活断层的工程地质研究课件.ppt

這些活動區或活動段落又會變為活動微弱或不活動，而另外一些微弱活動或不活動的區段又轉化為強烈活動區段，表現為強烈活動區段發生了遷移。查明活斷層活動性的時空不均勻性，研究古地震事件的群集期(活躍期)和平靜期的交替以及劃分活動性不同的區段，並判定其遷移過程，才能較準確地判定強震復發間隔，為地震危險性分折提供合理參數。只有這樣才能提高區域穩定性評價、地震危險性評估及概率分析水準。近年來，我國許多橫跨活斷層揭露出的大量古地震事件的研究表明，在全新世內活斷層的活動速率也有明顯變化，表現為快速滑動與緩慢滑動。活動階段與靜止階段相交替的間歇活動特點。這一特點和我國長期歷史地震記錄所表現出的地震活動分期分幕、有活躍期與平靜期的特點相一致。古地震事件的群集期代表活躍期而分佈稀疏期則代表平靜期。圖4—30給出了青藏高原內部及其邊緣、甘新一帶、華北三個地帶的16條活斷層上12000a以來的古地震事件在時間上的分佈情況。由時間序列圖可以看出以下的一些有實際意義的情況。1．青藏高原區10條活斷層(圖4—30中的No．2—11)共揭露出51次破裂事件，總計平均重複錯斷間隔為2100a.2．不同活斷層上錯動事件在時間分佈的組合方式方面是多種多樣的，大致可分為三種類型，即：單發式、群發式和混合式。每隔較長時間間隔發生一次強大事件且時間間隔比較均勻一致的為單發式。例如郯廬斷裂中段沂沭斷裂和新疆二臺斷裂都是每隔3000一3500a發生一次強烈事件(地震震級8級左右)。由於這些地塊是相互鑲嵌的而且它們的結構及受力狀況不均一，地塊間的相對擠壓、拉張和剪切錯動就構成了這些大小地塊和斷塊之間的斷層活動，呈現出相當複雜的情況。除了這些活動斷裂的不同段落有不同的活動方式，由於它們相互間的聯繫，構成網路狀，各斷層的活動往往不是孤立的，而是相互牽制、相互調整和相互轉換的。一條活斷層的終端點是要以各方式轉換為另一種形式的活動，以調整地塊運動所造成的地殼拉張，縮短和扭曲。研究活動斷層相互轉換的狀況，對了解現代構造應力場、認識地震活動規律有重要的意義。按斷裂的主次關係又可將活斷層分為主斷層(mainfault)，分支斷層(branch，fault)和次級斷層(secondaryfault)。次級斷層從平面上看來與主斷層無關，實際上在剖面上它仍屬主斷層的分支，對於逆斷層來說主要產生在上升盤，而對於正斷層來說則主要產生在下降盤(參見圖4-6和圖4-7)，而走向滑動斷層則很少有次級斷層伴生。斷層類型不同由主斷層中線到分支和次級斷層帶外緣的寬度也各不相同。走向錯動斷層為最窄，逆斷層為最寬。根據已有地表錯斷的實際觀測資料，各帶的寬度如表4-1。活斷層活動的兩種基本方式是粘滑與穩滑。粘滑錯動是間斷性突然性發生的。在一定時間段內斷層的兩盤就如同粘在一起(鎖固起來)，不產生或僅有極其微弱的相互錯動，一旦應力達到鎖固段的強度極限，較大幅度的相互錯動就在暫態之內突然發生，鎖固期間積蓄起來的彈性應變能也就突然釋放出來而發生較強地震。這種瞬間發生的強烈錯動間斷的，週期性的發生，沿這種斷層就有週期性的地震活動。穩（蠕)滑的錯動是持續地平穩地發生的。由於斷層兩盤岩體強度低，或由於斷層帶內有軟弱充填物或有高孔隙水壓力，在受力過程中就會持續不斷的相互錯動而不能鎖固以積蓄應變能，這種方式活動的斷層僅伴有小震或無地震活動。有些斷層則兼有粘滑與蠕滑。這三種方式的錯動位移隨時間的變化如圖4-9所示。近年來，一些研究者注意到了粘滑型斷層在大震前後一段時間內在震源區及其週邊的蠕滑現象。1976年唐山地震前後的一些宏觀現象，如井壁坍塌變形，沿八寶山斷層地下水位的變化、河北省中部的井噴現象等，都可能與深部斷層的蠕動有關。據唐山地震區地形變資料反演求得的震中區8km-6km的地帶內，於1969-1975年發生了走滑錯距為104cm的無震蠕滑、走向和傾向滑動的平均速率分別達18.6cm/a和1.4cm／a。我國大陸內部還有一種特殊的反映斷裂蠕動的構造形式：因地殼塊體或斷裂帶蠕動，導致在地面產生一系列微型破裂構造，一般稱為地裂縫(groundfissure)或“地裂”現象。典型代表有西安地裂縫。當然地面裂縫有多種成因，外生的地裂分佈是比較廣泛的。但上述的地裂現象不受地貌、土質和水文條件影響而廣泛分佈在大範圍內，與區域構造方向和區域應力場方向協調，表現出有統一的受力方向，反映出它們可能是一種大範圍構造活動或深部斷裂的蠕動而引起的地表蠕裂現象。西安地裂縫就被認為是由於渭河斷陷南側的長安臨潼斷裂的張性蠕動，為厚達一千餘米的第四紀土層提供了潛在臨空面，在自重應力場作用下