山东省郯城麦坡地震断裂带地质考察记

7月21日中午,第四届北京大学地学夏令营的营员们在山东郯城县川府酒楼用餐,下午前往郯城的高峰头镇麦坡村考察郯庐大断裂,出县城沿205国道南行,至高峰头镇转310国道走数里,在道路西侧的田野上,矗立着山东省国土资源厅于2007年立的“山东郯城马陵山省级地质公园”石碑。石碑西侧还有一块黑色的“马陵山地质公园游览说明牌”和三个版面的不锈钢橱窗,分别展示“马陵山省级地质公园导游图”和中英文的“山东郯城马陵山省级地质公园简介”。设施极为简陋,介绍倒也齐全。石碑的北侧一块三米见方的花岗岩平台上,有点歪斜地立着一根水泥柱,旁有说明牌:李四光柱此柱为大地测量时作为标准的原点,称为测量基准点。1948年,著名地质学家李四光教授来山东马陵山考察地质构造时指出了沂沭断裂带的存在,“横过山东从南边的郯城到北边的潍县有一强烈的破碎带,这个破碎带显示了新华夏系挤压的特点,形成时代为白垩纪”,为地质力学的创立提供了直接的佐证。为纪念这位我国卓越的科学家、现代地球科学的奠基人在地学方面的不朽贡献,将此柱命名为李四光柱。

李四光柱的北边是人工开挖的一条东西向的大沟,以便充分暴露地层剖面。大沟由三个巨坑连缀而成,东边靠路的干坑还在施工中,西边的两个已经蓄水练成一湾曲折的清澈的水面。隔着水面观察沟南岸的断层剖面,西面的砖红色地层和东面的紫红色地层界限分明,北岸的地面营造白杨树林,水面波光粼粼,地面景物倒影在水中,随波荡漾,美丽如画;沟的南岸建有围护的水泥栏杆,并设“麦坡断裂”“保护地质遗迹人人有责”标牌,栏杆内侧绿草茂盛、枣树丛丛、蜻蜓飞舞,野趣盎然。

这就是著名的地质构造现象——麦坡断裂,属于郯庐断裂带典型构造剖面。断层面几乎直立,微微向西倾斜,西侧为下盘,东侧为上盘,上盘顺断层面倾向向上滑动,属于逆断层,主要是在水平挤压力作用下形成的。下盘砖红色的砂质粘土层形成于距今约200万年新生代第四纪,上盘风化严重的紫红色砂页岩形成于距今约7000-14000万年中生代白垩纪,也就是恐龙生活的时代。其形成原因是新生代太平洋板块俯冲的加剧,在板块碰撞产生的巨大挤压力作用下,中生代白垩纪形成的紫红色砂页岩逆冲到新生代第四纪形成的砖红色砂质粘土之上。由于两种地层的软硬不同,受外力侵蚀和人类活动的影响,地面起伏平缓,看不到断层面,当我们跨过砖红色土层和紫红色岩石相交的断层线时,后脚还在地质年龄为200万年的土地上,前脚已经踏进了“亿年之前”的古老岩层,这就是当地人相传的“一步跨亿年”之说的由来。

遥观之后我们乘车沿着公路向北前往断层线处进行实地考察,不到500米便看到麦坡地质公园的入口。这时天上乌云骤起,下起猛烈的阵雨,我们的考察车在大雨中行进在公园中崎岖的山路上,路边是成片的黑松林,“马陵山麦坡地质公园”石碑就屹立在松林中的空地上。路的尽头又是两块石碑:一块是郯城县人民政府2007年5月立,由中科院院士、原中国地震局副局长丁国瑜题写的“国家级典型地震遗址

郯城麦坡地震活断层遗址”黑色石碑;另一块是郯城县人民政府2002年10月立“麦坡地震遗址”红色砂岩石碑。郯庐断裂带是环太平洋地震带上的深大断裂,是与东非大裂谷齐名的世界上两条巨大断裂带,在山东又被称为沂沭断裂带,麦坡地震活断层遗址是郯庐断裂带出露条件最好,剖面最典型的一段,是世界罕见的地质奇观之一。

站在“麦坡地震遗址”碑旁观察,断层线近在眼前。一线之隔,两侧的地层颜色、地貌特征和地表植被都有明显的差异。紫红色砂页岩地层地势较高,地面平缓,地表林木茂盛;砖红色砂质粘土地层地势较低,地表覆盖草类,基本不长树木,受外力侵蚀和人类活动影响作用强烈,沟壑纵横,地形破碎。

郯庐断裂带是一条正在活动的深大断裂,是山东地震的最大源地之一,在过去的1万2千年共发生8级以上地震4次,其中于1668年7月25日郯城发生的8.5级地震,波及中国东部十余个省,有震害记载的地区达19万平方公里,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。临别之际,骤雨初歇。苍松肃立,雨痕淋漓,似为在地震中遇难的人们默哀。