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在渤海南部莱州湾附近，横过郯庐断裂的反射地震剖面直接显示了郯庐断裂带的延伸、运动性质和活动时限的证据。郯庐断裂带在渤海内几何形态和断裂组合与陆上出露情况基本一致，根据切过断裂带的剖面和平面上断裂系组合特征，判断其为兼具垂直位移的左旋走滑运动断裂系。由于断裂带活动控制了同构造沉积地层的发育，可以确定其活动的时限相当于渤海湾盆地孔店组和沙四段沉积期，即为古新世-早始新世期。此后，可能由于太平洋板块的俯冲方向的改变，引起区域性应力场的改变，北北东向严格意义上的郯庐断裂带不再有明显的活动，转而被北东向的右旋走滑构造活动所替代。