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第1章 活断层




郯庐断裂为例:南起大江边广济附近.北达东 北边境。事实上,该断裂在沈阳以北和庐江以 南的结构较为简单,只有中段(沈阳至庐江)呈 多支组成的复杂图象。该断裂系在渤海及其以 西交截燕山山前断裂系,形成更为复杂的结抅。 史前或现今地震分布与断裂的关系呈分段表现; 如郯庐断裂中段在历史上曾孕育八级大震,北 段和南段孕震能力则很敞弱:中段在渤海附近 与燕山南麓断裂带交汇,同时受到大行山[断 裂北段的影响,形成了沈阳.津唐和渤海三角 形断陷孕震区。


2、活断层快速滑动常引起地震
三、活断层与地震的关系


大多数活断层与地震发生有关,因之人们 很重视活断层的勘测和研究,特别是断层 通过城市下方时更为人们所关注。 众所周知,活断层的致灾一方面表现为发 生大震时的震动破坏,另一方面是断层错 动达及地表时(称地震断层)对建筑物的 破坏。
三、活断层与地震的关系

三、活断层与地震的关系


③在许多活动断层上都发现了古地震(指 有仪器记录以前的地震)及其重复现象。 每一发震断层上的重复时间从几百年至上 万年。我国建国以来受灾损失最大的唐山 地震,在断层上也发现了古地震现象。这 告诉我们:不仅是现在, 而且过去的地震 也是沿断层分布的。
三、活断层与地震的关系


四、活断层的分类
按活断层长期平均移动速率分为AA、 A、B、C级别; AA活断层—10~100mm/a, A活断层—1~10mm/a, B活断层—0.1~1mm/a, C活断层—0.01~0.1mm/a,

四、活断层的分类


2、按运动性质分为粘滑(伴地震)的和蠕滑 的; 3、按发震与否分为发震的和非发震的; 4、根据断裂的主次关系分:主断层、分支 断层与次级断层
七、活断层的判别

2、地震活动标志 地震学方法也可以帮助我们进行判断,一 是1≤M≤3级地震频繁发生,且震中线性分 布良好,再是沿断层发生两个或更多个中 强以上地震,都是活断层存在的证据。
七、活断层的判别




3、地层错动标志 4、地球化学和地球物理标志 地球化学:活断层上断层气和放射性异常。 断层活动过程中释放各种气体,如He、H2、 CO2、Rn、Ne、Hg、Sb、Bi等,形成地球 化学异常。 氡气高浓度异常,α径迹法调查。 γ射线强度异常, γ射线测量。 地球物理标志:重力、磁性、地温异常。




位于城市之下的活断层能引起巨大的城市 地震灾害: 1976年唐山7.8级地震造成了约24万人死亡; 1999年土耳其伊兹米特7.8级地震死亡人数 为18000; 1999年台湾集集地震死亡人数为2375人; 现今活动的唐山断层、安纳托利亚断层和 车笼铺断层是以上三次地震的发震构造, 地震时沿这些断层还形成了规模宏大的地 表破裂带,加重了地震灾害。
二、研究意义

对地区的地壳稳定性有重要的实际意 义,故当今重大的工程,如水利水电, 核电站,重要的铁路、城市中重大建 筑物的规划、选址,都需要进行稳定 性评价及地震稳定性。
活断层产生的影响主要两方面:

1、活断层对工程建筑物安全的威胁主要来自 断层错动—突发错动和缓慢错动(蠕滑)。
突发错动往往和地震相伴随,在我国大陆区震级为 6.3以上的地震才能产生不同规模的地表破裂带和地 表位移。而蠕滑也可以产生地表位移和地面破裂,但 其形成过程是一个缓慢的应变积放过程,其位移量也 是一种缓慢的积累过程。无论哪种方式的位移都会对 工程建筑物造成威胁,因而对活断层进行工程地质研 究和工程安全评价非常必要。


5、根据活断层与地震关系分地震断层和震源断层。 地震断层:近代大地震造成的具有一定规模和连续
分布的地表破裂带。又称地震断裂。 通常具有如下特点﹕沿控制地震的先存断层上产生错 动﹔其展布﹑产状和位移性质与活动断裂带相一致﹐ 成为活动断裂带的直接表现﹔一般7级以上地震都伴 有明显的地震断层。除与震级大小有关外﹐并与震源 深度﹑活动断裂带的规模和区域构造背景密切相关。 中国最长的地震断层是1920年宁夏海原 8.5级大地震 所形成的﹐长度达230公里﹐水平位移量达5米﹐垂直 位移量为1米。
随着探测技术的发展,准确地探测出大中城市的活断层分布,是提升我国大 中城市防御地震灾害能力的重要基础性工作。“十五”期间,对北京、上海、 天津等20个左右的城市进行了活断层探测,科学地查明了城市活断层准确的 空间位置、规模、活动性和地震危险性,并提出了针对性的防范对策和工程 措施,为城市发展提供了科学依据。

四、活断层的分类



活断层有不同的分类。 1、按运动速率分为A、B、C不同级别;
A级活断层:1千年中位移>1m,或1千年至少 发生1次1m以上位移的地震的断层 B级活断层: 1千年中位移10cm—1m,或1千 年至1万年中发生1次1m以上位移的地震的断 层 C级活断层: 1千年中位移<10cm,或1万年 中发生1次1m以下位移的地震的断层
现在地球正处于一个新的活动期,另外环境变 异、温室效应等使自然灾害日渐频繁。

典型地质环境与地质灾害



第1章 活断层 第2章 地震 第3章 崩塌和滑坡 第4章 泥石流 第5章 海岸环境地质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第1章 活断层

主 要 内 容



一、活断层定义 二、研究意义 三、活断层与地震的关系 四、活断层的分类 五、活断层活动参数 六、活断层的调查 七、活断层的判别
七、活断层的判别

另外,还可以用断层新活动年龄测定的方 法对活动断层的最新活动年龄进行测定, 用以确定断层是否为活断层或进一步确定 其活动年代。如14C法,热释光法、电子自 旋共振法、铀系测年法,以及光释光法等。 这里应当指出的是,由于测年方法本身的 局限性及样品采集等方面的原因,目前测 年数据的可信度还不太高,所以应注意综 合分析。
中国20个活断层探测城市分布图
昆明地震活断层探测与地震危险性评价
宁夏银川活断层钻探

郯城麦坡地震活断层遗址 (1668年大地震)
三、活断层与地震的关系

昆仑山南缘断裂带是青藏高原内部的一条 重要的左旋走滑断裂带,全新世(约1万年) 以来活动明显。2001年11月14日8.1级地震 就发生在这条断裂上,沿断裂在地表形成 了长度350公里的地表破裂带,很显然,如 此强烈的地震如果发生在城市及附近,在 地震地表破裂带上的所有建筑物将遭受到 破坏,产生巨大的人员伤亡和财产损失。

我国自然灾害多、影响广、损失重。
从20世纪80年代才开始为减轻灾害而进行研究: 研究形成的原因,鉴定灾害的地质条件,用绘 图的方法圈出灾害频发区。许多地区和城市均 已制定新的规划和管理方案,建立消除或减少 灾害危险的制度 。


我国的地质灾害主要分布于中缅边境向东北一 直延伸到黑龙江下游,通向俄罗斯境内这条带 状区域范围内。至少13个省会城市和北京天津 分布在此带上。地质灾害严重。
1、活断层的长度和错动幅度

据统计:活断层平均位移为0.4米,大多数 断层最大位移小于5-6米。地面错断的长度 决定震级大小和震级深度,一般大于7.5级 的浅源地震伴有地表错断,小于5.5级者少 有地表错断。
2、活断层的滑动速率和错动周期


活断层的平均滑动速率:单位时间内活断 层错动的距离。 错动周期:活断层两次突然错动之间的时 间间隔。活动层上的地震重复间隔代表断 层的活动周期。
三、活断层与地震的关系


①绝大多数强震震中分布于活断层带内。
我们知道全球有两个大的地震带:环太平洋带和地中海一 喜马拉雅带。 两者释放的能量占全球地震总能量的95%, 而这两个带部是活动的板块边界大断层带。

②世界上著名的破坏性地震所产生的地表 新断层与原来存在的断层走向一致或完全 重合。
如1906年美国旧金山发生的8.3级地震沿圣安德列斯断层 产生了450公里的地表破裂;我国1920年的宁夏海原地震、 1931年的新疆富蕴地震、1932年的甘肃昌马地震、1970 年的云南通海地震、 1973年的四川炉霍地震、 1988年的 云南澜沧一耿马地震等,都产生了与原断层大体重合的新 断层。
七、活断层的判别

总之,活断层的确定是一项复杂而 重要的工作,应采取特别慎重的态 度,不应仅根据单一标志、单一方 法来确定,而应采取综合评判的方 法。

④大多数强震的极震区和等震线的延长方 向和当地断层走向一致。大地震的前震和 余震也沿断层线性分布。 ⑤ 震源力学分析(震源机制)得出,震源 错动面的产状大部分和地表断层一致。
总之,这些自然现象说明:地震带与活断层有着成因 上的密切联系。因此可通过地震带发现和研究活动断 层带,而活动断层带的存在和断层作用又是产生地震 和地震分布的根本原因。



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5.1

6、按几何形态(两盘相对运动方向)分为 走滑(又分左旋和右旋)、倾滑(正断和 逆断)和混合型等。
五、活断层活动参数




1、活断层的长度和错动幅度 是表征活断层活动规模的重要指标。不同 活断层规模相差很大,错动幅度可达几十、 几百公里;小的仅几十、几百米。 错动幅度用构造地貌法确定: 水平错动幅度:常用调查水系、冲沟、山 脊等的断错。 垂直错动幅度:常用地貌如阶地、夷平面、 海岸线和海蚀洞等(精确水准测量)。
六、活断层的调查


分阶段: 首先,区域踏勘,研究区域地质、大地构 造与地震活动性。 第2阶段,详细地质测绘,测绘范围由断层 宽度及伴生地震震级而定,控制宽度一般 不小于0.8公里。
六、活断层的调查
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