活动断层的基本理论与常用研究方法

活动断层是目前工程地震和地震地质领域研究的热点之一,它对于地震的预防和预报都具有极为重要的意义。在不同的专家和学者的研究成果的基础上,结合作者近几年来的学习和研究体会,认为活动断层往往是孕震场所,但并非全部,大地震往往只发生在地震空区的位置。总结了活动断层和地震活动的几条经验性规律。     

鄂西清江下游主要活动断层分段、分形与地震活动

在地质调查的基础上,初步厘定了清江下游主要活动断层的现今几何轨迹结构,并从几何形态、结构特性和现今活动性三方面对其进行自然段划分;进而利用分形分维分析,估算活动断层不同区段轨迹结构的分维值。计算结果表明：每一个断层段具有一个特征性的分维值,轨迹结构越复杂,分维值越高,现今活动性越强;其中,仙女山断层带中段分维值最高, Ｄ＝ １２５７,而松园坪断层北段最低, Ｄ＝ １０１８。结合地震活动分析发现：仙女山断层带是清江下游现今活动最强的活动断裂;仙女山断层带的中小地震活动,具有间歇式 分段振荡迁移的特性;时间上地震活动期为１～５ａ,相对平静期为１０ａ 左右;空间上地震活动从南段开始,振荡迁移到北段,然后又向中段迁移,目前地震活动似乎正在向中南段边界迁移;并且,中南段断裂轨迹结构比北段复杂,分维值也高,地震活动强度相对较大,因此,未来仙女山断层带可能发生的中强地震（ Ｍｓ＝ ５０ 级左右）将主要集中于中南段,而不是北段。     

活动断层的常用研究方法

活动断层是目前工程地震和构造地质学研究的热点,对于地震的预防和预报具有重要的意义。本文介绍了活动断层的几何学、运动学、古地震及分段性等基本研究内容；结合研究实例简单介绍了研究活动断层的测年、遥感地质学、地貌学、探槽技术、考古学等几种常用的方法。     

华北地台金伯利岩岩浆活动时代讨论

华北地台金伯利岩岩浆活动可分为三个时期：（１）中元古代金伯利岩和钾镁煌斑岩岩浆活动期，以鄂尔多斯陆核边缘山西阳高岩区为代表（１６４９～１８１１Ｍａ）；（２）古生代金伯利岩岩浆活动，以冀鲁辽陆核边缘的铁岭岩区、中部的复县和蒙阴岩区为代表（含矿金伯利岩，４５７～４６２Ｍａ）；（３）中～新生代金伯利岩岩浆活动时期，以鹤壁和涉县岩区为代表（１１７～５２Ｍａ）。含矿金伯利岩岩浆活动与华北地台中奥陶世晚期的造陆抬升作用有关。这类岩浆形成时必须处于克拉通岩石圈底部有小的热扰动以及流体作用的条件，而过高的地温梯度反而起到破坏金刚石保存的作用。     

新构造学研究趋势的展望

本文在简述新构造学发展过程的基础上，提出并论述了新构造学今后研究的七个领域：（１）全球变化；（２）现代大陆动力学；（３）新构造运动序列和新构造变形体系的建立；（４）青藏高原和沿海地区新构造；（５）活动构造；（６）现代构造运动；（７）新构造与地震及自然灾害、资源开发和环境的关系。     

贝加尔裂谷系及邻区断裂现今活动变化及成因(英文)

已有的地质和地球物理方法无法对年、月、旬等现今时间尺度上的断层活动变化进行有效预测。运用基于地震活动定量指数运算程序的地理信息技术可以解决这个问题。这种方法被应用于贝加尔裂谷系(BRS)及邻区的研究当中。研究发现,断层活动变化发生在以几年为周期的时间尺度上,这无法用区域应力场的变化进行合理解释。沿着穿越贝加尔裂谷系的剖面编制了活动断层图以及地震活动定量指数曲线。提出的这种方法可以根据地震活动定量指数对活动断层进行仔细的分类,从而为解决地震中期预报相关问题开辟了重要途径。这种方法还被用来研究断层现今活动的时空变化和形成机制。研究发现,在实时尺度上断层活动具有高频发生的特征,这种现象可能是由于脆性岩石圈板内和块体内部运动产生的慢变形波的干扰导致的。利用变形波的通过速度可以对活动断层进行分组,各组具有不同的地质和地球物理特征参数,同时还可以对变形波波前的方向以及某一区域内主要断层在实时间隔内(地质上的瞬间)的活动情况进行预测。     

活动断层与地球物理方法

活动断层是诱发地震的主要原因，也是破坏城市建筑设施的主要因素。对活动断层进行探测并评价其危害性具有重要意义。在论述活动断层的特征及探测阶段的基础上，结合实例探讨了利用地球物理方法探测第四纪覆盖下的活动断层。实践表明，重磁方法和直流联合剖面法能直观地确定断层的地表位置；高密度电法、电磁法、浅层地震、地质雷达、井间层析成像、放射性方法等能提供断层的形态特征、近地表的活动规律，还能为活动断层的分段性研究提供依据。这对我国即将开展的大城市活动断层探测和评价工作具有指导作用。     

龙门山冲断带的隆升和川西前陆盆地的沉降

通过龙门山区和川西前陆盆地岩石样品的裂变径迹和镜质体反射率的测定和计算机模拟得出：１）松潘－甘孜褶皱带１０Ｍａ以来至少隆升了３－４ｋｍ，隆升速率最低为０．３－０．４ｍｍ／ａ；（２）龙门山逆冲推覆构造带１０Ｍａ以来至少隆升了５－６ｋｍ，隆升速率最低为０．０１６－０．０３２ｍｍ／ａ；（４）川西前陆盆地６０Ｍａ以来降升１－２ｋｍ，降升速率为０．０２８－０．０５ｍｍ／ａ；（５）１０Ｍａ以来北川－映秀－小关     

地球物理方法探测活动断层效果和方法最佳组合分析

采用综合地球物理方法对长春市的已知断层进行探测实践,表明不同的地球物理方法解决不同问题,并具有不同的效果。例如重磁方法、联合剖面方法可以缩小活动断层的研究范围;探地雷达、浅层地震、高密度电法等方法在研究活动断层的剖面形态中具有很好的作用,而且探地雷达、高分辨率地震能够提供断层的时间等信息,为活动性探测提供依据。针对研究实例分析了综合地球物理方法在活动断层中的组合方法,为开展活动断层的研究提供借鉴。     

广东省及邻区新生代以来构造运动与地震活动分区的研究

综合分析多年来地震地质调查资料,将广东省及部分邻区划分为具不同构造活动特点的6个区,分别论述、分析这些区内新生代以来的断裂构造、火山喷发、第四纪沉积及地震活动等。结果认为,由断层样品热释光测定确定的断层最近期活动年龄主要是在中更新世和晚更新世,沿海地带主要为晚更新世和全新世。新生代以来构造具继承性活动的地区是地震最活动地区,如琼雷地区。同时,由于历史上发生过强震,地震后至今具较大速率下沉地区,在今后相当长时间内可能是不易发生强震地区,如琼北东部和南澎-南澳地区;Ms6级地震将主要发生在晚更新世以来的新生盆地,如潮汕盆地和近岸海湾地区;Ms5级地震在一定条件下,几乎可能发生在省内的任何地区。     

龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表破裂

龙门山位于青藏高原与扬子地台之间, 系由一系列大致平行的叠瓦状冲断带构成, 自西向东发育汶川茂汶断裂、映秀北川断裂和彭县灌县断裂,并将龙门山划分为3个构造地层带,分别为变形变质构造地层带（主要由志留系泥盆系浅变质岩和前寒武系杂岩构成）、变形变位构造地层带（主要由上古生界三叠系沉积岩构成）、变形构造地层带（主要由侏罗系至第三系红层和第四纪松散堆积构成）。 龙门山断裂带属地震危险区,3条主干断裂皆具备发生7级左右地震的能力,其中映秀北川断裂是引发地震的最主要断层,据对彭县灌县断裂青石坪探槽场地的研究结果表明,在该断裂带上最晚的一次强震发生在93040a.B.P.左右,据此,可以初步判定,这3条主干断裂的单条断裂上的强震复发间隔至少应在1000a左右,表明龙门山构造带及其内部断裂属于地震活动频度低但具有发生超强地震的潜在危险的特殊断裂,以逆冲-右行走滑为其主要运动方式。 汶川地震属于逆冲走滑型的地震,地表破裂分布于映秀北川断裂带和彭县灌县断裂带上。根据近南北向的断裂（小鱼洞断层、擂鼓断层和邓家坝断层）和地表断距可将映秀北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区,两个高值区分别位于南段的映秀-虹口一带和位于中北段的擂鼓北川县城邓家坝一带;两个低值区分别位于中南段的白水河茶坪一带和北段的北川黄家坝至平武石坎子一带,两个高值区分别与小鱼洞断层和擂鼓断层相关。根据保存于破裂面上的擦痕,可将该地震破裂过程划分为两个阶段,早期为逆冲作用,晚期为斜向走滑作用,其与地壳增厚构造模式和侧向挤出摸式在青藏高原东缘的推论具有不吻合性。鉴于龙门山的表层运动速率与深部构造运动速率具有不一致性,初步探讨了龙门山地区的地表过程与下地壳流之间的地质动力模型,认为下地壳物质在龙门山近垂向挤出和垂向运动,从而造成导致龙门山向东的逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震。在此基础上,根据汶川地震所引发的地质灾害,对地震灾后重建提出了的几点建议。     

Fault location and fault activity assessment by analysis of historic level line data, oil-well data and groundwater data, Hollywood area, California

Transecting the Los Angeles metropolitan area in a general E-W direction are major north-dipping reverse faults comprising the Santa Monica—Raymond Hill fault zone, a segment of the frontal fault system separating the Transverse Ranges from the Peninsular Ranges geomorphic provinces of southern California. Pleistocene or Holocene movement is evident along some segments of these faults, but urban development precludes accurate location and assessment of Quaternary movement by conventional mapping techniques. At present no conclusive evidence of Holocene surface rupture has been found onshore west of the Raymond Hill segment of the fault zone, but the geologic conditions and urban development in the area are such that the possibility of Holocene movement cannot be excluded at this time. Groundwater barriers in Pleistocene sediments are indicative of Quaternary faulting on the Santa Monica fault segment west of the Newport—Inglewood fault zone. Most literature indicates that movement along the Beverly Hills—Hollywood segment east of the Newport—Inglewood fault zone terminated in Late Miocene or Pliocene time, and there is no general agreement on the location of faults in this segment. However, recent work by the Division of Mines and Geology, by Geotechnical Consultants, Inc., and others suggests that the Santa Monica fault transecting the Hollywood area is associated with a zone of differential subsidence that varies from 100 to 400 m wide, depending on the resolution of repeated leveling survey data and with a groundwater barrier determined from analysis of oil-well and water-well data. Additional exploration is essential to test our present geologic model and to evaluate the earthquake hazard and seismic risk of faults in the area.     

太行山隆起南段新构造变形过程研究

基于TM遥感影像解译和断裂滑动矢量资料的野外观测,结合年轻地质体热同位素和放射性同位素年代学测试结果分析,重点描述了太行山隆起南段构造地貌特征,划分了新构造变形阶段,确定了新构造应力场及其转换历史。研究表明,新近纪以来,太行山南段经历了两期重要的引张变形时期。中新世中晚期,伴随华北地区广泛的基性火山喷溢活动,太行山南段受近NE-SW向引张应力作用,构造变形集中在南段东缘和南缘断裂带上。上新世至早更新世时期,强烈的NW-SE向地壳引张导致太行山隆起南段夷平地貌的解体和地堑盆地的形成。自中晚更新世以来,太行山南缘断裂带成为新构造变形的主要边界带。断面滑动矢量分析和山前年轻冲积扇体和小冲沟沿断裂错移特征分析,表明太行山南缘断裂带是一条斜张左旋走滑边界断裂带,引张方向为NW-SE至NNW-SSE.从区域大地构造角度,中新世中国东部NE-SW向拉伸作用与东部太平洋板块向西俯仲导致的弧后扩张动力过程有关;而上新世以来新构造变形是与青藏高原快速隆升及其向东构造挤出作用有关。      

长江经济带地区活动构造与区域地壳稳定性基本特征

基于长江经济带地区活动断裂资料的收集整理和总结,结合新的遥感解译与地表调查结果,初步归纳了该区的活动构造基本特征,梳理出直接或间接威胁重要城市群、国家级新区和区域重要交通过江通道地壳稳定性的主要活动断裂及应对建议或对策,并进一步重点指出长江中下游成都-上海沿江地区的32条重要活动断裂带及其穿越或影响到的主要城市群和重大工程。在活动断裂梳理结果基础上,总结提出长江经济带西部的强烈地壳变形与地震活动主要由印度板块与欧亚板块碰撞作用下在青藏高原东南缘地区形成的“川滇弧形旋扭活动构造体系”所控制,而中-东部地区属于印度板块与西太平洋板块共同作用下区域性挤压-剪切变形导致的具有共轭走滑断裂系统特征的“棋盘格子式”活动构造体系格局,其中需要特别关注7条典型活动断裂带的活动性及其对城市群地壳稳定性的影响。根据区域的活动构造体系、活动断裂与历史地震活动性等特点,初步归纳了该区的未来地震危险性问题及应重点关注的潜在强震危险区段,指出了典型的区域古地震地质遗迹特征及开展古地震调查研究的重要性。同时,依据长江经济带地区初步的区域地壳稳定性评价结果,认为次不稳定区和不稳定区主要集中在西部地区,而中-东部地区以次稳定区与相对稳定区为主,仅郯庐断裂带及其周边存在较明显的次不稳定区。最后,指出了长江经济带活动构造与区域地壳稳定性调查评价工作在活动断裂地质调查研究和城市活断层鉴别与地震危险性评价中面临的主要问题与挑战。      

城市活动断裂探测的方法和技术

发生在城市范围内的直下型大地震可能产生巨大的灾害 ,包括高的振动破坏和强的断裂地表错动。因此 ,城市范围内的直下型活动断裂和隐伏活动断裂探测及地震危险性和危害性评价是十分重要的。立足于城市环境复杂、污染重、干扰强的特点 ,文中介绍了城市活动断裂探测的主要方法 ,包括地质地貌、地球化学和地球物理方面的多种探测方法。在地质地貌方法中 ,最新断裂活动面的断错地质地貌制图及针对断裂新活动和古地震研究的钻探和槽探具有特别重要的意义 ,年轻地质体和地貌面年龄测定是一项关键技术 ;地球化学探查 ,尤其是多种气体测项在隐伏断裂初步定位中起到先锋作用 ;在各种地球物理探测中 ,浅层地震勘探起着关键作用 ,而在探查活动断裂深部背景和孕震可能性时 ,各种深地震探测方法是十分重要的。在城市活动断裂探测这一新的工作中 ,必须更多地强调和更好地做到地质地貌、地球化学和地球物理探测的结合 ,做到多种探测手段和勘探方法的综合运用 ,这样才能做好断裂定位、断裂活动性判定及分析断裂孕震条件工作。     

塔里木盆地断裂构造分期差异活动及其变形机理

本文的目的是探讨塔里木盆地断裂构造分期差异活动过程及其变形机理.在地震剖面解释、钻井资料和地质资料综合分析的基础上,通过编制塔里木盆地不同时期断裂系统图,提出控制塔里木盆地断裂构造形成和演化主要构造活动期次为:加里东早期、加里东中期、加里东晚期-海西早期、海西晚期、印支期、燕山期和喜马拉雅期.加里东早期断裂活动受伸展环境制约,沿先存基底断裂带形成张性正断层.加里东中期、加里东晚期-海西早期断裂活动以逆冲作用为主,在塔东、塔中、塘古巴斯、巴楚和麦盖提地区最为发育.海西晚期断裂活动也是以逆冲作用为特征,并从早期断裂强烈活动的塔中、塘古巴斯、玛东等地区,迁移到塔北隆起和东部地区.印支、燕山和喜马拉雅期,前陆地区断裂构造发育,形成叠瓦冲断带、褶皱-冲断带、双重构造、盐相关构造等;但在盆内稳定区,断裂构造不发育,活动性弱.古生代断裂构造发育分布的控制机理,主要与区域大地构造环境的变化和构造转换、先存基底断裂带、大型区域性不整合、滑脱带等要素密切相关.区域大地构造环境的变化和构造转换主要受控于塔里木周缘洋盆的伸展裂解、俯冲消减和洋盆闭合的时限和强度.先存基底断裂带或基底构造软弱带往往控制着后期断裂的发育位置和展布方向.大型区域性不整合和滑脱带控制着断裂构造的发育和分布层位.中、新生代断裂构造发育分布的控制机理,与区域大地构造环境及其构造转换、区域构造位置有关.中、新生代塔里木断裂构造主要分为三种环境,即前陆构造环境、盆内稳定区构造环境和隆升剥蚀区构造环境.盆内稳定区断裂构造不发育,活动性较弱.中、新生代断裂构造主体发育在前陆构造环境中,主要受控于周缘造山带强烈隆升、挤压冲断、走滑-逆冲或逆冲-走滑作用,同时与喜马拉雅晚期盆-山耦合作用及滑脱层的发育有关.     

北京平原区黄庄—高丽营断裂北段结构特征及活动特点研究

黄庄—高丽营断裂是横穿北京市城区的一条规模较大的隐伏深大活动断裂,是北京凹陷和西山隆起的分界构造。本次研究工作区选在黄庄—高丽营断裂北段昌平未来科技城一带,对目标断裂先后开展了地震勘探、高密度电阻率法勘探以及槽探3种方法组合对其结构与活动性进行综合分析研究,查明了目标断裂的结构及其活动性。研究表明,黄庄—高丽营断裂由主断裂和次级断裂组成的断裂带,断裂带内次级断层也较为发育。断裂带在基岩中表现为阶梯状断层,向上延伸至第四系内部,形成"Y"字形断层组合。该断裂在全新世以来断裂活动明显,物探解译结果的上断点以及探槽中的现象均已达到地表。由此可见,本次工作所采用的3种物探方法组合,对探测城市隐伏断裂并探究其活动性,具有明显的效果,对减轻城市地震灾害实际应用评估具有十分重要的意义。     

Co-seismic Faults and Geological Hazards and Incidence of Active Fault of Wenchuan Ms 8.0 Earthquake,Sichuan,China

There are two co-seismic faults which developed when the Wenchuan earthquake happened. One occurred along the active fault zone in the central Longmen Mts.and the other in the front of Longmen Mts.The length of which is more than 270 km and about 80 km respectively.The co-seismic fault shows a reverse flexure belt with strike of N45°-60°E in the ground,which caused uplift at its northwest side and subsidence at the southeast.The fault face dips to the northwest with a dip angle ranging from 50°to 60°.The...     

祁连山北缘—河西走廊地区大地形变与地震的关系

河西走廊—祁连山北缘地区地处青藏高原北缘,受印度板块与欧亚板块中生代末—新生代早期的碰撞及持续至今的向北推挤作用的远程效应的影响,该地区是现今的地壳活动地区,其中地壳形变是最主要的表现形式。地壳形变监测显示,隆起区垂直位移速率最大可达15mm/a,沉降区最大位移速率为-15mm/a。祁连山和河西走廊的相对隆升变化与该区地震具有密切的关系,河西走廊相对下降、祁连山相对隆升的后期是地震多发时期,河西走廊相对隆升、祁连山相对下降的后期是地震少发时期,这与该区处于挤压体制下的区域构造背景密切相关。GPS水平位移监测显示,河西走廊—祁连山北缘地区全区都一致向东位移,且位移速率非常大,大者大于10mm/a;位移速率具有南部大于北部、东部大于西部的特点,水平位移速率变化与现代活动断裂具有非常密切的关系,并以主要断裂构造为区带的边界;水平位移速率矢量与2002年玉门地震的震源机制解所显示的沿地震破裂面发生的滑动方向非常一致。     

基于形变观测分析中国台湾东部花东纵谷断层运动特征

花东纵谷断层是中国台湾动力作用和地壳运动变形最强烈的断层之一,其断层运动特征和强震危险程度一直备受学者的关注。文中分别以同震地表位移、1992-1999年震间形变数据为约束,反演2003年成功MW 6.8地震同震位错分布和花东纵谷断层震间运动特征。结果表明：花东纵谷断层北段处于强闭锁状态（闭锁率高达0.9）,闭锁深度深（约27 km）;南段闭锁程度较弱（闭锁率约0.5）,闭锁深度较浅（约12 km）;中段闭锁程度与闭锁深度介于南北段之间。另一方面,2003年成功MW 6.8地震微观震中位于震间无震滑移区与闭锁区的过渡带附近。依据同震位错、震间断层运动反演结果,以及历史强震破裂分布特征,分析认为,花东纵谷断层南北段运动方式存在差异性,北段主要以强震形式运动,南段以蠕滑和地震两种形式运动。自1951年花莲-台东ML 7.3地震序列后,花东纵谷断层南段、中段和北段至2016年所累积的矩能量分别等价MW 6.4、MW 7.0、MW 7.4地震;若发生级联破裂,整个断层至2016年所累积的矩能量等价MW 7.5地震。