活断层的工程地质研究学习教案.pptx

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1、会计学1活断层活断层(duncng)的工程地质研究的工程地质研究第一页，共223页。n n 断层在目前持续活动的标志，当然是判定断层在目前持续活动的标志，当然是判定断层在目前持续活动的标志，当然是判定断层在目前持续活动的标志，当然是判定(pndng)(pndng)(pndng)(pndng)活断层的无可争议的证据。如何活断层的无可争议的证据。如何活断层的无可争议的证据。如何活断层的无可争议的证据。如何判定判定判定判定(pndng)(pndng)(pndng)(pndng)潜在活断层则有各种不同的标准。人类历史时期有过活动记录的当然是潜潜在活断层则有各种不同的标准。人类历史时期有过活动记录的当然

2、是潜潜在活断层则有各种不同的标准。人类历史时期有过活动记录的当然是潜潜在活断层则有各种不同的标准。人类历史时期有过活动记录的当然是潜在活断层。对近期地质历史时期却有不同的理解与限定。在活断层。对近期地质历史时期却有不同的理解与限定。在活断层。对近期地质历史时期却有不同的理解与限定。在活断层。对近期地质历史时期却有不同的理解与限定。n n 有人将之限于全新世有人将之限于全新世有人将之限于全新世有人将之限于全新世(即最近即最近即最近即最近11000a11000a11000a11000a以内以内以内以内)，有人则限于最近，有人则限于最近，有人则限于最近，有人则限于最近35000a(35000a(35

3、000a(35000a(以以以以14C14C14C14C确定绝对确定绝对确定绝对确定绝对年龄的可靠上限年龄的可靠上限年龄的可靠上限年龄的可靠上限)之内，更有人限于晚更新世之内，更有人限于晚更新世之内，更有人限于晚更新世之内，更有人限于晚更新世(最近最近最近最近100,000 a 100,000 a 100,000 a 100,000 a 或或或或500,000a)500,000a)500,000a)500,000a)之内，或者根之内，或者根之内，或者根之内，或者根据近期地质历史时期据近期地质历史时期据近期地质历史时期据近期地质历史时期(例如第四纪期间例如第四纪期间例如第四纪期间例如第四纪期间)

4、有重复活动来判定有重复活动来判定有重复活动来判定有重复活动来判定(pndng)(pndng)(pndng)(pndng)。第1页/共223页第二页，共223页。n n 从工程使用时间尺度和断层活动时间测年的从工程使用时间尺度和断层活动时间测年的从工程使用时间尺度和断层活动时间测年的从工程使用时间尺度和断层活动时间测年的准确性来考虑，活动时间上限不宜太长，应以前两准确性来考虑，活动时间上限不宜太长，应以前两准确性来考虑，活动时间上限不宜太长，应以前两准确性来考虑，活动时间上限不宜太长，应以前两者为适当。可能有重新活动的不远的将来，一般理者为适当。可能有重新活动的不远的将来，一般理者为适当。可能有

5、重新活动的不远的将来，一般理者为适当。可能有重新活动的不远的将来，一般理解为重要建筑物如大坝、原子能电站等的使用年限解为重要建筑物如大坝、原子能电站等的使用年限解为重要建筑物如大坝、原子能电站等的使用年限解为重要建筑物如大坝、原子能电站等的使用年限之内，约为之内，约为之内，约为之内，约为100a100a100a100a一一一一200a200a200a200a。n n 活动断层有不同的活动特性活动断层有不同的活动特性活动断层有不同的活动特性活动断层有不同的活动特性:n n 持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑(creep sli

6、p)(creep slip)(creep slip)(creep slip)或或或或稳滑，稳滑，稳滑，稳滑，(stable slip);(stable slip);(stable slip);(stable slip);间断地、周期性突然错断间断地、周期性突然错断间断地、周期性突然错断间断地、周期性突然错断(cu dun)(cu dun)(cu dun)(cu dun)的为粘滑的为粘滑的为粘滑的为粘滑(stick slip)(stick slip)(stick slip)(stick slip)，粘滑常伴有地，粘滑常伴有地，粘滑常伴有地，粘滑常伴有地震，是活断层的主要活动方式。一条长大活断层的

7、震，是活断层的主要活动方式。一条长大活断层的震，是活断层的主要活动方式。一条长大活断层的震，是活断层的主要活动方式。一条长大活断层的不同区段可以有不同的活动方式。活断层的活动强不同区段可以有不同的活动方式。活断层的活动强不同区段可以有不同的活动方式。活断层的活动强不同区段可以有不同的活动方式。活断层的活动强度主要以其错动速率来判定。度主要以其错动速率来判定。度主要以其错动速率来判定。度主要以其错动速率来判定。第2页/共223页第三页，共223页。n n 但活断层错动速率是相当缓慢的，两盘相对但活断层错动速率是相当缓慢的，两盘相对但活断层错动速率是相当缓慢的，两盘相对但活断层错动速率是相当缓慢的

8、，两盘相对位移平均达到位移平均达到位移平均达到位移平均达到lmmlmmlmmlmma a a a，已属相当强的活断层。世，已属相当强的活断层。世，已属相当强的活断层。世，已属相当强的活断层。世界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯断层，界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯断层，界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯断层，界上最著名的活断层，为美国的圣安德烈斯断层，两盘间年平均最大相对位移也只有两盘间年平均最大相对位移也只有两盘间年平均最大相对位移也只有两盘间年平均最大相对位移也只有5cm5cm5cm5cm。所以，即。所以，即。所以，即。所以，即使是现今还在蠕动的断层，也不能用一般的观测使是现

9、今还在蠕动的断层，也不能用一般的观测使是现今还在蠕动的断层，也不能用一般的观测使是现今还在蠕动的断层，也不能用一般的观测方法取得它活动的标志，而需采用重复精密方法取得它活动的标志，而需采用重复精密方法取得它活动的标志，而需采用重复精密方法取得它活动的标志，而需采用重复精密(jngm)(jngm)(jngm)(jngm)水准测量水准测量水准测量水准测量(水准环测或三角、三边测量水准环测或三角、三边测量水准环测或三角、三边测量水准环测或三角、三边测量)。近年还采用全球定位系统近年还采用全球定位系统近年还采用全球定位系统近年还采用全球定位系统(GPS(GPS(GPS(GPS，Global Globa

10、l Global Global Positioning System)Positioning System)Positioning System)Positioning System)或超长基线或超长基线或超长基线或超长基线(VIBI)(VIBI)(VIBI)(VIBI)测量测量测量测量第3页/共223页第四页，共223页。n n法测得两盘相对位移。近年研究证明，断层位移往往法测得两盘相对位移。近年研究证明，断层位移往往伴有小地震，所以用密集地震台网精确测定小震震中伴有小地震，所以用密集地震台网精确测定小震震中沿断层线分布沿断层线分布(参见图参见图623)623)，也是判定断层活动的可，也是判

11、定断层活动的可靠标志。有些间断活动的断层，在其非活动期，断层靠标志。有些间断活动的断层，在其非活动期，断层线两侧既无相对位移，沿断层也无小地震产生。但经线两侧既无相对位移，沿断层也无小地震产生。但经过一定时期之后，在断层线上的某一点会发生较强地过一定时期之后，在断层线上的某一点会发生较强地震，有时还伴以位移达几米的地表错断震，有时还伴以位移达几米的地表错断(cu dun)(cu dun)。这类断层可从历史上地震和断层错动记录或从过去的这类断层可从历史上地震和断层错动记录或从过去的强震震中沿断层分布取得其活动标志。强震震中沿断层分布取得其活动标志。第4页/共223页第五页，共223页。n n但即

12、使但即使(jsh)(jsh)在我国这样在我国这样个历史悠久的国家，个历史悠久的国家，地震历史记录也不过只有地震历史记录也不过只有3000a3000a左右，仪器确切左右，仪器确切测定震中更是最近几十年来才实现的。所以判定测定震中更是最近几十年来才实现的。所以判定断层活动性主要还是要依靠地质标志，即断层近断层活动性主要还是要依靠地质标志，即断层近期活动在最新沉积层中、在断层物质中或在地形期活动在最新沉积层中、在断层物质中或在地形地貌上留下来的证据。通过这些证据的详细研究，地貌上留下来的证据。通过这些证据的详细研究，可以判定断层是否活动，其活动方式和规模及是可以判定断层是否活动，其活动方式和规模及是

13、否伴有地震。通过多种绝对年龄测定，还可判定否伴有地震。通过多种绝对年龄测定，还可判定断层的活动时间、速率及重复活动的时间间隔或断层的活动时间、速率及重复活动的时间间隔或重复活动周期。重复活动周期。第5页/共223页第六页，共223页。n n对活断层进行工程地质研究的重要意义有以下两个方面。对活断层进行工程地质研究的重要意义有以下两个方面。n n 其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。近的建筑物。n n 其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会使建于活断层附近的较大

14、其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会使建于活断层附近的较大(jio d)(jio d)范围内的建筑范围内的建筑物受到损害。物受到损害。第6页/共223页第七页，共223页。n n 活断层错动直接损害建筑物的例子迄今活断层错动直接损害建筑物的例子迄今活断层错动直接损害建筑物的例子迄今活断层错动直接损害建筑物的例子迄今为止为数不多。在我国则有为止为数不多。在我国则有为止为数不多。在我国则有为止为数不多。在我国则有19761976年唐山地震时年唐山地震时年唐山地震时年唐山地震时的长达的长达的长达的长达8km8km的地表错断。它呈北的地表错断。它呈北的地表错断。它呈北的地表错断。它呈北3030东方向

15、由东方向由东方向由东方向由市区通过，最大水平错距市区通过，最大水平错距市区通过，最大水平错距市区通过，最大水平错距3m3m，垂直断距，垂直断距，垂直断距，垂直断距0.70.7一一一一lmlm，错开，错开，错开，错开(cu ki)(cu ki)了道路、围墙、房屋、水了道路、围墙、房屋、水了道路、围墙、房屋、水了道路、围墙、房屋、水泥地面等一切地面建筑物。泥地面等一切地面建筑物。泥地面等一切地面建筑物。泥地面等一切地面建筑物。第7页/共223页第八页，共223页。n n 宁夏石咀山红果子沟一带的活断层，也将明代宁夏石咀山红果子沟一带的活断层，也将明代宁夏石咀山红果子沟一带的活断层，也将明代宁夏石咀

16、山红果子沟一带的活断层，也将明代(约约约约400a400a前前前前)长城边墙水平错开长城边墙水平错开长城边墙水平错开长城边墙水平错开1.45m(1.45m(右旋右旋右旋右旋)，且西升，且西升，且西升，且西升东降垂直断距约东降垂直断距约东降垂直断距约东降垂直断距约0.9m0.9m。日本神户附近的六甲地区活。日本神户附近的六甲地区活。日本神户附近的六甲地区活。日本神户附近的六甲地区活断层对建筑物的影响也是一个较好例子断层对建筑物的影响也是一个较好例子断层对建筑物的影响也是一个较好例子断层对建筑物的影响也是一个较好例子(l zi)(l zi)。n n 津田调查了六甲山南侧平原和阶地上建筑物出津田调查

17、了六甲山南侧平原和阶地上建筑物出津田调查了六甲山南侧平原和阶地上建筑物出津田调查了六甲山南侧平原和阶地上建筑物出现裂缝的情况，并以统计法编制了受损害建筑物等现裂缝的情况，并以统计法编制了受损害建筑物等现裂缝的情况，并以统计法编制了受损害建筑物等现裂缝的情况，并以统计法编制了受损害建筑物等密线图。图上的高密度延伸线恰好与六甲山麓发育密线图。图上的高密度延伸线恰好与六甲山麓发育密线图。图上的高密度延伸线恰好与六甲山麓发育密线图。图上的高密度延伸线恰好与六甲山麓发育的几条活断层的延长线一致，表明建筑物的损坏与的几条活断层的延长线一致，表明建筑物的损坏与的几条活断层的延长线一致，表明建筑物的损坏与的几

18、条活断层的延长线一致，表明建筑物的损坏与断层活动有关。美国被活断层错开的建筑物断层活动有关。美国被活断层错开的建筑物断层活动有关。美国被活断层错开的建筑物断层活动有关。美国被活断层错开的建筑物第8页/共223页第九页，共223页。n n 沿活断层产生粘滑或其锁固点、端点破裂而发沿活断层产生粘滑或其锁固点、端点破裂而发沿活断层产生粘滑或其锁固点、端点破裂而发沿活断层产生粘滑或其锁固点、端点破裂而发生错动，则积蓄的弹性应变能的释放就造成地震。生错动，则积蓄的弹性应变能的释放就造成地震。生错动，则积蓄的弹性应变能的释放就造成地震。生错动，则积蓄的弹性应变能的释放就造成地震。所以预测地震危险性或水库诱

19、发地震的可能性都需所以预测地震危险性或水库诱发地震的可能性都需所以预测地震危险性或水库诱发地震的可能性都需所以预测地震危险性或水库诱发地震的可能性都需要首先研究活断层，判定其活动时代，错动速率、要首先研究活断层，判定其活动时代，错动速率、要首先研究活断层，判定其活动时代，错动速率、要首先研究活断层，判定其活动时代，错动速率、重复活动的证据和重现周期。正是由于地震预报的重复活动的证据和重现周期。正是由于地震预报的重复活动的证据和重现周期。正是由于地震预报的重复活动的证据和重现周期。正是由于地震预报的广泛研究，促使地震地质迅速发展，而地震地质工广泛研究，促使地震地质迅速发展，而地震地质工广泛研究，

20、促使地震地质迅速发展，而地震地质工广泛研究，促使地震地质迅速发展，而地震地质工作的首要任务是鉴别是否存在能作的首要任务是鉴别是否存在能作的首要任务是鉴别是否存在能作的首要任务是鉴别是否存在能“发震发震发震发震”的活断层。的活断层。的活断层。的活断层。近近近近30a30a内对活断层的研究取得较大进展。世界各地内对活断层的研究取得较大进展。世界各地内对活断层的研究取得较大进展。世界各地内对活断层的研究取得较大进展。世界各地都鉴别出了一些活断层，并逐步积累了其活动特性都鉴别出了一些活断层，并逐步积累了其活动特性都鉴别出了一些活断层，并逐步积累了其活动特性都鉴别出了一些活断层，并逐步积累了其活动特性和

21、错动规模的大量实际资料和错动规模的大量实际资料和错动规模的大量实际资料和错动规模的大量实际资料(zlio)(zlio)。有些国家还编。有些国家还编。有些国家还编。有些国家还编制和出版了近期活动断层图，对活断层的调查、判制和出版了近期活动断层图，对活断层的调查、判制和出版了近期活动断层图，对活断层的调查、判制和出版了近期活动断层图，对活断层的调查、判定，监测方法也取得了不少经验。定，监测方法也取得了不少经验。定，监测方法也取得了不少经验。定，监测方法也取得了不少经验。第9页/共223页第十页，共223页。风火山隧道北部断裂切割(qig)表层第四系和公路的裂缝延伸特征（镜向西）第10页/共223页

22、第十一页，共223页。风火山隧道北部断裂切割表层第四系和公路(gngl)的裂缝延伸特征（镜向西）第11页/共223页第十二页，共223页。风火山隧道北部断裂切割表层第四系的裂缝延伸(ynshn)特征（镜向西）裂缝最大宽度510mm，延伸(ynshn)长度200m第12页/共223页第十三页，共223页。昆仑山口断裂带 断层的现今(xinjn)活动在地表的显示F2-2镜向NW第13页/共223页第十四页，共223页。4.2 4.2 4.2 4.2 活断层活断层活断层活断层(duncng)(duncng)(duncng)(duncng)的特性的特性的特性的特性 活断层的特性包括活断层的类型和活动方

23、式，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。的古地震事件等。活断层的类型和活动方式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按构造应力状态及两盘相对位移的性质(xngzh)(xngzh)，可将活断层划分为地质上熟悉的三种类型，即：，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

24、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和运动特性不同，所以它们对工程场地的影响也各异。各异。第14页/共223页第十五页，共223页。走向滑动或平移断层 最大最小主应力近于水平，所以两者之间的最大剪应力面，亦即此类断层的断层面，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(dun y)。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(图44)。有名的走向滑动型活断层有美国加州的圣安德烈斯断

25、层系。第15页/共223页第十六页，共223页。第16页/共223页第十七页，共223页。n n土耳其安纳托利亚断层系，新西兰的阿尔卑斯断土耳其安纳托利亚断层系，新西兰的阿尔卑斯断层系等。几个被活断层错开的土坝，运河主要是层系等。几个被活断层错开的土坝，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，川滇断金山断裂，青藏断块内部的鲜水河断裂，川滇断

26、块西界的红河断裂都是我国西部长达数百到数千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往往在地形上留下明显(mngxi(mngxi n)n)迹象，尤以对迹象，尤以对水系的错动改造最为明显水系的错动改造最为明显(mngxi(mngxi n)n)第17页/共223页第十八页，共223页。第18页/共223页第十九页，共223页。逆断层逆断层逆断层逆断层 最大主应力近于水平，最小主应力近于垂直。最大主应力近于水平，最小主应力近于垂直。最大主应力近于水平，最小主应力近于垂直。最大主应力近于水平，最小主

27、应力近于垂直。走向垂直于最大主应力的断层面与水平面夹角一走向垂直于最大主应力的断层面与水平面夹角一走向垂直于最大主应力的断层面与水平面夹角一走向垂直于最大主应力的断层面与水平面夹角一般小于般小于般小于般小于4545，往往为，往往为，往往为，往往为20-40 20-40，且由于位移是水平挤，且由于位移是水平挤，且由于位移是水平挤，且由于位移是水平挤压形成的，断层面两侧的点之间的距离总是由于压形成的，断层面两侧的点之间的距离总是由于压形成的，断层面两侧的点之间的距离总是由于压形成的，断层面两侧的点之间的距离总是由于位移而缩短。上盘除上升外还产生地面变形，往位移而缩短。上盘除上升外还产生地面变形，往

28、位移而缩短。上盘除上升外还产生地面变形，往位移而缩短。上盘除上升外还产生地面变形，往往伴以多个分支或次级断层的错动往伴以多个分支或次级断层的错动往伴以多个分支或次级断层的错动往伴以多个分支或次级断层的错动(图图图图4-6)4-6)。如。如。如。如19711971年美国圣费尔南多地震时使圣费尔南多断层年美国圣费尔南多地震时使圣费尔南多断层年美国圣费尔南多地震时使圣费尔南多断层年美国圣费尔南多地震时使圣费尔南多断层(逆断层逆断层逆断层逆断层)产生逆冲错动。下降盘无地表变形及破产生逆冲错动。下降盘无地表变形及破产生逆冲错动。下降盘无地表变形及破产生逆冲错动。下降盘无地表变形及破裂，上升盘抬升近裂，上

29、升盘抬升近裂，上升盘抬升近裂，上升盘抬升近2m2m以上以上以上以上(y(y shng)shng)，并有强烈，并有强烈，并有强烈，并有强烈变形，许多小的次级断层主要集中在距主断面变形，许多小的次级断层主要集中在距主断面变形，许多小的次级断层主要集中在距主断面变形，许多小的次级断层主要集中在距主断面1km1km之内，但距主断面之内，但距主断面之内，但距主断面之内，但距主断面第19页/共223页第二十页，共223页。n n2.5km2.5km尚有一条产生尚有一条产生150mm150mm相对位移的次级断层。逆断层的断层线往往是波状弯曲的，断层带也较平移断相对位移的次级断层。逆断层的断层线往往是波状弯曲

30、的，断层带也较平移断层宽得多，由于上升盘隆起和倒悬的断层崖易产生滑坡，所以逆断层的确切位置最难于确定和预测。世层宽得多，由于上升盘隆起和倒悬的断层崖易产生滑坡，所以逆断层的确切位置最难于确定和预测。世界上很多大的山系以逆断层为其边界，如喜马拉雅山、安第斯山等，世界上许多界上很多大的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(xdu)(xdu)大的地震都是大的地震都是伴随板块俯冲带或大陆碰撞带的逆断层错动产生的。这类逆断层有时地表变形范围很大，如伴随板块俯冲带或大陆碰撞带的逆断层错动产生的。这类逆断层有时地表变形范围很大，如19641964年阿拉年阿拉斯加地震，斯加地震，2000

31、00km2200000km2范围内变形最大垂直上升达范围内变形最大垂直上升达12m12m。第20页/共223页第二十一页，共223页。第21页/共223页第二十二页，共223页。n n 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(tu j)，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。第22页/共223页第二十三页，共223页。n n正断层正断层正断层正断层 n n 最大主应力近于垂直最小主应力近

32、于水平。走向垂直于最小主应力且与最大主应力呈锐角的最大主应力近于垂直最小主应力近于水平。走向垂直于最小主应力且与最大主应力呈锐角的最大主应力近于垂直最小主应力近于水平。走向垂直于最小主应力且与最大主应力呈锐角的最大主应力近于垂直最小主应力近于水平。走向垂直于最小主应力且与最大主应力呈锐角的断层面与水平面夹角大于断层面与水平面夹角大于断层面与水平面夹角大于断层面与水平面夹角大于45454545，一般为，一般为，一般为，一般为60606060一一一一80808080。在错动过程中，垂直断面。在错动过程中，垂直断面。在错动过程中，垂直断面。在错动过程中，垂直断面(dun min)(dun min)(

33、dun min)(dun min)走向的水走向的水走向的水走向的水平方向有所伸长。伴随这类断层活动的变形平方向有所伸长。伴随这类断层活动的变形平方向有所伸长。伴随这类断层活动的变形平方向有所伸长。伴随这类断层活动的变形(下沉下沉下沉下沉)和分支断层错动，主要集中于下降盘和分支断层错动，主要集中于下降盘和分支断层错动，主要集中于下降盘和分支断层错动，主要集中于下降盘(图图图图4-7)4-7)4-7)4-7)。与河谷平行断面与河谷平行断面与河谷平行断面与河谷平行断面(dun min)(dun min)(dun min)(dun min)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倾

34、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缝缝缝(图图图图4-8)4-8)4-8)4-8)。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。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。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。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。程的危害程度也介于两者之间。程的危害程度

35、也介于两者之间。程的危害程度也介于两者之间。第23页/共223页第二十四页，共223页。第24页/共223页第二十五页，共223页。n n 地壳上承受水平张应力的地带主要沿大洋中脊分布。大陆上以现代活动正断层为主的地带有东非断地壳上承受水平张应力的地带主要沿大洋中脊分布。大陆上以现代活动正断层为主的地带有东非断地壳上承受水平张应力的地带主要沿大洋中脊分布。大陆上以现代活动正断层为主的地带有东非断地壳上承受水平张应力的地带主要沿大洋中脊分布。大陆上以现代活动正断层为主的地带有东非断裂谷，美国的盆地与山脉区裂谷，美国的盆地与山脉区裂谷，美国的盆地与山脉区裂谷，美国的盆地与山脉区(内华达、犹他及其附

36、近地带内华达、犹他及其附近地带内华达、犹他及其附近地带内华达、犹他及其附近地带)，欧洲莱茵地堑系，苏联贝加尔湖地堑等。我，欧洲莱茵地堑系，苏联贝加尔湖地堑等。我，欧洲莱茵地堑系，苏联贝加尔湖地堑等。我，欧洲莱茵地堑系，苏联贝加尔湖地堑等。我国东部大陆边缘活动带的扩展与沉陷，在华北平原国东部大陆边缘活动带的扩展与沉陷，在华北平原国东部大陆边缘活动带的扩展与沉陷，在华北平原国东部大陆边缘活动带的扩展与沉陷，在华北平原(hu bi pn yun)(hu bi pn yun)(hu bi pn yun)(hu bi pn yun)、渤海湾与松辽平原形成了一、渤海湾与松辽平原形成了一、渤海湾与松辽平原形

37、成了一、渤海湾与松辽平原形成了一系列地堑系或裂谷系。地堑边缘的张性正断层是东部地区活断层中的主要类型。鄂尔多斯地块周围也有系列地堑系或裂谷系。地堑边缘的张性正断层是东部地区活断层中的主要类型。鄂尔多斯地块周围也有系列地堑系或裂谷系。地堑边缘的张性正断层是东部地区活断层中的主要类型。鄂尔多斯地块周围也有系列地堑系或裂谷系。地堑边缘的张性正断层是东部地区活断层中的主要类型。鄂尔多斯地块周围也有银川地堑、河套地堑和汾渭地堑系等一系列地堑盆地。地堑盆地中新生代沉积层厚有的达数百至千米银川地堑、河套地堑和汾渭地堑系等一系列地堑盆地。地堑盆地中新生代沉积层厚有的达数百至千米银川地堑、河套地堑和汾渭地堑系等

38、一系列地堑盆地。地堑盆地中新生代沉积层厚有的达数百至千米银川地堑、河套地堑和汾渭地堑系等一系列地堑盆地。地堑盆地中新生代沉积层厚有的达数百至千米(汾渭地堑系汾渭地堑系汾渭地堑系汾渭地堑系)，第25页/共223页第二十六页，共223页。n n有的达几千米有的达几千米有的达几千米有的达几千米(华北平原地堑系华北平原地堑系华北平原地堑系华北平原地堑系)有的达有的达有的达有的达12000m(12000m(12000m(12000m(渤海湾中的渤中拗陷渤海湾中的渤中拗陷渤海湾中的渤中拗陷渤海湾中的渤中拗陷)，这表明这些断裂的新生代适动以，这表明这些断裂的新生代适动以，这表明这些断裂的新生代适动以，这表明

39、这些断裂的新生代适动以正断运动为主，另一方面，沿这些断裂带的地震震源正断运动为主，另一方面，沿这些断裂带的地震震源正断运动为主，另一方面，沿这些断裂带的地震震源正断运动为主，另一方面，沿这些断裂带的地震震源(zhnyun)(zhnyun)(zhnyun)(zhnyun)机制，地震断层以及地震前后的形变测机制，地震断层以及地震前后的形变测机制，地震断层以及地震前后的形变测机制，地震断层以及地震前后的形变测量又都表明这些断层都有很大的水平分量，表明其现代活动性与典型张性构造区和典型的内陆裂谷带有量又都表明这些断层都有很大的水平分量，表明其现代活动性与典型张性构造区和典型的内陆裂谷带有量又都表明这些

40、断层都有很大的水平分量，表明其现代活动性与典型张性构造区和典型的内陆裂谷带有量又都表明这些断层都有很大的水平分量，表明其现代活动性与典型张性构造区和典型的内陆裂谷带有所不同。所不同。所不同。所不同。第26页/共223页第二十七页，共223页。n n 上述三种活断层的位移矢量都分别是单纯走滑或倾滑，其产生的应力场是三个主应力方向中的两个上述三种活断层的位移矢量都分别是单纯走滑或倾滑，其产生的应力场是三个主应力方向中的两个是水平的而另一个是垂直的。实际应力场往往是复杂的，三个主应力方向既不完全水平也不完全垂直，是水平的而另一个是垂直的。实际应力场往往是复杂的，三个主应力方向既不完全水平也不完全垂直

41、，而是由不同的水平和垂直分量所合成。因之，断层的位移矢量也多由不同的倾滑、走滑分量所合成。而而是由不同的水平和垂直分量所合成。因之，断层的位移矢量也多由不同的倾滑、走滑分量所合成。而活断层的类型也就可以是左活断层的类型也就可以是左(或右或右)旋走滑逆冲断层或左旋走滑逆冲断层或左(或右或右)旋走滑正断层等多种形式。旋走滑正断层等多种形式。n n 断层活动受区域构造应力场所支配。内陆活断层是地块间相互运动调整断层活动受区域构造应力场所支配。内陆活断层是地块间相互运动调整(tiozhng)(tiozhng)的枢纽。的枢纽。第27页/共223页第二十八页，共223页。n n由于这些地块是相互镶嵌的而且

42、它们由于这些地块是相互镶嵌的而且它们(t men)(t men)的结构及受力状况不均一，地块间的相对挤压、拉张和剪的结构及受力状况不均一，地块间的相对挤压、拉张和剪切错动就构成了这些大小地块和断块之间的断层活动，呈现出相当复杂的情况。除了这些活动断裂的不切错动就构成了这些大小地块和断块之间的断层活动，呈现出相当复杂的情况。除了这些活动断裂的不同段落有不同的活动方式，由于它们同段落有不同的活动方式，由于它们(t men)(t men)相互间的联系，构成网络状，各断层的活动往往不是孤立相互间的联系，构成网络状，各断层的活动往往不是孤立的，而是相互牵制、相互调整和相互转换的。一条活断层的终端点是要以

43、各方式转换为另一种形式的活的，而是相互牵制、相互调整和相互转换的。一条活断层的终端点是要以各方式转换为另一种形式的活动，以调整地块运动所造成的地壳拉张，缩短和扭曲。研究活动断层相互转换的状况，对了解现代构造动，以调整地块运动所造成的地壳拉张，缩短和扭曲。研究活动断层相互转换的状况，对了解现代构造应力场、认识地震活动规律有重要的意义。应力场、认识地震活动规律有重要的意义。第28页/共223页第二十九页，共223页。n n 按断裂的主次关系又可将活断层分为主断层按断裂的主次关系又可将活断层分为主断层(main fault)(main fault)，分支断层，分支断层(branch(branch，f

44、ault)fault)和和次级断层次级断层(secondary fault)(secondary fault)。次级断层从平面上看来与主断层无关，实际上在剖面上它仍属。次级断层从平面上看来与主断层无关，实际上在剖面上它仍属主断层的分支，对于逆断层来说主要产生在上升盘，而对于正断层来说则主要产生在下降盘主断层的分支，对于逆断层来说主要产生在上升盘，而对于正断层来说则主要产生在下降盘(参见图参见图4-64-6和图和图4-7)4-7)，而走向滑动断层则很少有次级断层伴生。，而走向滑动断层则很少有次级断层伴生。n n 断层类型不同由主断层中线到分支和次级断层带外缘的宽度断层类型不同由主断层中线到分支和

45、次级断层带外缘的宽度(kund)(kund)也各不相同。走向也各不相同。走向错动断层为最窄，逆断层为最宽。根据已有地表错断的实际观测资料，各带的宽度错动断层为最窄，逆断层为最宽。根据已有地表错断的实际观测资料，各带的宽度(kund)(kund)如表如表4-14-1。第29页/共223页第三十页，共223页。n n活断层活动的两种基本方式是粘滑与稳滑。活断层活动的两种基本方式是粘滑与稳滑。n n 粘滑错动是间断性突然性发生的。在一定时间段内断层的两盘就如同粘在一起粘滑错动是间断性突然性发生的。在一定时间段内断层的两盘就如同粘在一起(锁固锁固起来起来)，不产生或仅有极其，不产生或仅有极其(jq)(

46、jq)微弱的相互错动，一旦应力达到锁固段的强度极限，较微弱的相互错动，一旦应力达到锁固段的强度极限，较大幅度的相互错动就在瞬时之内突然发生，锁固期间积蓄起来的弹性应变能也就突然释大幅度的相互错动就在瞬时之内突然发生，锁固期间积蓄起来的弹性应变能也就突然释放出来而发生较强地震。这种瞬间发生的强烈错动间断的，周期性的发生，沿这种断层放出来而发生较强地震。这种瞬间发生的强烈错动间断的，周期性的发生，沿这种断层就有周期性的地震活动。就有周期性的地震活动。n n 稳（蠕稳（蠕)滑的错动是持续地平稳地发生的。由于断层两盘岩体强度低，或由于断层带滑的错动是持续地平稳地发生的。由于断层两盘岩体强度低，或由于断

47、层带内有软弱充填物或有高孔隙水压力，在受力过程中就内有软弱充填物或有高孔隙水压力，在受力过程中就第30页/共223页第三十一页，共223页。会会持持续续不不断断的的相相互互错错动动而而不不能能锁锁固固以以积积蓄蓄应应变变能能，这这种种方方式式活活动动的的断断层层仅仅伴伴有有小小震震或或无无地地震震活活动动。有些断层则兼有粘滑与蠕滑。这三种方式的错动位移随时间的变化如图有些断层则兼有粘滑与蠕滑。这三种方式的错动位移随时间的变化如图4-94-9所示。所示。近近年年来来，一一些些研研究究者者注注意意到到了了粘粘滑滑型型断断层层在在大大震震前前后后一一段段时时间间内内在在震震源源区区及及其其外外围围的

48、的蠕蠕滑滑现现象象。19761976年年唐唐山山(tn(tn shn)shn)地地震震前前后后的的一一些些宏宏观观现现象象，如如井井壁壁坍坍塌塌变变形形，沿沿八八宝宝山山断断层层地地下下水水位位的的变变化化、河河北北省省中中部部的的井井喷喷现现象象等等，都都可可能能与与深深部部断断层层的的蠕蠕动动有有关关。据据唐唐山山(tn(tn shn)shn)地地震震区区地地形形变变资资料料反反演演求求得得的的震震中中区区8km-6km8km-6km的的地地带带内内，于于1969-19751969-1975年年发发生生了了走走滑滑错错距距为为104cm104cm的的无无震震蠕蠕滑滑、走向和倾向滑动的平均速

49、率分别达走向和倾向滑动的平均速率分别达18.6cm/a 18.6cm/a 和和1.4cm1.4cma a。第31页/共223页第三十二页，共223页。我国大陆内部还有一种特殊的反映断裂蠕动的构造形式：因地壳块体或断裂带蠕动，导致在地面产生一系列微型破裂构造，一般称为地裂缝(li fng)(ground fissure)或“地裂”现象。典型代表有西安地裂缝(li fng)。当然地面裂缝(li fng)有多种成因，外生的地裂分布是比较广泛的。但上述的地裂现象不受地貌、土质和水文条件影响而广泛分布在大范围内，与区域构造方向和区域应力场方向协调，表现出有统一的受力方向，反映出它们可能是一种大范围构造活

50、动或深部断裂的蠕动而引起的地表蠕裂现象。第32页/共223页第三十三页，共223页。西安地裂缝就被认为是由于渭河断陷南侧的长安临西安地裂缝就被认为是由于渭河断陷南侧的长安临潼断裂的张性蠕动，为厚达一千余米的第四纪土层潼断裂的张性蠕动，为厚达一千余米的第四纪土层提供提供(tgng)(tgng)了潜在临空面，在自重应力场作用下了潜在临空面，在自重应力场作用下产生了侧向扩展产生了侧向扩展(gravitational lateral(gravitational lateral spreading)spreading)而形成的；而形成的；第33页/共223页第三十四页，共223页。第34页/共223页第