城市活動(dòng)斷層研究方法

　　 摘要:活動(dòng)斷層研究意義重大。本文指出了城市活動(dòng)斷層的特點(diǎn)和難點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹了城市活動(dòng)斷層的各種方法，包括地質(zhì)地貌方法、地球化學(xué)方法、地球物理方法和遙感解譯方法等，并探討了防御城市活動(dòng)斷層的相應(yīng)措施。
　　關(guān)鍵詞:城市活動(dòng)斷層研究方法防御措施
　　中圖分類號(hào): TU984文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　
　　1 研究意義
　　活動(dòng)斷層作為構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的術(shù)語是本世紀(jì)初由Lawson、Wood、Wilis和李四光等先后提出的，將第四紀(jì)(240萬年)以來，阿爾卑斯－喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)以后再次有過活動(dòng)或者新產(chǎn)生的斷層稱為活動(dòng)斷層[1]。
　　城市活動(dòng)斷層與地震災(zāi)害，常常帶來大規(guī)模的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。而城市地震的元兇往往就是隱伏在城市地下的活動(dòng)斷層?；顒?dòng)斷層與地震災(zāi)害之間密切的聯(lián)系，要求我們盡快加強(qiáng)對(duì)城市活動(dòng)斷層的探測(cè)和研究，科學(xué)地進(jìn)行城市總體規(guī)劃和合理有效地抗震設(shè)防、減輕地震對(duì)城市造成的破壞和損失。這對(duì)于保障生命財(cái)產(chǎn)安全、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有積極意義。
　　
　　2 特點(diǎn)和難點(diǎn)
　　城市活動(dòng)斷層探測(cè)目的是準(zhǔn)確查明地表附近活動(dòng)斷層的空間分布，確定深部延伸情況，揭示地下介質(zhì)的特性和深部構(gòu)造環(huán)境，為活動(dòng)斷層地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)提供依據(jù)[2]。
　　城市中往往巖石露頭極少，斷層痕跡不明顯，建筑和公共設(shè)施也制約了探測(cè)工作的設(shè)計(jì)和施工，城市生產(chǎn)生活對(duì)探測(cè)工作有很強(qiáng)的干擾。
　　因此，在城區(qū)開展活動(dòng)斷層研究，需要對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)方法進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，綜合應(yīng)用地質(zhì)地貌、地球化學(xué)和地球物理的各種探測(cè)方法進(jìn)行綜合研究與解釋，得到更加可靠的地質(zhì)構(gòu)造和活動(dòng)斷層分布圖像。
　　
　　3 研究方法
　　3.1 地質(zhì)地貌方法
　　主要包括斷錯(cuò)地質(zhì)地貌制圖法、鉆探與槽探方法。
　　前者是對(duì)各種地質(zhì)地貌，尤其是斷錯(cuò)地質(zhì)地貌特征進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，對(duì)斷裂幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，最新斷裂錯(cuò)動(dòng)面和斷錯(cuò)地貌，地震地表破裂帶，地裂縫帶等進(jìn)行實(shí)地詳細(xì)調(diào)查。
　　后者是利用鉆探和槽探手段來對(duì)地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)巖性進(jìn)行揭露，得到活動(dòng)斷層詳盡的地質(zhì)信息，確定地球物理探測(cè)界面的地質(zhì)含義及其年齡，確定斷裂最新活動(dòng)帶的空間位置和寬度。
　　3.2 地球化學(xué)方法
　　城市活動(dòng)斷裂帶中，某些高揮發(fā)性元素(氣體)從地球內(nèi)部持續(xù)釋放，且沿著滲透性相對(duì)較強(qiáng)的斷裂帶或裂隙帶向地表遷移，在地表淺部的相應(yīng)部位形成這些氣體的異常分布。地球化學(xué)方法可以捕捉、識(shí)別和確定這些異常點(diǎn)或帶的空間位置和時(shí)間變化特征，以探查隱伏活動(dòng)斷裂的存在。在活動(dòng)斷裂探測(cè)中主要應(yīng)用土壤氣，測(cè)定的組分一般為Rn 、Hg 、He 、CO2 、SO2 、O2 、CH4 及其他碳?xì)浠衔?。K. Ioannides等給出了利用Rn來研究和探測(cè)活動(dòng)斷層的具體方法和實(shí)例[3]。
　　3.3 地球物理方法
　　(1) 淺層高分辨地震勘探
　　淺層高分辨地震勘探是城市活動(dòng)斷層淺部探測(cè)中最為有效的探測(cè)方法之一，可以提供斷層的位置、幾何形態(tài)、斷層帶寬度、斷層活動(dòng)和在資料完整的條件下研究地層變形時(shí)代等有關(guān)參數(shù)，對(duì)了解構(gòu)造活動(dòng)歷史，研究強(qiáng)震發(fā)生的可能性等具有重要作用。
　　(2) 電法勘探
　　適用于地震活動(dòng)斷層探測(cè)的方法主要包括聯(lián)合剖面法、高密度電法、大地電磁測(cè)深、瞬變電磁法等。主要是利用地下介質(zhì)的電性特征，對(duì)活動(dòng)斷層的不同深度進(jìn)行研究，其缺點(diǎn)是分辨率較低，但可以提供活動(dòng)斷層的宏觀特征。
　　(3) 井間層析成像
　　井間層析(CT) 技術(shù)[4]主要包括電磁波、聲波和電阻率層析成像技術(shù)。電磁波層析成像的特點(diǎn)是基本不受城市工業(yè)電流的干擾，可以通過測(cè)量電磁波在兩個(gè)鉆孔間不同路徑的能量衰減特征，確定地下介質(zhì)的電磁波吸收系數(shù)分布，得到井間介質(zhì)的精細(xì)圖像。層析技術(shù)的高精度及層析圖像的直觀、精細(xì)等特點(diǎn)，不僅是地質(zhì)構(gòu)造判讀的依據(jù)，也是對(duì)斷層進(jìn)行高精度定位、檢驗(yàn)的一種不可替代的技術(shù)。
　　(4) 磁法勘探
　　磁法勘探在大地構(gòu)造分區(qū)，斷裂帶、接觸帶、破碎帶和基底構(gòu)造的探測(cè)，沉積巖、侵入巖、噴出巖以及變質(zhì)巖的分布范圍劃分等方面有著廣泛的應(yīng)用。斷裂帶的磁異常因不同的構(gòu)造作用以及其后發(fā)生的地質(zhì)過程而具有不同的特征。其異常特征包括巖石在經(jīng)受外力作用，尤其是因巖石破碎后出現(xiàn)的磁性降低引起的負(fù)異常；因深斷裂內(nèi)伴有巖漿活動(dòng)或熱液侵入帶來的磁場(chǎng)增強(qiáng)所表現(xiàn)的正異常；或因熱退磁作用引起的負(fù)異常等[4]。
　　3.4 遙感解譯法
　　利用遙感圖像對(duì)活動(dòng)斷層進(jìn)行研究，可以有效地節(jié)省人力物力，更快地識(shí)別大區(qū)域范圍內(nèi)的活動(dòng)斷層。不同地物的波譜響應(yīng)特征的差異導(dǎo)致地形地貌顏色特征的差異，可以從影像的色調(diào)、地形地貌的線性特征以及水系格局等判別標(biāo)志進(jìn)行活動(dòng)斷裂的解譯。根據(jù)沿?cái)嗔研污E的明顯色調(diào)差異、斷層線性延伸的連續(xù)性、水系的形態(tài)特征等標(biāo)志，均直接判斷斷裂的活動(dòng)特征。
　　
　　5 防御措施
　　首先，應(yīng)在城市建設(shè)規(guī)劃中使重要建筑物和管線適當(dāng)避開這些活動(dòng)斷層，利用活動(dòng)斷層上方的地面建設(shè)林帶、綠地和足球場(chǎng)等受活動(dòng)斷層影響較小并對(duì)人民有益的設(shè)施。其次，應(yīng)在活動(dòng)斷層兩側(cè)布設(shè)一定數(shù)量的微震監(jiān)測(cè)儀、高精度形變監(jiān)測(cè)儀和斷層氣體檢測(cè)儀等儀器，連續(xù)監(jiān)測(cè)活動(dòng)斷層的活動(dòng)狀態(tài)，力爭(zhēng)對(duì)其可能發(fā)生的破壞性地震或無震蠕動(dòng)的形變量作出分析預(yù)測(cè)，以便在災(zāi)害發(fā)生之前采取必要的防御措施。第三，可以利用探測(cè)到的活動(dòng)斷層深淺部狀態(tài)協(xié)助勘探地下水和其他礦藏的分布。
　　
　　6 結(jié)語
　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市建設(shè)速度加快，社會(huì)財(cái)富迅速聚集，人口高度集中，城市地震造成的破壞及損失明顯呈上升趨勢(shì)。城市下方的活動(dòng)斷層是引發(fā)城市地震的元兇，是造成建筑物破壞以及人民生命財(cái)產(chǎn)損失的重要原因。開展城市活動(dòng)斷層的探測(cè)研究，目的是趨利避害，這一項(xiàng)為城市建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的基礎(chǔ)工程功在當(dāng)代，利在千秋。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 中國(guó)地震學(xué)會(huì)地震地質(zhì)專業(yè)委員會(huì). 中國(guó)活動(dòng)斷裂[M]. 北京: 地震