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.     

青岛即墨温泉盆地第四纪以来活断层及其地质背景

根据野外地质观察和第四系的断错,在青岛即墨温泉盆地发现第四纪以来活断层。笔者在阐述了温泉盆地第四纪以来活断层的几何特征、构造特征的基础上,阐述了活断层产生的地质背景。用地震预测整体观的视角,认为盆地中第四纪以来活断层是与沧口—温泉活动断裂、温泉地热异常、地震异常、地球化学异常具有密切的成因联系。     

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。     

电成像方法在淄博市活断层探测中的应用

以淄博市活断层电成像探测的某些结果为例,阐述了电成像图像的地质解释和分析方法,探讨了用于城市活断层探测的仪器的输入阻抗范围以及数据处理和反演中需注意的问题.以控制张店-仁河断裂系的3个典型电成像剖面为实例,依此推断了隐伏断裂的位置,工程钻探验证了电成像结果的正确性,表明电成像方法完全可以在城市活断层探测中发挥作用.     

用浅层地震反射法探测河北山前平原活断层依据及效果

重大工程建设选址,必须了解厂区及周围地质断层的活动性,它是评价工程抗震能力的重要依据之一。根据地震反射层与地质层位关系,我们曾在北京市、定州市及邯郸市等地,为国家重点建设工程选址,用浅层地震反射法探测活断层,均取得较好的地质效果,为评价工程抗震性能提供了可信的资料。     

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。     

广东核电站选址地区区域地质地貌特征及其稳定性分析

广东核电站是广东省同香港合资拟建的一座核电站,装机容量180万瓩.国家和广东省政府对此电站的筹建非常重视,自1980年以来,先后组织有关部门开展了区域地质、第四纪地质、地貌、新构造、航空地质、地震地质及工程地质等多学科的综合调查研究工作.1982年又开展了活断层、微震、转换波和遥感地质的研究.由地质矿产部地质力学所、562综合     

黑孜尔活断层及其工程地质评价

一、黑孜尔活断层的活动表现 黑孜尔活断层,位于天山东西复杂构造带南部的库车、拜城沉降带与秋立塔克隆起带的接合处。黑孜尔活断层通过渭干河黑孜水库坝区,对它的评价是该水库工程地质的关键问题。 黑孜水库位于拜城山字型前弧东翼内侧,叠瓦构造带及歪斜向斜轴部附近,黑孜尔活断层(F_2)直接与副坝右肩接触,断层面向主坝方向倾斜,并在主坝基础下60—70公尺处通过(图1)。 黑孜尔活断层沿走向各段表现不一,主要为断裂和挠曲两种类型。     

国内外对活断层的研究综述

从20世纪初提出活断层这一地质术语至今,一直被人们所研究。对活断层进行科学的评价和合理的分析对于工程建设和城市规划等有着重要的现实意义。本文就国内外活断层的研究现状进行了阐述,为活断层的进一步研究实现其定量化研究奠定基础。     

隐伏活动正断层地区地下建筑的避让问题:以渭河断裂咸阳段为例

活断层对城市建设的影响长期以来受到科研人员与城市建设者的重视。活断层避让距离的确定直接影响活动断裂地区建筑物的选址。伴随着中国地下空间开发进入快速发展阶段,活动断裂地区的地下建筑选址问题应运而生。以隐伏活动正断层为例,综合考虑地下建筑震害影响、隐伏活动正断层地区地质背景、断裂活动性以及发震破坏特征,对活断层地区地下建筑的避让问题开展研究。研究表明：地下建筑受活断层发震的影响比地面建筑小,但断裂发震的影响依然需要重视;隐伏正断层破坏范围受多方面的影响因素控制,地下建筑避让距离的划定需以断层变形带的边界为起点进行;结合渭河断裂咸阳段的地质背景与断裂活动特点,确定断层上、下盘的避让距离分别为30 m和15 m,得出渭河断裂咸阳段地下30 m以浅限建带的宽度为140 m。     

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。     

会宁县华家岭北麓岩溶水及基岩裂隙水水文地质特征

华家岭北麓地质构造条件复杂,主要控水构造为华家岭—暖泉大断裂,该断裂由一系列NW向雁行排列的逆断层组成。受断裂的影响,断裂带内岩石的裂隙、溶隙非常发育,为地下水的储存和运移提供了良好的空间。本文利用取得的勘查资料,对赋存于断裂带内的岩溶水及基岩裂隙水形成的地质背景、水文地质特征等进行了分析。     

大型地下洞室复杂地质断层数值模拟分析方法

根据大型地下洞室中复杂断层对围岩稳定的影响,提出了隐含断层单元的数值模拟计算方法。该方法将复杂断层单元隐含在岩体单元中,使得岩体单元的剖分不受断层切割的影响。使用这种隐含的断层单元,不但将受复杂断层切割的大型复杂地下洞室群的有限单元离散简单化,加快分析计算周期,而且能够有效地反映断层对复杂地下洞室围岩稳定的影响。通过对三峡地下厂房复杂断层结构的分析计算,证明该方法为复杂断层结构的分析提供了一种十分有效的计算方法和思路。     

黑龙江省虎林盆地单元结构的地质-地球物理研究

采用基于余弦变换的重力异常向上延拓及常密度单界面重力异常反演方法对虎林盆地布格重力异常进行了处理,反演了基底深度。结合穿过盆地的重力和大地电磁测深剖面资料及俄罗斯一侧的阿尔昌盆地的地质资料,分析了虎林盆地地质-地球物理所反映的盆地南部和北部基底结构的差异性。研究结果表明：敦密断裂（由2支断裂组成）中的南支断裂倾向直立,走滑特征明显,控制着其两侧断块的走滑及盆地的形成和演化过程,为主干断裂;以其为分界线,虎林盆地由地质和地球物理性质完全不同的2个盆地（南部盆地和北部盆地）组成,北部盆地为大三江盆地的一部分,南部盆地则属于另外一个独立的盆地体系。     

Active Faults Affecting Linear Engineering Projects: Examples From Greece

Siting linear engineering projects on or near active faults is usually inevitable in areas of intense seismotectonic activity, such as Greece. To confidently site and mitigate fault rupturing associated hazards, the design and construction of these projects requires knowledge of exact location of active fault traces as well as determination of their characteristics. Detailed investigations of the geological structures were performed along the 500 km-long Athens-Thessaloniki route in mainland Greece, particularly of the potential for surface faulting across or in the vicinity of the most important transportation facilities and lifelines (highway, railway and natural gas pipeline). The identified faults were evaluated and classified as seismic, active and potentially active, on the basis of geologic and geomorphologic evidences of repeated displacements throughout the Quaternary, as well as on the basis of macroseismic data. The map of active faults was compiled, while the magnitude of possible surface displacements along these faults in case of seismic reactivation was estimated. The dominant faults in the study zone are exclusively of normal or oblique-slip character, striking E–W and acting under N–S oriented extensional stresses. It is estimated that many of the numerous active faults which are crossing the Athens-Thessaloniki route and the other linear lifelines are capable of causing a seismic surface displacement up to about 1 m.     

应用地球化学方法确定北京地区活动断裂的位置

京北地区有3条活动断裂,即指黄庄-高丽营断裂（代号定为HG）、南口-孙河断裂（代号定为NS）和夏垫断裂（代号定为XD）。地球化学探查与观测,较地球物理探查与观测,具有技术简单、解释直观,效果明显等优点,因此在地震工程与监测中得到广泛的应用。本文在收集、归纳,整理已有成果的基础上,请原测人员到现场核实后,补测了测线方位及测线起止点与地球化学观测点的坐标,使京北地区活动断裂有了精确的定位,为将来城市建设避开活动断裂的干扰,提供了地质技术支持。     

新疆特克斯河下游河段断层活动性研究

新疆特克斯河上拟修建的恰普其海电站和山口电站位于断裂构造发育、新活动强烈的天山地区。野外地质研究表明，工程区的5条主要断层在第四纪均有活动。对采自工程区的特克斯河断层和F_1断层上的各种断层岩样品，应用变形岩石显微构造分析法、石英颗粒表面形貌法和热释光测年法进行了综合分析测试，结果表明，早期沿断层部位发生过慢速率的韧性变形作用，后沿韧性变形带发生脆性破裂。断层主活动期在上新世末期到早更新世，断层活动时的差异应力为130MPa,以挤压为主。更新世以后，断层活动强度大大减弱，但仍有明显活动，断层最后一次较强烈活动的下限时代为晚更新世末或全新世初。为确保工程安全，在最后确定场址时应尽可能避开活断层，在工程设计上也应增加一定的安全措施。     

大柳树坝址区平硐断层的最新活动时代研究

通过重新采集大柳树坝址区主要平硐断层的断层物质,采用ESR测年方法,经过严格的实验室测试程序,给出了这些断层物质年代测试结果,得出这些断层晚更新世以来没有活动,均不属活动断层。     

数字地质调查中多源地学数据在造山带构造单元 划分和大地构造演化研究方面的应用 ——以青海民和地区为例

多源地学数据包括遥感、地球化学和地球物理数据,介绍了利用多源地学数据进行造山带构造单元划分的方法。遥感数据在确定区域构造边界及活动断层方面的应用非常广泛,遥感影像在解译线形构造即断层方面有非常明显的效果,可以根据不同构造单元的影像差异,区分不同的地质体、线性构造及活动断层,同时用遥感数据叠加三维地形数据分析线性构造可以更加直观地解译线性构造。地球化学数据在确定大的构造边界方面具有一定的指示意义,可以根据水系沉积物的地球化学特点,运用因子分析方法确定大的构造边界。地球物理数据提供的是地质体及构造边界在深部的延伸情况,可以为研究断裂的运动学和动力学特征提供证据。