基于构造活动历史的活断层工程避让研究

活断层工程避让在本质上属于工程抗断问题,其目的是减少活断层未来发生地表破裂时对建筑物的破坏.不是所有活断层都能产生地表破裂,只有地震活断层才是工程避让的对象.各种研究方法确定的活断层工程避让安全距离,是否适用于某一具体的活断层,尚需对活断层本身开展相关研究.本文基于活断层研究的基本方法,分别以贺兰山东麓断裂和银川隐伏断裂为例,通过对活断层构造活动历史的分析,以活断层的过去预测未来,为裸露和隐伏活断层的工程避让提供依据.对裸露活断层而言,采用地震地质填图、槽探、断层陡坎地貌调查的方法,鉴定其是否为地震活断层,古地震和断层陡坎地貌的原地复发特征是确定工程避让位置的依据,探槽剖面断层带宽度及断层陡坎宽度可作为避让距离的参考.对隐伏活动断裂而言,首先应通过多种手段进行断层定位,槽探和钻探是鉴定地震活断层并进行构造活动历史分析的基础.古地震事件的原地复发、以及钻探剖面不同深度不同沉积时期的地层界线的断距变化是分析未来地表破裂位置的主要依据,已有断层面在地表延伸的位置是下次地震地表破裂发生的位置,是工程避让的参照.通过分析,认为前人统计的15m避让距离适用于贺兰山东麓断裂和银川隐伏断裂,银川隐伏断裂考虑最大定位误差后的避让距离为40m.     

浅谈活断层及其研究方法

介绍了活断层的基础理论知识,包括活断层性质及地震的概念及特性。从理论上探讨了地震与活断层的关系,认为地震的产生往往伴随断层位移且可常见于地表。以已有的科研成果为例,总结了近年专家、学者研究活断层的几种方法及其应用,提出了综合应用活断层研究方法及相互论证是预测地震更为有效的技术。阐述了对地震产生的动力机制的认识,并认为活断层往往是地震孕育场所,但不一定所有地震都在活断层的基础上发生。     

城市隐伏活断层主要工作方法初探

随着地球进入新的活动周期,地震发生的频率越来越大.据目前研究可知,城市地震灾害主要是由于位于城市之下的活断层突然快速活动而产生的.活断层为晚第四纪有活动的断层.自从20世纪90年代以来,我国一直在探索活断层探测的新方法.通过前人经验及作者的工作经历,分析了活断层的特性,对活断层的探测方法加以总结.活断层探测方法分为3个大类：地球物理方法、地球化学方法和钻孔联合钻探法.3种方法各有优势和劣势,若在某地活断层探测工作中能将3种方法较好地结合起来,便能将活断层探测的精度大大提高,提高工作效率.     

利用地面LiDAR精细化测量活断层微地貌形态——以毛垭坝断裂禾尼处断层崖为例

受地壳内部持续运动和沉积、风化等自然动力及人类生产与生活活动影响,活断层微地貌形态往往比较复杂,传统测量方法较难快速、高效地获取大范围内精细化的活断层微地貌形态,激光雷达扫描技术的出现和发展为活断层微地貌的精细化与定量化研究提供了新的技术手段。以川西理塘毛垭坝盆地北缘的正断层崖为研究对象,利用地面LiDAR获取活断层微地貌高精度点云后,经过点云配准、滤波、重采样和三角构网处理后,建立了0.05 m分辨率的数字高程模型和真彩色三维模型,在此基础上分析了断层崖地貌特征,并获取了正断层错动两期最新地貌面的精确垂直位错量。研究结果表明,地面LiDAR技术是精细测量活断层微地貌形态和量化相关地貌特征参数的有效手段,提高了活断层微地貌形态测量的精度和认识水平。     

高分辨遥感在杭州活断层探测中的应用

详细探查城市及其周边地区的活断层,对于城市的防震减灾工作具有十分重要的意义。卫星遥感技术可在活断层探测中发挥重要作用。以杭州地区为例,系统介绍了提取第四纪松散沉积物覆盖区域的隐伏活断层信息流程和方法。结果证明,在弱活动构造地区,利用卫星遥感技术进行活断层探测是可行的。      

高分辨率城市活断层地震资料处理技术

高分辨率地震方法在城市活断层探测中,已成为一种不可缺少的方法技术。在活断层探测中,地震方法不但能确定断层的产状,而且还能确定断层的上断点。由于大多数地震资料都是在干扰背景较强的情况下取得的,高分辨率城市活断层中,地震资料处理的关键是在不降低地震记录分辨率的前提下,提高地震记录的信噪比。一般来说,提高地震记录的分辨率和信噪比是相互矛盾的。如何解决这一对矛盾,这里结合目前正在开展的城市活断层探测课题,进行了比较深入的研究,并取得了较好的处理效果。     

福建省城市活断层探测与地震危险性评价(综述)

本文由简要介绍国内外城市活断层的地震危害、城市活断层的研究现状和立项背景依据来说明福建省城市活断层探测与地震危险性评价工程项目来源 ,阐述了工程目标及其意义 ,叙述了工程的目标区、目标靶与技术方案等主要内容 ,介绍了工程实施的主要经验与存在问题 ,对目前取得的初步成果作了小结。     

综合多频率地质雷达天线探测活断层浅层结构——以玉树活动断裂为例

地质雷达技术具有操作性强、分辨率高、探测深度深、对地表环境无破坏和可重复探测等特点,在活断层探测中具有很大的优势。为验证综合多中心频率地质雷达天线探测活断层地下浅层结构效果,以民主村处发育的玉树活动断裂为研究对象,采用25 MHz、100 MHz、250 MHz和500 MHz中心频率的地质雷达天线对活断层浅层结构进行探测,并与探槽剖面进行效果对比。研究结果表明:低中心频率的地质雷达天线（25 MHz和100 MHz）可获取大范围内深度较深（约32 m）的活断层地下浅层结构的整体形态,从雷达图像上可识别出主断层分布范围、断层倾向及地下浅层结构等;而中高中心频率的地质雷达天线（250 MHz和500 MHz）则可获取局部范围内深度较浅（约3 m）的地下浅层结构,尤其是500 MHz天线。探测结果与地表构造地貌形态和探槽剖面地质构造一致,表明综合多中心频率地质雷达天线探测玉树活动断裂浅层结构的有效性和适用性,为活断层研究提供多尺度数据及方法支持。      

活断层的定义与分类——历史、现状和进展

活断层是在最近地质时期持续活动, 并且未来仍将活动的断裂。活断层作为破坏性地震的主要危险源及其可能衍生的多种潜在灾害作用, 意味着它的存在对所在区域的城镇发展和重要基础设施建设都存在难以回避的灾害风险问题。而中国是世界上活断层数量多且遭受相关灾害影响特别严重的国家之一, 如何科学评价活断层危险性且有效减轻相关的灾害风险必然是我国经济社会发展中长期面临的重大课题。而活断层定义和分类是评价活断层灾害风险的重要依据。在全面系统地梳理分析国内外在这一领域的历史与现状基础上, 介绍并总结了代表性国家和地区、相关的规范标准以及活断层编图与空间数据库建设工程等所采用的活断层定义和分类方案。综合分析与对比结果表明, 在制定科学合理的活断层定义及分类方案时,必须综合考虑区域的现今构造动力学背景、现有技术手段及地质上的可操作性、应用目的和社会对活断层风险的可接受程度等因素。活断层定义的关键是过去活动时限及潜在发震能力的选择或确定, 前者涉及“新构造、第四纪、晚第四纪、全新世和历史上”共5个不同时间尺度, 后者包括“M≥5.0的破坏性地震、M≥6.0的强震和M≥6.5的可能产生地表位移或变形的地震”共3类。晚第四纪和全新世等短时间尺度的活断层定义适合应用于构造活动强烈的板块边界带, 但第四纪和新构造等长时间尺度的活断层定义在板内变形区和稳定大陆区, 或包含了多种不同活动构造域的区域更为可取。而M≥5.0地震适用于作为区域性防震减灾的震级标准, M≥6.5地震一般可作为活断层避让规范或法规中的标准。国内外最常见的活断层分类方案是基于断裂活动强度与频度(主要通过断层滑动速率与地震复发间隔两个定量参数来体现)和活动时代的分类。但在确定不同级别断层的具体定量参数时, 需要综合考虑区域内主要活断层活动强度和活动时代的差异性与现有数据的多寡及有效性, 从而达到分类方案可有效区分不同级别活动断裂的目的。另外, 活断层评价中还经常涉及活断层的活动性与危险性问题, 前者反映的是断裂过去的活动状态, 主要通过断层的最新活动时间、平均滑动速率和大地震平均复发间隔等定量参数体现, 而断层的危险性主要针对的是活断层在人类社会所关心时段内或工程寿命期内, 断裂活动可能造成的灾害及其风险程度, 需要在判定断裂活动性基础上, 进一步明确未来强震可能出现的位置、震级的大小、地表断层的分布以及一旦发生强震可能造成的地质灾害类型及分布等, 通过合理区分出断层的危险性为政府管理部门和工程规划建设部门有效减轻、防控或管理活断层灾害风险提供更具实用性的依据。目前, 世界上活断层比较发育且灾害影响显著的典型国家和地区都十分重视全国范围内的活断层普查工作, 并把综合编制可更新的且公开共享的全国性活断层图及空间数据库作为长期且重要的基础地质工作, 以及有效应对活断层灾害风险和服务社会的重要方式。其中美国西部地州和新西兰等制定的活断层避让法规或规范, 非常值得活断层数量多且相关灾害问题突出的中国或类似的国家和地区借鉴。     

浅层地震探测城市活断层

目前用于城市活断层调查的主要地球物理方法为反射地震方法。由于在城市勘探中,遇到的各种干扰因素很多,研究这些干扰的特征,并采取相应的方法技术是开展城市活断层浅层地震勘探的关键。根据近几年来城市活断层调查的工作实践,通过典型实例阐述了如何根据不同城市复杂的工作环境、地震地质条件和要求解决的地质问题,合理选用工作程序和方法技术的工作经验。     

基于ETM＋遥感数据的闽南地区断裂活动性评价探讨

以闽南地区为研究区域,以ETM＋遥感影像数据为基础,通过广泛收集、分析研究区地质背景资料,分析区域内断层活动情况,进而提取研究区线性构造信息,结合地震地质资料对闽南地区主要断裂的分布情况及活动性做系统的分析研究。同时对闽南地区的新构造活动及构造应力场,线性构造和水系的分形分维,地震活动及其危险性和地热异常等主要影响因子做初步探讨。在确定影响断裂活动性的主要因素后,对研究区进行初步分区和定量化评价。最终判定研究区可圈定为：相对较不活动区、相对较活动区、相对活动区3个活动性级别。其中相对活动区面积占整个研究区3／5以上;相对较不活动区面积较小,造成相对活动的关键性因素是地震、活动断裂。     

青藏公路及铁路沿线的活动构造与其次生灾害

基于对青藏公路及铁路沿线区域约63400km2范围内1∶10万地质环境遥感的调查研究结果,采用以ETM为主、重点地区以IKONOS为辅的遥感数据、遥感解译与地面验证相结合的技术方法在研究区解译出数百条断层。根据这些断层的延伸方向和分布位置可归纳为20条断裂带(RF),它们与以往以地面调查为主的断裂带(GF)基本吻合。研究区的断裂带基本上均为活动断裂带,且都存在发震断层,将已发生地震的震级和频率较高(Ms≥5至>8)的断裂带定为主要地震构造带。青藏线共有5个主要地震构造带,其中东昆仑地震构造带及当雄—羊八井地震构造带是研究区内可能对铁路工程建设及公路、铁路运行安全带来严重影响的最重要的地震构造带。滑坡、泥石流是青藏线活动构造的主要次生灾害。该区的活动断裂对滑坡分布有一定的影响,但并没有控制作用;地震构造不但控制了泥石流的分布,且地震活动对泥石流活动的触发作用也非常明显。     

地震活动与矿井顶板事故影响关系统计分析

针对地震活动与顶板事故进行时空序列统计分析,得出两点新认识:(1)顶板事故与宏观地震序列有较强的频率对应,似乎是"遥相呼应";(2)相当多的顶板事故伴随有周边小震发生。推测部分原因是这些矿井位于地震带附近,部分原因是采矿卸压引发矿震,一些地震可能是宏观地震序列中的一部分。如果能够掌握,并加以利用,对于安全生产具有一定意义:对既定煤田,查找周边对矿区地应力影响强烈的地震带或断裂带,这些矿井顶板事故有可能成为周边地震带或断裂带的"应力窗",而地震带或断裂带的活动又成为煤矿地质灾害的"晴雨表"。在煤田大区,可以把顶板事故群发当作构造应力扰动的一种反映,作为大区构造应力扰动传入矿区,再与开采卸压作用叠加,引起地质灾害的证据。     

应用探地雷达探测活动断层

在浅覆盖区采用探地雷达探测地震活动断层。通过实验确定出最佳的采集参数和数据处理流程,在雷达剖面上,能够清晰地显示出断层上部的形态特征、上断点埋深和岩土分层。结合钻孔资料,利用雷达剖面上对第四系覆盖的分层结果和上断点所在的层位可以分析和评价断层的活动性。     

DGPS方法在新构造研究中的应用探讨

DGPS方法是一种小区域范围内(≤20km)精确测量的有效手段,已在许多领域和地点得到应用。但是,由于地质科学研究的独特性,高精度的测量还缺乏有效的应用。近年来,随着新构造定量研究的逐步深入,如何定性或定量评价新构造时期弱活动区断裂的活动性、盆地内隐伏断裂的活动性、冲断带内的盲断层及其相关褶皱活动性等问题日渐明显。为了解决这些问题,一些新的方法和手段得到尝试和应用。运用DGPS方法可以获得精确的层状地质地貌面数据,通过数据分析,可以得到新构造时期不同时间尺度内构造演化过程。文中以近几年的应用实例为基础,系统介绍DGPS测线的设计、野外操作注意事项、精度分析和数据处理等过程。同时分析新构造时期三种时间尺度内的研究成果,认为DGPS方法获得的数据精度满足地质地貌调查和对比的要求,从而为在弱活动区内或盆地内部等不利条件下定量评价断裂的活动性提供有利的手段。     

川西理塘断裂带的空间展布与第四纪左旋走滑活动的遥感影像标志

遥感技术具有宏观性、直观性、时效性以及不受其他外部因素制约的特点,在活动断裂的研究中具有很大的优势。文章在系统总结活动断裂的遥感影像标志的基础上,综合利用Landsat ETM、ALOS、Google earth及ASTER GDEM(ASTER全球数字高程模型)等影像资料,结合前人研究成果及关键地段的野外实地考察,对展布于青藏高原东南缘之藏东-川西高原地区的理塘左旋走滑活动断裂带进行了详细分析与研究,结果显示该断裂带整体呈不连续的北西-南东向弧形展布,全长可达400km左右。根据该断裂的几何展布对其进行分段,自北西向南东可分五段,依次为:卡贡断裂、章德断裂、毛垭坝断裂、理塘断裂及康嘎-德巫断裂。综合分析不同断裂段的影像特征、错断地貌特征及现代地震活动情况表明,整条断裂带南段的毛垭坝-理塘-德巫断裂段的影像特征最明显、最连续,活动性明显较北段显著,这一特征可能暗示青藏高原内部物质向东挤出的速率有自西向东加快的趋势。     

Active tectonics and strain partitioning along dextral fault system in Central Iran: Analysis of geomorphological observations and geophysical data in the Kashan region

This paper uses high-resolution images and field investigations, in conjunction with seismic reflection data, to constrain active structural deformation in the Kashan region of Central Iran. Offset stream beds and Qanats indicate right-lateral strike slip motion at a rate of about 2 mm/yr along the NW–SE trending Qom-Zefreh fault zone which has long been recognized as one of the major faults in Central Iran. However, the pattern of drainage systems across the active growing folds including deep incision of stream beds and deflected streams indicate uplift at depth on thrust faults dipping SW beneath the anticlines. Therefore, our studies in the Kashan region indicate that deformation occurs within Central Iran which is often considered to behave as a non-deforming block within the Arabia–Eurasia collision zone. The fact that the active Qom-Zefreh strike-slip fault runs parallel to the active folds, which overlie blind thrust faults, suggests that oblique motion of Arabia with respect to Eurasia is partitioned in this part of Central Iran.     

青藏高原北部晚第四纪应力场在遥感影像上的响应

青藏高原北部发育一系列北西向大型左行走滑断裂带,目前普遍认为这些左行走滑断裂至今仍在活动,在左行走滑作用下,青藏高原东部向东挤出并伴随强烈的地块旋转运动。本文以介于东昆仑左行走滑断裂带与玉树左行走滑断裂带之间的巴颜喀拉山中央断裂（及其周缘的构造形迹）为主要研究对象,根据断层构造的直接解译标志——清晰的线性形迹和构造地貌标志如断层陡坎、断层谷地、挤压脊、地裂缝、断层走滑造成的水系错动、新老洪积扇的侧向叠加等,在高分辨率的SPOT5及中等分辨率ETM遥感影像上对研究区内北西向活动断层与北东向活动断层的空间分布、规模、活动性质、相对活动时代及活动幅度等进行了遥感分析和野外验证,并结合对断层周缘沿共轭张裂隙展布的水系与地裂缝的规模、展布方向等的统计分析,对晚第四纪应力场进行了恢复。研究表明:北西向活动断层具右行走滑兼有逆冲运动特征,北东向活动断层具左行走滑兼有正滑运动特征,二者为晚第四纪NNE向（2°）挤压应力条件下产生的北西向与北东向走滑作用的产物。北西向右行走滑作用的发现,预示着青藏高原北部第四纪以来普遍存在的北西向左行走滑作用可能在晚更新世就已终止。在此基础上,探讨了处于不同展布方向上的湖盆在同一应力条件下表现出的不同演化趋势:即在NNE向挤压应力作用下,呈北东向展布的错坎巴昂日东湖处于近东西向拉张状态,呈北西向展布的卡巴纽尔多湖变化不明显。     

阿尔金断裂带东段地区深浅部构造综合分析

阿尔金断裂带东段地区的地质构造特征及其动力学机制一直是地学工作者关注的焦点。近年来小震资料越来越多应用到活动断裂空间展布、深浅构造分析及动力学机制研究领域。本文应用双差定位法获得研究区域2008～2017年间6013次地震事件的精确定位数据,通过多条小震深度剖面清晰刻画出断裂系统的空间展布形态。综合石油地震剖面、人工地震宽角反射/折射剖面、人工地震深反射剖面,充分利用小震精确定位信息以及浅表活动构造研究成果,建立研究区断裂系统的深浅部构造模型。研究区莫霍面由北往南逐渐加深,存在三处断错,呈阶梯状展布,地壳内存在一条厚约10km的低速层,在该层以上为地震多发区,断裂系统总体呈"Y"字型,上部为一系列叠瓦状逆冲断裂,造成祁连山的隆升,向下并入一条主干断层。最后探讨了青藏高原东北缘地区构造运动的动力学机制,亚洲板块俯冲至祁连山前,上地壳以逆冲推覆构造模式造成上地壳增厚现象,而中下地壳主要为亚洲岩石圈地幔下插,上地幔的拖曳作用下发生流动引起地壳增厚,上下地壳整体增厚。