简述活断层鉴别方法2

A. 什么样的断层是活断层

活断层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。争论的焦点主要是对“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。

活断层以地震方式产生间歇性的突然滑动，围岩强度高，两盘粘在一起，不产生或仅有极其微弱的相互错动，从而不断积累应变能，当应力达到围岩锁固段的强度极限后，较大幅度的相互错动在瞬间突然发生，引发地震。

(1)简述活断层鉴别方法2扩展阅读：

活断层具有分段破裂特性，一条活断层的不同段落往往具有不同的破裂活动历史，它们可能分别发生破裂，每一次破裂对应一次地震。因此，通过对活断层破裂分段的研究，可以有效地提高地震预报的精度。

对活断层的研究可以通过航卫片解释、地质地貌调查、地质填图、探槽开挖等手段，在第四系覆盖地区则必须使用各种地球物理探测和工程地质勘探方法。

其目的就是要查明活断层的位置、活动时代、运动性质、滑动速率以及该断层上曾经发生地震的情况。

B. 简述用紫外分光光度法定性鉴定方法有哪些

1、比对最大吸收峰的方法；
2、摩尔吸光系数的比对法；
3、比对吸收光谱曲线法。

C. 野外如何鉴别活断层

野外识别断层需要丰富的野外经验，不是一两句话能说清楚的。如果你想应付考试，就按书上的回答吧。也只有国内考试会出这样的题目。不过，我还是给你说说野外断层存在的可能标志（注意是可能标志，许多证据要相互佐证，综合分析），希望有帮助：
1、存在断层三角面
2、地貌有突然变化：如前面仁兄说的陡峭的崖壁，还有顺山脊走向地形突变、沿线状界线两侧地貌明显不同，存在平直的山谷、一线天，河流生硬地拐弯等等
3、岩层沿走向不连续、错位，或岩体界线不连续、错位
4、存在线状、带状分布的破碎带
5、泉水线状分布
6、地层厚度突然变化
7、能看到诸如糜棱岩、构造角砾岩、擦痕等特征性标志

D. 识别活断层在地质，地貌方面有哪些标志

①地质方面
保留在最新沉积物中的地层错开,是鉴别活断层的最可靠依据.一般地说,只要见到第四纪中、晚期的沉积物被错断,无论是新断层或老断层的复活,均可判定该断层的活动性.需注意与地表滑坡产生的地层错断的区别.
活断层的断层带(面)一般都由松散的破碎物质所组成,而非复活老断层的破碎带均有不同程度的胶结；所以松散、未胶结的断层破碎带,也可作为鉴别活断层的地质特征.
伴随有强烈地震发生的活断层,当强震过程中沿断裂带常出现地震断层陡坎和地裂缝,是鉴别活断层的霞要依据.非构造的地裂缝一般无一定的方向性.
②地貌方面
活断层分布地段往往是两种截然不同的地貌单元直线相接的部位,其一侧为断陷区.而另一侧为隆起区.由于在近期地质时期内断块的长期活动,高耸区和低洼的平原、盆地分化幅度很大.地貌上的突然变化及沉积物厚度的显着差别是活动性断裂存在的重要标志.
走滑型的活断层,常使通过它的河流、沟谷方向发生明显的变化；当一系列的河谷向一个方向同步移错时,即可作为确定活断层位置和错动性质的佐证.根据水系移错的距离和堆积物的绝对年龄,即可推算该活断层的错动速率.山脊、山谷、阶地和洪积扇等的错开,也是鉴别走滑型活断层的标志.
近期断块的差异升降运动,可使同一级夷平面分离解体,高程相差数百米,以至上千米.为数不少的活动断裂在地貌上为深切的直线形河谷,当断层两盘相对地升降,则两岸阶地的高度有差别,同一级阶地的高程在断层两侧明显不同.由于阶地形成的时代较夷平面新,所以在鉴定活断层时更为可靠.

E. 活动断裂的涵义及研究方法

自20世纪20年代Willis和Wood提出活断层的概念以来，活动断裂的研究一直受到各国际地学组织、地质学家和工程地质专家的重视，这是因为活动断裂不仅为研究现今地球动力学提供了最为重要和直接的证据，而且活动断裂控制了内外动力地质灾害的发生，同时断裂的蠕滑和粘滑还可能使建（构）筑物遭受不同程度的破坏。目前，人类工程活动正向深部和活动构造区不断推进，活动断裂引发的工程地质问题和地质灾害日益突出，这迫使人们投入大量的人力和物力去研究活动断裂。

一、活动断裂的涵义

到目前为止，对活动断裂的定义国内外还存在不同的观点和认识，主要集中在活动断裂的最新一次活动的时间下限、活动断裂分类（活动强度级别和活动时间的界限划分）等方面。产生上述分歧的主要原因是：①目前国内外划分活动断裂的标准和原则不统一；②各研究者在地壳运动规律的认识上存在差别；③研究者所处的行业不同，特别是研究活动断裂的目的和任务不同。

Willis（1923）将活动断裂定义为：“有可能发生滑动的断层”，尼古拉耶夫（1962）将新近纪以来形成的、决定现代地形基本轮廓的各种构造运动和构造变动称为新构造运动，将新构造运动时期所形成的不同类型的构造变形系统称为活动构造，将新构造运动期形成的不同性质、不同规模、不同方向的断裂构造统称为活动断裂。这一观点曾一度被中国许多学者所接受。Bonilla（1970）认为：“活动断层是不久前曾经活动，且在不远的将来可能再次活动的断层”。丁国瑜（1982）提出：“严格说来，活断层一词的含义还有许多不明确和有争议的地方。但一般说来，把活断层限定为第四纪至今还活动的断层，即指那些正在活动或断续活动着的断层”。任震寰（1983）、许学汉（1994）与其观点相似。1983年联合国教科文与国际地科联组织的国际地质对比计划——全球主要活动断裂的对比项目（IGCP—206）将活动断裂的研究时代从新近纪、第四纪一直持续到现今，把它作为一个连续的过程来处理。美国地球物理研究学会（1986）将活动构造定义为：“对人类社会有显着影响的时间尺度（几十年～几百年）内产生地壳变形的构造过程”。美国原子能委员会和美国核规范委员会将过去5万年内至少发生一次显着活动或过去50万年内发生一次以上显着活动的断裂构造称为能动断裂。李兴唐等（1987）认为，第四纪以来活动过，且未来有可能活动的断裂称为活动断裂。强调活动断裂必须是基岩内的前第四纪深断裂或在第四纪期间复活的区域性大、中型断裂。而对于那些在断裂带内或其附近的第四系中，存在着与它有成因联系的构造形变出露于第四系中的规模较小的断层，只能称其为第四纪断层或活断层，以示与前者的区别。中华人民共和国岩土工程勘察规范（GB50021—2001）将全新地质时期（1万年）有过地震活动或近期正在活动，在今后100年内可能继续活动的断裂定义为全新活动断裂；将近500年内发生过5级以上地震、未来100年内可能发生5级以上地震的全新活动断裂定义为发震断裂；将1万年以前活动过、1万年以来没有活动过的断裂定义为非全新活动断裂。邓起东（2003）将晚更新世或距今10万～12万年以来有过活动的断裂定义为活动断裂。周本刚（2004）将距今3万年（华南地区为5万年）以来有过活动的断层定义为工程活动断层。

总之，目前关于活动断裂的定义还存在很大的分歧，还没有一个各行业通用的国际标准和国家标准。综合考虑上述有关活动断裂的观点和有关国家标准并结合青藏高原和西南地区新生代以来的构造演化规律，认为在青藏高原及其周边地区的重大工程规划过程中，将第四纪以来有过活动的断裂作为活动断裂来处理是比较适宜的，鉴于青藏高原东南部高山峡谷区的地形地貌条件和第四纪地质特点，应当将晚更新世以来的活动断裂作为重点研究对象。

二、活动断裂的主要研究方法

1.活动断裂的鉴别标志

对活动断裂的鉴别标志，易明初（1993）进行过系统总结，归纳出地层标志、地貌标志、断裂破碎带标志、地下水标志、岩浆活动标志、地震标志、遥感标志、考古标志和仪器测量标志9大类76条活动断裂鉴别标志。许学汉（1994）提出从地形地貌、形变观测、地球物理异常、遥感影像特征、地震活动性、火山活动、温泉分布及构造事件测年等不同方面鉴别活动断裂。Keller和Pinter（1996）从历史地震与古地震、第四纪地质、构造地貌、大地测量、地貌指数、河流变迁、海岸地貌和造山作用不同角度，系统论述活动断裂鉴别标志。韩同林（1987）对西藏活动构造分布、形成时代与构造-地震、构造-地貌、构造-地热关系进行过专门讨论。吴章明等（1992）从构造地貌、地震地质和遥感影像角度分析了西藏中部活动断裂鉴别标志。丁国瑜等（1993）进一步论述了不同类型活动断层及分段性鉴别标志，包括形态标志、地貌标志、变形标志、岩石地层标志、地震标志和地球物理标志。马宗晋（1992）将活动断裂鉴别标志归纳为遥感影像标志、构造地貌标志、地层变动标志、水文地质标志、断裂结构组成标志和断裂微地貌标志几大类型。以下结合滇藏铁路沿线的地质构造背景，对适合高山峡谷区活动断裂鉴定的主要标志总结如下：

（1）遥感影像标志

活动断裂在卫星和航空遥感图上常有显着的线性影像标志，尤其是主干活动断裂在遥感影像图上常呈现出明显的线性浅色或深色带。线性色调的粗细、长短、深浅、隐显是区分活动断裂规模、活动强弱的重要标志；强烈活动断裂的特征一般是线性色调明显或两侧色调反差强、影像粗、连续性好，往往反映长达百余公里、宽至数公里的活动断裂带；活动性不明显的断裂，线性形迹仅隐约可见，两侧色调反差微弱，肉眼难以分辨，缺少第四纪活动标志（马宗晋，1992）。

对ETM卫星遥感资料进行特殊图像增强处理，能够使活动断裂及相关地形、地貌、水系、沉积等线性影像更加清晰，从而提高活动断裂遥感解译的精度和可靠性。滇藏铁路沿线的ETM遥感数据和图像质量总体优良，对活动断层及断层位移具有良好的解译效果。在一些关键地段，将中小比例尺的卫星遥感影像和大中比例尺航空照片结合起来进行综合解译，或者应用高精度、高分辨率的SPOT卫星遥感资料鉴别活动断层、确定断层位移，取得了很好的效果。

（2）断裂带构造变形与断层位移标志

断裂运动常伴有强烈的构造变形，形成不同类型的构造岩和形变构造。断裂带常见的构造岩包括断层角砾岩、碎裂岩、碎粒岩、假玄武玻璃、断层泥等。活动断层破碎带常发育新鲜的断层泥或未胶结的松散断层角砾、沿断层带发育构造楔和崩积楔；在一些断层面发育擦痕、阶步和摩擦镜面，对断层擦痕、阶步进行观测可判断断层性质和运动方向。断层泥、断层钙质胶结物和崩积物可用热释光、光释光、铀系、ESR、¹⁴C方法测年，以便进一步确定断层活动时代。活动断层破碎带常切割第四纪地层，断层内部常发育不同类型的节理或裂隙，部分活动断层发育片理，并伴生小型褶曲。不同性质的活动断层具有不同特点的断层位移，活动走滑断层常长距离水平错动第四纪地貌面如夷平面、河流阶地、湖岸阶地与水系、山脊、冲洪积扇等，导致水系与冲洪积扇定向迁移；部分活动走滑断层切割错断河流，形成断头河和断头沟。活动正断层切割第四纪地貌面，导致地貌面高度梯次规律性变化，如玉龙雪山东麓活动断裂成为盆-山边界断层。活动逆断层切割错动地貌面，导致地貌面顺断裂带发生梯次抬升，如喜马拉雅山主中央逆冲断裂带（MCT）。通过观测断层错动的第四纪不同时期沉积标志，可以鉴别活动断层性质和不同时期位移量，估算断层运动速度。在探槽揭露的断层带和天然断层剖面，对断层产状、构造岩结构组成、错断地层时代、断层运动特点进行观测，对鉴别活动断层、测定断层活动时代、判别断层性质具有重要意义。

（3）地层与沉积标志

尽管滇藏铁路沿线大部分处于高山峡谷区，但在活动断裂调查过程中，地层与沉积标志仍是鉴别活动断层、判别断层活动时代的良好依据。通过观测断层与地层关系，测定受断层切割、错断、控制的地层时代，能够良好地确定断层活动时期。滇藏铁路沿线广泛分布着第四纪不同时期冰碛和冰水沉积、湖相沉积、冲洪积物等，对这些沉积地层进行精确测年，建立第四系地层的年代框架，能够为鉴别、研究活动断层提供重要科学依据。明显切割、错动上更新统湖相沉积地层、上更新统河流相砾石层、上更新统冰碛物和冰水沉积物、上更新统泉华沉积而未明显切割全新统沉积层的断层均属晚更新世活动断层；明显切割、错断全新统河流相砂砾石层、全新统湖相沉积层、全新统泉华沉积、全新统冰碛和冰水沉积的不同性质断层均属全新世活动断层。

（4）地震标志

活动断裂不均匀粘滑运动是孕育地震的重要原因，活动断裂对地震孕育、发生和分布具有显着的控制作用。因此历史地震和古地震是鉴别活动断裂、研究断裂活动习性的重要标志。古地震、历史地震、现代地震分布明显受活动断裂控制，地震遗迹如地表地震破裂带、堰塞塘、地震裂缝、地震陡坎、地震崩积楔、地震沙土液化、地震崩塌、古地震沟成为全新世活动断裂（地震断裂）重要鉴别标志。仪器观测、记录地震震中的显着线性分布能够良好地揭示地震断裂的空间分布。古地震断层具有快速切割、错动痕迹，如快速剪切、错断松散沉积物中的砾石、结核、湖相沉积和人工建筑。古地震断层被后期沉积所覆盖、掩埋，通过确定切割地层和覆盖层的时代，可以判别古地震发生相对时代和古地震复发规律。古地震沟是古地震活动所遗留的具有陡坎的线性凹地和线性沟槽（马宗晋，1992），是鉴别古地震和地震断裂的重要标志之一。

统计分析表明，地震震级和复发周期与断层运动速度存在函数关系，断层运动速度越大，活动性越强，地震复发周期越短。因此，地震破裂、地震分布、地震遗迹既是研究地震活动规律的重要线索，也是鉴别地震断裂、研究断裂活动规律的重要标志。值得指出，活动断裂鉴别的地震标志仅适用于粘滑型地震断裂，对蠕滑型活动断裂需要应用其他非地震标志进行鉴别。

（5）地貌标志

不同性质的活动断层对地貌形成演化都具有显着的控制作用，形成不同类型的断层地貌。常见活动断层地貌包括断层陡坎、断层三角面、断层沟谷、断层隆起、悬谷与断层崖、不对称地貌阶地、地貌分界及地貌梯度带。不同类型的断层地貌成为不同性质活动断层鉴别的常用标志；但仅据活动断层的地貌标志难以确定断层时代和准确标定断层位置，需要与沉积标志、地震标志、物探标志及年代学标志等有机地结合，进行综合分析，必要时可以考虑使用钻探和槽探方法进行揭露。

活动断层切割现代水系和沟谷，导致水系和沟谷错位、偏离、急剧拐弯，形成断头河、断尾河、断塞塘及断层两盘河谷宽度的不对称现象。活动断层也能够切割、错断现代冲洪积扇体，切割、错断夷平面、河流阶地、山脊、湖积台地，成为鉴别活动断层、测量断层位移的重要标志。

（6）温泉活动

天然温泉是地壳深部热水沿活动断裂运移、富集并向上涌出地表所形成的、具有较高温度的上升泉水，是地球内部热能释放的重要方式之一。温泉据泉水温度划分为低温温泉（25～40℃）、中温温泉（40～60℃）、中高温温泉（60～80℃）、高温温泉（80～100℃）和沸泉（≥100℃）。绝大部分天然温泉分布都严格受活动断裂控制，出露于断层谷地和山麓地区断层破碎带；很多着名的温泉发育于不同方向区域性活动断裂的交叉复合部位，高温温泉活动带和强烈地震活动带在空间上具有良好的对应关系。张性正断层、张扭性斜滑断层和扭性走滑断裂都是温泉形成的有利构造部位，部分中低温温泉受褶皱构造和地形地貌控制，与断裂关系不明显。

滇藏铁路沿线绝大部分温泉都成群、成带分布于活动断裂带与裂陷盆地、拉分盆地与断陷盆地，盆地内部温泉空间展布明显受盆缘边界活动断裂或盆内活动断层控制。因此，天然温泉既是断裂活动的产物，又是活动断裂的重要鉴别标志，环形或椭圆形温泉群常指示不同方向活动断裂的交叉复合，线性展布的温泉群和泉华群能够较好地指示活动断裂的位置。

（7）地球物理异常

地球物理探测如电法勘探、地震反射、氡气测量能够较好地揭示隐伏活动断裂的位置、产状和性质，是活动断裂鉴别的重要标志。活动断裂具有良好的含水性，产生显着的低电阻率异常，与完整岩石之间的电性差异较大。采用直流电联合剖面测深方法，通过固定电极距的电极排列，沿剖面线逐点供电和测量，获得视电阻率剖面曲线。应用电法勘探获得测线的视电阻率曲线，地下岩层、土层横向电性变化有明显反应，对追索构造破碎带、确定活动断层位置具有良好效果。氡气放射性测量是勘测活动断裂的成熟方法，通过测量土壤氡及其衰变子体产生的α粒子的数量，能够有效地确定活动断层和构造破碎带位置和宽度。部分学者观测到氡气含量在地震前后的显着变化规律，并尝试应用氡气含量连续观测方法监测断层运动和地震活动规律。活动断裂还具有显着的地震波速异常，断层面和断层破碎带对地震波传播具有显着影响，能够利用地震探测方法揭示活动断层和隐伏活动断层的产状、性质和延伸情况。

2.断裂活动时代的测年方法

测年技术的发展为定量研究断裂活动时代提供了有效工具，常用的活动断裂测年方法包括铀系等值线测年、电子自旋共振（ESR）测年、热释光（TL）测年、光释光（OSL）测年和¹⁴C同位素测年，通过测定断层切割最新地层、覆盖断层的最老地层、断层破碎带方解石脉、断层泥和构造楔形体的形成年龄，确定断层形成与活动时代。本次研究主要应用铀系等值线、电子自旋共振（ESR）、热释光（TL）、光释光（OSL）、¹⁴C等测年方法，取得可靠的年代学数据。

（1）铀系等值线法测年

铀系法是铀系不平衡测年方法的简称。铀系不平衡测年方法的基本原理是：自然界中存在3个放射性衰变系列，放射性元素铀、钍和锕的衰变遵循以下放射性衰变规律：

滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题

式中，t代表时间（年龄）；N₀为初始放射性强度；N为t时的放射性强度。放射性系列中的母体与子体元素在复杂的地球化学环境中，由于溶解度的差异、扩散迁移、吸附作用、齐拉-契满斯效应等物理和化学性质的差别，当地质条件改变时，子体从母体的衰变链中分离出来，造成衰变平衡的破坏，从而使子体相对亏损或相对过剩。通过测定样品中母体与子体含量，根据衰变产物的积累或过剩产物衰变的方法，可由衰变定律推算出年龄。

在天然放射性系列²³⁸U^-206Pb中，当母体与子体达到平衡时，有λ₁N₁=λ₂N₂=λ_nN_n。然而，当样品所处的地球化学环境改变时，平衡链被破坏，造成子体的相对亏损或相对过剩，即铀系不平衡。²³⁰Th和²³⁴U是衰变链中的2个子体，假定在封闭系统中，²³⁰Th全部由样品的²³⁸U和²³⁴U衰变生成，那么²³⁰Th／²³⁴U比值可用下式表示：

滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题

²³⁰Th随时间的生长速率为：

滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题

式中，λ₂₃₀、λ₂₃₄、λ₂₃₈分别是²³⁰Th、²³⁴U、²³⁸U的衰变常数。根据实际测量得到的²³⁰Th／²³⁴U和²³⁴U／²³⁸U的比值，按照上述公式计算年龄t。²³⁰Th的半衰期（T_1／2）=75200年，这一方法可以测44～40万年的样品，是铀系法中最为常用的方法。U系法测年范围一般在4000年至30万年之间。

对海洋珊瑚礁与洞穴纯碳酸盐，可直接测定样品²³⁰Th/²³⁴U和²³⁴U/²³⁸U比值，计算样品形成年龄。但湖相沉积与断层相关碳酸盐样品常含早期矿物残留物，由于难以将样品碳酸盐相和非碳酸盐相完全分开，新生碳酸盐矿物和残留非碳酸盐矿物年龄相差很大，因此常规分析方法难以得到合理的年龄数据。通常可以对所测量的含碳酸盐沉积物样品采用筛分和沉降方法对样品进行粒级和密度分选，取得3～4个子样；对每个子样进行全溶，分别测定U、Th同位素比值，以²³⁴U/²³²Th对²³⁸U/²³²Th作图，所得等值线斜率就是碳酸盐²³⁴U/²³⁸U比值；以²³⁰Th/²³²Th对²³⁴U/²³²Th作图，所得等值线斜率就是碳酸盐²³⁰Th/²³⁴U比值；这样得出的比值代表去掉碎屑和残留物质污染的新生碳酸盐的同位素比值，代入公式可计算得出新生碳酸盐样品的形成年龄，称之为U系等值线年龄。

铀系法测年样品应新鲜，不纯碳酸盐中碳酸盐样品含量尽可能高。本次研究主要采用铀系等值线法对湖相地层、钙质泉华、钙质胶结物进行测年，取得了良好效果。

（2）电子自旋共振（ESR）测年

断裂在形成与活动过程中，沿断裂破碎带常形成不同类型的断层裂隙，成为地下水或热流体储藏和运移的重要场所，并在一定温压条件下（温度≤100℃，深度≤3 km）沉积同构造期方解石脉与石膏脉。采取同构造期的方解石脉与石膏脉样品，应用电子自旋共振（ESR）方法测定其年龄，便可以确定断层的形成活动时代。其原理是：样品自形成以来，受到周围环境的放射性辐射，在晶体内部产生空穴电子。样品所受到辐射总剂量（Nd）与样品所积累的空穴电子数量呈正比，而样品空穴电子数量可通过ESR磁谱仪测定，由此可以确定样品在地质历史时期所受辐射总剂量（Nd）。

样品所受辐射总剂量（Nd）的测定是ESR测年的关键。将样品粉碎，挑选0.1～0.2 mm的纯方解石或纯石膏颗粒，在0.1N的盐酸溶液中浸泡3分钟；然后用蒸馏水清洗样品，在60～70℃的温度条件下将样品烘干。将烘干后的样品缩分为5～8份，每份样品重300 mg。将缩分后的样品用⁶⁰Co产生的剂量为5、10、20、30、40、50、60、70、80krad的γ射线照射。将照射后的样品放入石英管，用ESR波谱仪测定样品的波谱曲线与信号强度。样品的ESR信号强度（I）与⁶⁰Co剂量呈线性相关关系或指数相关关系，相关直线或曲线在⁶⁰Co坐标上的截距（信号强度I=0）便为样品自形成以来所受辐射总剂量（Nd）（Henning et al.，1983；Wagner，1998）。ESR测年的另外一个重要参数是年辐射剂量（D），与样品放射性元素U、Th、K含量呈线性相关关系。可通过测定样品或环境中放射性元素U、Th、K含量，根据放射性平衡模式得到各元素放射性衰变对α、β、γ射线强度的贡献（Henning et al.，1983；Nambi and Aitkan，1986），计算年辐射剂量（D）。计算公式如下：

滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题

上式中，U表示放射性元素铀含量（×10^-6），Th表示放射性元素钍含量（×10^-6），K表示放射性元素钾含量（%）。在测定样品辐射总剂量（Nd）与年辐射剂量（D）的基础上，依据公式t=Nd/D，计算得出样品年龄（t），进而确定断层活动时期。

（3）热释光（TL）测年

热释光（TL）测年是从考古学发展起来的一种方法，目前已经成为第四纪沉积年龄和第四纪地质事件年代的重要测年手段。其原理是：物质加热至400～500℃，能发出一种光（热释光），再加热，光消失，即贮存的能量被耗尽。因为某些晶体矿物通过放射性元素能吸收一些能量，贮存起来，时间越长，吸收越多，主要吸收的是铀、钍、钾、⁴⁰K放射性衰变释放出来的能量，这样可测定岩石矿物生成或结晶时代和岩石矿物受热时代。当岩石矿物受到断层活动作用时，某些矿物有可能使原来的热释光能量全部退掉，重新积累能量。根据现在已知的能量大小可推断其受热事件的年代，即该晶体所经受的最后一次热事件至今的年龄。

热释光法测年范围可从几百年至约50万年，误差2%～5%，测年最佳时段为5万～10万年。样品采集对象主要为陶片、烘烤层、黄土及含大量方解石或石英颗粒的细砂或粉砂，样品要求新鲜的，最好从表层刨进去20～50 cm，并进行周围地质环境记录。因此，在条件许可情况下，在采集陶片、砖瓦、方解石、砂土等样品过程中，应把标本周围的环境物质一起取来进行分析（表3-1）。

表3-1 热释光法测年采样要求

（4）光释光（OSL）测年方法

尽管TL方法可测对象种类多，然而在遇到诸如沉积作用（或构造事件）中样品继承性的辐射效应能否消除，即何时才作为计算沉积地质样品的年龄起点等问题时，该类测年方法在应用理论和实验技术上均存在难以克服的困难。为此，基于沉积作用（沉积物）的光释光（OSL，Optically Stimulated Luminescence）测年技术开始产生并发展起来。OSL测年技术是由加拿大学者D.J.Huntley 1985年首先提出的，它为短期地质、气候、考古事件的年代测定提供了一种有效的技术手段。与TL测年技术不同，OSL测年技术的零点是阳光，因而从根本上克服了TL测年技术零点难以确定的不足，这大大提高了测年的准确性。利用OSL信号来测定沉积物地层的年龄时，地质样品应满足如下条件：①沉积物中的石英等矿物在搬运、沉积过程中曾暴露在阳光之下，即使暴露的时间很短暂；②这些石英等矿物OSL信号具有足够高的热稳定性，即在常温下不发生衰减；⑧沉积物沉积埋藏以来，这些石英等矿物处在恒定的电离辐射场里，它们所接收辐射剂量率为常数，这要求沉积层基本上处于U、Th、K封闭体系。只有这样，石英等矿物天然积存的OSL信号强度测量值才是自然样品所在沉积层的沉积年龄。

（5）¹⁴C同位素测年方法

¹⁴C同位素测年是晚第四纪研究中最常用的测年方法。在含碳质的生物死后，同位素¹²C、¹³C及¹⁴C的交换停止，这时¹⁴C按指数规律不断衰变，半衰期为5730±40年。含碳质的物质年龄越长，剩下的¹⁴C越少。¹⁴C方法所测得年龄可由4万年至几百年，现在最新技术可检测到12万年的样品。我国用¹⁴C年龄测定法所测得岩层的年龄最老的是5万年。

常用¹⁴C同位素测年方法测定与断层活动相关的沉积层含碳物质的年代，从而间接推知断层活动的年代。测定被错断的沉积层年代，可得知断层活动的下限年代；测定断层活动的相关堆积物（如断塞塘和崩塌楔等底部）年代，可得知断层活动的年代；测定没有变动的断层上面的覆盖沉积层年代，可得知断层活动的上限年代。¹⁴C样品包括各类有机碳和无机碳，样品采集量与样品中碳的含量有关（表3-2），对于年龄大于36000年或要求有较高精度的样品，样品采集量应为要求量的2倍。

（6）地质定年方法

滇藏铁路沿线部分活动断裂发育于第四系分布区，部分活动断裂位于基岩出露区。第四纪不同时期、不同类型的沉积层以及地貌标志可以在鉴别活动断裂、判别断裂活动时代方面发挥重要作用。例如，研究程度比较高的第四纪冰碛与冰水沉积层、第四纪湖相沉积层、第四纪泉华沉积、第四纪地貌面、河流阶地、河流沉积等通过区域研究和对比都有相应的时代归属，在不易取到年龄样品的情况下，可以直接通过研究活动断裂与这些沉积层和地貌标志之间的切割、覆盖关系，大致判别第四纪断裂的形成活动时代，为分析断裂活动规律、估算断裂运动速度提供重要资料。

表3-2 ¹⁴C同位素测年采样要求

三、活动断裂的分级

断裂带分级是区域地壳稳定评价需要考虑的重要方面之一。李兴唐等（1987）认为，产生大地震的活动断裂总是沿着近代活动的深断裂和新生代以来形成的深断裂和裂谷发育。如果没有深断裂，较完整的地块不会发生中强以上地震（Ms≥5）。断裂延伸越长，切割深度越大，断裂的规模、深度越大。断裂带岩石的粘结程度越高，所需要的形变应力越大，地震的震源规模和震级也就越大。因此，断裂规模和切割深度是控制地壳近代活动性、地震带的极重要的因素。许多工程地质和构造地质学家都重视深断裂与地壳近代活动性和地震的关系。

张文佑先生（1975）按照断裂的切割深度，将断裂分为4级，即岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂。在区域地壳稳定性评价研究中，断裂带分级的主要指标通常包括：断裂带的规模（断裂带的长度、宽度及其所涉及的构造层次等）、断裂带与该区不同级别活动地块的关系及其在地块活动中所起的作用。根据青藏高原东南缘的地质构造格局以及最新的活动地块划分方法，可将研究区的活动断裂划分为4级（表3-3）。构成一级活动地块边界的活动断裂带属于一级断裂带（岩石圈断裂），如雅鲁藏布江断裂带、红河断裂带。位于一级地块内部构成二级活动地块边界的活动断裂带属于二级断裂带（地壳断裂），如德钦-中甸断裂带、龙蟠-乔后断裂带、丽江-剑川断裂带和永胜-宾川断裂带等。位于二级活动地块内部的次一级活动断裂带属于三级断裂带（基底断裂），如丽江-大具断裂、松桂西缘断裂带和鹤庆东缘断裂带等。位于盆地内部的中小规模断裂一般属于盖层断裂。

表3-3 活动断裂的分级及其主要特征表

F. 工程地质学基础的课程中怎样鉴别活断层

一般钻孔的断层是对比出来的,根据邻井情况、区域地层情况，看本钻孔地层是否连续，是否和区域地层一致，是否和邻井地层一致，如果不一致，在哪个部位不一致，具体到深度多少米的地方，比如在X米深度的地方，上部与区域或邻井的地层一致，到X米处不连续，下部与区域或邻井其他地层一致，那么我们可以认为在X米处存在断层，与邻井或区域地层相比，本井X米深度处地层缺失或重复了多少就是断距。

• 工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。地质学的一个分支。工程地质学的研究目的在于查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质现象的措施，为保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用，提供可靠的地质科学依据。

• 工程地质学（engineering geology）研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的科学。地质学的一个分支学科。研究目的是查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响，提出防治措施，以保证工程建设的正常进行。

• 工程地质学产生于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。17世纪之前，许多国家成功地建成仍享有盛名的伟大建筑物，可是人们在建筑实践中对地质环境的考虑，完全依赖于建筑者个人

• 工程地质学

• 的感性认识。17世纪以后，由于产业革命和建设事业的发展，出现并逐渐积累了关于地质环境对建筑物影响的文献资料。第一次世界大战结束后，整个世界开始了大规模建设时期。1929年，奥地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》；1937年苏联的萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。50年代以来，工程地质学逐渐吸收土力学、岩石力学与计算数学中的某些理论和方法，完善和发展了本身的内容和体系。在中国，工程地质学的发展基本上始自50年代。

• 工程地质学主要研究建设地区和建筑场地中的岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质，控制这些性质的岩石和土的成分和结构，以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向；制定岩石和土的工程地质分类。由于各类工程建筑物的结构、作用、所在空间范围内的环境不同，所以可能发生的地质作用和工程地质问题也不同。据此，工程地质学往往分为水利水电工程地质学、道路工程地质学、采矿工程地质学、海港和海洋工程地质学和城市工程地质学等。工程地质学的研究方法有运用地质学理论和方法查明工程地质条件和地质现象空间分布、发展趋向的地质学方法；有测定岩、土体物理、化学特性，测试地应力等的实验、测试方法；有利用测试数据，定量分析评价工程地质问题的计算方法；有利用相似材料和各种数理方法，再现和预测地质作用的发生、发展过程的模拟方法。随着计算机技术应用的普及和发展，工程地质专家系统也在逐步建立。

G. 活断层的(名词解释)是什么基础工程书中

活断层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。争论的焦点主要是对“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。

(7)简述活断层鉴别方法2扩展阅读：

沿断裂面往往发育成泉水湖泊。断层处不宜兴建大坝等大型工程，易诱发滑坡等地质灾害。

地震是地球内部物质运动的结果。这种运动反映在地壳上，使得地壳产生破裂，促成了断层的生成、发育和活动。“ 有地震必有断层，有断层必有地震”，断层活动诱发了地震，地震发生又促成了断层的生成与发育，因此地震与断层有密切联 系。

地壳中的断层密如织网。断层从较小的破裂一直到上千公里的断裂带，有各种不同的尺度和深度，断裂带是多条断层 的聚合带。

与地震有联系的断层是活动断层，过去虽运动但如今稳定的断层叫休眠断层，或称为“死”断层。

H. 人类工程活动所引起的非自然性地震

由于人类工程活动所触发的地震，如矿山开采，采空坍陷，深井注水，水库蓄水等所诱发的地震，矿山采空坍陷与可溶岩的陷落所形成的微弱地震一致，故不再重复。

7.1.3.1 深孔注水地震

美国科罗拉多州的丹佛洛山矶军工厂使用深井处理废水，在井孔周围地区发生了一系列地震，从1962～1967年，发生三次震级为5～5.5级的地震。研究结果表明，是深井注水诱发的地震。科罗拉多州的兰吉利油田，采用向井内高压注水，进行第二次开采石油，引起微弱地震，1967年秋，美国地质调查所在油田设置了地震台网，开始对震中位置进行精确测定。在进行物理模型计算和现场实验基础上，作了控制地震试验，提出了最后结论，如果能在那里控制断层内的流体压力，也就能控制那里的地震。

1972年1月9日开始，武昌洪山区发生1.3级地震，2月8日至12日，连续发生了三次2级左右有感地震，此为发生在市区的浅震，影响较大，故进行了专门性调查研究，调查中了解到震中有感范围内，有一正在施工的深孔钻井，在全孔施工过程中，出现了130个地震小震群，形成两个密集时段。其余时间则比较零星分散。两个密集段的时间，正好与钻孔通过两个含水破碎带相吻合，由于遇破碎带钻孔循环水变小与突然无返水，为保证钻进，第一次漏水后，泵压增至2.04～2.55MPa，注入回水浆液达14600m³之多，泵压继续增至5.1MPa，注入浆液达38400m³之多时，地震进入第一密集时段序列，形成三次2级以上有感地震。通过第二含水破碎带，出现了地震第二密集时段，但因泵压降至1.02MPa后增至2.05MPa，注入浆液量在单位时间内也减小，故第二次地震密切时段序列的地震能量，较第一次小3.7倍，此孔于1972年5月27日提前关闭撤离，钻孔周围区域微小地震亦停止。终孔时全孔累计注入浆液近70000m³。这是高压向井孔注水注液引发地震的又一实例，井孔施工结束至今已36年，未再发生密集型微震序列。

7.1.3.2 水库诱发地震

深的井孔注水而诱发地震，说明其与一定的构造条件与岩性结构特性外，和水与水柱压力有密切关联，因而水库蓄水可能诱发地震，就成为广为人们所接受的共识，对其形成机理，除必须的地质背景条件外，还有与水有关系的下列几种论说:叠加的垂直荷载效应论;因渗水影响岩石物理力学特性的水理效应论;孔隙水压效应论;气爆说;渗水造成库边断裂带两侧水柱压差所形成剪切滑动说;以及鲜为人们注意的热弹性应力说。水库诱发地震的成因比较复杂，形成条件有差异，现象反映不同，不是某一单一因素影响。20世纪60年代以来，由于世界上已有百余座水库诱发了地震，其中有四座发生了6级以上的强震，给工程造成不同程度的损害。我国新丰江水电站，也因1962年3月产生6.1级地震使坝体产生裂缝，而受到高度关注。地震、水电、高校等科研单位进行了卓有成效的科研以探求其形成机理。1976年联合国教科文组织与大坝水库有关的地质现象工作组，通过8～41、8～42决议，要求坝高大于100m，库容大于1×10⁹m³的水电工程，其建成前的前期工作，须分阶段进行区域地质和新构造调查，进行历史地震分析，布置地震台网进行微震观测和其他长期观测，在工程投入运行前，必须有两年的观测资料。这些建议已成为一些国家的标准做法。我国水电工程在建设中的具体做法:前期工作采用地震地质法，即从宏观构造展布，所属构造体系与历史演绎，现构造主应方向与结构面属性，岩性、水文地质条件，水库因素情况，结合地震调查，活断层特性鉴别等进行类比，依据历史地震配合短期地震监测资料进行危险震级的评估。地球物理方法，是水电工程建成运营后出现水库诱发地震现象，进行补救性研究的一种措施。水库地震与水柱压力，活性断裂构造和硬脆岩性有关，但发现一些水库震例并无此必然条件，现列2008年前我国已知16例水库地震简况如表7.1:

表7.1 中国水库地震震例表

续表

7.1.3.2.1 这些水库地震所表现的特点:

(1)水库地震与岩性的关系密切。出现在喀斯特发育区与灰岩密切相关的计14个;出现在岩浆岩的断裂分布区，与花岗岩和火山岩有关的各1个;

(2)水库地震与水库蓄水水位之间有着明显的相关关系。水库蓄水不久就开始出现微震活动的8个;水库蓄到较高水位出现地震的4个;原有弱震、水库蓄水后地震频度加密的2个;降低库水位而诱发地震的2个;

(3)水库地震与库容大小的关系不显。库容大于100×10⁸m³的2个;大于10×10⁸m³的6个;大于1×10⁸m³的3个;大于0.1×10⁸m³的4个;小于0.1×10⁸m³的1个，以小于10×10⁸m³库容诱发地震的较多;

(4)水库地震与坝高的关系，有明显的相关趋势。坝高大于150m的3个。100～150m的2个，60～100m的4个。即坝高大于60m的9个。15～60m的5个。小于15m的2个。即坝高大于15m的14个，仅约为已建成坝高大于15m总数的0.1%。其中坝高大于100m的5座，占已建成蓄水坝高大于100m的29座水库的17%;

(5)这16个诱震水库的原地震区划，位于无震区的7个，弱震区的7个，强震区的1个，未判明的1个。水库蓄水所诱发的震级，强震1个，弱震8个，微震7个。微震型约近45%。坝高库容与震级的关系。除新丰江高坝大库诱发强震型地震外，其他水库的震级，与坝高库容无明显的相关性;

(6)在构造环境上，位于中新生代断陷盆地边缘的10个。其余与库区及其边缘有活动性断层通过有关。部分水库周边有温泉。绝大部分水库地震的震中，分布在库尾或库边周围。仅新丰江的强震震中距大坝1.1km。震源深度一般为3～5km。

7.1.3.2.2 这些水库地震的规律，从我国已产生水库地震的震例情况看，水库诱震是在岩性构造等特定地质背景条件下发生的，具有如下的规律性。

(1)水库中分布有透水性较好的岩层，或连通性很好的透水裂隙，易造成水向深处的渗漏。这种渗漏是处于封闭环境，无向下游和向邻谷的渗漏，只能向深部渗透;

(2)诱震所在位置的岩石，为近似均质的刚性岩体。主要为灰岩，其次为岩浆岩;

(3)位于构造上具一定活动特性的部位，如中新生代断陷盆地的边缘，不少震例处有温泉，或新的断裂活动较为明显。这些均表明，一些地区虽非新构造运动和地震强烈活动区，仍处于一定构造应力作用条件下;

(4)水库地震依附于原断裂构造所分布的部位。而且大多数出现在库边地带。这是由于断层两侧形成明显孔隙水压差，造成较大的应力差异;原断裂发生时使积聚应力释放，断层附近可能形成与之相抗衡的高应力区，前苏联戈尔诺给里亚地区的矿井距断层5～10m范围内，应力比其他部位高出2～3倍;水库渗水形成水理和孔隙水压效应引起主应力的相对增加。三者部分或全部叠加，易形成超过阻抗岩体强度的高应力而产生突发性破裂形成地震;

(5)震源的断裂带具有阻抗应变的特性。表现为断层交会带、切割错动点、断层拐点或断裂尖灭端等处，具阻抗变形的特性。

7.1.3.2.3 水库地震的必须条件但非必然。

从丰富的论文信息中，探求水库诱发地震诸多因素中的必须条件，但却非必然的发展，这要求在水库地震形成机理研究中，在非常活跃的思路上，要坚持唯物辩证观，在继续作理论上扩展时开拓新思维。现按一些论文中论述较多的六个方面的相关因素进行讨论。

(1)坝高与库容。众多学者对大坝与水库的技术指标、地质背景条件与水库诱发地震的相关关系，作了统计分析，得出坝高与库容，是诱发水库地震的最明显因素，现全世界已有200000多座水库，诱发地震的100座左右，仅为0.05%，我国80000座水库，诱发地震的已知16座，仅为0.02%，其概率是较低的。但坝高大于100m诱发地震的概率为17%。新丰江发生6.1级具破坏性强震，所以高坝大库的诱发地震，引起人们的重视，强调在工程前期进行周详的水库地质调查。但坝高大于50m，库容5×10⁸m³左右，水库诱震震级4级以上的有2座，而宜都邓家桥水库，坝高仅12m，库容只有0.0035×10⁸m³，威宁草海坝高2m，库容0.9×10⁸m³，均发生3级左右诱发地震，说明库容与坝高不是诱发地震的必然发展结果;

(2)地质构造。众多学者强调水库诱发地震与活断层的关系，特别是通过水库，又有渗漏特性的活断层，是诱发水库地震的必要条件，但有不少实例说明，坝与水库建在活动性大断层上，却未诱发地震。如鸭绿江上的水丰和云峰两个大型梯级水电站，其水头90多米，库容100×10⁸m³多，位于具继承性活动的鸭绿江地堑断裂带上，其断层泥宽达70多米，破碎带宽80～100m，但蓄水后无水库地震发生。又如广西澄碧河水库，位于有名的右江活动性深大断层带上，在断陷盆地的边缘，虽长300km多的右江断裂带上频繁出现地震活动，但三十多年来澄碧河水库及其附近却异常平静。广西灵山水库，建在300km多长的南丹-马山-灵山的大断裂带南端，1936年灵山产生6.75级的强震，1958年产生5.7级地震，在南丹九圩发生烈度为Ⅴ度的放大区，但灵山水库建成后也没有发生诱发地震。已诱发地震的水库，如乌江渡和湖南镇，其诱震区域无大断裂展布，也无活动性断裂，主要沿库边的小断层、裂隙、节理与溶洞发生。而横切河谷的大断层未产生诱发地震。在俄、美也有类似情况;

(3)地震活动性。一般认为区域地震活动性高的地区，诱发地震的可能性就大。还认为诱发地震的最高震级，不可能超过本地区构造地震的最高震级。但最高地震震级是依据全国地震烈度区划图确定的，而地震烈度区划图，是把图中划定区域的历史最高震级作为一个地区构造地震的最高震级。从地球演进观点考虑，有些地区显然是不适当。如新丰江水库地震，建坝前给定的基本烈度为Ⅵ度，水库蓄水后诱发了Ⅷ度地震，突破了给定的基本烈度值。1976年唐山发生7.8级地震，大大突破了历史上的最高震级。2008年5月12日的汶川8级大地震，亦超过历史上的最高震级，因此研究水库诱发地震时，以该区历史地震的最高震级作为水库诱发地震的最高震级，没有什么实际意义。地震烈度高的地区，地震活动性也相应较高。但地震活动性高的地区也不一定就易于诱发地震。在印度和巴基斯坦等国，沿喜马拉雅山建了十多座坝高超过100m，库容大于10×10⁸m³的大水库，这些水库都处在高地震活动区，每座水库附近都曾发生过7级以上的构造性地震，但蓄水后却没有一座诱发地震。相反，在低地震活动性地区有的水库却诱发地震。可见区域地震活动性与诱发地震之间无必然性联系;

(4)岩性条件。表7.1所列我国已知水库诱发地震16例中，发生在可溶岩中的14例，与酸性岩浆岩有关的2例，岩性特点是硬脆均一。有成岩缺陷的砾岩、砂岩、泥岩、页岩等，以及由它们变质所形成的变质岩，似不易诱发地震。云贵高原，是可溶岩分布最广的地区，在可溶岩区所建众多水库，除乌江渡水库外，其余众多水库并未诱发地震，所以不是所有可溶岩地区修建水库必然会诱发或大或小的地震;

(5)渗漏条件。山区水库，大多基岩裸露，特别可溶岩与岩浆岩地区，库水可直接通过基岩中的水力通道渗漏，并能保持一定的水压力，因而有利于诱发地震;

(6)应力状态。是研究应力时、空、态特征，应力值大小。已发震水库的一些资料表明，其最大水平主应力值为10MPa、20MPa、30MPa，最小水平主应力为数至10MPa多，这样的应力水平许多地区都可达到，所以有人认为，发震与应力值的高低无关。更多人注意到应力主轴空间方位的分布;最大主应力σ₁是垂直的，中间主应力σ₂与最小主应力σ₃是水平的，认为是发生正断层的倾滑应力环境，这种状态下的水库水体荷载有利于诱发地震，已有水库诱震震原机制解属于这一类型。如σ₂是垂直方向，σ₁、σ₃是水平方向，认为是发生走滑性平推断层的应力环境，有相当数量的水库诱发地震震源机制解属于这一类型。如σ₃是垂直方向，σ₁、σ₂是水平方向，认为是上冲性的逆断层环境，一些水库的详细观测表明，逆断层机制的诱发地震占有相当数量。有些人认为，逆断层应力环境下，水体荷载增大了断层面上的正应力，起到稳定断层的作用，从而抑制了地震活动。并举出巴基斯坦的塔贝拉和我国台湾的曾文水库等例子，在水库蓄水后，地震活动反而减低。因此认为逆断层环境不利于诱发地震。逆断层应力环境下的水库诱震与应力变化后低序次应力状态有关。因此很难断定一定不可能诱发地震。

7.1.3.2.4 水库地震成因

水库诱发地震的理论与成因思路比较活跃。

(1)水库蓄水诱发了积累在地壳中的初始应力释放，初始应力包括构造应力与自重应力，构造应力中含原地形受剥蚀刻切后，形成水平应力残存增高的富集现象，成了岩体中被称为构造残余应力的应力值;

(2)水库水体所起的补充应力作用;

(3)地下水位以下，岩体成为固液相的两相物质，岩石的孔隙水压增加;

(4)岩体中束缚水压缩气体，发生气爆，如盲断层裂隙中的情况;

(5)大的洞穴坍陷，涵洞室中被封闭气体压缩爆炸;

(6)沿断层裂隙产生液压应力变化;

(7)地下水沿小断层或裂隙渗漏，使岩体产生物理或化学作用，如软化、润滑、膨胀、收缩等，产生各种变形;

(8)地下水压在硅酸盐岩类岩石裂隙端部产生腐蚀作用;

(9)岩石产生固结与压密或扩容调整，在达到新的平衡过程中产生爆裂，形成地震;

(10)库区地壳形变引起附加应力;

(11)水在地壳中引起温差应力。

所有上述思路，建立在高的地应力，在水体的附加应力作用下，引起岩体破裂使储蓄能释放而诱发的地震，水体的作用含有在天然应力场条件下，叠加的附加应力，对岩体产生理化效应所引起的岩体力学性变化与受力状态的调整等，均从三维正应力应变规律研究，可喜的是也有注意到岩体收缩与热弹性温差应力是诱发地震应力的思路，可惜对这一反应力应变域情况只打了擦边球，未有深入发展性研究。

I. 新构造与活动构造调查与研究

一、内容概述

新构造与活动构造研究在国家重大工程及重要城市群与经济区带的地壳稳定性评价、中国主要活动构造区带的新构造运动与构造地貌演化过程研究和中国大陆主要活断层及相关地震地质问题调查等方面做出了显着成绩，取得了一系列成果，为国家重大工程建设、重大地质灾害预警和国土规划等提供基础理论和依据。

1.主要成果

1）先后完成了青藏铁路、南水北调西线、西气东输、滇藏铁路和大瑞铁路等沿线区域的活动断裂勘察及地震地质调查研究工作，为国家重大工程的设计施工提供了重要依据，也为相关区域的地壳稳定性综合分析与评价提供了重要的基础理论支撑。

2）完成了中国及其西南地区活动构造体系框架研究，并编制完成了1∶150万中国与西南地区活动断裂与活动构造体系纲要图。

3）开展了龙门山构造带及其邻区新构造与活动构造及其灾害效应综合调查研究工作，为指导灾后重建以及该区地壳稳定性综合分析评价工作提供了重要理论支撑。

4）开展了玉树地震灾区同震地表破裂填图、活断层调查与古地震调查研究工作，填绘了1∶1000比例尺的玉树7.1级地震地表破裂分布图，并初步恢复了玉树断裂带的全新世古地震活动历史，为综合分析评价该区未来的大地震活动趋势和指导灾后重建提供了扎实可靠的基础数据。

5）开展完成西藏亚东-谷露裂谷及青藏高原腹地活断层和全新世古地震综合研究，定量估算了高原地区第四纪活动正断层的活动速率，建立了该区典型近南北向正断层的全新世古地震活动序列，并初步归纳了该区的断裂活动规律及其控震作用特征，为进一步深入认识和总结板内正断层的控震机制提供了重要基础数据。

6）通过开展华北及首都圈地区新构造与活动断裂综合研究，初步建立了华北地区新构造变形的运动学模型，从活动构造角度提出了华北现今地壳变形与青藏高原向东挤出作用之间的动力学成因联系。

2.主要研究领域与方向

1）新构造与构造地貌调查与研究：以新生代盆地和山脉为研究对象，开展盆地沉积充填历史和构造变形的研究，恢复盆地演化历史。运用构造地貌研究方法，重塑晚新生代以来新构造运动与构造地貌过程。

2）活动断裂与地震地质研究：利用不同分辨率的遥感影像资料，解译活动断裂，野外调查活动断裂断错地貌，确定断裂活动速率；利用探槽揭示技术，研制主要活动断裂的古地震遗迹，确定强震复发周期。同时综合开展活动构造体系及其控震规律研究。

3）第四纪地质年代学研究：运用新构造年代学方法（Ar-Ar，FT，ESR，OSL，U系、宇宙核素等），开展断错地貌的年代学研究，确定新构造变形的时代和构造地貌隆升过程。

4）新构造应力场模拟：利用野外调查和地应力测量结果，开展构造应力场模拟，确定现今构造应力场、位移场特征。

5）断层活动性监测与地形变测量。

3.技术方法优势

1）拥有新构造与第四纪地质和活断层与地震地表破裂野外填图技术；

2）拥有光释光（OSL）、碳-14和电子自旋共振（ESR）年代学实验室，正在积极组建裂变径迹（FT）和U系年代学实验室；

3）掌握构造应力场数值模拟技术与方法，可开展活动构造区带现今地应力场的二维和三维数值模拟研究；

4）古地震鉴别技术：主要包括古地震事件的野外识别和探槽开挖与鉴别等；

5）活断层遥感解译与综合识别技术：可通过不同分辨率的遥感影像资料快速确定区域主要活动断裂带的空间展布及其主要活动特征；

6）地形变观测技术：包括利用高精度的差分GPS技术和InSAR（雷达干涉成像）技术对活动断裂带的现今活动性进行综合观测；

7）断裂现今活动性的微地震监测技术：拥有微地震观测仪50 台，可开展跨活动断裂带的微地震综合观测与研究；

8）活动构造空间数据库技术：初步搭建了西南地区活动构造空间数据库，可实现活动断裂与地震信息的快速查询与分析功能，可为活动构造体系及其控震作用研究提供重要的技术支撑。

4.当前科研规划及主要目标

1）中国主要强震区带的新构造、活动断裂与地震地质综合调查与研究；

2）中国东部隐伏区和重要经济开发区活动断裂调查与探测；

3）编制中国活动构造体系图；

4）活动断裂探测的新技术和新方法研究。

二、应用范围及应用实例

项目成果在青藏铁路、滇藏铁路、大瑞铁路、南水北调和西气东输等国家重大工程建设中得到高度重视，为工程选线、设计与施工等提供了重要决策依据和参考，产生了非常显着的社会经济效益。同时，沿首都圈、华北地区、南北地震带以及其中的龙门山构造带、玉树断裂带、西藏亚东-谷露裂谷和理塘断裂带等我国重要活动构造区带取得了一系列活动断裂与地震地质方面的基础研究成果，在指导相应地区的地震地质与地震预报工作部署和大震灾后重建工作方面都发挥了十分重要的科技支撑作用。

三、推广转化方式

新构造与活动构造领域调查研究成果的推广转化方式主要是发表论文专着、会议交流、人员培训等；曾组织国内交流会议1次，组织开展国内人才培训会1次，参加国内外会议5次。

技术依托单位：中国地质科学院地质力学研究所

联系人：吴中海

通讯地质：北京市海淀区民族大学南路11号

邮政编码：100081

联系电话：13681247834

电子邮件：[email protected]

J. 断裂（层）及其活动性调查

活动断层的定义随不同国家与地区及不同学者而有所不同。目前学界尚无统一标准。断层的活动具有时代性的消长，我国地质学界和工程地震学界普遍认为，活动断层是指晚第四纪以来有活动的断层。但由于各地区的地质环境不同，研究程度不同，各学科的研究目的和研究方法不同，使得国内外学者对活动断层的含义和时限认识也不尽相同（徐锡伟等，2006；景彦君等，2009）。

断裂构造可能会成为CO₂泄漏通道，需要对断裂构造的特征进行调查。如存在活动断裂，可能会引起地层断裂、诱发地震的危险，对CO₂地下储存库危害较大，因此必须开展断裂及其活动性调查。

（一）断裂调查

1.调查方法

采用大、中、小构造相结合，遥感解译与实地观察相结合的方法，首先确定断层是否存在，然后进一步收集有关资料。当已知或怀疑有断裂时，所需的调查应包括地层和地形分析、大地测量和地球物理调查、槽探、钻孔、沉积物或断层岩的年龄测定、当地的地震调查和任何其他用以弄清运动最近发生时间的适用技术，对在照片上由遥感成像显示的一切线性地形特征等，均应进行足够详细的调查，以解释它们的成因。

断层证据主要有：

1）地貌标志（断层崖、断层三角面、错断的山脊、水系、泉水的带状分布等）；

2）构造标志（线状或面状地质体的突然中断和错开、构造线不连续、岩层产状急变、节理化和劈理化窄带的突然出现、小褶皱剧增以及挤压破碎、擦痕等）；

3）地层标志（地层的缺失或不对称重复）；

4）岩浆活动和矿化作用（岩矿、矿化带或硅化等热液蚀变带沿一条线断续分布）；

5）岩相厚度标志（岩相和厚度的显着差异）。

2.调查内容

1）断层两盘的地层及其产状变化；

2）断层面产状（直接测量、根据断层“V”字形法判定，借助于伴生构造判定）；

3）断层两盘的相对运动方向（主要根据两盘地层的新老关系、牵引褶皱、擦痕、阶步、羽状节理、两侧小褶皱、断层角砾岩等）；

4）断层破碎带的宽度；

5）断层岩类型；

6）断层的组合形式（如正断层的地堑和地垒、阶梯状断层、箕状构造、逆断层的单冲型、背冲型、对冲型、楔冲型、双冲构造）。

（二）断裂活动性鉴定

1.断裂活动性鉴定对象

断裂活动性鉴定的对象是“主要断层”，一般是指：

1）区域地震构造图上有标示的区域性断层；

2）长度大于10km或大于15km的断层；

3）对其活动时代的认识有分歧，并且可能影响到场地地震危险分析结果的断层；

4）晚更新世以来有活动迹象的断层；

5）通过场址区并且与工程场址区安全性评价相关的断层；

6）与破坏性地震特别是M≥6级地震在空间位置上相关的断层；

7）与现代小震密集活动或条带状分布相关的断层；

8）可能延伸到近场区内的活动断层；

9）指向工程场地，并且可能对工程场址区安全性评价有所影响的断层。

2.活动性鉴定内容

1）断层的活动时代。断层活动时代的鉴定是判定该断层是否是发震构造，是否对场址区拟建工程产生重要影响，不能改变路由的管线工程是否采取相应的抗断措施的主要依据。

2）断层的活动性质。对于活动断层而言，其活动性质是划分相关潜在震源区并确定其震级上限的重要依据。潜在震源区范围与边界的确定，与活动断层的性质（包括产状）密切相关。在近场区发震构造评价工作中，应通过野外现场调查或采用成熟技术方法的探测，查明活动断层的活动性质，鉴别出正断层、逆断层、走滑断层、正－走滑断层、走滑－正断层、逆－走滑断层、走滑－逆断层等。

3）断层的运动特性。断层的运动包括“蠕滑”和“黏滑”两种特性。以地震的方式释放的能量往往只占活动断层应变积累的一部分。

4）断层分段性。断层的分段性是确定相应潜在震源区边界及其震级上限的主要依据。断层的分段性研究包括活动性分段和破裂分段两方面的内容。

活动性分段主要包括活动时代与活动性质分段。断层活动时代的差别是断层分段性活动最为显着的标志，在调查中，应当首先加以鉴别，判定“活动的段落”和“不活动的段落”。对于活动的段落，还应视工程的需要和可能性，进一步对其最新活动时代以及活动性质的差别加以细分。

破裂分段是一项难度很大，专业性更强的具有研究性的工作。由于它具有较大的不确定性，只有在工程必需的情况下，可进行专题性研究。

3.活动断裂调查鉴定技术

对目标区内的活动断裂进行详细探测和定期观测，调查其规模、性质、方向、活动强度、特征、地貌地质证据及其活动规律，并初步评价各活动断层的地震危险性。调查过程中应安排槽探、浅井工作，必要时施以地球物理勘探等手段，并采集样品进行地质年代测试。

我国活动断裂调查及研究方法研究较为成熟，调查研究技术手段有地球化学异常、地球物理异常等，并且尝试给出最佳的组合方法。邓起东等（2007）指出小间距钻探和槽探是研究断层新活动的有力手段，可以揭露活动断层最新活动和古地震错动历史的最好技术，并且中国地震局《活动断层探测（DB/T15—2009）》中给出了槽探、钻孔探测的精度适用范围及技术要求，《工程场地地震安全性评价》（GB17741—2005）也介绍了活动断裂调查鉴定技术。

1）进行主要断层活动性鉴定，应以地质地貌学的调查分析方法为主。在进行地质地貌调查与分析时，应注意：

①宏观人手。如断层所在地区的新构造活动背景、断层与第四纪新地层的关系、断层与地貌面的关系、断层的构造地貌特征等。

②微观取证。仅根据宏观现象说明断层的活动性是不足取信的，应选择典型地段和典型部位，通过现场调查，获得断层活动性确切的地质地貌证据。

③精细分析。对于活动断层，应采用断层地貌分析、断层活动性参数确定、古地震探槽、活动性分段、活断层填图、新年代学测定等多种技术方法进行现场调查取证，必要时进行活断层填图，详细鉴定其活动性；

④综合判定。应综合地震活动性、现代构造应力场等不同学科的资料，综合断层活动性的宏观及微观资料，进行断层活动性的综合判定。

2）断层最新活动时代的鉴定，在很大程度上要借助甚至依赖于新年代学测定技术。年代测定方法选择上应因地而异，有所侧重，同时又尽可能采用多种方法进行综合测年。一般来说，对有第四纪地层出露的地区，可采用放射性碳（14C）法、释光法、孢粉分析法；对基岩地区的断层泥的测年可采用释光法、电子自旋共振（ESR）法、钾－氩（K-Ar）法和电镜（SEM）扫描法等。

3）在覆盖区，已有资料不能确定已知主要断层的活动时代时，应选用地球物理、地球化学、地质钻探和测年等手段进行勘查。隐伏断层的活动性鉴定一般应遵循以下步骤：

①进行隐伏断层位置的初步探测。根据航、卫片判读和已有的地质、地貌、化探、物探、钻探资料进行综合分析，初步推测断层的位置、延伸和展布形态，然后选择适宜的探测手段，布置探测路线。

②进行隐伏断层的综合探测。在初步推测出断层的大体位置后，进一步按照先粗后细的原则，选择合适的物探或化探方法，初步确定断层位置。再进行浅层物探，如浅层地震勘探、地质雷达等，以查明隐伏断层的确切位置和断距。

③根据具体情况进行钻探和槽探，进一步帮助确定断距、断面、断错地层及上覆地层，并采集合适的样品，综合分析其活动性。