第二章 活斷層工程地質(zhì)研究

1、第二章第二章 活斷層工程地質(zhì)研究活斷層工程地質(zhì)研究提提 要要 概述概述 活斷層基本特征活斷層基本特征 活斷層鑒別標(biāo)志活斷層鑒別標(biāo)志 活斷層調(diào)查研究方法活斷層調(diào)查研究方法 活斷層區(qū)建筑原則活斷層區(qū)建筑原則第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 活斷層一般是指現(xiàn)今正在活動(dòng)的斷層，或活斷層一般是指現(xiàn)今正在活動(dòng)的斷層，或近期曾活動(dòng)過(guò)、不久將來(lái)可能重新活動(dòng)過(guò)近期曾活動(dòng)過(guò)、不久將來(lái)可能重新活動(dòng)過(guò)的斷層。后者也稱為潛在活斷層。的斷層。后者也稱為潛在活斷層。 斷層是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的重要形斷層是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的重要形跡。有的斷層形成于較晚時(shí)期，跡。有的斷層形成于較晚時(shí)期，在形成以后受到晚期構(gòu)造背景在形成以后受到晚期構(gòu)造背景條件控制

2、，仍保持著活動(dòng)的特條件控制，仍保持著活動(dòng)的特征。征。 早在十八世紀(jì)，人們從地早在十八世紀(jì)，人們從地震活動(dòng)與斷層活動(dòng)的關(guān)系漸漸震活動(dòng)與斷層活動(dòng)的關(guān)系漸漸意識(shí)到斷層的活動(dòng)性特征，經(jīng)意識(shí)到斷層的活動(dòng)性特征，經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的研究，對(duì)活斷層過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的研究，對(duì)活斷層的特征有了比較深入的認(rèn)識(shí)。的特征有了比較深入的認(rèn)識(shí)。 活斷層受控于板塊構(gòu)造活斷層受控于板塊構(gòu)造研究表明，印度板塊與歐亞于始新世末，即大約研究表明，印度板塊與歐亞于始新世末，即大約3800萬(wàn)年前相互碰撞，此后印度板塊仍以萬(wàn)年前相互碰撞，此后印度板塊仍以每年約每年約5cm的速度向北北東方向推進(jìn)，強(qiáng)力地推擠著歐亞板塊的速度向北北東方向推進(jìn)，強(qiáng)力地推擠

3、著歐亞板塊, 板塊接觸帶的兩個(gè)端點(diǎn)位于察隅和板塊接觸帶的兩個(gè)端點(diǎn)位于察隅和伊斯蘭堡附近。在碰撞擠壓過(guò)程中歐亞板塊內(nèi)產(chǎn)生了塑性或粘性流動(dòng)變形。伊斯蘭堡附近。在碰撞擠壓過(guò)程中歐亞板塊內(nèi)產(chǎn)生了塑性或粘性流動(dòng)變形。印度洋板塊青藏高原 關(guān)于活斷層的定義，目前為止沒(méi)有完全統(tǒng)關(guān)于活斷層的定義，目前為止沒(méi)有完全統(tǒng)一。主要關(guān)于過(guò)去活斷層歷史時(shí)間的上限一。主要關(guān)于過(guò)去活斷層歷史時(shí)間的上限界定問(wèn)題看法不一，不同部門、不同國(guó)家界定問(wèn)題看法不一，不同部門、不同國(guó)家都存在差別。都存在差別。 巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范 全新活動(dòng)斷裂：全新世（全新活動(dòng)斷裂：全新世（1000010000）年內(nèi)有過(guò)活動(dòng)或近）年內(nèi)有過(guò)活動(dòng)或

4、近期正在活動(dòng)，在將來(lái)（期正在活動(dòng)，在將來(lái)（100100年）可能繼續(xù)活動(dòng)的斷裂。年）可能繼續(xù)活動(dòng)的斷裂。 發(fā)震斷裂：近期（發(fā)震斷裂：近期（500500年）發(fā)生過(guò)年）發(fā)生過(guò)5 5級(jí)以上地震，或在級(jí)以上地震，或在未來(lái)未來(lái)100100年內(nèi)預(yù)測(cè)可能發(fā)生年內(nèi)預(yù)測(cè)可能發(fā)生5 5級(jí)以上地震的斷裂。級(jí)以上地震的斷裂。 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范 活斷層：最后一次錯(cuò)動(dòng)距今活斷層：最后一次錯(cuò)動(dòng)距今10-1510-15萬(wàn)年（晚更新世）萬(wàn)年（晚更新世）的斷層。的斷層。 美國(guó)原子能委員會(huì)美國(guó)原子能委員會(huì)（USNRCUSNRC）的定義是：）的定義是： （1 1）在）在3.53.5萬(wàn)年內(nèi)有萬(wàn)年內(nèi)有過(guò)一次

5、或多次活動(dòng)的過(guò)一次或多次活動(dòng)的斷層斷層 （2 2）與其他活動(dòng)斷層）與其他活動(dòng)斷層有聯(lián)系的斷層有聯(lián)系的斷層 （3 3）沿該斷裂發(fā)生過(guò)）沿該斷裂發(fā)生過(guò)蠕動(dòng)或微震活動(dòng)蠕動(dòng)或微震活動(dòng)活斷層工程地質(zhì)研究意義活斷層工程地質(zhì)研究意義 活斷層的活動(dòng)可視為一類地質(zhì)病害，可以活斷層的活動(dòng)可視為一類地質(zhì)病害，可以對(duì)建筑物產(chǎn)生破壞作用而致害。從這個(gè)意對(duì)建筑物產(chǎn)生破壞作用而致害。從這個(gè)意義上講，活斷層的工程地質(zhì)研究就是要研義上講，活斷層的工程地質(zhì)研究就是要研究活斷層與工程建筑的關(guān)系，評(píng)價(jià)其對(duì)建究活斷層與工程建筑的關(guān)系，評(píng)價(jià)其對(duì)建筑物的破壞作用。筑物的破壞作用。 活斷層錯(cuò)動(dòng)變形對(duì)建筑物的直接破壞活斷層錯(cuò)動(dòng)變形對(duì)建筑物的直

6、接破壞; ;活斷活斷層對(duì)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的影響，如地震、區(qū)域?qū)訉?duì)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的影響，如地震、區(qū)域地殼穩(wěn)定、水庫(kù)地震等。地殼穩(wěn)定、水庫(kù)地震等。 地震地震Cypress Freeway Structure, Oakland Loma Prieta Earthquake, 1989San Andreas Faultcrossing the Carrizo Plain,North of Santa BarbaraSan Andreas Fault offsetting streamsOn the Carrizo PlainSan Francisco City Hall, 1906振動(dòng)液化（振動(dòng)液化（ Li

7、quefaction Liquefaction ）.El Centro, CA,1979Loma Prieta, CA,1989海嘯（海嘯（ Tsunami）（垂直斷錯(cuò)1.5米）蠕滑，左旋斷錯(cuò)十二毫米（碑前） 對(duì)活斷層進(jìn)行研究，充分掌握對(duì)活斷層進(jìn)行研究，充分掌握其活動(dòng)特征，合理評(píng)價(jià)其對(duì)工其活動(dòng)特征，合理評(píng)價(jià)其對(duì)工程的影響，有時(shí)可以安全有效程的影響，有時(shí)可以安全有效地降低工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省投地降低工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省投資。資。 如黃河小浪底工程壩址區(qū)半徑如黃河小浪底工程壩址區(qū)半徑30公里內(nèi)有公里內(nèi)有8條大斷裂條大斷裂 其中王良斷裂在壩下游其中王良斷裂在壩下游6.5公里公里 斷層發(fā)生在斷層發(fā)生在Q1

8、Q2期間期間 斷層泥熱釋光法測(cè)年齡：斷層泥熱釋光法測(cè)年齡： 15.4-18.3萬(wàn)年，萬(wàn)年，37.4-53.2萬(wàn)年萬(wàn)年 Q2的中后期，的中后期，Q3以來(lái)再未活動(dòng)以來(lái)再未活動(dòng)過(guò)過(guò) 抗震設(shè)計(jì)：抗震設(shè)計(jì)：8 8級(jí)級(jí)99級(jí)級(jí) 水平加速度：水平加速度：0.30.3伽伽0.2150.215伽，伽，節(jié)約至少節(jié)約至少2 2億元億元TQ1Q2圖2.1-2小浪底水庫(kù)及鄰區(qū)第四紀(jì)活動(dòng)斷層分布圖350034401113011200112303500113003440113001123011200111306.751815.10.235.51965.1.135.11965.1.1551820.10三門峽市三門峽石祁家河坡

9、頭古城安窩澠池縣柳泉宜陽(yáng)縣李村新安縣馬屯石井下冶濟(jì)源縣辛莊坡頭龍門顧縣偃師縣鞏義孟縣趙和沁陽(yáng)縣洛陽(yáng)市大壩131415712652319108圖例斷層隱伏或推測(cè)斷層逆斷層正斷層1815.10.236.75震級(jí)年月日13斷層編號(hào)說(shuō)明:11023114125136147158石井河斷層小南莊斷層五指嶺斷層 盤古寺斷層連地?cái)鄬咏孤鍞鄬油趿紨鄬映茄碌財(cái)鄬悠骂^斷層宜陰斷層霍村斷層石家溝斷層塔底斷層駕桑斷層封門口斷層孟津縣11小浪底及鄰區(qū)第四紀(jì)活動(dòng)斷層分布圖小浪底及鄰區(qū)第四紀(jì)活動(dòng)斷層分布圖 本節(jié)主要介紹活斷層的類型與活動(dòng)方本節(jié)主要介紹活斷層的類型與活動(dòng)方式、繼承性與反復(fù)性、長(zhǎng)度與斷距、錯(cuò)動(dòng)式、繼承性與反復(fù)性

10、、長(zhǎng)度與斷距、錯(cuò)動(dòng)速率與周期速率與周期。第二節(jié)第二節(jié) 活斷層的基本特征活斷層的基本特征一、活斷層的類型一、活斷層的類型 按照位移方向與水平面的關(guān)系：按照位移方向與水平面的關(guān)系： （1 1）正斷型活斷層）正斷型活斷層 差異升降活動(dòng)為它的斷陷盆差異升降活動(dòng)為它的斷陷盆地邊緣。下降盤分支斷層多見(jiàn)，地邊緣。下降盤分支斷層多見(jiàn)，形成地塹式的正斷層組合。形成地塹式的正斷層組合。 （2 2）逆斷型活斷層）逆斷型活斷層 多分布于板塊碰撞擠壓帶。多分布于板塊碰撞擠壓帶。上盤變形帶大，出現(xiàn)多分支斷層。上盤變形帶大，出現(xiàn)多分支斷層。 （3 3）走滑型活斷層）走滑型活斷層 常分布于大陸內(nèi)部的地塊之常分布于大陸內(nèi)部的地

11、塊之間的接觸部位，水平錯(cuò)動(dòng)量大，間的接觸部位，水平錯(cuò)動(dòng)量大，斷層帶寬度不大，很少分支斷裂。斷層帶寬度不大，很少分支斷裂。（1 1）粘滑型活斷層）粘滑型活斷層間歇性突然滑動(dòng)，常伴有地震活動(dòng)，也稱為地震斷層。間歇性突然滑動(dòng)，常伴有地震活動(dòng)，也稱為地震斷層。發(fā)生在強(qiáng)度較高的巖石中，斷層帶鎖固能力強(qiáng)，危害大。發(fā)生在強(qiáng)度較高的巖石中，斷層帶鎖固能力強(qiáng)，危害大。發(fā)震斷裂特征：深斷裂，裂谷，板塊接觸帶。發(fā)震斷裂特征：深斷裂，裂谷，板塊接觸帶。（2 2）蠕滑型活斷層）蠕滑型活斷層沿?cái)鄬用鎯蓚?cè)巖層連續(xù)緩慢地滑動(dòng)沿?cái)鄬用鎯蓚?cè)巖層連續(xù)緩慢地滑動(dòng)發(fā)生在強(qiáng)度較低的軟巖中，斷層帶鎖固能力弱發(fā)生在強(qiáng)度較低的軟巖中，斷層帶鎖

12、固能力弱一般無(wú)震發(fā)生，有時(shí)可伴有小震一般無(wú)震發(fā)生，有時(shí)可伴有小震。 二、活斷層的活動(dòng)方式二、活斷層的活動(dòng)方式 活動(dòng)斷層的產(chǎn)狀要素、長(zhǎng)度等均是重要的幾何要素，活動(dòng)斷層的產(chǎn)狀要素、長(zhǎng)度等均是重要的幾何要素，這些可以通過(guò)勘探等手段得到確定。而活動(dòng)斷裂重新活動(dòng)這些可以通過(guò)勘探等手段得到確定。而活動(dòng)斷裂重新活動(dòng)往往并非全斷裂都活動(dòng)，而是部分段的活動(dòng)，這里斷層長(zhǎng)往往并非全斷裂都活動(dòng)，而是部分段的活動(dòng)，這里斷層長(zhǎng)度是指現(xiàn)活動(dòng)段長(zhǎng)度及兩旁相應(yīng)的錯(cuò)斷距離。度是指現(xiàn)活動(dòng)段長(zhǎng)度及兩旁相應(yīng)的錯(cuò)斷距離。 在關(guān)于活斷層的建筑設(shè)計(jì)及有關(guān)穩(wěn)定性的分析論證時(shí)，在關(guān)于活斷層的建筑設(shè)計(jì)及有關(guān)穩(wěn)定性的分析論證時(shí)，需要了解斷層活動(dòng)段長(zhǎng)

13、度需要了解斷層活動(dòng)段長(zhǎng)度L L和斷距和斷距D D。 對(duì)于歷史活斷層長(zhǎng)度和斷距，可以從被錯(cuò)動(dòng)的形跡得對(duì)于歷史活斷層長(zhǎng)度和斷距，可以從被錯(cuò)動(dòng)的形跡得到，而對(duì)于潛在活斷層，要根據(jù)有關(guān)方面進(jìn)行預(yù)測(cè)。到，而對(duì)于潛在活斷層，要根據(jù)有關(guān)方面進(jìn)行預(yù)測(cè)。 一般認(rèn)為，活斷層地表產(chǎn)生的斷裂長(zhǎng)度與震源體處斷一般認(rèn)為，活斷層地表產(chǎn)生的斷裂長(zhǎng)度與震源體處斷裂長(zhǎng)度相一致。通常是根據(jù)活斷層可能產(chǎn)生最大地震震級(jí)裂長(zhǎng)度相一致。通常是根據(jù)活斷層可能產(chǎn)生最大地震震級(jí)M M，利用統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方式及查表確定利用統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方式及查表確定L L和和D D。 三、斷層活動(dòng)段的長(zhǎng)度和斷距三、斷層活動(dòng)段的長(zhǎng)度和斷距如下關(guān)系圖也可以作為如下關(guān)系圖也可以作

14、為確定確定L L、D D時(shí)使用時(shí)使用 有的情況下，可以采用數(shù)字分析（如有限元）方有的情況下，可以采用數(shù)字分析（如有限元）方法確定斷層長(zhǎng)度及斷距。法確定斷層長(zhǎng)度及斷距。 斷層斷層長(zhǎng)度長(zhǎng)度1 數(shù)百公里不等，一般小于數(shù)百公里不等，一般小于5.5級(jí)地震級(jí)地震很少很少產(chǎn)生地表錯(cuò)動(dòng)。產(chǎn)生地表錯(cuò)動(dòng)。 活斷層地震活動(dòng)是否在地表顯現(xiàn)形跡，與地表覆活斷層地震活動(dòng)是否在地表顯現(xiàn)形跡，與地表覆蓋層厚度、震源深度及震級(jí)有關(guān)，蓋層厚度、震源深度及震級(jí)有關(guān)，一般覆蓋層厚度大一般覆蓋層厚度大于于30-50m、震源深度大于、震源深度大于10-30km、地震震級(jí)小于、地震震級(jí)小于6級(jí)條件下，很少出現(xiàn)地表斷裂現(xiàn)象。級(jí)條件下，很少出

15、現(xiàn)地表斷裂現(xiàn)象。 活斷層活動(dòng)速率及相應(yīng)周期是表明活斷層的活動(dòng)強(qiáng)度的重要指活斷層活動(dòng)速率及相應(yīng)周期是表明活斷層的活動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)，是地震強(qiáng)度的重要資料。標(biāo)，是地震強(qiáng)度的重要資料。 1、錯(cuò)動(dòng)速率、錯(cuò)動(dòng)速率 錯(cuò)動(dòng)速率是指斷層年錯(cuò)動(dòng)位移量，一般是用若干年總的錯(cuò)動(dòng)錯(cuò)動(dòng)速率是指斷層年錯(cuò)動(dòng)位移量，一般是用若干年總的錯(cuò)動(dòng)量計(jì)算得到，因而也稱平均錯(cuò)動(dòng)速率。分為水平和垂直分量。斷層量計(jì)算得到，因而也稱平均錯(cuò)動(dòng)速率。分為水平和垂直分量。斷層錯(cuò)動(dòng)速率從三個(gè)方面獲得：錯(cuò)動(dòng)速率從三個(gè)方面獲得： （1）精密地形變測(cè)量）精密地形變測(cè)量 是研究現(xiàn)今活動(dòng)斷裂的有效方法。我國(guó)許多著名活斷層均設(shè)是研究現(xiàn)今活動(dòng)斷裂的有效方法。我國(guó)許

16、多著名活斷層均設(shè)有精密水準(zhǔn)、三角測(cè)量、激光測(cè)距等量測(cè)工作。有精密水準(zhǔn)、三角測(cè)量、激光測(cè)距等量測(cè)工作。 有了量測(cè)數(shù)據(jù)，便可以計(jì)算錯(cuò)動(dòng)速率。有了量測(cè)數(shù)據(jù)，便可以計(jì)算錯(cuò)動(dòng)速率。 四、錯(cuò)動(dòng)速率和活動(dòng)周期四、錯(cuò)動(dòng)速率和活動(dòng)周期 （2 2）根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)的年代及錯(cuò)動(dòng)量來(lái)獲得根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)的年代及錯(cuò)動(dòng)量來(lái)獲得 研究夷平面、階地、水系、斷崖、土層等，通過(guò)測(cè)研究夷平面、階地、水系、斷崖、土層等，通過(guò)測(cè)量錯(cuò)動(dòng)量及相對(duì)年齡，可以計(jì)算出平均錯(cuò)動(dòng)速率。量錯(cuò)動(dòng)量及相對(duì)年齡，可以計(jì)算出平均錯(cuò)動(dòng)速率。等級(jí)AAAAA AB BC CD D錯(cuò)動(dòng)速率(/a)101100.110.010.10.01活動(dòng)性極強(qiáng)強(qiáng)弱微非活動(dòng)

17、 麗江斷裂缺失的沉積物多次運(yùn)動(dòng)老沉積物C14=2.51萬(wàn)年47m2 2、錯(cuò)動(dòng)周期錯(cuò)動(dòng)周期 斷層兩次錯(cuò)動(dòng)之間的時(shí)間間隔定義為活斷層錯(cuò)動(dòng)周期斷層兩次錯(cuò)動(dòng)之間的時(shí)間間隔定義為活斷層錯(cuò)動(dòng)周期R。 斷層運(yùn)動(dòng)是地質(zhì)體能量積累釋放的結(jié)果，顯然能量積累斷層運(yùn)動(dòng)是地質(zhì)體能量積累釋放的結(jié)果，顯然能量積累要經(jīng)歷一個(gè)時(shí)期，積累的過(guò)程斷層處于平靜期（休眠期），要經(jīng)歷一個(gè)時(shí)期，積累的過(guò)程斷層處于平靜期（休眠期），釋放的過(guò)程為活動(dòng)期。斷層表現(xiàn)為活動(dòng)釋放的過(guò)程為活動(dòng)期。斷層表現(xiàn)為活動(dòng)平衡平衡再活動(dòng)再活動(dòng)的周期恢復(fù)。斷層應(yīng)變速率、鎖固段深度等不同，表現(xiàn)了不的周期恢復(fù)。斷層應(yīng)變速率、鎖固段深度等不同，表現(xiàn)了不同的錯(cuò)動(dòng)周期。對(duì)于粘

18、滑型斷層，一次錯(cuò)動(dòng)對(duì)應(yīng)的是一次地同的錯(cuò)動(dòng)周期。對(duì)于粘滑型斷層，一次錯(cuò)動(dòng)對(duì)應(yīng)的是一次地震活動(dòng)。震活動(dòng)。 可按以下方法確定錯(cuò)動(dòng)周期：可按以下方法確定錯(cuò)動(dòng)周期： 按地殼應(yīng)變速率（這是近似當(dāng)成斷層平均按地殼應(yīng)變速率（這是近似當(dāng)成斷層平均錯(cuò)動(dòng)速率）錯(cuò)動(dòng)速率）S及一次地震錯(cuò)動(dòng)量及一次地震錯(cuò)動(dòng)量d計(jì)算計(jì)算R。 根據(jù)根據(jù)2次地震條件、時(shí)間間隔確定次地震條件、時(shí)間間隔確定 根據(jù)地震震級(jí)及錯(cuò)動(dòng)速率，由經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)式根據(jù)地震震級(jí)及錯(cuò)動(dòng)速率，由經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)式計(jì)算計(jì)算)0 . 4(6 . 0LOGSMLOGR 按上式計(jì)算，對(duì)于按上式計(jì)算，對(duì)于S110mm/a的的A級(jí)活斷層，當(dāng)發(fā)生級(jí)活斷層，當(dāng)發(fā)生M78的地震時(shí)，的地震時(shí)，R10

19、00年。年。 許多人研究了震級(jí)許多人研究了震級(jí)M M、錯(cuò)動(dòng)速率、錯(cuò)動(dòng)速率S S與錯(cuò)動(dòng)周期的關(guān)系；與錯(cuò)動(dòng)周期的關(guān)系；建立了許多統(tǒng)計(jì)關(guān)系。如日本的松田時(shí)彥對(duì)日本斷層錯(cuò)動(dòng)建立了許多統(tǒng)計(jì)關(guān)系。如日本的松田時(shí)彥對(duì)日本斷層錯(cuò)動(dòng)與地震震級(jí)關(guān)系時(shí)，得到與地震震級(jí)關(guān)系時(shí)，得到lgdlgd=0.6M-4.0,=0.6M-4.0,錯(cuò)動(dòng)周期是錯(cuò)動(dòng)周期是R=d(R=d(錯(cuò)錯(cuò)移量移量)/s()/s(錯(cuò)動(dòng)速錯(cuò)動(dòng)速率率)，即有，即有例如：某斷層一次地表錯(cuò)動(dòng)水平距離4.56.2m，而 相應(yīng)的形變速率為3cm/a，那么，S=150200a鎖固段段一次粘滑錯(cuò)動(dòng)長(zhǎng)期變形緩慢錯(cuò)動(dòng)精密地形變測(cè)量 根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)錯(cuò)動(dòng)證據(jù)，結(jié)合年齡測(cè)

20、定確定周期。根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)錯(cuò)動(dòng)證據(jù)，結(jié)合年齡測(cè)定確定周期。據(jù)研究，活斷層活動(dòng)周期一般在據(jù)研究，活斷層活動(dòng)周期一般在12千年左右，少數(shù)上萬(wàn)年或幾百年。千年左右，少數(shù)上萬(wàn)年或幾百年。地 塹黃 土4200aW1W2C142700a820a北 天 山 西 部 喀 什 河 斷 裂F1F2三次運(yùn)動(dòng)：三次運(yùn)動(dòng)： 第一次（第一次（4200a）上盤塊體下滑，）上盤塊體下滑， 產(chǎn)生張裂縫，堆積產(chǎn)生張裂縫，堆積W1 第二次（第二次（2700a）上盤繼續(xù)下滑，）上盤繼續(xù)下滑， 產(chǎn)生拉張裂縫，將產(chǎn)生拉張裂縫，將W1拉開(kāi)，途中拉開(kāi)，途中 堆積堆積W2 第三次（第三次（820a）繼續(xù)下滑，出現(xiàn)）繼續(xù)下滑，出現(xiàn)F1 斷

21、裂，將斷裂，將W2錯(cuò)斷（垂直距離錯(cuò)斷（垂直距離0.6m）周期：一次周期：一次二次二次 4200-2700=1500年年 二次二次三次三次 2700-820=1880年年速度：速度： 二次二次三次三次 0.618800.75mm/a北天山西部喀什河斷裂 斷層的活動(dòng)性與否要通過(guò)一些標(biāo)志加以鑒別。鑒別有斷層的活動(dòng)性與否要通過(guò)一些標(biāo)志加以鑒別。鑒別有直接測(cè)定活動(dòng)物質(zhì)年齡的方法，也可以從有關(guān)的地質(zhì)、地直接測(cè)定活動(dòng)物質(zhì)年齡的方法，也可以從有關(guān)的地質(zhì)、地球物理等現(xiàn)象間接判斷。球物理等現(xiàn)象間接判斷。 間接鑒別標(biāo)志間接鑒別標(biāo)志有如下幾個(gè)方面：有如下幾個(gè)方面： 一、地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)標(biāo)志一、地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)

22、標(biāo)志 二、歷史地震及歷史期地震錯(cuò)段標(biāo)志二、歷史地震及歷史期地震錯(cuò)段標(biāo)志 三、微地震測(cè)量及地形變檢測(cè)標(biāo)志三、微地震測(cè)量及地形變檢測(cè)標(biāo)志 四、地球物理標(biāo)志四、地球物理標(biāo)志第三節(jié)第三節(jié) 活斷層的鑒別標(biāo)志活斷層的鑒別標(biāo)志地質(zhì)方面地質(zhì)方面 只要是見(jiàn)到第四系中、晚期的沉積物被錯(cuò)斷，均視斷層為活斷層。只要是見(jiàn)到第四系中、晚期的沉積物被錯(cuò)斷，均視斷層為活斷層。如位于汾渭地塹中段的平遙活斷層，錯(cuò)斷晚更新世中晚期的黃土，以如位于汾渭地塹中段的平遙活斷層，錯(cuò)斷晚更新世中晚期的黃土，以及早中期及早中期更新世更新世地層，斷距地層，斷距4050m。最新沉積物被錯(cuò)斷最新沉積物被錯(cuò)斷FEDCBEDCB如 上 圖 ， 可 看

23、出 幾 期 運(yùn) 動(dòng) ： 堆 積 以 前 ， 斷 層 已 活 動(dòng) ， 位 移 量 大 ； 堆 積 以 后 ，堆 積 以 前 ， 斷 層 至 少 一 次 運(yùn)動(dòng) （的 錯(cuò) 距 不 同 ） ； 堆 積 后 ， 至 少 一 次 活 動(dòng) ，錯(cuò) 距 不 同 ； 堆 積 以 后 ， 斷 層 再 次 活 動(dòng) 。如上圖，可看出幾期運(yùn)動(dòng)：如上圖，可看出幾期運(yùn)動(dòng)： C C堆積以前，斷層已活動(dòng)，位移量大；堆積以前，斷層已活動(dòng)，位移量大； C C堆積以后，堆積以后，D D堆積以前，斷層至少一次運(yùn)動(dòng)堆積以前，斷層至少一次運(yùn)動(dòng) （CDCD的錯(cuò)距不同）；的錯(cuò)距不同）； D D堆積后，至少一次活動(dòng)，堆積后，至少一次活動(dòng)，CDCD

24、錯(cuò)距不同；錯(cuò)距不同； F F堆積以后，斷層再次活動(dòng)。堆積以后，斷層再次活動(dòng)。斷層破碎帶構(gòu)造形跡斷層破碎帶構(gòu)造形跡 活動(dòng)斷層因其形成時(shí)間較晚，一般表現(xiàn)為構(gòu)造帶物質(zhì)欠固結(jié)欠膠結(jié)活動(dòng)斷層因其形成時(shí)間較晚，一般表現(xiàn)為構(gòu)造帶物質(zhì)欠固結(jié)欠膠結(jié)狀態(tài)，較為松散。另外，表現(xiàn)出脈體變形被切斷，構(gòu)造巖片理化，透鏡狀態(tài)，較為松散。另外，表現(xiàn)出脈體變形被切斷，構(gòu)造巖片理化，透鏡化，斷面新鮮無(wú)風(fēng)化，第四系物質(zhì)牽引彎折等。斷層礦物的顯微變形出化，斷面新鮮無(wú)風(fēng)化，第四系物質(zhì)牽引彎折等。斷層礦物的顯微變形出現(xiàn)顯微組構(gòu)（如不等顆粒拉長(zhǎng)，光軸微定向等）現(xiàn)顯微組構(gòu)（如不等顆粒拉長(zhǎng)，光軸微定向等）伴有地震現(xiàn)象的活斷層，地表出現(xiàn)伴有地震

25、現(xiàn)象的活斷層，地表出現(xiàn)斷層陡坎和地裂縫斷層陡坎和地裂縫 如，日本丹那斷層帶，地震如，日本丹那斷層帶，地震產(chǎn)生很多地裂縫，呈雁形排列產(chǎn)生很多地裂縫，呈雁形排列 不同地貌單元突然相接，或兩邊沉積物厚度顯著差別不同地貌單元突然相接，或兩邊沉積物厚度顯著差別 例如，隆起山區(qū)與斷陷盆地突然相接。一次錯(cuò)動(dòng)量大例如，隆起山區(qū)與斷陷盆地突然相接。一次錯(cuò)動(dòng)量大的活斷層，沿線分布斷層三角面、斷層崖、陡坎、埡口、的活斷層，沿線分布斷層三角面、斷層崖、陡坎、埡口、“V型谷型谷”等等 地貌單元的分解和異常地貌單元的分解和異常 例如，河流階地、山脊、水系、婁平面、坡洪積扇等例如，河流階地、山脊、水系、婁平面、坡洪積扇等地

26、貌單元由于活斷層作用，使其產(chǎn)生錯(cuò)斷、分解地貌單元由于活斷層作用，使其產(chǎn)生錯(cuò)斷、分解 活斷層作用使正常發(fā)育的地貌系統(tǒng)出現(xiàn)異常形態(tài)或特活斷層作用使正常發(fā)育的地貌系統(tǒng)出現(xiàn)異常形態(tài)或特殊地貌景觀。如斷層帶一側(cè)，河流的同步肘狀拐彎、寬窄殊地貌景觀。如斷層帶一側(cè)，河流的同步肘狀拐彎、寬窄變異，斷層下降盤一側(cè)線狀排列的洪積群、泥石流、滑坡、變異，斷層下降盤一側(cè)線狀排列的洪積群、泥石流、滑坡、串珠狀洼地等。串珠狀洼地等。地貌方面地貌方面 湖沼下降盤沖溝沖溝沖溝山脊右旋位錯(cuò)水文地質(zhì)方面水文地質(zhì)方面 由于斷層帶構(gòu)造物質(zhì)松散，容易形成強(qiáng)導(dǎo)水帶，因由于斷層帶構(gòu)造物質(zhì)松散，容易形成強(qiáng)導(dǎo)水帶，因而活斷層帶一線分布泉水、溫

27、泉，出現(xiàn)植被發(fā)育現(xiàn)象。而活斷層帶一線分布泉水、溫泉，出現(xiàn)植被發(fā)育現(xiàn)象。也由于活斷層為深大斷裂，深循環(huán)水將導(dǎo)致水的化學(xué)異也由于活斷層為深大斷裂，深循環(huán)水將導(dǎo)致水的化學(xué)異常。常。地物錯(cuò)斷地物錯(cuò)斷 我國(guó)有長(zhǎng)達(dá)我國(guó)有長(zhǎng)達(dá)30003000多年的歷史地震記載資料，尤其是多年的歷史地震記載資料，尤其是較近的歷史記載，可以幫助判別活斷層的存在，可能時(shí)較近的歷史記載，可以幫助判別活斷層的存在，可能時(shí)據(jù)以判斷活斷層的錯(cuò)距，斷裂長(zhǎng)度等。據(jù)以判斷活斷層的錯(cuò)距，斷裂長(zhǎng)度等。 對(duì)古代建筑物破壞、錯(cuò)斷、掩埋等情況調(diào)查，可以對(duì)古代建筑物破壞、錯(cuò)斷、掩埋等情況調(diào)查，可以幫助判斷活斷層當(dāng)時(shí)的錯(cuò)距等情況。幫助判斷活斷層當(dāng)時(shí)的錯(cuò)距等

28、情況。 微震及地形變測(cè)量微震及地形變測(cè)量 斷層的現(xiàn)代活動(dòng)，必然導(dǎo)致斷層帶內(nèi)產(chǎn)生物理、化學(xué)變斷層的現(xiàn)代活動(dòng)，必然導(dǎo)致斷層帶內(nèi)產(chǎn)生物理、化學(xué)變化，其中如斷層氣、放射性異常；重力、磁力、地溫等物化，其中如斷層氣、放射性異常；重力、磁力、地溫等物理異常。通過(guò)測(cè)量分析，可以間接作為活斷層的佐證。理異常。通過(guò)測(cè)量分析，可以間接作為活斷層的佐證。 自自7070年代以來(lái)，我國(guó)地震部門在一些重要地區(qū)設(shè)置了密年代以來(lái)，我國(guó)地震部門在一些重要地區(qū)設(shè)置了密集的地震臺(tái)網(wǎng)，監(jiān)測(cè)微震震中位置用以判別活斷層，尤其在集的地震臺(tái)網(wǎng)，監(jiān)測(cè)微震震中位置用以判別活斷層，尤其在一些大型水、著名的活斷層地區(qū)布置監(jiān)測(cè)臺(tái)站，取得了一系一些大型

29、水、著名的活斷層地區(qū)布置監(jiān)測(cè)臺(tái)站，取得了一系列監(jiān)測(cè)資料。它是研究現(xiàn)代地震活斷層的最直接有效的方法，列監(jiān)測(cè)資料。它是研究現(xiàn)代地震活斷層的最直接有效的方法，但其費(fèi)時(shí)、代價(jià)高，不能作為研究活斷層的主要工具。但其費(fèi)時(shí)、代價(jià)高，不能作為研究活斷層的主要工具。 采用精密水準(zhǔn)測(cè)量和三角測(cè)量在可能活動(dòng)斷層兩側(cè)進(jìn)采用精密水準(zhǔn)測(cè)量和三角測(cè)量在可能活動(dòng)斷層兩側(cè)進(jìn)行地形變測(cè)量，可以有效地獲得斷層活動(dòng)性的有關(guān)證據(jù)。行地形變測(cè)量，可以有效地獲得斷層活動(dòng)性的有關(guān)證據(jù)。地球化學(xué)及地球物理標(biāo)志地球化學(xué)及地球物理標(biāo)志第四節(jié)第四節(jié) 活斷層的調(diào)查研究方法活斷層的調(diào)查研究方法 通過(guò)有效的調(diào)查、分析手段，才能確定斷層的活動(dòng)性通過(guò)有效的調(diào)

30、查、分析手段，才能確定斷層的活動(dòng)性證據(jù)，進(jìn)而確定活斷層的位置、展布方向、活動(dòng)特征等證據(jù)，進(jìn)而確定活斷層的位置、展布方向、活動(dòng)特征等. 通常采用的方法包括：現(xiàn)有資料查閱；航衛(wèi)片解讀；通常采用的方法包括：現(xiàn)有資料查閱；航衛(wèi)片解讀；區(qū)域地質(zhì)調(diào)查；現(xiàn)場(chǎng)勘探；年齡測(cè)量；監(jiān)測(cè)等。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查；現(xiàn)場(chǎng)勘探；年齡測(cè)量；監(jiān)測(cè)等。 活斷層研究首先應(yīng)從較大的地域范圍內(nèi)進(jìn)行研究，初活斷層研究首先應(yīng)從較大的地域范圍內(nèi)進(jìn)行研究，初步確定活斷層展布，和位置、長(zhǎng)度等，這些可以采用區(qū)域步確定活斷層展布，和位置、長(zhǎng)度等，這些可以采用區(qū)域地質(zhì)資料，大范圍地質(zhì)調(diào)查，以及航衛(wèi)片解譯的方法進(jìn)行。地質(zhì)資料，大范圍地質(zhì)調(diào)查，以及航衛(wèi)片解譯的方

31、法進(jìn)行。調(diào)查分析中，要注重區(qū)域大的地質(zhì)構(gòu)造背景，水系，地形調(diào)查分析中，要注重區(qū)域大的地質(zhì)構(gòu)造背景，水系，地形地貌，第四紀(jì)沉積物等研究地貌，第四紀(jì)沉積物等研究. 對(duì)建筑場(chǎng)地內(nèi)或附近的活斷層，要進(jìn)行更加深對(duì)建筑場(chǎng)地內(nèi)或附近的活斷層，要進(jìn)行更加深入的研究，開(kāi)展必要的鉆探、坑探、物探工作。采入的研究，開(kāi)展必要的鉆探、坑探、物探工作。采用探槽方式揭露斷層帶，對(duì)揭露斷層的地層及活動(dòng)用探槽方式揭露斷層帶，對(duì)揭露斷層的地層及活動(dòng)構(gòu)造變形形跡進(jìn)行細(xì)致考查研究，通常應(yīng)配合巖土構(gòu)造變形形跡進(jìn)行細(xì)致考查研究，通常應(yīng)配合巖土取樣進(jìn)行構(gòu)造分析及有關(guān)地層的年齡測(cè)定。良好的取樣進(jìn)行構(gòu)造分析及有關(guān)地層的年齡測(cè)定。良好的露頭，可以顯示大量有用的信息，得到斷層錯(cuò)動(dòng)次露頭，可以顯示大