地的变迁，并有许多断裂构造继承发育，生成新的构造形迹。对山东全省而言，特别是对半岛城市群地区而言，郯庐断裂带是最主要的活动断裂带。
郯庐断裂带为郯城至庐江的断裂带，是我国东部大陆边缘的一条巨型断裂带，总体呈NNE走向，绵延超过2400km。该断裂带跨越了具有不同演化历史的东北吉黑地块、华北板块及大别山－苏鲁构造带，其形成与演化对中国东部中生代以来沉积岩相与古地理环境、岩浆作用，以及金属矿产和油气田生成，都具有密切的关系。郯庐断裂带发生于印支末期华北板块与华南地段拼接的过程中，该断裂带主要表现为中下地壳左行韧性剪切变形。燕山期为其主要活动时期。
图6 环渤海地区莫霍面的深度等值线图(据田德培，2005)
图 7 环渤海地区活动构造带分布简图( 据田德培，2005)
郯庐断裂带实际上起于湖北武穴( 原称广济) 的长江北岸，经安徽的宿松、潜山、庐江、嘉山，江苏的泗洪、宿 迁，山 东 的 郯 城、沂 水、潍坊，过渤海湾，穿越东北 3 省，延至黑龙江的逊克一带，进入俄罗斯境内。郯庐断裂带可分为 3 段: 北段，断裂带以分支断裂组成为特征，包括敦化 － 密山断裂、依兰 － 依通断裂带、松辽平原东 － 逊克、孙吴一带断裂; 中段，为沂沭断裂，由 4 条大致平行的主干断裂组成 ( 图 8) ; 南段，由嘉山 － 庐江断裂和五河 － 合肥断裂构成东西向主干断裂。
郯庐断裂带中段由 4 条大致平行的主干断裂组成，自东向西分别为昌邑 － 大店断裂带、安丘 － 莒县断裂带、沂水 － 汤头断裂带和唐吾 － 葛沟断裂带。前人测得的郯庐断裂带古应力值 σ1－ σ3为 29. 1 ～ 176. 3MPa。郯庐断裂带及其邻区韧性变形古应力值为 40. 35 ～118. 83MPa。国内外其他著名活动断裂带 σ1－ σ3为 20 ～ 150MPa( 美国、法国、澳大利亚、苏格兰等)( 王小凤，2002) 。
郯庐断裂带在早期 ( 燕山期前)普遍的韧性变形之后 ( 燕山期以后)主要为脆性破裂或脆性变形。用岩石声发射性法( AE 法) 估算郯庐断裂带地区岩石变形所经历的各期构造主应力值为 51. 3 ～192. 8MPa，抗压强度为 87. 6 ～240. 7MPa。郯庐断裂带韧性变形主应力 σ1方向见表 1。
除了受郯庐断裂带影响之外，整个山东省处于二级构造单元，华北坳陷、鲁西隆起和鲁东隆起和胶南 － 威海造山带影响之下。
4. 地震活动概况
根据上面所述，显然郯庐断裂带在全新世仍有活动，集中于莒县上岭至泗洪县孙牌，全长约200km，其中 F5断裂于1668 年发生8级地震，近代破裂方式为挤压兼右旋走滑。郯庐断裂带的西支唐吾 － 葛沟断裂带及沂水 － 汤头断裂带，也有晚更新世活动的证据，为右旋走滑; 在沂水、潍坊间有大量晚新生代玄武岩喷发。在鲁西南地区，蒙山山区断裂带和苍尼断裂带于晚更新世时期也有过活动。
图 8 郯庐断裂带中段结构图( 据郭振一等，1985)
表1 郯庐断裂带地区韧性变形主压应力σ1方向一览表
(据王小凤，2002)
山东半岛一系列盆地的形成都与构造与断裂带活动密切相关，多数盆地，大者如沂原盆地、临朐盆地、莒县盆地、黄县盆地等，于早更新世都有构造活动，但逐渐减弱，个别于全新世时仍有活动，如莒县盆地。
从区域地震情况分析，与山东半岛城市群地区地壳稳定性及地震密切相关的，除了郯庐断裂带之外，尚有南黄海地震构造带及燕山－渤海地震构造带。
南黄海地震带主要为NW—NNE及NW—NNW向第四纪活动断裂控制，7、8级地震带位于两组断裂交汇处，6级地震带位于构造带一定部位。
燕山－渤海地震构造带，主要体现为渤海－威海强震带及诸城－惠民中强地震带。前者，受NW及NWW向断裂带控制，新近纪以来发展形成的新活动断裂带，在渤海中部横切郯庐断裂带，为7级大地震多发带，强度大、频率高;后者受益都断裂、双山－李家庄断裂带控制，曾发生临朐
山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究
级地震。山东半岛地区地震震源及深度见图9。
图9 山东半岛城市群及附近地区现代地震源深度分布图(1970～2005.12)(据山东省地震局)
5.山东半岛城市群地区地震规律探索
(1)地震的带形性和群集性
从1480～2005年的观测记录来看，山东半岛地区发生的MS4.7级以上地震，受活动断裂带影响明显，呈现出成带性特征，在大构造交汇处，出现强震，且会继承发育，而呈现出群集性。山东半岛城市群地区MS＞4.7级地震的震中分布与构造分析见图10。
图10 山东半岛城市群及附近地区MS＞4.7级地震震中分布(1480～2005年)
根据有关地震监测资料，1480～2005年郯庐断裂带及山东半岛地区MS＞5级和MS＞6的地震情况，见表2及表3。
表2 郯庐断裂带(1480～2005)MS＞5级的地震幕式活动
表 3 山东半岛城市群及附近地区与华北地区的地震幕式活动关系
(2)地震综合情况
山东半岛地区综合地震情况见图11，图上表示整个半岛区都处在地震裂度Ⅶ度以上的地区内，最高达Ⅺ度，莒县部分，日照、五莲、诸城、安丘等地处在Ⅸ度内，Ⅷ度区也有较高比例。
图11 山东半岛城市群地区地震综合等震线图(据山东省地震局)
区域稳定性综合分析与评价~
一、定量化评价指标的选定与分级
本次区域地壳稳定性评价采用模糊数学综合评判法，以孙叶、谭成轩所著《区域地壳稳定性定量化评价》所列评价指标为依据，选择6项评价指标，按照定量化判别要求，总得分均为10分，分别分配权重、分档取值，确定其得分标准和划分等级(表2－3)。
表2－3 评价指标权重、分数线与相对稳定的等级划分综合
续表
(据孙叶等，2001，略加修改)
二、区域稳定性特征分析
1.表层地壳结构与岩土力学性质
山东半岛城市群地区地壳由鲁东、鲁西两大地质块体组成，其分界位于著名的郯庐深大断裂中段沂沭断裂带。东部的鲁东断块主要为山区、丘陵地貌，西部的鲁西块体主要由鲁中的泰、沂、蒙山区和华北平原东北缘的鲁西沉积平原构成。从现代构造性质分析，西部及北部(主要是渤海及其西南沿岸区)的华北平原断陷区是现代裂谷构造，而且鲁中、鲁东上升的山区为裂岭构造。虽然两大地质块体有着不同的发育历史和结构特征，但其地壳厚度、深部介质层状结构及其物性条件并无很大差异。在上述区域构造应力场作用下，东、西两大块体沿着尚未愈合的沂沭断裂带挤压扭动，并伴随不均匀的升降差异活动。同时块体内部产生不同程度的破裂，引起已有的或正在产生的北西与北东向两组断裂的新生活动，两组断裂构成一幅网格状图像，在两组断裂交叉部位的一侧还形成了一些三角形断陷盆地。
2.深部地壳结构构造与深断裂
该地区大致以沂沭断裂带为界，鲁东地区为重力高值区，鲁西地区为以泰安、沂源为中心的重力低值区，沂沭断裂带总体处于鲁东重力高和鲁西重力低的交接部位。总体处于重力高值区，潍坊以北则显示重力高背景上的局部重力低值异常，重力异常总体展布方向和形态与济阳盆地相同。
3.地块升降与现今地壳活动速率
鲁西、鲁东隆起部位仍以上升为主，上升速率一般为1～2mm/a，胶东半岛荣成－青岛间上升速率较大，为3mm/a。沿沂沭断裂带为一相对下沉凹槽，年速率为0～1mm/a，并在沂水一带形成鞍部。
4.断裂及其活动性
由山东半岛城市群地区主要断裂构造形迹分布图(图2－1)和半岛城市群地区主要断裂构造表(表2－1)可以看出:
济南一带有长清断裂、蒙山断裂、文祖断裂、白泉庄－五色崖断裂、金山－姚家峪断裂等，其中以文祖断裂为主要断裂，影响范围较大。
淄博一带有金山－姚家峪断裂、淄河断裂、上五井断裂、九山断裂、益都断裂，还有摩天岭－大山背斜、送树岗－大罗聿复向斜、鲁山－黑坊－快堡复向斜、鲁山－石槽－张家哨向斜(局部)。其中对该区起关键影响的断裂有淄河断裂、上五井断裂、益都断裂。地面表层有明显的镶嵌结构，构造较复杂。
潍坊一带集中了山东半岛几个较重大的断裂，即沂水－汤头断裂、安丘－莒县断裂、昌邑－大店断裂、安丘－莒县坳陷。主干断裂带与结构复合部位，构造复杂。
青岛、日照一带有山相家－郝官庄断裂、百尺河－廿五里夼断裂、瓦店铨园断裂、张仓断裂、市美－日照断裂，其中以后者影响为最，表层属碎块结构，构造中等发育。
5.现今地应力与能量
现代构造力场是地壳构造活动和地震活动的基础，华北地区现今处于以北东东向主压应力、北北西向主张应力近水平作用的应力场之中，且应力场方向和状态基本稳定。华南地区应力场方向有所不同，以北西西向挤压和北东东向引张作用为其基本特征，力的作用方式亦近乎水平。华东地区介于华北、华南之间，主压应力场方向为近东西向，主张应力场方向为近南北向，力的作用方式接近水平且比较稳定。山东半岛城市群地区位于华北地区南部、华东地区北缘，应力场主要沿袭华北地区特点，但已受到华东应力场的某些影响，主张应力场方向较华北北部地区稍向东偏，主压应力轴平均为80°左右，而主张应力轴约350°，应力状态基本稳定，作用方式接近水平。现今最大主压应力方向与区域主干断裂的交角均大于55°。
6.主要内动力地质灾害
地震烈度是评定地震震动和破坏强弱程度的综合性指标，其影响因素多而复杂，但主要是受地震震级、震中距离及地基等条件的影响和制约，震源深度、错动方式、地质结构、地形及地下水埋深等也影响和控制着地震烈度。
从国家地震局地震烈度区划(表2－4)上可以看出，研究区烈度区划为Ⅵ度和Ⅶ度，其中垦利—东营—博兴—周村一线西北为Ⅵ度区，该线西南至高密以西位于郯庐强震构造带上，为Ⅶ度区;莱州—招远—福山—乳山一线东北地区为Ⅶ度区，该线西南至高密地区为Ⅵ度区。
表2－4 山东半岛城市群地区各市地震烈度分布
三、区域稳定性模糊综合分析与评判
1.评价对象集、因素集和评价集
以主要构造断裂与新构造运动为分界线，将山东半岛城市群区域划分出19个区域作为评价单元(图2－5)。
图2－5 山东半岛城市群地区区域地壳稳定性模糊综合评判分区略图
2.评价因素的权重向量
评价因素集中每个因素在“评价目标”中有不同的地位和作用，各个评价因素在综合评价中占有不同的比重即权重，根据《区域地壳稳定性定量化评价》(孙叶等，2001)，对评价指标权重分配如下:
1)表层地壳结构与岩土力学性质(F1)，权重分配为17%。
2)深部地壳结构构造与深断裂(F2)，权重分配为13%。
3)地块升降与现今地壳活动速率(F3)，权重分配为10%。
4)断裂及其活动性(F4)，权重分配为20%。
5)现今地应力与能量(F5)，权重分配为15%。
6)主要内动力地质灾害(F6)，权重分配为25%。
因此，权重向量为:A={0.17，0.13，0.10，0.20，0.15，0.25}。
3.各指标隶属度的确定
在对地壳稳定性评判中，采用0～1之间的数来反映第j个影响因素对评价集中不同级别的影响程度(隶属度)。同一指标随数值变化，其隶属同一级别的隶属度也随着变化，而同一指标数值隶属于不同级别时隶属度也不同，由此，建立了代表隶属度和指标数值之间的函数关系，即隶属函数。评价指标中的连续变量的分布特征确定所采用的隶属函数应为正态分布函数。
根据6项主要评判指标，按照判分标准分别获得各个评价区的总体质量矩阵及得分，见表2－5。
表2－5 山东半岛城市群区域地壳稳定性待评区总体质量矩阵一览
4.区域稳定性模糊评判
按照不同稳定等级的隶属度值，进行区域地壳稳定性级判定，见表2－6。根据各评价区相对稳定性模糊评判计算结果，绘制山东半岛城市群地区区域稳定性综合评价图，见图2－6。
依据最大权重原则，计算地壳稳定性各等级在8城市行政区域中所占的比例，从而得到山东半岛城市群8城市区域稳定性综合评价图表，见图2－7和表2－7。
表2－6 山东半岛城市群地壳稳定性等级判定
Ⅰ:稳定区;Ⅱ:基本稳定区;Ⅲ:较不稳定区;Ⅵ:不稳定区。
表2－7 山东半岛城市群区域8城市地壳稳定性综合评价
图2-6 山东半岛城市群区域稳定性综合评价
图2-7 山东半岛城市群区域8个城市区域稳定性综合评价
四、区域稳定性评价结果
归纳以上分析，可获得山东半岛城市群地区地震环境及其区域地壳稳定性的总体评价结论如下:
(一)区域地震环境综合分析与评价
1)山东半岛城市群地区位于华北地震区东南隅，主要处于郯庐地震带内，历史上发生过多次破坏性地震，最大震级达7级。
2)山东半岛城市群地区遭受的地震破坏和影响既来自本区5级以上地震，也来自周围地区，特别是郯庐地震带的7、8级地震有波及，历史上个别地区的最高地震影响烈度达Ⅹ—Ⅺ度，部分地区达Ⅷ—Ⅸ度，其他大部分地区达Ⅶ度，是地震影响烈度较强的地区。
3)预测该区未来50年内仍有发生5、6级地震的可能，局部地区最高地震烈度可达Ⅶ度。
4)山东半岛城市群地区的中部、北部是未来地震加速度峰值的高值地区，相对于其他地区来讲是具有更高地震破坏力的地区，应该在经济建设的城市规划中特别重视防震抗震工作。
(二)区域地壳稳定性综合分析与评价
在对该区域地震环境与地壳稳定性综合分析的基础上，确定了影响和控制该区地壳稳定性的六大因素，运用模糊数学理论，对该区域地壳稳定性进行了综合分析与评价。
1.区域地壳稳定区(Ⅰ)
区域地壳稳定区为济南市。济南市位于泰山山脉以北，在大地构造上南部为鲁西台隆鲁西拱断束，北部为华北台坳济阳凹陷。地势南高北低，南部为低山丘陵区，海拔高程一般为500～1000m，北部为山前平原区，海拔高程为25～32m。分布有广饶、肥城断裂，西邻聊考断裂带，处于济南单斜断块构造内，基底为泰山群变质岩，盖层为古生代地层，断层不太发育。济阳以北为坳陷区，沉积较厚的新生代松散层，仅分布有古近－新近纪活动断裂。区内除在长清、平阴发生过5、5.5级地震外，地震较少。因此认为，济南总体为一稳定区，长清－平阴、济阳附近为基本稳定区。
2.区域地壳基本稳定区(Ⅱ)
区域地壳基本稳定区的城市包括青岛、烟台、威海和淄博。
青岛地区新构造时期的断裂活动强度与幅度随着时代变新愈来愈弱，第四纪以来，在总的间歇性上升的背景上，北东向断裂某些段落在中更新世产生较弱的运动。根据历史地震资料和现代地震资料的分析研究，在青岛市地区没有发生过MS≥5级地震，而弱震在市区周围零散，均为一些2.0≤ML≤2.9的地震。因此，本区总体断裂构造活动水平不高。
烟台周边(含海域)地区NNE和NWW向两组新生代以来的活动断层发育;第四纪活动断裂以鲁中NE向沂沭断裂及NWW向海域烟台－长山岛－渤海断裂规模大、活动性大。而烟台周边隆起区内第四纪活动断层规模较小。根据新构造运动的性质及所反映的地貌形态、物质组成的特点，除黄县断陷盆地外，烟台地区大部分为较稳定的缓慢上升的低山丘陵区，其南部、北部在运动形式及活动幅度上又有所不同。烟台地区的新构造运动基本上继承了以东西背斜为基础长期上升的特点，但北侧较南侧上升强烈，并因北西向断裂的活动，使整个地区由北东向南西掀斜式上升。沿海地区海蚀台地、夷平面的多级性，说明了这些掀斜式上升具有间歇性和颤动性的特点。
威海市和淄博市总体上新生代活动断裂不发育，弱震密度低。
3.区域地壳较不稳定区(Ⅲ)
区域地壳较不稳定区为东营市与潍坊市地区。该区大部分地区属鲁西北平原。区内发育数条古近－新近纪、第四纪活动断裂，相互切割、交汇、错开，如广南断裂、益都断裂、淄河断裂等。区划地震裂度Ⅵ，局部Ⅶ，历史上发生过5级地震，弱震密度高。
4.区域地壳不稳定区(Ⅳ)
区域地壳不稳定区域为日照市地区。该地区受郯庐断裂带的影响，弱震活动频繁，预测有6级地震发生，地震区划烈度为Ⅷ度。区内包括昌邑－大店断裂、沂水－汤头断裂、安丘－莒县断裂，总体呈NNE向展布，且存在第四系隆起或断裂水平与垂直位移现象，有第四纪活动断层，局部地壳莫霍面埋深较浅。
在上面论述地区稳定性时，已涉及地震的灾害。地震也是地质灾害的一个重要灾种。在有关水资源的讨论中，也已经分析了山东半岛的旱涝灾害问题。这节着重讨论山东半岛存在的其他主要地质灾害。
地质灾害是自然界不可避免的现象，人类的不当开发，或未能对其很好地进行防治，都会激发、加速或加剧地质灾害的发生与发展，增大其危害性。自然界中的地质灾害，有缓变性地质灾害，如海水入侵、地面沉降、沉陷等，也有急变性地质灾害，如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等，下面分别简略分析。
1.海水入侵灾害
在海岸带地区，经常会产生海水入侵使陆地地下水被海水浸染，增大含盐度，会失去作为饮用及工农业供水的价值。海水入侵也会破坏岩体的力学性质，增大产生滑坡等灾害现象的危险性。海水入侵还会增强对碳酸盐岩的岩溶作用，等等。
环渤海地区，海水入侵是广泛的现象(图18)。实际上，除少数为海水完全入侵地带外(图18中1区)，多数是海水入侵与地下水相混合地区，形成咸水－微咸水的混合带，其影响宽度在1km至15km以上。
图18 环渤海地区海水入侵现状图(据孙晓明，2005)
莱州是重要的海水入侵地区，其地下水矿化度可由150g/L，经32km的渗流途径，与入侵地下海水不断汇合相混后，变成矿化度为2g/L的微咸水(图19)。大王—羊口地下水矿化度变化见图20。
图19 莱州湾南岸固堤—央子地下水矿化度变化剖面(据徐建国，2005)
图 20 大王—羊口地下水矿化度变化剖面( 据徐建国，2005)
莱州湾南岸海水入侵始于 20 世纪 70 年代末，当时是局部地区发生海水入侵，后来由于 80 年代初潍坊、昌道、库克等地加强了地下水资源开采，另外河流中、上游修建水库，使地表水补给量减少，而诱发了海水大量入侵，使咸 ( 海水) 与淡 ( 地下水) 界面向陆地迁移，形成大宽度的海水 － 淡水混合带，原先淡地下水的矿化度一般在 500mg/L 以下，少数达 1000mg/L。
莱州湾地下水超采与海水入侵关系见表 29。
表 29 莱州市地下水超采量与海水入侵
( 中国地质调查局海洋地质研究所)
莱州市1976年海水入侵面积为15.8km2;至1989年，海水入侵面积已占全市面积的11.12%，入侵速度由46m/a增至404.0m/a;至2001年，莱州市海水入侵已达260km2(李萍，2004);目前海水入侵面积为304km2。据1976～1989年的初步统计，莱州湾地区累计开采地下水38×108m3，地下水位平均下降15m左右，地下水漏斗面积达2000km2，低于海平面的负值区有1600km2。
龙口市海水入侵面积为78.4km2。烟台市从70年代起开采地下水，由于海水入侵，地下水氯离子含量由0.13g/L至1981年已变为1.7g/L，1989年，海水入侵线已达850m。
青岛地区海水入侵面积达95.6km2，也开始于20世纪70年代。1981～1988年，大沽河流域海水入侵峰面内移750m。1981年开始开采地下水资源，在李哥庄一带形成面积约100km2的地下水降低漏斗，中心最低水位－8.13m。1990年由于引贵济青工程输水，地下水开采减少，1994年丰水期漏斗平复。
青岛其他地区，如白沙河—城阳河下游、黄岛辛安等地，也有海水入侵，加上胶南市、胶州市和平度市，这几个地方海水入侵面积已达159km2。
渤海的海水总矿化度为34.4g/L，黄海为33.33g/L，在大连地区海水与岩溶含水层中总矿化度为0.62g/L的淡水混合后，形成的地下咸水总矿化度为8.14g/L，是由76.78%的岩溶淡水和23.22%的海水相混形成的(卢耀如，1999)，则:
山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究
式中:Vf、Vb、Vs———形成体积为Vb的咸水时，相应地下水和咸海水的体积为Vf和Vs(L);CClf、CClb、CCls———分别为地下淡水、混合后咸水和海水中Cl－离子含量。
在山东半岛莱州湾地区，卤水矿化度达50～150g/L，这不是海水的自身总矿化度，实际上是经蒸发、浓缩的盐卤水，就是说海水入渗后，经过自然和人工蒸发浓缩，使地下水中矿化度达到50～220g/L，其中包括了古海水入侵后，经过地下蒸发不断聚集的卤水。从这个数值上看，莱州湾海水入侵是叠加了古海水入侵的影响。
莱州湾东南岸地区海水入侵面积于1979～1993年是急剧增加的，近几年面积扩大率稍有所下降(图21)。
图 21 莱州湾东南岸地区海水入侵面积变化( 据徐建国等，2005)
海水入侵，在世界滨海城市也多有发生，地下水中所含 Cl－离子含量可作为海水入侵强度的一个指标，前面已讨论了环渤海北岸大连地带海水入侵的强度，下面将国外一些地区海水入侵、造成 Cl－离子增多的情况列于表 30。
表 30 世界部分沿海国家 ( 地区) 海水 Cl－含量
莱州湾地区海水入侵是严重的，其中也包括高浓度盐卤水入渗形成的地下水。
2. 地面沉降灾害
在莱州湾地带的东营市，由于开采油气资源及地下水资源，于 1985 年发现了地面沉降。地震部门曾用大面积精密水准测量复测了地壳形变规律，结果表明，丘陵区、莱州湾南岸及鲁北平原埕宁隆起的东部，几十年来处于抬升状态，最大抬升区在胶北断块隆起区，上升速率为 4 ～8mm/a，东营—垦利地面沉降量最大达 80mm，利津县以北地带，沉降速率为 4 ～8mm/a，寿光西部地区，沉降速率也是 4 ～8mm/a。2000 ～2003 年，对该地进行了复测，发现地面沉降量为248 ～397mm。2002 ～2003 年，东营地面沉降观测点有43个，沉降量在 10 ～30mm 以上。
地面沉降，必定会诱发或加剧海水入侵，莱州湾其他地区存在的地下水大降落漏斗，也存在着加剧海水入侵的问题。
3. 矿区地面塌陷
地面沉降，相对是个缓慢形变的过程，而地面塌陷，主要是由矿山开采引起的，有缓变发展的过程，也有突然发生的现象。山东半岛地区采煤、金、铁等矿产资源引起了较多的地面塌陷现象，特别是大面积煤田采用冒落式方法开采，引起地面塌陷、沉降现象更加严重。山东半岛城市群矿区地面沉降概况见表 31。
表 31 山东半岛城市群矿区地面沉降概况
( 山东省国土资源厅)
目前已闭矿的矿山，有的进行了复垦。矿山开采过程中，尾矿、排土厂等对环境影响较大，尚需治理。总的看来，山东半岛城市群地区，煤矿、金矿及铁矿的矿山环境问题，相对影响的地域比环渤海北翼这一带要小些，但也是今后需予以关注的地质灾害现象。
对山东半岛地区开采地下水诱发地质灾害、影响地质环境的情况进行了综合评价，见图 22。
4. 滑坡、泥石流地质灾害
滑坡、崩塌与泥石流是常见的地质灾害，山东半岛地区也常发生。滑坡、泥石流等灾害多是突发性的，易造成突发性灾害，但是，多有相应的早期形变迹象，如后沿岩土体开裂，滑坡前沿的挤压、隆起，或有少量塌方、崩落等前兆现象。
图 22 山东半岛城市群地下水诱发灾害对环境质量影响评价( 山东国土资源厅供图)
1648年，郯城－莒县地震，诱发了体积为480×104m3的滑坡;近期有济南长清马山滑坡、崩塌群，长600m，宽500m，平均厚15m，体积近300×104m3，都是规模较大的滑坡。济南历城区西营镇十崖村，于2000年8月暴雨后山体坡面出现35处滑塌点，形成泥石流，毁农田4hm2，牲畜死亡50头，冲垮桥梁7座、树木3000多棵。1998年，淄博山区也发生了泥石流，20多公顷耕地被毁，270hm2农作物被毁，并毁坏光缆、供电线路。
山东半岛城市群发生滑坡等地质灾害的情况见表32。山东半岛地区崩塌、滑坡、泥石流灾害，规模比中国西部地区小得多，最主要的是减轻及避免这类灾害，需要及早监测发现，以便提供适时的依据，采取相应措施予以防治。最主要的一点是，工程建设中，特别注意不要随意开挖施工，避免天然状态下稳定的岩体坡角被破坏而诱发滑坡、泥石流等地质灾害。
表 32 山东半岛城市群崩塌、滑坡、泥石流灾害概况
( 山东省国土资源厅)
5. 岩溶塌陷灾害
在碳酸盐岩分布区，长期超量开采岩溶地下水，会使岩溶地下水位持续下降，并导致岩溶水与上覆第四系孔隙水水动力条件发生变化，并对岩土体稳定性产生影响，从而诱发岩溶塌陷的发生。目前，鲁中南地区岩溶塌陷主要发生在泰安、枣庄、莱芜等地，危害性非常突出。
(1)泰安市岩溶地面塌陷
主要发生于泰安旧县、铁路三角区及东郊訾灌庄一带。1970～1994年，在25km2范围内，共发生塌陷152处。塌陷直径一般1～6m，最大16m，深度在铁路三角区为4～8m，訾灌庄一带为2～5m。旧县地面塌陷造成9个村庄房屋开裂倒塌。20世纪90年代初期，京沪铁路行经本段列车车速限在5km/h。后来，经过勘测处理，如采用旋喷桩、灌浆、连锁铁轨及控制地下水开采等途径，使这一带岩溶塌陷的灾害得到控制。
(2)枣庄市岩溶地面塌陷
主要发生在十泉水源地、丁庄—东王庄水源地及薛城区大吕巷等地，1980～1996年累计产生塌陷200处，目前塌陷分布面积达25km2。塌陷多为点状椭圆形，直径3～10m，东王庄西桥附近一处最大塌陷坑，长80m，宽60m，深1.5m。
塌陷的发生使部分村民住房的地面、墙壁开裂，给人民生命财产安全带来一定威胁。同时，地下水位的大幅度下降，又导致顺河道排放的污水渗入地下，使岩溶水遭受污染。
(3)莱芜市岩溶塌陷
岩溶塌陷主要发生在阵公清—西泉河一带铁矿区，由于铁矿生产和当地工农业生产长期大量采排岩溶地下水而引起。1973～1997年间，共发生岩溶塌陷139处，塌坑最大直径35m，最大深度13m，累计塌陷面积6435.0m2。
在这个岩溶塌陷区范围内，共有13个村庄的民房受到不同程度的破坏。其中，199户的1001间房屋破坏严重，裂缝宽度超过4cm，被迫搬迁。
此外，在临沂市区、沂源县、平阴县、蒙县及蒙阴县等地，亦有一定规模的岩溶塌陷发生，造成很大的经济损失。
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