《活动构造研究》PPT课件.ppt
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1、地震工程地质 第三章 活动构造研究10/27/2022地震工程地质提纲n地质地貌法n陆地卫星图像的应用n地壳变形测量资料的分析n古地震研究n现今构造应力场研究10/27/2022地震工程地质地质地貌法n概念:现今正在活动的构造称为活动构造。n由于构造活动发生的时间较新,产生地壳形变过程中遭受到水流、风、海水等外营力作用的时间较为短暂,因而变形的有关标志在地表形态上反映清楚,保存完好。n抬升的山区,以地貌标志最为明显;在沉降的平原地区,不仅地貌标志显著,而且在沉积物方面也有明显的反映。10/27/2022地震工程地质n山体位于断裂带的相对上升盘n山麓位于活动断裂带的相对下降盘地质地貌法 上升山区
2、的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质1.洪积锥和洪积扇 干旱和半干旱地区的山地河流流出山区谷口地段,由于地形坡度突然减小,地形开阔,流速减慢,水流分散,从而使得河水搬运能力迅速降低,把从山区所修带的大量砾石和泥砂沉积下来,形成一种扇状堆积体,这种地貌形态称为洪积扇,规模较小的称为洪积锥。地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质n湿润地区也有类似的堆积地貌,与干旱地区有所不同:n干旱地区仅在降雨时期,河谷内才有洪水,一般情况下河谷内几乎没有水流,组成洪积扇的堆积物都是由于洪水搬运堆积的,所以堆积物
3、成因类型是洪积物n湿润气候下,经常有流水,堆积物中,一部分是由常流水搬运和沉积的,属冲积成因类型,但大部分也是洪积物,形成的扇状地貌为冲积洪积扇,规模较小的为冲积洪积锥。地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质n洪积扇(或冲积洪积扇)组成物质的颗粒大小分布有一定规律:n山口附近,即洪积扇顶部,粒径较大,为砂砾石组成,n随离出口距离的增大,向山麓方向粒径逐渐变细n洪积扇边缘地带,为砂质粘土层,通常为地下水溢出地带,低洼的扇前地带形成沼泽带地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质n随着山体不断上升,山麓地带相对下降,洪积扇定点不断向山麓方向迁移n
4、较早形成的洪积扇受到河流深切作用,破坏早期洪积扇,孕育新的洪积扇n如山体抬升幅度较大,早期洪积扇边缘就会形成新的洪积扇,形成串珠状新、老洪积扇。地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质2.河流阶地地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质n河流阶地基本特征n在一条河流的同一河段,同时期在河谷两侧形成的阶地,在物质组成和形态特征上应当是一致的;n如果有断裂带横切河谷且上游一侧为断层上升盘,下游一侧为下降盘,则同一级阶地在
5、上游的高度较一般正常情况下要高得多;n如果活动断裂带沿河道分布,则同一河段两岸阶地的高度不同,上升盘一侧较高,下降盘一侧较低,形成不对称河谷阶地n可以通过河流阶地的变化来反映有关断裂活动情况地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质河流阶地错断变形河流阶地错断变形断层错断阶地的实例是屡见不鲜的,它既表现为阶地的垂直位错,也有水平位错(图7-6)。在实际工作中,阶地垂直位错较容易鉴别,表现为同一级阶地的高度变化,而水平位错就难以辨认,需要进行阶地填图和沉积物的年代测定后才能确定。图图7-6新西兰怀奥海因河阶地错断新西兰怀奥海因河阶地错断10/27/2022地震工程地质3.
6、断层三角面山坡 山体和山麓之间的山坡地形多呈缓坡(或坡度稍陡)连续相接。但是,当沿山坡有活动断裂通过,且山体处在断裂带的上升盘时,就常常保存有陡崖面,亦即主要断裂面,有的甚至还保留有沿段层面滑动的擦痕。对于近代新轰动上升叙述、幅度较大的断裂带,其在山坡上形成的陡崖面常因收到山区河流的继续深切和旁蚀而呈三角形,称为断层三角面坡。地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质4.夷平面往往还保存有多期成层的不同高度的夷平面地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质断断层三角面和断三角面和断层线崖崖断断层活活动形成断形成断层崖后,受横穿断崖后,受横穿断层崖
7、的河流侵崖的河流侵蚀,完整的断,完整的断层崖被切割成崖被切割成许多三角形的断多三角形的断层崖,称断崖,称断层三角面(三角面(图7-2)。有)。有时断断层(正断(正断层或平移断或平移断层)直接切割山嘴,也能形成断)直接切割山嘴,也能形成断层三角面。三角面。断断层三角面和断三角面和断层崖面的坡底崖面的坡底线就是断就是断层线,这里能里能见到断到断层破碎破碎带。如果。如果组成断成断层崖和断崖和断层三角面的三角面的岩石很岩石很坚硬,或者断硬,或者断层崖形成的崖形成的时代很近,断代很近,断层三角面和断三角面和断层崖就崖就较清晰,坡底清晰,坡底线和断和断层线重合。如果断重合。如果断层崖形成崖形成时代久代久远
8、,在外力,在外力长期剥期剥蚀下,断下,断层三角面就成三角面就成缓缓的山坡,山的山坡,山边线向山地方向后退并和断向山地方向后退并和断层线有一定的距离(有一定的距离(图7-2中的中的3和和4)。)。图断断层崖的演化崖的演化1断断层刚发生,形成高大的断生,形成高大的断层崖;崖;2断断块山地被剥山地被剥蚀降低,断降低,断层崖被侵崖被侵蚀成断成断层三角面;三角面;3三角面三角面进一步降低、后退,形成一步降低、后退,形成圆浑的山嘴,山嘴已距断的山嘴,山嘴已距断层一段距离;一段距离;4断断块山地被夷平,断山地被夷平,断层三角面消失三角面消失10/27/2022地震工程地质5.水系的变化n以上均为断裂垂直位移
9、的标志n可利用水系变化来判定水平位移地质地貌法 上升山区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质(1)曲流、沼泽和湖泊n下沉的平原或盘地区,地面的坡度平缓,河流的河床坡度也相当平缓,常形成自由曲流。n在沉陷中心或断裂带下降盘沉降幅度较大的地段常出现沼泽和湖泊。地质地貌法 下降地区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质(2)第四纪堆积层的岩相和厚度n沉降平原区继续下沉,则较老的河湖相沉积层之上将为新的河湖相沉积物所覆盖n沉降平原区之下有隐伏的活动断裂带存在,且断裂带的两侧上升幅度不同,则上升盘一侧沉积层较薄,下降盘一侧沉积层较厚地质地貌法 下降地区的地质地貌特征10/27/2022
10、地震工程地质nATTENTION 地质地貌标志的分析,必须把构造运动所产生的形变与气候等非构造因素变化的影响区别开来地质地貌法 下降地区的地质地貌特征10/27/2022地震工程地质n上升山区的地质地貌特征n洪积锥和洪积扇n河流阶地n断层三角面山坡n夷平面n水系的变化n下降地区的地质地貌特征n曲流、沼泽和湖泊n第四纪堆积层的岩相和厚度地质地貌法 小结10/27/2022地震工程地质n地球资源卫星图片是在卫星轨道高度上,接收到的地表及地表以下一定深度的各种物体反射太阳电磁波谱特征的记录n不同物体反射太阳电磁波辐射能存在差异,构成了各种图像信息n根据图片上的色调特征信息和图形特征信息的差异,可识别
11、地质体和地质现象的属性陆地卫星图像的应用 基本概念10/27/2022地震工程地质10/27/2022地震工程地质n俄罗斯火山喷发图片n瓦努阿图火山喷发 10/27/2022地震工程地质n海地地震卫星图片10/27/2022地震工程地质优点:n视野开阔 一张1:100万的像片,相当于185*185平方公里的面积n信息多n透视性好n重复成像n线性图像清晰陆地卫星图像的应用 基本概念10/27/2022地震工程地质1.线性图像研究在地震分析中的意义n其线性特征通常是各种地表线条电磁波信息在遥感图像上的显示,线性特征往往受断裂构造控制,有的本身就是断层和破裂,有的是褶皱排列、岩石露头、植被、水系、运
12、河或铁路等n我国很多强震发生在活动的深大断裂带内,活动断裂在图像上呈线状构造,其色调、图形和阴影呈线状。陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质p概括:p线形粗、延伸长则为深大断裂面p规模小、连续性差、区域分布密度大、有多种排列方向则为局部破裂带p水系格局、地下水及湖海岸等变化则是活动构造运动的动态表现陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质2.线状图像的分类n压性断裂 以线形平行排列为主,顺走向延伸长而稳定,规模较大n剪切性断裂 呈平直线状,延伸直而远,有时呈雁行排列n张性断裂 呈直线或锯齿状追踪现象,延伸不长n张剪性断
13、裂 有直线形及一长一断的折线或帚状弧形线,其两盘有明显错位,延伸长短不一陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质n在卫星图像中,活动断裂构造常常是根据线形图像附近的地貌标志来进行判别的,常用的标志有:n水系与山系呈明显的不协调,线形负地形(如河谷、陡崖等)常排列成行,呈线状延伸,平直的河谷切穿了一系列山脊和横向谷地;n山脊和山谷的延伸方向被错断;n沿线形特征两侧岩层产状(走向)、褶皱轴有截然不同的变化;n山区与平原的交界线呈线状延伸,多为断裂的显示;陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质n盆地或湖泊呈珠状分布,有可能是活
14、动断裂的一种表示;n山前呈直线展布的许多第四纪洪积扇被错开或变形,是活动断裂的显示n新生代火山岩呈线状分布,特别是第四纪火山的线状分布,或泉水呈带状展布,多为活动断裂的显示;n水系的流向突然转折,水系呈直线或格状延伸,主支流反向等,常是活动断裂的显示;n湖泊、水系的变迁,往往也是隐伏活动断裂的显示陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质n河谷宽窄变化的部位,水文网的分流点、汇流点、展宽点、变窄点,直流段和曲流段等起止处,以及河床被陡坡降急剧变化的地段,可能是数组活动断裂的交汇处,同时也是孕育地震的有利部位;n湖岸线的展布形态呈直线或折线,可能与活动断裂有关;
15、n海岸线呈直线展布,岛屿呈直线状排列,水下浅滩呈直线状延伸,以及峡湾、溺谷等,也常常是活动断裂的显示;陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质n平原或盆地区,贫水与富水段的河界呈直线展布,是活动断裂的显示n平原地区因地下水埋藏深度的不同或疏松沉积物的岩性不同所引起的色调差异,往往是活动断裂的显示n沙漠边缘基岩出露或基岩残丘呈直线状排列,往往是活动断裂的显示;n沼泽带、盐碱化土壤地带的界线呈直线分布,常常也是活动断裂的显示。陆地卫星图像的应用 陆地卫星图像中的线性特征10/27/2022地震工程地质1.环形图像及其研究意义n在卫星图像中,常常可辨出环形的色调和
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