第四章 区域稳定性问题

③正断层 在错动过程中，垂直断面走向的水平方向有所伸长。伴 随这类断层活动的变形(下沉)和分支断层错动，主要集中于 下降盘。与河谷平行断面倾斜的正断层，可以使拦河坝产生 比其它形式断层运动更宽的初始裂缝（下图）。一般说来， 这类断层的可识别程度介于走滑断层和逆断层之间，其影响 带宽度和对工程的危害程度也介于两者之间。
在基础理论、研究思维方法等方面的一些新进展。
1)学科理论体系的建立和完善。重点论述地壳稳定性分析、主要 地质灾害风险估算和地壳稳定性评价3个层次的基础理论。
2)研究思路和方法不断更新。主要论述系统的、多层次的研究思
路；动态的、发展演化的研究思路和多种方法相互补充验证的研究思 路。
第二节 活断层的工程地质研究
美国原子能委员会:
狭义上,是全新世一万年以内; 广义上,能动的断层,过去3.5万年内活动过; 过去50万年内反复活动过,与之有联系的断层; 有地震活动记录的断层。
在我国:分铁路1万年内; 核电站5万年内。

2．活断层的基本特征
(1)深大断裂反复活动的产物；
(2)具有继承性，反复性； (3)具有两种活动方式：
补充阅读:

(2)我国区域地壳稳定性研究的新进展 区域地壳稳定性研究是工程地质学中与地质力学和构造地质学关 系密切的一个分支学科。近10年来，随着国家大型工程建设的高速发 展，区域地壳稳定性研究取得了长足的进步，逐步形成了自己的学科 理论——区域地壳稳定性工程地质学。我们从两个方面介绍这门学科
在我国逆冲型活断层主要发育于西部地区。 受印度板块年速率约6cm的NNE向俯冲的推挤， 自南而北有喜马拉雅山南麓逆冲推覆断层，天 山南侧，天山北侧逆冲推覆断层等几个长达数 百公里走向近东西的逆冲型活断层，青藏断块 东界的北段，则有走向北东的龙门山逆掩推覆 断层；所有这些断层都是活动性强烈的发震断 层。
(3)研究新生代以来继承性活动的区域性深断裂的空间 分布规律和活动程度；同时还要分析新生代特别是中新世 以来形成的断陷盆地或断陷槽谷的特点，地壳的升降速率
及深部地球物理特征等问题。
(4)根据区域地震及地震地质资料，研究表征地壳活动 程度的地震指标，如历史最大震级、地震频率、烈度及地
震活跃期释放的总能量等，划分地震危险区和相对稳定区。
区域地壳稳定性相对较差。为了使区域地壳稳定性评价与分区获得定
量化认识，更好地服务于经济建设和减灾防灾，应着重分析中国现今 活动的主要构造体系与内动力地质灾害的分布规律的基础的划分；其次进行定量化评价指
标的选定、取值、权重分配及评价标准的定；最后运用模糊数学进行 中国区域地壳稳定性定量化评价与分区。



怎样知道一个地区有没有活断层，或者一条断层是不是活动断层呢？目 前采用的主要方法是根据活断层的判别标志来进行判断。地貌上的标志有， 断层崖、三角面、洪积扇叠置、河流裂点等；河流、山脊或冲沟的水平位错； 全新世以来的最新地层被错断现象，往往是活断层存在的证据；地表疏松土 层若出现大面积有规律分布的地裂缝，且其总体延展方向又与基底断层的方 向大体一致时，是基底活断层的有力证据；深断裂第四纪新活动（复活）所 形成的第四系内断层；另外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。 另外，我们还可以利用遥感影象解译资料帮助判断活动断层，前述地貌 标志中的断层崖、三角面、洪积扇叠置、水系变迁、冲沟、山脊的水平位错 等在遥感影象上均有反映；冲积层中的活断层带经常构成地下水的障壁，往 往沿活断层出露一系列泉，或形成断层两侧地下水位高程不同，致使地面的 色调或植被不同，成为遥感影象判别活断层的有力标志。遥感影象解译活断 层时应注意现场调查验证。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。
①走向滑动或平移断层 此类断层的断层面，近于直立，因之其地表出露线也就 最为平直；常表现为极窄的直线形断崖。主要是断层面两 侧相对的水平运动，相对的垂直升降很小。河流最易于沿 这种断层发育，水工建筑物也就最易于受到这种活断层的 威胁。如断层与坝轴线小角度斜交，由于断层错动而造成 的心墙拉开宽度可以相当大（下图）。
有名的走向滑动型活断层有美国加州的圣 安德烈斯断层系 ,土耳其安纳托利亚断层系， 新西兰的阿尔卑斯断层系等。运河主要是被这 类活断层所错开的。我国的活断层也以走向滑 动型为最多，特别是西南和西北，有些走滑型 活断层规模非常巨大；例如塔里木断块南的阿 尔金山断裂，青藏断块内部的鲜水河断裂，川 滇断块西界的红河断裂都是我国西部长达数百 到数千公里的活动着的走滑断裂。这些断层的 水平错动往往在地形上留下明显迹象，尤以对 水系的错动改造最为明显。

3、活断层的鉴定标志
①地质特征:最新沉积物的地层错开,是活断层最可靠 的地质特征. 一般来说,只要见到第四纪中晚期的沉积物被 错断,一般其断裂带由松散的破碎物质组成,滑坡,新断层中 的胶结物较少. ②地貌特征: 活断层往往构成两种截然不同的地貌单 元的分界线,并加强各地貌单元之间的差异性. 典型的地形是:一边是断限区,一边是隆起区,两者界线孑 然分明.


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。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。 人类要改造自然，征服自然，就要修建各种工程建筑物，为此，必须查 明工程建筑区的工程地质条件，以保证工程建筑物安全稳定和正常运营，而 活断层对工程建筑物会产生严重威胁，所以，人们在查清工程建筑区的工程 地质条件时，必须查清有无活断层并确定其规模。如果一个地区有活断层存 在，则该地区的稳定性就很差。选择建筑场地时一般应避开活动断裂带，特 别是重要的建筑物更不能跨越在活断层上。铁路、输水线路等线性工程有时 不能避开活断层，跨越它时应尽量避开主断层。有的工程一定要在活断层附 近施工，应考虑把建筑物放在断层的下盘较为妥善。此外，还应选择合适的 建筑物结构形式和尺寸，以尽量有效地抵御活断层所产生的地震力或地表位 移的影响和破坏。例如，浮阀基础对避免地面水平位移和破坏，便有着显著 优越性；为适应坝基断层位移，土石坝比任何混凝土坝都可靠；此外，为减 少或避免地震力的破坏，可对建筑物构件本身的材料、形状、尺寸，以及其 端部联结条件给以调整，使建筑物与地震的振动周期保持较大差值；在一定 条件下也可以加固地基或改善地基的性质。
区域稳定性问题的研究是以区域构造分析为基础，从地
壳形变和构造应力场的演化过程，探讨断裂构造的活动性，研 究历史地震和地震地质资料，进而探讨工程地基、场地的地震 效应及地震动力学问题，进行地壳稳定性分区。分析工作的重 点是： (1)研究区域大地构造特征，从地质建造、岩相古地理、 岩浆活动、构造变形及深断裂的分析，研究区域地壳形成历史 和形变的过程，划分大地构造基本单元或构造体系。 (2)研究区域所受构造应力场历史，特别要分析现代构造 应力场的分布规律及区域主应力方向及性质。
③水文地质特征: 活动断裂带的透水性和导水性较强, 因此当地形,地貌条件合适时,沿断裂带泉水常呈现状分布, 且植被发育.
④资料鉴别: 历史地震和历史地表错断资料,记录,佐证, 考古方法等; ⑤仪器测定: 利用精密仪器进行位移测定.如:利用密集的 地震台网能确切的测定小震震中位置,并确定活 断层的存在.
a．粘滑断层：由突发性滑动完成，滑动迅速；
b．濡滑断层：由持续性滑动完成，滑动缓慢；
补充阅读：

活断层与工程建设
活断层一般被理解为目前还在活动的断层，或者近期曾有过活动、不久 的将来还可能重新活动的断层。对“近期”的看法尚不统一，有的人认为只 限3.5万年，还有的限于10万年或50万年。“不久的将来”一般是指重要建 筑物如大坝、核电站等的使用年限（约100年）。 活断层有不同的分类。按运动速率分为A、B、C、D不同级别；按运动性 质分为粘滑的和蠕滑的；按发震与否分为发震的和非发震的；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。 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（产生地 震的粘滑）和缓慢错动（不产生地震的蠕滑）。前者往往和地震相伴随，在 我国大陆区震级为6.3-4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。
1、活断层的定义 活断层或称活动断裂，现今仍在活动的;近期曾经活动过 的;将来可能会活动的断层. 对活断层的有关讨论: (1)近期曾经活动的以及现在活动的没有任何异议; (2)潜在的活动断层:对其时间上限有争议; 对于曾经活动的断层,主要有: 第四纪以来活动过; 晚更新世之内活动过; 是近3.5万年以来活动过; 全新世以来活动过;
(5)联系工程场地和建筑物地基的地质、地形条件和岩 土的基本动力性质，探讨其地震效应和地震动力学问题，
评价场地地震危险性，为工程建筑的设计和采取工程抗震
设防措施提供科学的依据。
补充阅读:

(1)中国区域地壳稳定性定量化评价与分区 中国地处环太平洋构造带与地中海构造带交接部位，地质构造复 杂，活动性较为强烈，各种内动力地质灾害比较严重，总体看来中国
4、活断层的工程地质研究
活断层的特性包括活断层的类型和活动方 式，活断层的规模，活断层的错动速率及其分 级，活断层的重复活动周期，以及作为活断层 活动记录的古地震事件等。 ⑴活断层的类型和活动方式 按构造应力状态及两盘相对位移的性质， 可将活断层划分为地质上熟悉的三种类型，即： 走向滑动或平移断层，逆断层和正断层。其中 以走向滑动型最为常见。三类活断层由于几何 特征和运动特性不同，所以它们对工程场地的 影响也各异。