鲁南地区区域地质环境概述

张敏

(山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地勘局第二地质大队)，山东济宁 272100)

0 引言

鲁南，即山东省南部地区，狭义上的鲁南包括临沂市、枣庄市，广义上包括日照、临沂、枣庄、济宁、菏泽5个地级市，面积5.05万平方公里，占山东近三分之一。

鲁南由济枣菏镇密集区与临日都市区构成，属于人口稠密区，人口占全省三分之一。经济上，鲁南经济圈是山东省三大经济圈之一，鲁南东半部属于东陇海国家级重点开发区域，并与江苏紧密连接，是区域重要的钢铁及配套产业、能源、化工和物流等临港产业基地。西半部是山东省级重点开发区域，是鲁苏豫皖边界区域经济隆起带、山东经济发展的重要增长极。

鲁南是落实西部经济隆起带战略的重要空间载体、构筑欧亚大陆桥东部新的经济增长极和丝绸之路经济带重要出海通道，也是山东省城市化战略格局的重要构成部分。因此查明鲁南区域地质基本情况，可以为区域经济建设、规划、生态及可持续发展空间布局提供必要的地学基础。

1 地质概况

1.1 太古宙—元古宙

泰山岩群。受沂沭断裂带控制，广泛分布于鲁西山区，构成鲁西最古老结晶基底，呈条带状分布于混合花岗岩和其他花岗质岩石之间，主要岩性为斜长角闪岩、黑云变粒岩、片麻岩、角闪岩、片岩和变粒岩等。

胶南岩群。广泛分布于胶南隆起区，构成最古老的结晶基底，岩性为黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩夹斜长角闪岩、黑云片岩夹大理岩、变质中酸性火山岩等。

土门群。分布于沂沭断裂带及其西侧地区，岩性为石英砂岩、灰岩、钙质页岩、泥灰岩等。

1.2 古生界—中生界

长清群。广泛分布于安丘—莒县断裂以西地区，厚度自东南至西北变薄，自下而上分为李官组、朱砂洞组和馒头组，下部岩性为砂岩和泥岩，中部岩性为灰岩和白云岩夹页岩，顶部岩性为页岩、粉砂岩和泥岩，与下部元古界不整合接触。

九龙群。广泛分布于鲁西地层分区，自下而上分为张夏组、崮山组、炒米店组和三山子组，岩性下部以厚层灰岩、鲕状灰岩夹黄绿色钙质页岩为主，中部为条带状灰岩夹页岩和泥质灰岩、薄至厚层竹叶状灰岩，上部主要为白云岩，与下伏长清群整合接触。

马家沟组。广泛分布于安丘—莒县断裂以西地区，岩性以灰岩、灰质白云岩和白云质灰岩为主，中部含燧石条带或结核，自下而上划分为东黄山段、北奄庄段、土峪段、五阳山段、阁庄段和八陡段，与下伏九龙群平行不整合接触。

月门沟群—石盒子组—石千峰群。零星出露于鲁中南山间盆地，主要岩性为砂岩、页岩、泥岩夹灰岩和煤层，与下伏马家沟组不整合接触。

1.3 新生界

古近系。分布于鲁西平原及鲁中南河谷盆地和鲁东局部地区，鲁西地区分布官庄群，鲁东地区分布五图群，岩性为泥岩、页岩、砂岩、砾岩夹油页岩、灰岩、石膏层。

新近系。分布于鲁西平原及沂沭断裂带北段地区，鲁西平原广泛发育黄骅群，岩性以砂岩、泥岩为主，上部分布杂色黏土夹粉细砂层，局部夹泥炭薄层；沂沭断裂带北段等地分布临朐群，岩性为玄武岩、泥岩、页岩、砂岩、砾岩。

第四系。广泛分布于鲁西平原及山间河谷地区，岩性为冲积、洪积、坡积、海积、湖积、残积等各种成因类型所形成的砂砾、砂及黏性土。

2 矿产资源分布

本区矿产资源比较丰富，已发现矿产60多种，其中以煤、石灰岩、铁、石油、金、石膏、稀土、地热等为主。

济宁、菏泽、枣庄3市煤炭产量目前占全省的70%以上。石灰岩主要分布于济宁市嘉祥县南部、泗水县东部、邹城市东南部、微山县两城、枣庄市中区、滕州市、沂南、沂水、平邑、费县、苍山及蒙阴等县的部分地区。本区铁矿型主要为贫铁矿，主要分布在苍峄、汶上—东平一带，矿床类型主要以变质沉积型为主，埋藏较浅。石油、天然气主要分布于聊考断裂带西侧菏泽境内。金矿大部分集中于临沂市平邑县铜石周围地区。石膏区内储量丰富，主要分布于平邑盆地、泗水盆地及台儿庄盆地，成因类型属内陆湖相沉积型，埋藏浅。地热资源主要分布于鲁西平原区及沂沭断裂带内。

3 土壤环境

土壤是多种因素影响下变化的客体，在特定的成土因素综合作用下形成，是人类耕作活动的产物。本区分布的土壤类型主要有潮土、棕壤、褐土、砂姜黑土和盐土。

潮土主要分布于本区鲁西黄河冲积平原区及鲁中南中低山丘陵区的河间浅平洼地和封闭洼地中心。棕壤广泛分布于本区中部和东部低山丘陵区的山前平原及河谷平原，棕壤常与褐土成复区。褐土主要分布于鲁中南石灰岩分布区的近山阶地及山前平原。砂姜黑土分布于本区中部汶泗河冲积平原洼地、南四湖滨湖洼地及东部沂沐河谷平原洼地。盐土在本区分布面积较少，仅在枣庄市台儿庄区南部韩庄运河一带有小面积分布。

4 区域水文地质条件

根据含水介质岩性组合及地下水的赋存特征，将区内含水岩组划分为以下五种主要类型。

(1)松散岩类孔隙含水岩组。广泛分布于鲁西平原的黄河冲积平原、山前冲洪积平原和鲁中南中低山丘陵区的山间盆地以及鲁东低山丘陵区的滨海河谷地区。

(2)碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组。广泛分布于鲁中南中低山丘陵区及其外围近山前地带，组成岩性主要为灰岩、白云岩及泥灰岩等，地下水赋存于灰岩、白云岩的溶蚀裂隙和溶洞中。

(3)碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组。主要分布于鲁西平原的构造断陷盆地、鲁中南山区的断陷盆地、单斜前缘和鲁东丘陵等地区。

(4)岩浆岩类孔隙及裂隙含水岩组。主要分布于鲁东低山丘陵区和沂沭断裂带，鲁中南山区有部分分布，组成岩性为花岗岩、闪长岩、玄武岩、安山岩等侵入岩或喷出岩，地下水赋存于岩石的风化、构造裂隙及风化壳中，含水层发育厚度小、储存空间差、富水性弱。

(5)变质岩类裂隙及岩溶裂隙含水岩组。大面积出露于鲁中南山区及鲁东丘陵地区，组成岩性主要为片麻岩、片岩、板岩夹大理岩、灰岩等。

5 区域工程地质环境

5.1 岩体工程地质类型

区内岩体类型按成因分为岩浆岩、变质岩、沉积岩三大建造类型。按岩性组合、岩石强度和岩体结构类型又可划分为10个工程地质岩组。

(1)岩浆岩建造。各时期的侵入岩和喷出岩，主要分布于鲁东丘陵区，在鲁中南低山丘陵区多呈小面积出露，坚硬的块状侵入岩岩组、坚硬的块状—似层状喷出岩组。

(2)变质岩建造。坚硬的块状变质岩组、坚硬的块状交代式花岗岩岩组、坚硬的层状混凝合岩化变质岩组。

(3)沉积岩建造。较坚硬的中厚—厚层状碎屑岩组、较坚硬的薄层状页岩(砂岩)岩组、坚硬(较坚硬)的薄层状页岩、砂岩夹灰岩岩组。

(4)碳酸盐建造(包括碳酸盐岩和碳酸盐岩夹碎屑岩)。坚硬、较坚硬的中厚—厚层状灰岩岩组、较坚硬的薄层状页岩夹灰岩岩组。

5.2 土体工程地质类型

第四系松散岩类在鲁西地区广泛分布，鲁中南和鲁东地区分布于山间谷地、盆地、准平原、山前平原和滨海平原一带。根据土层的粒度成分和工程地质性质可划分为砂性土、黏性土和特殊土，土体结构类型按土体岩性组合状态分为单层结构、双层结构和多层结构三种类型。

5.3 区域地壳稳定性

5.3.1 新构造运动

新构造运动按区域可划分为沉降的鲁西平原、上升的鲁中南山地、上升的鲁东山地。

(1)沉降的鲁西平原。鲁西沉降区，晚第三纪以来块体内的差异活动减弱，整体下沉加强；聊考断裂带在晚第三纪时期仍有较强活动，西侧继续下沉，沉积物厚度达1300 m，晚期开始超覆沉积，覆盖了聊考断裂以东到巨野断裂以西地区。

(2)鲁中南山地上升区。晚第三纪以来，北西向断裂活动性质由原来的正断转变为逆，这组断裂所控制的断陷盆地，由断陷转为回升，遭受侵蚀；盆地内的河流由北向南移动，支流发育在北侧，呈不对称，显示鲁中南断块北部上升强烈。

(3)上升的鲁东山地。鲁东山地在新构造运动时期，胶南隆起表现为稳定上升，差异活动性不明显。鲁东区新生代以来继承性穹形隆起，中心偏北，两北两侧地形与水系均明显不对称，反映了两侧上升幅度的差异性；断裂以东环半岛为上升海岸，海岸与岛屿间常见有连岛砂坝出现，有4～5级海蚀、海积平台。

5.3.2 活动断裂

区内晚近期活动断裂分布较广，具有长期多次活动特点。有些断裂在第四纪发生错断活动，地壳稳定性和地震活动均受一定的影响，主要断裂构造有4组。

(1)北东、北北东向断裂组。北东向断裂以沂沭深断裂带为代表，在新构造部位上，处于鲁东、鲁中南上升山地与鲁西平原或与苏北平原过渡区。

(2)北西向断裂组。主要集中在泰、沂、鲁山隆起上，其活动受沂沭深断裂带活动的牵制。

(3)近东西向断裂组。发育在鲁西南、鲁南和鲁西凹陷带，主要有汶泗断裂、郓城断裂、菏泽断裂、凫山断裂等，第四纪以来断裂活动不甚明显。

(4)近南北向断裂组。主要发育在被巨厚的第四系地层覆盖的鲁西南区，多为隐伏断裂，如曹县断裂、巨野断裂、嘉样断裂、峄山断裂、孙氏店断裂等。

5.3.3 地震

山东省地震活动较频繁，强度较大。自公元前70年～公元1976年，共发生Ms≥6.0地震13次，其分布规律基本上都发生在郯城—渤海和聊城—兰考强地震带内；公元前70年～公元1983年间，发生Ms≥5.0地震31次，Ms≥4.6地震42次。地震活动与晚近期断裂带活动性关系甚为密切。从地震深度而言，发生在深度数公里到35 km内，均属浅震,主要地震带及震中分布见图1。

图1 地震带及地震震中分布图Fig.1 Distribution map of seismic zone and epicenter

(1)聊城—兰考地震带。该带属于邢台—河间地震带的一部分。在省境内沿聊考深断裂及其两侧地带，历史上地震的分布均受此深断裂带的控制。以1937年8月1日菏泽发生Ms7.0地震为最大。1983年11月7日发生了Ms5.9地震，近期小震较频繁，属较强地震带。

(2)郯城—渤海地震带。属于郯城—营口地震带的南段，东侧以蓬莱平度、堵城、五莲、临沭一线为界，西侧以苍山、临朐一带为界。该地震带内发育沂沭深大断裂带。有史记载以来以公元前70年6月1日安丘发生Ms7.0地震及1668年7月25日郯城—莒县Ms8. 5地震为最强烈，属强地震带。

(3)临沂—济宁地震带。该带呈北西向展布于沂南、长清、济宁、枣庄一线，带内发育数条北西向大断裂。据历史记载曾发生过Ms=5.0～5.5地震有6次，自1970年8月10日曲阜发生4.6级地震以来，小震较多，属中强地震带。

据史载资料，强震基本上发生在深大断裂带所牵制的构造交汇、叠加、复合部位，断裂带的两侧以及新构造活动强烈的地段。从历史上地震活动性规律分析，地震震中具有南、北对迁的特点。邢台—河间地震带活动，预测今后可能向南迁移。郯城—营口地震带的地震活动，推测以后将沿此带南迁到山东或苏北区发生大震。强震的填空性区划是指大震发生之前，在周围地区发生一系列较低的地震，形成一个包围的空白区，未来大震就发生在其内填补空区。运用填空性预测地震活动，需具有一定的空间、时间和发震构造条件。从1830年至今，以鲁南—苏北为中心形成6～7级地震包围空白区。

5.3.3 地壳稳定性

(1)地壳不稳定区。为地震烈度≥9度地区，主要在郯城一带8级≥10度地震危险区、10度影响区范围内及≥10度区外围的9度影响地区，包括苍山、临沂、临沭等地。

(2)地壳较不稳定区。地震烈度为7～9度区，包括台儿庄—费县—沂南—莒南、曲阜—邹城、菏泽—东明、枣庄—平邑—沂水、曹县西—定陶东—单县一带。

(3)地壳稳定区。即地震烈度小于7度的地区，分布于菏泽、济宁、枣庄等地区的大部分地方，以及临沂、日照等地区的小部分地方。

6 结语

(1)区内地层发育比较齐全，古有太古宙泰山岩群，近有新近系和第四系。基岩出露区面积较大，主要分布于南四湖以东地带，其余地区则广泛分布新生代松散岩层。

(2)区内分布沂沭深断裂带，对区域地壳稳定潜在影响，其他隐伏断裂较多。

(3)孔隙水是鲁西平原区内地下水的主要类型，地下水以大气降水入渗和河水渗漏为主要补给来源，季节影响较大；鲁中南区地形以中低山丘陵、山间平原、山间谷地为主，且自南而北相间排列，断裂构造极为发育，分布有大面积的碳酸盐岩地层，岩溶水资源较为丰富；总体来说，鲁东区裂隙含水层发育差，储存空间有限，富水性弱，单井出水量一般在100 m3/d左右，极少数大于1000 m3/d，难以形成大、中型集中供水水源地。

(4)本区矿产资源比较丰富，已发现矿产60多种，其中以煤、石灰岩、铁、石油、金、石膏、稀土、地热等为主。煤炭产量目前占全省的70%以上，为山东经济发展提供重要资源支撑。