新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與新構(gòu)造

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與新構(gòu)造第1頁/共58頁本章主要內(nèi)容一、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與新構(gòu)造的概念二、新構(gòu)造的主要類型三、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及新構(gòu)造對(duì)城市地質(zhì)和工程地質(zhì)的危害四、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與新構(gòu)造的研究方法第2頁/共58頁一、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)1.新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的概念

目前對(duì)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)限認(rèn)識(shí)不一致，主要有：（1）第四紀(jì)時(shí)期發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)；（2）從新第三紀(jì)開始至現(xiàn)代的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)；（3）新第三紀(jì)（新近紀(jì)）和第四紀(jì)前半期發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)；（4）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不應(yīng)給予時(shí)間限制，只要是造成現(xiàn)代地形基本特點(diǎn)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)都應(yīng)叫新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。第3頁/共58頁目前大多數(shù)研究者認(rèn)為，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是新第三紀(jì)（新近紀(jì)）以來發(fā)生的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其中有人類歷史記載以來的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱為現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

（1）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可以直接觀察和測(cè)量；（2）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有一套特定的研究方法，如地貌學(xué)、考古學(xué)、大地測(cè)量學(xué)、地震學(xué)、地球物理學(xué)和空間遙測(cè)技術(shù)等。一、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)第4頁/共58頁二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式地質(zhì)表現(xiàn)主要是新地層（新近系-第四系）發(fā)生的低角度的傾斜變形或?qū)捑彽墓靶巫冃?。新疆阿克陶縣奧依塔克西域組（Q1x）的傾斜變形第5頁/共58頁尖頂山黑梁子N2yN2sQ1Q2N2yN2sQ1柴達(dá)木盆地油泉子尖頂山構(gòu)造（衛(wèi)星圖片）第6頁/共58頁地貌標(biāo)志（1）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的直接地貌標(biāo)志即新構(gòu)造地貌，它是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)直接作用的結(jié)果，如斷層崖、斷塊山、山脊被錯(cuò)斷等。二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式第7頁/共58頁祁連山阿爾金斷裂祁連山西端被阿爾金斷裂截?cái)嗟默F(xiàn)象二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式第8頁/共58頁天山南部山前巴楚地區(qū)的走滑斷層錯(cuò)斷山脊的現(xiàn)象（衛(wèi)星影像）二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式2.地貌標(biāo)志第9頁/共58頁（2）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的間接地貌標(biāo)志主要由河流地貌反映出來的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。如反映間歇性抬升運(yùn)動(dòng)的地貌有多級(jí)夷平面、階地、多層溶洞等；水系的同步彎轉(zhuǎn)、匯流和洪積扇頂點(diǎn)的線狀排列等。二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式2.地貌標(biāo)志第10頁/共58頁阿爾金斷裂造成的水系向同方向偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象（衛(wèi)星圖片）第11頁/共58頁阿爾金斷裂新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的洪積扇頂點(diǎn)線性排列現(xiàn)象（衛(wèi)星影像）第12頁/共58頁3.沉積物標(biāo)志

沉積物分布與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

厚度較大的、面積較廣的新近系（上第三系）-第四系分布區(qū)反映新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以沉降為主；

與新近系（上第三系）-第四系堆積區(qū)相鄰的物源剝蝕區(qū)則是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的相對(duì)抬升區(qū)。二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式第13頁/共58頁4.地震

地震是由于地應(yīng)力的局部積累和突然釋放而引起的地殼的快速顫動(dòng)，地震的分布和發(fā)生與新構(gòu)造時(shí)期以來強(qiáng)烈的構(gòu)造帶有關(guān)。（1）全球地震帶的分布1980-1990年間14229次5級(jí)以上地震的震中分布二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式第14頁/共58頁（2）地震與斷層的關(guān)系

如果斷層兩盤相對(duì)穩(wěn)定地滑動(dòng)，則一般不會(huì)誘發(fā)大地震；如果斷層的兩盤互相粘住，使滑動(dòng)受阻，當(dāng)應(yīng)力積累到等于或大于摩擦力時(shí)，斷層兩盤便發(fā)生突然的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式稱為粘滑，這是地震發(fā)生的斷層運(yùn)動(dòng)機(jī)制。沿?cái)嗔褞У臏厝顒?dòng)有助于釋放地殼熱能，在一定程度上可減緩大地震的發(fā)生。二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式4.地震第15頁/共58頁火山活動(dòng)也是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的主要表現(xiàn)形式之一，被作為板塊-亞板塊邊界劃分的主要依據(jù)之一。冰島以南由1963年火山活動(dòng)造成的Surtsey島5.火山活動(dòng)二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式第16頁/共58頁尼加拉瓜CerroNegro火山1968年噴發(fā)二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式5.火山活動(dòng)第17頁/共58頁熱點(diǎn)和板塊邊界處活火山分布圖二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式5.火山活動(dòng)第18頁/共58頁6.大地測(cè)量與地球物理異常（1）重力異常（2）磁異常（3）大地測(cè)量（4）地形形變和地殼形變圖二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式第19頁/共58頁三、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的類型和強(qiáng)度垂直升降運(yùn)動(dòng)地殼的垂直升降運(yùn)動(dòng)是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)最明顯、最易于觀察和研究的形式。河谷的谷中谷、多級(jí)河流階地、多級(jí)夷平面和多層溶洞等。第20頁/共58頁2.水平運(yùn)動(dòng)板塊構(gòu)造學(xué)說根據(jù)古地磁、海底鉆探、海底熱流及海底地質(zhì)等成果的分析，證實(shí)了巖石圈板塊在作長(zhǎng)距離的水平位移，其幅度以數(shù)百公里計(jì)。現(xiàn)代地殼運(yùn)動(dòng)的測(cè)量結(jié)果也表明，地球表面的最大位移是水平位移，其速度以cm/a計(jì)，而垂直運(yùn)動(dòng)速度以mm/a計(jì)。水平位移一般是垂直位移的2~5倍。三、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的類型和強(qiáng)度第21頁/共58頁四、新構(gòu)造及其主要類型由新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所造成的地層、地貌和構(gòu)造變形或變位就是新構(gòu)造，又叫新地質(zhì)構(gòu)造?；顒?dòng)構(gòu)造是現(xiàn)今仍在活動(dòng)的構(gòu)造。新構(gòu)造與老構(gòu)造相比，其最大特點(diǎn)是可以從地貌上反映出來。第22頁/共58頁新構(gòu)造的主要類型

1.隆起構(gòu)造

大面積長(zhǎng)期上升運(yùn)動(dòng)所形成的構(gòu)造，面積可達(dá)數(shù)百平方公里或更大。黃土高原四、新構(gòu)造及其主要類型第23頁/共58頁2.拗陷構(gòu)造

大區(qū)域長(zhǎng)期下降運(yùn)動(dòng)所形成的構(gòu)造，方向與大面積隆起相反，這一類構(gòu)造主要由分析平原（或盆地）上第三系-第四系沉積厚度等值線或被上述地層掩埋的古地形面起伏來識(shí)別。四、新構(gòu)造及其主要類型第24頁/共58頁3.斷塊構(gòu)造斷塊構(gòu)造是指新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的盆、嶺相間的地貌-構(gòu)造形態(tài)，與大面積隆起相比，斷塊構(gòu)造的兩相鄰斷塊具有地形高度和沉積兩方面的明顯差異。祁連山山地頂部保存有抬升的不同時(shí)期夷平面，或同一時(shí)期夷平面被斷開后處于不同高度。四、新構(gòu)造及其主要類型第25頁/共58頁4.擠壓褶皺和斷裂構(gòu)造在新近系-第四系沉積盆地區(qū)，因受山地新構(gòu)造時(shí)期的擠壓，常沿盆地邊部產(chǎn)生一系列擠壓小褶皺和逆斷層。四、新構(gòu)造及其主要類型第26頁/共58頁5.活動(dòng)斷層近代地質(zhì)時(shí)期（第四紀(jì)）和歷史時(shí)期有過活動(dòng)（位移或古地震），現(xiàn)代正活動(dòng)或?qū)碛锌赡芑顒?dòng)的斷層。

一般大型工程要求了解5萬年來斷層活動(dòng)史。一般根據(jù)斷層活動(dòng)速率、斷層的構(gòu)造地質(zhì)和地貌標(biāo)志的顯示程度、近5~50ka重復(fù)活動(dòng)次數(shù)和活動(dòng)速率對(duì)活動(dòng)斷層分類。四、新構(gòu)造及其主要類型第27頁/共58頁五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害中國(guó)地處環(huán)太平洋構(gòu)造帶和喜馬拉雅構(gòu)造帶聚匯部位，太平洋板塊的俯沖和印度板塊向北與亞洲板塊的碰撞使中國(guó)大陸具有較強(qiáng)的構(gòu)造活動(dòng)性，地質(zhì)災(zāi)害比較頻繁。當(dāng)前主要的地質(zhì)災(zāi)害有：活動(dòng)斷層、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫和地震等。第28頁/共58頁意大利比薩斜塔第29頁/共58頁中亞地區(qū)相對(duì)于“穩(wěn)定的”歐亞板塊的GPS矢量圖（據(jù)Reigber等，2001）五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害第30頁/共58頁1.活斷層對(duì)工程建筑物的影響

（1）活斷層的地面錯(cuò)斷及其附近伴生的地面變形，往往會(huì)直接損害跨斷層修建或建于其附近的建筑物。

（2）活斷層發(fā)震使附近建筑物受到損害。五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害第31頁/共58頁中國(guó)主要活動(dòng)斷裂分布圖第32頁/共58頁2.崩塌、滑坡和泥石流

崩塌（山崩）：坡地上的巖石土塊呈塊狀沿斜坡向下突然崩落的一種現(xiàn)象。

滑坡：坡地的土體或巖體由于自然的（主要是水、重力）和人為的原因，沿著一定的滑動(dòng)面（層面、不整合面或各種破裂面等軟弱結(jié)構(gòu)面）作整體的滑動(dòng)現(xiàn)象。

泥石流：山區(qū)突然爆發(fā)、歷時(shí)短暫、含有大量泥沙、石塊等固體物質(zhì)并具有強(qiáng)大破壞力的特殊洪流，其中固體的體積一般超過15％，最高的可達(dá)80％。在崩塌、滑坡和泥石流中，以泥石流的危害最大。

五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害第33頁/共58頁1925年美國(guó)懷俄明州GrosVentre滑坡堵塞河道淹沒Jackson賓館房屋五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害2.崩塌、滑坡和泥石流第34頁/共58頁1989年1月塔吉克斯坦由地震和持續(xù)大雨引發(fā)的泥石流造成的破壞情景，當(dāng)時(shí)泥石流從15m高處快速下滑五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害2.崩塌、滑坡和泥石流第35頁/共58頁崩塌、滑坡和泥石流的控制因素：

（1）地質(zhì)背景：包括地形地貌、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和方式、巖土體的工程地質(zhì)類型、地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度等；

（2）水文氣象條件：降水量和強(qiáng)度、水流量和流速

（3）植被發(fā)育程度

（4）人類工程、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害2.崩塌、滑坡和泥石流第36頁/共58頁3.地面塌陷

地面塌陷在我國(guó)可以分為巖溶塌陷、采空塌陷和黃土濕陷三種。

巖溶塌陷：由于地下巖石被溶解流失造成的地面塌陷，主要發(fā)育于碳酸鹽巖地區(qū)，在我國(guó)分布廣泛，但華南最嚴(yán)重。

采空塌陷：由于地下采礦而引起的地面塌陷

黃土濕陷：黃土遇水軟化而造成的地面塌陷五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害第37頁/共58頁煤礦采空區(qū)引起的地面沉降模式圖五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害3.地面塌陷第38頁/共58頁美國(guó)懷俄明州Tongue河煤礦自1914年廢棄以來形成的地面沉降坑（圖右上角的公路大約6m寬）五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害3.地面塌陷第39頁/共58頁2001年11月14日昆侖山口以西8.1級(jí)地震造成的五雪峰北側(cè)的地震塌陷（據(jù)黨光明等，2002）五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害3.地面塌陷第40頁/共58頁4.地面沉降與地裂縫

地面沉降：地面緩慢下沉的現(xiàn)象。

絕大多數(shù)由地下水超量開采所致，西安是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所致，大慶、任丘、塘沽等是由于石油開采所致。

地裂縫：地面上延伸較長(zhǎng)、深度較大而且往往呈帶分布的縫隙。

成因也較多，基本有抽排水、采礦、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖土體變形等，以后一種最為主要。西安、大同、廣西宣縣城等都比較嚴(yán)重。五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害第41頁/共58頁美國(guó)加里福尼亞圣華金谷由于地下水過度開采引起的地面沉降五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害4.地面沉降與地裂縫第42頁/共58頁2001年11月14日昆侖山口以西8.1級(jí)地震造成的玉西峰南緣破裂帶（據(jù)黨光明等，2002）五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害4.地面沉降與地裂縫第43頁/共58頁美國(guó)加里福尼亞Antelope谷由于過度開采地下水而造成的地表裂縫該裂縫可能有60m深五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害4.地面沉降與地裂縫第44頁/共58頁5.地震

地震分為天然地震（構(gòu)造地震和火山地震）和誘發(fā)地震（可主要分為水庫蓄放水和抽注液誘發(fā)地震）。

在我國(guó)，火山地震本世紀(jì)以來僅見于長(zhǎng)白山，強(qiáng)度較?。唤^大多數(shù)地震為構(gòu)造地震，強(qiáng)烈一般較大（最大可達(dá)8.9級(jí)）、震源深淺不一（2-600km），波及范圍較廣，造成的損失大；誘發(fā)地震一般強(qiáng)度?。ㄗ畲鬄?.1級(jí)），震源一般較淺（小于6km），波及的范圍較小，因而造成的損失相對(duì)較小。

五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害第45頁/共58頁2001年11月14日昆侖山口以西8.1級(jí)地震造成的五雪峰北側(cè)破裂帶上的沖溝左旋扭錯(cuò)（據(jù)黨光明等，2002）五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害5.地震第46頁/共58頁2001年11月14日昆侖山口以西8.1級(jí)地震中被震毀的房屋（據(jù)黨光明等，2002）五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害5.地震第47頁/共58頁1989年10月17日LomaPrieta地震造成的圣弗蘭西斯科市的破壞五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害5.地震第48頁/共58頁1995年日本神戶地震造成的破壞五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害5.地震第49頁/共58頁1989年10月17日美國(guó)加利福尼亞LomaPrieta地震造成的噴沙現(xiàn)象五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害5.地震第50頁/共58頁中國(guó)及鄰區(qū)1500年-1971年強(qiáng)震震中分布圖第51頁/共58頁2003年8月16日內(nèi)蒙赤峰5.9級(jí)地震征兆1.干涸了多年的新泉河突然噴出泉水，水柱高達(dá)兩米，幾小時(shí)后發(fā)生地震;2.地震前十幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，林西縣城部分手機(jī)信號(hào)中斷,震前地磁波的異常變化干擾了通信;3.8月14日凌晨2點(diǎn)至5點(diǎn)，縣地震臺(tái)監(jiān)測(cè)到4次小震,如此短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生多次小震是十分罕見的;4.成群的麻雀、燕子飛著撞墻，不知道東西南北;5.豬表現(xiàn)狂躁，不進(jìn)窩,一個(gè)勁兒地想跳墻逃跑五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害5.地震第52頁/共58頁世界歷史上一些重要地震時(shí)間國(guó)家或地區(qū)震級(jí)死亡人數(shù)1556中國(guó)（陜西省華縣）8.08300001775葡萄牙（Lisbon）8.6700001811-1812美國(guó)（密蘇里州NewDadrid）7.5201866美國(guó)（南加利福尼亞Charleston）7.0601906美國(guó)（加利福尼亞州SanFernado）8.37001923日本東京8.31430001964美國(guó)阿拉斯加8.61311971美國(guó)（加利福尼亞州SanFernado）6.6651976中國(guó)（唐山）8.02420001985墨西哥（墨西哥城）8.195001988亞美尼亞7.0250001989美國(guó)（加利福尼亞LomaPrieta）7.1631990伊朗7.3400001992