八、地震工程与特殊土100问 0m3:!# \
活动断裂的定量研究和鉴别 , %8keGhl
表征活动断裂在时空域内运动的参数有；活动断裂的产状、长度、断距、错动速率和重复周期、年龄判断等。它们是活动断裂区进行地震预报和设防的重要资料。 tu4-##{
（一）活动断裂的产状 jN3K=
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活动断裂的产状，包括断层面的走向、倾向和倾角，可通过遥感影像判读、宏观地质调查、震源机制断层面解，以及对等震线几何特征、地表地震断层和裂缝带、大地测量资料的分析等多种途径获取。 ,, 8hU7P
（二）活动断裂的长度和断距 t@#+vs@
研究者习惯上将地震时地表断裂带长度和断层最大位移值来分别表征活动断裂的长度和断距。一般地说，地震的震级愈大，震源深度愈浅测地表断裂愈长，断层位移量也愈大。实测资料表明，一般大于7.5级的浅源地震均伴有地表错断，而小于5.5级者则少见。地震时地表错断的长度可从小于1公里至数百公里，地表错移量从几厘米至十来米。它们的变化均很大。 }u3Q*oAGl
一般认为，地面上产生的最长地震断裂最能代表震源断层的长度。据此观点，我国地震工作者统计了我国及邻近地区地震的地表断裂资料，于1965年提出了如下关系式：
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M＝3.3＋2.llgL （8-25） Q7
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式中：M——为地震震级； 1/JtL>SK E
L——为相应的最长地面断裂长度（以km计）。当某次地震已知其震级时，即可按上式估算震源断层的长度。 _*K=Z,a;\
（三）活动断裂的错动速率和周期 S* aVcyDEP
活动断裂的错动速率，一般是通过重复精密地形测量和研究第四纪沉积物年代及其错位量而获得的。重复精密地形测量可以精确地测定活动断裂不同地段的现今错动速率。而第四纪沉积物年代及其错位量的研究则只能确定活动断裂在最新地质时期内的平均错动速率。 4q9 + a7@
据统计，我国活动断裂的平均错动速率各地差异甚大。 ,@\$PyJ
地震断层两次突然错动之间的时间间隔，即是活动断裂的错动周期。 rI'k GqU
活动断裂发生大地震的重复周期往往长达数百年至数千年，有的已超出地震记录的时间。为此，要加强史前古地震的研究，利用古地震保存在近代沉积物中的地质证据及地貌记录，来判定断层错动的次数和年代。 ~J~@mE2ks
地震断层的错动周期主要取决于断层周围地壳应变速率和断层面锁固段(活断层的端点、拐点、交汇点、分支点和错裂点，它们被称为活动断裂锁固段)的强度。一般情况是：应变速率愈小，锁固段强度愈大则错动周期愈长。这即是说，地震强度愈大的活动断裂。其错动周期愈长。因此。刚发生过大地震的地段应该是安全的。 *5e"suS2
（四）活动断裂的年龄判据 xbVvK+
确定活动断裂最新一次活动的地质年代和绝对年龄，对工程建设至关重要。 ILN Yh3
活动断裂的年龄判据，要以第四纪地质学和地层学研究等为基础，来判定活动断裂的地质年代或年代范围。在此基础上。应用现代测试技术，取样测定绝对年龄。所以，年龄判据方法可分为错断地层年龄法（间接法）和断层物质绝对年龄法（直接法）两大类。 p`+=)
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错断地层年龄法适用于错断断层带及其所在地质体上覆盖第四纪沉积物的条件下。断层物质绝对年龄测定法，是从断层带内采取样品，并用专门仪器测定样品中某些矿物、岩石、化石的物理、化学和显微结构的变化等。用以确定绝对年龄。目前，有效的方法有：C14法、热发光法、铀系法、电子自旋共振法和石英表面显微结构法等。这些方法精度高，结果可靠。但取样有特殊要求。 !^[i"F:G
若将上述两种方法结合起来使用，活动断裂年龄判据的可信度是很高的。 Z.^DJ9E<1
活动断裂的鉴别 ec8 iZ8h8
活动断裂的鉴别是对其进行工程地质评价的基础。由于活动断裂是第四纪以来构造运动的反映，它便显示出新的构造活动形迹。所以，我们可以借助地质学、地貌学、地震地质学以及现代测试技术等方法和手段，定性和定量地鉴别它。 3np |\i
（一）地质、地貌和水文地质特征 teQ <v[W.
1.地质特征 wBu os}/
最新沉积物的地层错开，是活动断裂最可靠的地质特征。一般地说，只要见到第四纪中、晚期的沉积物被错断，无论是老断层的复活或新断层的出现，均可鉴别为活动断裂。鉴别时需注意与地表滑坡产生的地层错断相区别。 x=S8UKUx
一般活动断裂的破碎带由松散的破碎物质所组成，而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，也可作为判别活动断裂的地质特征。 0A,u!"4[
2.地貌特征 c @U\d<{w
由于活动断裂的构造地貌格局清晰，所以许多方面可作为其鉴别特征。它们也是断层错动在地层中或地表面留下来的证据。保留在最新地层中的地层错开是断层活动的长期记录，是最可靠的证据。当然必须与地表滑坡产生的地层错动相区别。地表变形产生的证据为地貌证据，主要地貌证据有： TnuaP'xZ
（1）断崖：如果在松散沉积中容易被侵蚀所破坏，在基岩中则多被侵蚀成三角面。活动断裂往往构成两种截然不同的地貌单元的分界线，并加强各地貌单元之间的差异性。典型的情况是：一侧为断陷区。堆积了很厚的第四纪沉积物；而另一侧为隆起区，高耸的山地，叠次出现的断层崖、三角面、断层陡坎等呈线性分布。两者界线截然分明。 jDO"?@+
（2）溪流错开：相邻溪流沿同一条线作方向相同的肘状转折。走滑型活动断裂可使穿过它的河流、沟谷方向发生明显变化；当一系列的河谷向一个方向同步移错时，即可作为鉴别活动断裂位置和性质的有力佐证。根据水系移错的距离和堆积物的绝对年龄，还可推算该活动断裂的平均错动速率。 n]3Lqe;
（3）封闭洼陷或下陷池塘。应与岩溶塌陷形成的下陷池塘相区别。通常活动的走向错动或正断层往往有下陷池塘。 `6No6 .\J
（4）冲积层中的活动断裂带经常构成地下水的障壁，这是活动断裂的特有现象。往往沿活动断裂出露一系列泉或断层两侧地下水位高程不同，致使地面的色调或植被不同，所以也就成为判定活动断裂的有力标志之一。 Ihn#GzM?u
（5）滑坡分布线，由于活动断裂错动形成的陡崖常发育一系列滑坡。 Oax6_kmOj
（6）错开的阶地或错开的冲积扇。 DB=^Z%%Z
（7）活动断裂经常造成同一地貌单位或地貌系统的分解和异常。如同一夷平面或阶地被活动断裂错断，造成高差和位错。 K2Z]MpLD
此外，在活断裂带上滑坡、崩塌和泥石流等动力地质现象常呈线性密集分布。 #F|q->2`o
3.水文地质特征 i ?HN
活动断裂带的透水性和导水性较强，因此当地形、地貌条件合适时，沿断裂带泉水常呈线状分布，且植被发育。此外。许多活动断裂沿线常有温泉出露。它们均可作为活动断裂的判别标志。 j1 Ns|oph1
但需注意的是，有些老断层沿线泉水也有线状分布的特征，判别时要慎重，应结合其他特征与之区别。 (BT{\|,V_m
地质、地貌和水文地质特征地表迹象明显的活动断裂。在遥感图像中的信息极为丰富，即使是隐伏的活动断裂，也可提供一定的信息量。因此，利用遥感图像判释来鉴别活动断裂，是一种很有效的手段。尤其是研究大区域范围内的活动断裂，利用遥感图像判释更有明显的优越性。 rtjUHhF
（二）历史地震和历史地表错断资料 ;bYpMcH
包括：历史上记录的地震的证据和说明，历史上记录的地表错断的证据和说明，以及断层错动的大地测量记录等三类标志。 dmB
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我国历史悠久，典籍丰富，所以前两类标志是十分丰富的。历史上有关地震和地表错断的记录，也是鉴别活动断裂的证据。一般地说，老的历史记载，往往没有确切的震中位置，又无地表错断的描述，所以只能用以证实有活动断裂存在，而难以确切判定活动断裂的位置。而较新的历史记载，震中位置、地震强度以及断裂方向、长度与地表错距等，都较为具体、详细。因此，对历史记载要加以分析。 ydZS^BqG
(三)使用仪器测定
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利用密集的地震台网能确切地测定小震震中位置，并确走括断层的存在。但是。有些活动性较强的蠕滑断层，并不发生地震。所以单纯依靠它来鉴别活动断裂，就不会获得满意的效果。采用重复精密水准测量和三角测量所获得的地形变的证据，能判定无震蠕滑断层或地震断层的活动性。它可求算活动断裂不同地段两盘相对活动的趋势和幅度。 5bj9S
大地测量所取得的地形变资料是断层活动的第三类历史证据，这种证据通常能表明断层活动是无震的错动，亦即断层蠕动或是伴有地震的迅速错动。大地测量资料还可以表明应变的积累情况。 *GZ7S
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（四）地震标志 IPVD^a ?
经地震台网仪器记录确定大地震震中沿一定断层线分布，则表明此断层曾经错动并发震，将来也会错动和发震。近年来很多人主张以密集的地震台网确切测定小地震震中位置，以它们沿一定断层线分布作为判定活动断裂的一种地震标志。但这种活动断裂是否会产生大地震或地表错动，单凭这种标志还不能确定。美国沿加州圣安德烈斯断层所进行的微震监测是这类研究的先驱。我国进行此项工作较迟，尚未取得足够资料。 5~R1KjjvA
地震标志与其它标志相比是记录时间最短的，例如美国自1932年以来才有仪器记录，我国的仪器记录主要是解放以后才逐步建立起来的。 d`w3I`P1
