地震科普丨认识活断层构造地表发震

活断层 是破坏性地震的主要危险源,它的存在意味着潜在的断层灾害风险问题,尤其是具有难以预测性的地震及相关的潜在危害威胁, 活断层灾害 及其风险一直是备受关注的重大安全问题。

活 断 层

# 基 本 定 义 #

“活断层” 术语最早由美国地质学家劳森对 1906 年旧金山 8.3 级地震的发震断层圣安德列斯断裂进行研究后提出。之后,美国地质学家伍德和威里斯先后给出了比较明确的定义: 活断层是在近代或历史时期内新生或有过继承运动和位移,及在不久的将来仍可能再生或继续运动和产生位移的断层 。

简单来说就是指在最新的地质时期持续活动,并且未来仍将活动的断裂。

活 断 层

# 概 念 与 术 语 #

除了 “活断层术语” 本身,不同机构、部门和研究者,根据区域构造特点和各自需要,在活断层术语基础上,还提出了许多与之 含义相近 或属于其 特殊类型 的概念或术语,其中 常见 或 常用 的主要有以下这些。

新构造 (Neotectonics) 与新构造断层 (Neotectonic fault)

“新构造” 术语最早在 1948 年由前苏联V.奥勃鲁契夫 (Obruchev) 引进到地质学和地貌学中,用于指 “新近纪末到第四纪前半期地球上最年轻的地壳运动” 。

在 1984 年 12 月,由英国布里斯托尔 (Bristol) 大学的Hancock教授和卡迪夫 (Cardiff) 大学的 Williams 教授共同召集的 “新构造会议” 上,与会专家学者围绕新构造定义及研究进展进行深入研讨后建议将新构造定义为“ 现今构造应力场及构造地貌格局形成以来所发生的构造运动” 。

“新构造断层” 是随着近年来对全球不同地球动力学背景下断层活动的显著差异性,尤其是来自稳定大陆区 (Stable Continental Regions(SCR)) 的活断层研究,导致对 断裂活动性 和 地震复发特征 等有了更深入认识后提出来的。

全球地震模型组织 (GEM) 于 2010 年启动的 “GEM 断裂的地球计划” (the GEM Faulted Earthquake (GFE) project) 也将“新构造断层”作为全球主要的地震发生源,其采纳的定义是 “在现今构造机制作用下一直活动的断裂” 。

能动断层 (Capable Fault)

能动断层 与能动构造源是常见于 核电站 或 核废料处置 选址 等对场址稳定性要求很高的活断层危险性评价相关规范标准中的术语。美国原子能委员会 (US AEC) 1973 年发表的“核电站地震与地质选址标准”中首先使用了 “能动断层” 概念,并被国际原子能机构 (IAEA) 采用。其最初定义是 “中更新世以来(主要是距今500ka 以来)有过多次活动且未来仍有潜在活动性的断裂或构造” 。

国际原子能委员会 (IAEA) 则一直沿用了 “能动断层” 术语,但定义和判定标准也在不断更新。最新规范中的定义是 “具有能在地表或近地表产生位移的明显潜能的断层” 。

国内核电厂选址 及相关规范对 能动断层 的定义是: 指“可能引起地表或近地表明显错动的断层” 。

发震断层 (Seismogenic fault) :

发震断层 一般指 “空间上控制地震发生且能产生 M≥5.0 破坏性地震的,或有历史地震地表破裂的,或存在确切古地震遗迹的活断层” 。全球地震模型 (GEM) 的新构造断层数据库中将其定义为 “可产生中等至大地震的断层” 。发震断层这一术语在国内各类标准规范中也应用较多。

潜在活断层 (Potential active fault) :

该术语常见于美国加州的 活断层避让法案 和美国核协会 (ANS) 制定的有关 地震危险性 和 地表破裂或变形评价 等的标准规范中,系指 “第四纪期间(美国指距今约 1.6 Ma 以来)发生过地表位错或变形,但缺乏全新世活动确切证据的断层” 。

全新活动断层 (New active fault) :

这是国内 岩土工程勘察规范 中采用的术语,并被列入 《工程地质手册》 ,指 “在近代地质时期内(距今10 ka)有过较强烈地震活动或近期正在活动,在将来(今后100 年)可能继续活动的断裂” ,这实际上类似于全新世活断层,并且也被用于了如 《建设用地地质灾害危险性评估技术要求》 等一些行业标准中。

预警断层 (Warning fault) :

这是最初由日本地震地质学家松田时彦在分析日本岛的活断层未来强震危险性时提出的概念,用来指示未来潜在 强震危险性较高 的活断层。

危险断层 (Hazardous fault) :

这是美国西部一些地州制定的活断层地表破裂灾害危险性评价指南中,用于 指导工程 和 建筑物避让活断层 ,或指导地方制定相关法律法规时采用的术语。

盲断层 (Blind fault) :

属于活断层中的一种 特殊类型 ,指隐伏于地表之下,虽然不直接造成地表破裂,但可造成地表变形的断裂,通常构成了挤压缩短变形机制下所形成的 逆冲-褶皱 构造系统中的一部分,也就是活动褶皱下部经常存在的 盲逆断层 。

隐伏或埋藏活断层 (Buried or concealed ac-tive fault) :

包括两类,一类是被第四纪松散沉积物覆盖的,在 地表 没有醒目形迹的活动断层;另一类是在地表变形后,变形形迹又被后期沉积物 完全覆盖 的断层。

资料参考:《活断层的定义与分类——历史、现状和进展》吴中海。

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THE END
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