活断层
活断层及其探测技术
中国地震活断层探测技术系统
• 由活断层工程技术系统建设和城市活断层探测与地震危险性评价两部分组 成，主要包括20个城市的地震活断层探测、活断层鉴定、活断层数据信 息等子系统及国家地震活断层探测技术中心。
成损坏
活断层研究的意义
• 1.评价、预测、减轻与活动断裂有关的地质灾害 • 2.选择安全的工程场地，提供安全且经济的工程设计依据 • 3正确评价工程环境及其变化
活断层探测
活断层探测：
是指利用先进的技术手段，确定活断层准确的空间位置及 深部构造环境，获取其滑动类型、滑动速度（即单位时间内的断 层滑动量,常以mm/a表示）、古地震事件（人类歷史记载以前所
活断层及其探测 技术
CONTEND
1.活断层相关概念 2.活断层研究意义 3.活断层探测技术
WHAT
活断层：正在活动着and近期曾有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层
特点：反复性和继承性
断层（fault） ：地壳受力发生断裂，沿破裂面两侧岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的 构造。规模大小不等，大者沿走向延长可达上千千米，向下可切穿地壳，通常由许多断层 组成的，称为断裂带；小者长以厘米计，可见于岩石标本中。断层在地壳中广泛发育，是 地壳的最重要构造之一。在地貌上，大的断层常常形成裂谷和陡崖，如著名的东非大裂谷、 中国华山北坡大断崖。
• 地形地貌法和地震考古是确定地质历史时期断层平均活动速率 最常用的方法。断裂现代活动速率是用现代仪器测量确定的.在 我国的一些活动性较强的断裂上, 都布设有短水准、短基线水 准测量网和三角观测网，获得了一批具有较高精度的数据。在 城市，由于人为活动的附加作用，使得断层活动的速率值增大。
活断层名词解释
活断层名词解释活断层是地质学家常使用的一种术语，它指的是构造地质学中的一个特殊类型，它们可能位于地壳的内部和表面，并穿透地壳厚度变化之间，形成不同部分之间的空间与时间间隙。
活断层是由内部结构和外部结构组成的，它们使地壳动态变化。
活断层有两个主要组成部分：断层面和断层带。
断层面是断层的垂直结构，它是由彼此间区分的相邻岩石层之间的破裂区域及其形成的界面。
断层带是断层的水平结构，它是由破裂的相邻岩石层之间的破裂区域延伸起来的，形成一个虚线。
活断层由地质运动而形成，它们运动的方向和位移受到地壳内部和外部地质因素的影响。
地壳内部结构复杂，由岩溶构成，岩溶形成了断层活动的可能性。
地壳外部的地质因素，如大陆的拉伸、冰川的滑动、冰盖的抬升等，也会影响断层的位移和断裂性质。
地壳内部和外部的地质过程都会对活断层的形成产生影响。
活断层的地质形态表现为地壳的拉脱离、拉错、抬升、塌陷和断裂等形态。
断脱离是活断层出现时，一块岩石层朝一个方向挪动，和周围岩石层之间形成清晰的界面；拉错是活断层出现时，相邻的岩石层向不同方向挪动而形成的一个曲线；抬升是活断层出现时，一块岩石层在相对下方的岩石层抬升而形成的一个上凸；塌陷是活断层出现时，一块岩石层在相对上方的岩石层下沉而形成的一个下凹；断裂是活断层出现时，破裂的相邻岩石层延伸起来，形成一条虚线。
活断层在地质过程中，起到了重要的作用。
它们不仅对地壳形态有着明显的影响，而且也是地质灾害的重要过程。
地震和海啸是由活断层引起的，它们可以改变地质结构，破坏造成巨大的损失。
此外，活断层还可以帮助地质学家了解地壳的演化历史，揭示大陆构造演化的秘密，指导更多的地质勘探和开发研究。
总之，活断层是地质学中重要的概念，它有助于我们理解地壳的构造与演变，指导地质灾害的布局。
它的重要性无可厚非。
第4节 活断层
工程地质
（1）活断层或称活动断 裂是指现今仍在活动或者 近期有过活动，不久的将 来还可能活动的断层。
一、活断 层的概念 （2）活断层的概念于 1908年提出 （3）注意近期”与“将 来”的标准
二、活断层的分类
工程地质
1.按两盘 错动方向分
（1）走向滑动型断层 （平移断层） （2）倾向滑动型断层 （逆断层或正断层）
二、活断层的分类
工程地质
2.按活动 性质分为
（1）蠕变型：长期缓慢的 相对位移，不发生地震。 （2）突发型：突然发生并 有强烈地震。
工程地质
台 湾 活 断 层 分 布 图
活断层实例
工程地质
郯城麦坡活断层遗址
三、活断层的特征
工程地质
1.活断层 的活动方式
（1）蠕滑： 连续的滑动过程， 应力降小，小震 或无震。
（2）粘滑： 断层快速移动
三、活断层的特征
2.活断层的规模及活动速率 活断层分级表
等级 平均活动速率S(mm/a)
工程地质
AA
A B C＞101-- Nhomakorabea0 0.1--1 0.001--0.1
2.活断层的规模及活动速率
全新活断层分级
指标 活动性
工程地质
分级 Ⅰ 强烈全新 活动断裂 Ⅱ 中等全新 活动断裂 Ⅲ 微弱全新 活动断裂
平均活动速 率υ (mm/a)
历史地震 及古地震 M ≥7
全新世以来 υ ＞1 活动强烈
全新世以来 1≥υ ≥0.1 活动较强烈
全新世以来 υ ＜0.1 活动微弱
6≤ M ＜7
M ＜6
工程地质
三、活断层的特征
3.活断层的重复活动周期
4.活断层的继承性
活断层的基本特征
活断层的基本特征活断层是地球上一种重要的地质构造，它是指地壳中发生变动的断层。
活断层的基本特征包括断层构造、地震活动、地表地貌和地质变形等。
下面将逐一介绍这些特征。
一、断层构造活断层的构造特征是其最基本的特征之一。
断层是地壳中两块岩石块体之间相对运动的界面，可以是垂直、倾斜或水平的。
活断层通常由断裂带组成，断裂带是一个较宽的区域，包括了主断层及其周围的次级断层。
活断层的构造特征可以通过地质调查和地震监测等手段进行研究。
二、地震活动地震活动是活断层的重要表现形式。
当断层发生滑动时，会引起地震。
地震是地球内部能量释放的结果，也是活动断层最直接的表现。
活断层上的地震活动可以通过地震仪和地震监测网络进行监测和记录。
地震活动的强弱可以用震级来表示，震级越大，地震活动越强烈。
三、地表地貌地表地貌是活断层的另一个特征。
活断层的滑动会导致地表的变形，形成不同的地貌特征。
例如，地表出现断裂、塌陷、隆起、裂缝等现象，形成断崖、地堑、地裂等地貌特征。
地表地貌的形成与断层的运动方式和速率有关，也与地质条件和地表水体等因素相互作用。
四、地质变形地质变形是活断层的重要特征之一。
断层的滑动会导致岩石的变形和破裂，形成断层带和断裂岩体。
断层带是指断层周围发生变形的岩石带，通常具有明显的断层面和走向。
断裂岩体是指断层两侧的岩石块体，它们在断层的作用下发生滑动和位移。
活断层具有以上基本特征，它们之间相互关联、相互作用，共同构成了活断层的综合特征。
活断层的研究对于地震预测、地质灾害防治和资源勘探等具有重要意义。
因此，科学家们通过地质调查、地震监测、遥感技术等手段，对活断层进行深入研究，以提高人们对地震和地质灾害的认识和预防能力。
第四章 活断层
第二篇与区域稳定性有关的工程地质问题第四章活断层的工程地质研究地壳岩体具有复杂的“块断结构”，这些断块结构及其最新活动性就是控制区域稳定性的最基本因素，而深入研究其边界构造深大活动性断裂的活动特征，则是区域地壳构造稳定性评价的基础。
1．基本概念与研究意义(1) 新断裂及新断裂网络：所谓新断裂，是指在最新构造应力场下形成与发展的断裂。
在一个特定的区域内不同性质的新断裂往往构成一定的网络，并能客观地反映出最新构造应力场的特点。
(2) 活断层：活断层是新断裂网络中目前正在活动或有可能活动的特定成分。
活断层一般理解为目前正在活动的断层，或在近期地质时期曾经活动过、极有可能在不远的将来重新活动的断层。
后一种情况称为“潜在活断层”。
①近期地质历史时期？②不远的将来？--一般理解为重要建筑物的使用年限，约100～200a。
（3）研究意义①地面错动、地形变形；②地震—较大范围内的建筑物受损；2．活断层的基本类型及特征（1）按活动形式及力学性质分类①逆断层：活动性逆断层上升盘地表变形特征由于位移是水平挤压形成的：a.断层带较宽，波状延伸；b.断层面两侧间的距离总是因位移而缩短；c.断层上盘产生上升隆起变形，常发育多条分支或次级断层错动(逆断)；d.上盘抬升岩体易产生滑坡；地球上多数山系以逆断层为其边界，如喜马拉雅山、安第斯山等。
世界上许多强震都是伴随板块俯冲带或大陆碰撞带的逆断层活动而发生的。
②正断层：活动性正断层下降盘地表变形特征地壳岩体承受水平张应力，或σ1垂直作用（图示）：a.断面倾角较陡，一般为60º～80º（图示）；b.垂直断层面走向的水平距离随断层错动而增大。
c.伴随这类断层活动的地形变(下沉)和分支断层错动(正断)，主要集中在下降盘(上盘)。
地壳承受水平拉张作用—洋中脊；大陆上以活动性正断层为主的著名地区有东非裂谷、欧洲莱因地堑、俄罗斯贝加尔湖地堑等。
③走向滑动或平移断层：a.断层面两侧相对剪切水平运动，相对垂直运动很小。
活断层的工程地质研究
断层的工程地质研究1 基本要领及研究意义活断层：目前还在持续活动，或在近期地质历史时期活动过，极可能在不远的将来重新活动的断层10000年以来活动过的断层称全新活动断层。
活断层的活动特征：蠕滑、粘滑。
意义（工程意义）：规避重大破坏性地震对建筑群的破坏，防止因活断层位错坏建筑物（无破坏性地震）。
2 活断层的特性包括：活断层的类型活动方式规模错动速率及基本分级活动周期古地震事件2.1 活断层的类型和活动方式按构造应力状态，活断层可划分为三类：走向滑动型（平移断层）逆断层正断层由于三类活断层的几何特征及运动特性各不相同，因而对工程场地的影响也不同。
一、走向滑动断层应力状态为2σ垂直，1σ、3σ水平。
特征：断层面倾向大（近于垂直）断层的地表出露线平直地貌上常形成陡直的断崖以水平运动为主，相对垂直升降量很小分支断裂较少，断层带宽度小这类断层的水平错动量往往很大，因而易于识别，易于发生强震。
一、逆断层应力状态为3σ垂直，1σ、2σ水平。
特征：断层地倾角较小，一般20－40o 之间，上盘上升引起上盘一侧地面隆升，下盘一般无地表变形，分支断层发育，主要产生在上盘。
断层面的地面出露线不平直，呈波状弯曲。
逆断层也是强烈发震断层。
三、正断层应力状态为1σ垂直，2σ、3σ水平。
特征：断层面倾角介于逆断层与平移断层之间，一般60~80º之间。
上盘下降并发育分支断层近断层可以引发中强震。
由于地应力场的复杂性，因此，实际发育的断层往往既有水平运动分量亦有垂直运动分量。
因为形成走滑逆冲断层或走滑正断层等。
活断层活动的两种基本方式：粘滑和稳滑。
易发生同期强地震。
2.2 活断层的长度和断距对活断层，其长度和断距是表征活断层的重要数据，通常用：强度导致地面破裂的长度（L ）和一次错段的最大位移（D ）来表示。
一般地震地表错段长度从由百米至数百公里，最大位移自几十厘米至十余米。
地震愈大，震源愈浅，则地表错段就愈长。
我国的经验公式为：25.5lg 19.1+=L M或： 25.256.0-=M L统计分析是一种常用的研究方法。
活断层的危害及研究重点
一般认为：粘滑型活断层的围岩强度高， 断裂带锁固能力强，能不断地积累应变能，粘 滑型活断层的活动伴随地震发生； 而蠕滑型活断层主要发育在围岩强度低、 断裂带内含有软弱填充物，或孔隙水压、地温 的高异常带内，断裂带锁固能力弱，不能积累 较大的应变能，断层活动一般无地震发生。
活断层对工程建筑物的影响表现在两个方面： 一方面是由于断层的地面错动直接损害跨越该断层 修建的建筑物，有些活断层错动时附件会有伴生的 地面变形，则也会影响到邻近的建筑物。 例：宁夏石嘴山市红果子沟
1964年日本新泻地震地基的大 面积液化
（3）工程安全性评估
A.活动断层的查证； B.对于活动断层需进一步查明其长度、宽度、运 动性质、错动方式、滑动速率、一次错动的位移 量与重复特征以及分段性特征等； C.根据活动断层最大潜在地震及地震发生特征的 分析，划分潜在震源区和评价地震活动性参数； D.根据工程场地的地质条件，结合地震危险性分 析结果，进行地震地质灾害评价，评估工程场地 遭受地震地质灾害的可能性及程度。
（4）活断层区的建筑原则
建筑物的场址选择一般应避开活动断裂带，尤其是高坝和 核电站这类重要的永久性建筑物，失事时后果极为严重，更不 能在活断层附近选择场地。 另外，当铁路、桥梁、运河等线性工程必须跨越活断层时， 也应尽量使其大角度相交通过并避开主断层。 在活断层上修建水坝时，不宜采用混凝土重力坝和拱坝， 而应采用土石坝这类散体堆积坝，而且坝体结构应是一种有相 当厚度、无粘性土过渡带的多种土质坝。
大亚湾核电站选 址问题
海原县和西吉县部分地区灾害发生趋势预测结果
① ②
图1 海原县和西吉县部分地区崩塌灾害发生 趋势预测结果
图2 海原县和西吉县部分地区滑坡灾害发生 趋势预测结果
③
活断层对工程建筑有何影响
4、活断层对工程建筑有何影响？一、活断层的定义活断层(active fault)是指目前正在活动着的断层，或是近期曾有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。
后一种情况也可称为潜在活断层(potentially active fault)。
美国将活断层叫做能动断层(capable fault)。
各国学者对目前正在活动着的断层，因有鉴别标志佐证而无争议。
但对潜在活断层的判定则有不同见解，主要是对“近期”一词的看法不同，即对活断层活动时间的上限有不同的标准。
有的将第四纪开始以来活动过的断层都叫活断层，有的将活断层的时间上限定在晚更新世，有的则限于最近35000年(以Cl4确定绝对年龄的可靠上限)之内，也有的认为只限于全新世之内。
时间差距竟达近200倍。
从工程使用的时间尺度和断层活动资料的准确性考虑，活动时间上限不宜过长。
一般工程的使用年限为数十年，一些重大的工程设施如高坝、核电站等使用年限在一二百年以内。
因此人们更为关心的是“不久的将来”(例如一二百年内)有无活动的可能性。
从工程勘察的角度出发，应给予潜在活断层以明确的含义。
美国原子能委员会(USNRC)1973年对能动断层做出了三条规定：①在35000年内有过一次或多次活动的断层；②与能动断层有联系的断层；③沿该断裂带仪器记录到小震活动和多次的历史地震事件，或该断裂发生过蠕动。
国际原子能机构(IAEA)在上述规定的基础上，又增加了两条规定：①在晚第四纪它们有过活动；②该断裂有地面破裂的证据。
日本的核电部门强调了“在最近可能发生活动”的含义。
在世界许多地区，对活断层的辨认和研究最初是从地震断层(earthquake fault)开始的。
如日本1891年浓尾地震，美国1905年旧金山地震，都产生了明显的地震地表断层，从而推动了对活断层的研究。
数十年来的研究表明，活断层一般是沿已有的断层长期活动或是老断层的复活(当然也有新形成的断层)；它的活动方式基本有两种，即以地震方式产生突然的滑动和连续缓慢的滑动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§2. 活断层的基本特 征
三、各类断层的特点
正断层：其构造应力状态时σ1近于竖直， σ3近于水平 σ1近于竖直 近于水平， 1. 正断层：其构造应力状态时σ1近于竖直， σ3近于水平， 断层面和水平面的夹角大于45 45° 往往呈参差状， 断层面和水平面的夹角大于45°，往往呈参差状， σ1 断层带也较宽。 断层带也较宽。
σ3
其上盘(下降盘)分支和次生断裂也往往较发育。 其上盘(下降盘)分支和次生断裂也往往较发育。岩性 破碎，地面变形强烈。 破碎，地面变形强烈。
§2. 活断层的基本特 征
三、各类断层的特点
逆断层：其构造应力状态时σ1近于水平， σ3近于垂直 σ1近于水平 近于垂直， 2. 逆断层：其构造应力状态时σ1近于水平， σ3近于垂直， 断层面和水平面的夹角一般小于45 45° 断层面和水平面的夹角一般小于45°，往往呈舒缓 σ3 波状，断层带也较宽。 波状，断层带也较宽。
σ1
其上盘(上降盘)分支和次生断裂也往往较发育。 其上盘(上降盘)分支和次生断裂也往往较发育。岩性 破碎，地面变形强烈，且范围较大。 破碎，地面变形强烈，且范围较大。
§2. 活断层的基本特 征
三、各类断层的特点
平移断层：其构造应力状态时σ1 σ3近于水平 σ1， 近于水平， 3. 平移断层：其构造应力状态时σ1， σ3近于水平，断层面 即为σ1 σ1， 之间的最大剪应力面，近垂直， 即为σ1， σ3 之间的最大剪应力面，近垂直， 断层线平直，断层带极窄。 断层线平直，断层带极窄。 特点: 平移断层具有鲜明的地貌特征， 特点: (1) 平移断层具有鲜明的地貌特征，尤其对水系的错段 改造最为清楚，所以水工建筑物(如水电站拱坝) 改造最为清楚，所以水工建筑物(如水电站拱坝)也 往往受这类活断层的威胁。 往往受这类活断层的威胁。 (2) 板块内部的大地震大多也是伴随平移断层活动而 产生。 产生。
来表征的。 来表征的。
§1. 概述
五、活断层的活动性
主要依据： 主要依据：地质标志 通过研究断层在长期活动的最新沉积层或地貌上留下了的证 据就可以判定活断层的错动方式和规模， 据就可以判定活断层的错动方式和规模，以及其错动的时间和周 期。
§1. 概述
六、活断层对工程建筑物的影响
1．活断层会引起地面错动和地面变形。 活断层会引起地面错动和地面变形。 地面错动就会直接损害跨越该断层修建的建筑物； 地面错动就会直接损害跨越该断层修建的建筑物； 而因错动引发的地面变形也会直接影响到周边的建筑物。 而因错动引发的地面变形也会直接影响到周边的建筑物。 2．伴有地震发生的活断层，地震的爆发也会对较大范围的 伴有地震发生的活断层， 建筑物造成一定的损害作用。 建筑物造成一定的损害作用。 活断层发震会产生地震波， 活断层发震会产生地震波，尤其是那些积累很大弹性 应变能的粘滑型断层，当其锁固段或端点一旦破裂时， 应变能的粘滑型断层，当其锁固段或端点一旦破裂时，应变 能大量的释放，从而发生地震，将会对建筑物带来严重的 能大量的释放，从而发生地震， 损害作用。 损害作用。
潜在活断层 （potentionally active fault） ）
§1. 概述
1.
二、活断层的判定标准
对于正在活动的断层，因其有鉴别标志来佐证， 对于正在活动的断层，因其有鉴别标志来佐证，故各国学 者对其均无争议。 者对其均无争议。 对于潜在的活断层的判定，则有不同的见解， 2. 对于潜在的活断层的判定，则有不同的见解，主要是各地 专家对“近期”一词有不同的看法， 专家对“近期”一词有不同的看法，即对活断层活动时间的 上 限有不同的判定标准。 限有不同的判定标准。 从工程角度考虑，一般工程使用年限是十年， 从工程角度考虑，一般工程使用年限是十年，而重大工 如高坝、核电站等的使用年限为一、两百年， 程，如高坝、核电站等的使用年限为一、两百年，故应该更 加关注的是“不久的将来”是否会有活动。 加关注的是“不久的将来”是否会有活动。
§1. 概述
三、活断层的鉴别方法
活断层的鉴别依据有地质、地貌、 活断层的鉴别依据有地质、地貌、水文地质以及地震标 具体会在第三节中讲) 志。(具体会在第三节中讲) 世界上许多地区最初都是通过地震断层来对活断层来进行 鉴别和研究的。 鉴别和研究的。 研究表明：活断层一般是沿原有断层长期活动， 研究表明：活断层一般是沿原有断层长期活动，或者是老 断层的复活（当然也不排除有新形成的断层）。 断层的复活（当然也不排除有新形成的断层）。
§1. 概述
四、活断层强度
长度 活断层的活动强度时通过 错动速率 注：
（1）错动速率：某一时期内断层两盘相对位移的平均值。 错动速率：某一时期内断层两盘相对位移的平均值。 （2）一般认为错动速率在1mm/a以上的即为较强烈的活断层。 一般认为错动速率在1mm/a以上的即为较强烈的活断层。 1mm/a以上的即为较强烈的活断层
§2. 活断层的基本特 征
二、活断层的类型
按断层面位移的矢量方向与水平面的关系分类： 1. 按断层面位移的矢量方向与水平面的关系分类： 逆断层 （1）倾滑断层 正断层 左旋断层 （2）走滑断层 (平移断层) 右旋断层 平移断层)
§2. 活断层的基本特 征
二、活断层的类型
主断层 按断层的主次关系分类： 2. 按断层的主次关系分类： 分支断层 次级断层(实际也属于分支断层) 次级断层(实际也属于分支断层)
例如：1976年的唐山大地震。（Pg9） 例如：1976年的唐山大地震。（Pg9） 年的唐山大地震。（Pg9
第一章 §1. 概述 §2. 活断层的基本特征 §3. 活断层的鉴别标志 §4. 我国活断层的分布 §5. 活断层的研究方法 §6. 活断层的建筑原则
§2. 活断层的基本特征
一、应力
1、应力：是指在内力均匀分布的情况下，作用在单位面积上 应力：是指在内力均匀分布的情况下， 的内力； 的内力； σ=P/A 正应力：垂直于截面的应力； 2. 正应力：垂直于截面的应力； 剪应力：平行于截面的应力。 3. 剪应力：平行于截面的应力。 在无剪应力而只有正应力时， 4. 在无剪应力而只有正应力时，我们称这些正应力为 主应力。 主应力。 分别为最大主应力σ1，中间主应力σ2，最小主应力σ3。 分别为最大主应力σ1，中间主应力σ2，最小主应力σ3。 σ1 σ2 σ3
§1. 概述
二、活断层的判定标准
因此从工程勘察角度出发，美国原子能委员会在1973年对 因此从工程勘察角度出发，美国原子能委员会在1973年对 1973 活断层做出了三条规定： 活断层做出了三条规定： 35000年内有过一次或多次活动的断层 年内有过一次或多次活动的断层； （1）在35000年内有过一次或多次活动的断层； 与能动断层有联系的断层； （2）与能动断层有联系的断层； （3）沿该断裂带仪器记录到小震活动和多次地震历史事件 或该断层发生过蠕动。 或该断层发生过蠕动。 国际原子能机构在上述规定的基础上，又增加了两条规定： 国际原子能机构在上述规定的基础上，又增加了两条规定： 在晚第四纪它们有过活动； （1）在晚第四纪它们有过活动； 该断裂有地面破裂的证据。 （2）该断裂有地面破裂的证据。
第一标志 §4. 我国活断层的分布 §5. 活断层的研究方法 §6. 活断层的建筑原则
§1. 概述
一、概念
1. 断 层： 是岩体或岩层顺着破裂面发生明显位移 的构造。 的构造。 活断层： 指目前正在活动着的断层， 2. 活断层： 指目前正在活动着的断层，或是近期曾 有过活动不久的将来可能会重新活动的 美 断层。 断层。 国 能动断层