地震往往與斷裂有著千絲萬縷的關系。地震的發生多是由于某一構造帶全部或局部活動達到相當激烈程度,導致地殼巖石斷裂或原有斷裂發生錯動而引起。資料表明,我國80%的破壞性地震同活動斷裂,特別是第四紀以來有過活動的斷裂有關。
在有關地震報道及文獻中,常有這么幾個術語重現率很高:新構造、挽近構造、活動構造、活動斷裂、發震斷裂。它們的具體定義是什么?有何關聯?筆者系統對照《巖土工程勘察規范》(GB 50021-94、GB 50021-2001、GB 50021-2009),查閱了《巖土工程術語標準》(GB/T 5027-98)、《地質大辭典》(地質出版社,2005)等資料,對上述術語進行了粗略的梳理與歸納,希望起到拋磚引玉的作用。
新構造
新構造(neotectonics): 由新構造運動產生的地質構造。
新構造的最主要特點:不僅表現于巖石/層的變動,而且直接表現于地貌形態上,如新褶皺構造、活動斷裂和活動斷裂帶、新造山帶、現代裂谷、現代地裂、活動斷塊、構造地貌和地貌變形、近代火山活動、近代地震活動、地震斷層、地震地表破裂和地震錯位等。
新構造運動(neotectonics movement): 由挽近時期地殼構造運動產生的地質構造。舒爾茨指造成現代地勢基本特點的構造作用。尼可拉也夫認為這個運動的特點具有普遍性和節奏性,其最普通的表現形式是振蕩,即造陸運動。一般來說,新構造運動隆起區現在是山地或高原,沉降區是盆地或平原。
關于新構造運動出現的時間是一個分歧較大的問題,有下列幾種意見:
①晚第三紀到第四紀初;
②第四紀時期;
③晚第三紀到現代;
④時間不應給予限制,只要造成現代地形基本特征的構造作用就是新構造運動。
地質學中一般把新近紀和第四紀(前23Ma—現代)時期內發生的構造運動稱為新構造運動。比較認可的是,新構造運動出現最劇烈的時間是在晚第三紀末或第四紀初期。
由此觀之,“新構造”強調“新”,突出的是構造在地貌演化上的意義。因其與人類的生存環境和工程建設密切相關,新構造的研究意義顯而易見。
挽近構造
挽近地殼運動(crustmovement):1955年由李四光提出的名詞。認為在地質記錄不完全的地區,要確定構造運動發生的時期及其持續的時間,往往有很大的困難,任意作主觀的斷定難免鑄成錯誤、引起混亂。因此,概括地標示時期的名詞,是有一定效用的。
李四光還提出近古(eoid)——泛指古近紀-新近紀地殼運動時期、中古(mesoid)——泛指中生代-古近紀地殼運動時期、上古(palaeoid)——泛指古生代晚期地殼運動時期及太古(archaeoid)——泛指古生代早期及更古老地殼運動時期等,現已很少使用。
挽近(neoid)一詞與前蘇聯學者所倡導的新構造運動,在時間的含義上,大致近似,一般指第四紀以來(有時自新第三紀以來)地殼運動的時期。
“挽近”是相對概念,用于“論及活動構造體系”時,概括地標示“地質記錄不完全的地區”的“構造運動發生時期及其持續的時間”。在地質研究程度較高的、地層鑒定清楚的地區,則可使用更確切的名詞。
活動構造
活動構造(active tectonics,active structures):挽近地質時期有過活動、今后可能繼續再活動的構造。對于活動構造的活動時限,大致分為:
①第四紀以來;
②晚第四紀以來(約50萬年以來);
③晚更新世或晚更新世晚期(一般用10萬年或3萬年)以來;
④全新世(1萬年)以來,美國原子能委員會,將其定為1萬年以來。
中國學者鄧起東院士給“活動構造”以定量的概念:活動構造是指晚更新世(距今10萬~12萬年)以來一直在活動,現在還在活動,未來一定時期內仍可能發生活動的各類構造,包括活動斷裂、活動褶皺、活動盆地及被它們所圍限的地殼和巖石圈塊體(鄧起東, 1996, 2002)。
活動構造研究主要通過對地質、地貌現象、大地形變測量(包括垂直的與水平的)、定點地殼形變動態觀測、地震活動性監測、地殼應力狀況,以及各種地球物理場變化等方面來探討其活動狀況和形成機制,對地震預報、工程穩定性等實際問題及地球動力學等一系列地學理論問題有著重要意義:板塊邊緣地帶、裂谷帶是研究者最感興趣的地區;對板塊內部的現代活動及應力場狀況的研究是引人注目的新方向;地震構造和活動斷裂的研究是最活躍的課題。
活動構造與新構造在含義上有所不同:新構造通常指晚第三紀以來形成的地質構造。由于第三紀晚期的地殼運動比起第四紀來要強烈而廣泛,因而新構造比活動構造要明顯和多見。簡而言之,活動構造是至今活動著的地質構造,強調的是其對場地穩定性的影響及其在工程應用上的意義。
活動斷裂
活動斷裂(active fault): 又稱活斷層。是第四紀以來(或晚第四紀以來)活動、至今仍在活動的斷層,是距今10萬年以來(或3萬年以來)有充分位移證據證明曾活動過,或現今正在活動,并在未來一定時期內仍有可能活動的斷層。
活動斷裂在全球廣泛分布,反映了人類生存的地球仍是一個活動的星球?;顒臃绞街饕?span>3種:一是相對緩慢錯動的構造蠕動;一是以地震方式或集中釋放積累的彈性應變而產生的突然滑動。這兩種方式在不同活斷層上或其不同段落可以兼而有之。有時這兩種方式按時間段交替出現。
我國活動斷裂的格局基本上控制了中國強震的分布,主要活動斷裂帶可劃分為以下幾種類型:①板塊邊界斷裂,如外喜馬拉雅斷裂和臺灣的大縱谷斷裂;②眾多的板內塊體邊界斷裂;③活動塊體內部的活動斷裂。我國昆侖山(北坡)- 阿爾金山斷裂即為活動斷裂,其規??膳c世界上著名的活動斷裂,如圣安德烈斯斷層、安納托利斷層、阿爾卑斯斷層、塔拉斯費爾干斷層、菲律賓斷層、日本中央構造線和裂谷斷裂帶等相比。
關于活動斷裂的涵義并無多大爭議,但對活動斷裂的時限仍存多種意見見.《巖土工程勘察規范》(GB50021-94)在條文說明中作過如下歸納:
①新生代或新第三紀有過活動的斷裂,即傳統的新構造斷裂。工程界已多不采用。
②第四紀(200萬年)以來有過活動的斷裂,該意見在地震地質界得到普遍應用。
③中更世(17~70萬年)有過活動的斷裂,這是根據我國構造運動的具體情況提出的,在地震地質界與工程界已有采用。
④晚更新世(1.0~15萬年)以來有過活動的斷裂,水利水電工程界除了關注第四紀斷裂外,特別重視晚更世以來有過活動的斷裂。
⑤全新世(1萬年)以來活動過的斷裂,由于是距今最近的地質時代,全新活動斷裂對工程影響至關重大,其中發震斷裂是工程界關注的焦點。
活動斷裂時限之定量化研究,需要考慮以下因素:各國各地區的地質環境不同,各地的研究程度不同,各學科的研究目的不同,不同建設工程的要求不同等。
發震斷裂
發震斷裂(earthquake fault):是一種活動斷裂,又叫做地震斷裂或孕震斷裂。
《巖土工程勘察規范》將其定義如下:全新活動斷裂中、近期(近500a來)發生過地震震級M≥5級的斷裂,或在今后100a內可能發生地震震級M≥5級的斷裂,可定為發震斷裂。
沿著發震斷裂伴隨著地震活動;或者密集著小地震活動,或者常常有小的,周期性的錯動;或者長時間的、間歇性的蠕動或彈跳。有的發震斷裂沿著老斷層重新錯動,錯動跡象從地面連通到地下礦井或坑道,其產狀、性質和特點大致和地震的震源機制結果近似甚至吻合。如1973 年的甘孜地震、1975年的海城地震和1976年的唐山地震、1906年的美國舊金山地震、1966年日本的松代地震等。
在這里,還得提一下“能動斷層(capable fault)”。能動斷層一詞來源于1973年美國核規范委員會的報告,其定義是“在地表或接近地表處有可能引起明顯錯動的斷層”,是在距今1萬年到3.5萬年以來有過錯動,儀器記錄到有小震活動和多次歷史地震事件,或發生過蠕動,而在不久的將來仍有可能出現地表錯動的斷層。
在我國,能動斷層只用于核動力工程選址中以廠址為中心半徑5000米的范圍內的晚更新世(約10萬年左右)的斷層鑒定。其范圍以外的,即使與能動斷層同樣性質的斷層也只能稱為發震斷層或活動斷層。
結語
(1)“新構造”在于“新”, 通常指晚第三紀以來形成的地質構造,突出的是其地貌演化上的作用。
(2)“挽近”是相對的,用于概括表述“地質記錄不完全的地區”的“構造運動發生時期及其持續的時間”。
(3)活動構造屬于新構造,是至今活動著的地質構造,強調的是其對場地穩定及工程應用的影響。
(4)活動斷裂屬于活動構造,是第四紀以來(或晚第四紀以來)活動、至今仍在活動的斷層,其活動時限之界定,需要綜合考慮其地質環境、研究程度、研究目的與工程要求。
(5)發震斷裂是一種活動斷裂:它須滿足以下兩點:①全新活動斷裂、②近期(近500a來)發生過地震震級M≥5級的斷裂,或在今后100a內可能發生地震震級M≥5級的斷裂。能動斷層則專門用于核動力工程選址中以廠址為中心半徑5000米的范圍內的晚更新世(約10萬年左右)的斷層鑒定。
我有話說
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