活动构造与城市直下型地震_邓起东

明断层的活动方式、运动特征和断层的活动历史，如断层活
面对大中型城市遭受直下型地震灾害越来越严重，一些 动的突发性和粘滑特性，突发错动的历史和重复模型，古地
国家和政府越来越重视城市地震的危害，认识到城市防震减 震及古地震重复间隔，高精度探槽和高密度钻探，最后一次
灾的重要性，认识到需要开展城市活动断层探测工作，查明 事件发生至今的时间（即离逝时间），活动断层的规模或活动
“错不错”是指直下型地震发生后发震断层是否会出露地
公共安全事件应急处置预案。
表，在城市范围内的地表是否出现同震地表破裂带，若出现，
2. 城市活动断层探测的核心问题
则评价其规模，即地表破裂带长度、宽度、位移、性质及水
开展城市活动断层探测，评价其地震危险性和危害性， 平和垂直位移量，确定避让带的范围，向政府提出防御措施，
位 ; 最后，在详细探查中加大探测深度，逐步做到精确定位。 助下，2002 年我们首先对福州市进行了试验探测，在获得成
a
b
图2 海原活动断层干盐池拉分盆地影像（a）和地质图（b） （国家地震局地质研究所等，1990）
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活动断层探测与应用专刊
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图3 中国活动断层与地震分布简图 图中字母代表构造分区（邓起东，2002）
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图4 鄂尔多斯断块的构造（a）和小震分布图（b） （邓起东，周庆，2015）
城市与减灾 CITY AND DISASTER REDUCTION
市范围和区域范围内的断层活动情况，对断层分布做出判断， 遇的地震灾害损失，推动实现我国 2020 年以前减轻地震灾
辅以控制性地球化学和地球物理勘探 ; 其次，是利用不同方 害的目标，中国地震局在 2000 年年初提出了城市活动断层
法的综合剖面探测，对城市范围内的直下型断层进行初步定 探测与地震危险性评价项目，在国家发展与改革委员会的资
地，以挤压构造为特点的压陷盆地，以走滑构造为特点的拉
中 国 大 陆 位 于 欧 亚 板 块 东 南 端，挟 持 于 太 平 洋 板 块 和
分盆地。对张性盆地而言，地震孕育和发生与地壳上部断陷 印度洋板块之间，其间为西太平洋板块边界构造带和地中海
主断裂和深部垂直走滑断层的贯通相关，中地壳滑脱面在上、 一喜马拉雅边界构造带，西太平洋板块边界构造带通过我国
1. 活动断层是指晚第四纪（10 〜 12 万年）以 来有过活动的断层，它是活动构造中最重要的一 种类型。断层在受力作用下发生错动，形成不同 性 质 的 断 层。 例 如， 由 于 拉 张 作 用 形 成 正 断 层， 挤压作用形成逆断层，剪切作用形成走向滑动断 层。不同性质的断层活动会产生不同类型的地震， 即正断层型、逆断层型和走滑断层型地震（见图 1）。 根据断层是否出露地表，活动断层可以分为裸露 活断层和隐伏活断层，裸露活断层是切割地表面的 断层，在地表常表现为断层陡坎等地貌现象。
4. 活动断块是指被活动断层带、活动褶皱带或活动盆地
见。在这些构造带内，褶皱伴随断层运动过程而产生，因而 带围陷的地壳和岩石圈块体。活动断块有两种类型 ：第一类
被称为断层相关褶皱。断层相关褶皱的基本类型分为断弯褶 断块整体性好，内部结构完整，块体内部不发生明显的构造
皱、断展褶皱和滑脱褶皱。它们都可能伴随地震而孕育和发 变形和差异构造活动。第二类断块内部存在一定的构造变形
其核心是要解决城市范围内的断层定位，断层的最新活动和 供城市规划建设使用，并做好宣传工作。
深部背景，断层的地震危险性和地表错动的危险性及减灾对
3. 我国城市活动断层探测进展
策。2001 年我们曾用 6 句话对这些科学问题加以概括。这 6
1999 年，全球相继发生了土耳其伊兹米特、我国台湾
句话是“有没有，活不活，深不深，震不震，错不错，好对策”。 地区集集和美国赫克特曼（Hector Mine）等 3 次大地震，
2. 活动褶皱是指晚第四纪以来有过活动的褶
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城市与减灾 CITY AND DISASTER REDUCTION
（a）
（b） 图1 正断层（a）、逆断层（b）和走滑断层（c）模型
（c）
皱或现今正进行着的岩石弯曲变形。活动褶皱在现代挤压造 共同控制大地震的发生。
山带和再生造山带，包括其前陆盆地、山间盆地内都十分常
所谓活动构造是指现今正在活动，未来一定时 期内仍可能发生活动的构造。为了更全面地了解 与现在构造活动密切相关的最新构造活动，我们取 有人类活动出现以来这一段时期作为活动构造的 时限，即第四纪晚更新世（10 〜 12 万年）以来。 因此，活动构造就是在上述时间范围内正在发生活 动的各类地质构造，包括活动断层、活动褶皱、活
以下是对它们的简单的解释。
地震现场考察认识到活动断层同震错动对地面建构筑物直接
“有没有”是要解决城市范围内有无直下型断层及其定 毁坏带宽度是有限的，是可以避开的，这是一个非常重要的
位问题。首先是要汇总已有的资料，包括已有的地质、地貌、 结论。基于我国许多城区存在活动断层的迹象，还有许多城
遥感、钻探、地球化学和地球物理勘探等各种资料，研究城 市历史上遭受过破坏性地震的现实，为有效减轻我国可能遭
城市内是否存在活动断层，对活动断层的定位、活动性及其 断层的分段长度则与震级大小相关。在这一工作的基础上，
地震危险性——做出鉴定，制定相应对策，特别是制定直下 对未来一定时期内是否会发生直下型地震及其发震概率做出
型地震和引发地表破裂带的预防对策，在此基础上加强抗震 评价。
设防管理，提高抗震设防标准，强化防震减灾意识，建立突发
青 藏 断 块 区 内 构 造 复 杂，区 内 除了次级断块边缘为构造活动的边 界 构 造 带 外，高 原 主 体 部 分 自 南 而 北 分 布 有 拉 萨、 羌 塘、 巴 颜 喀 喇、 东昆仑一柴达木和祁连山断块等 5 个Ⅱ级断块。 青藏断块区及其次级 断块的最新构造活动均表现出向南 东 方 向 滑 动，其 滑 动 速 率 由 北 向 南 依 次 增 大，直 到 断 块 区 中 部 羌 塘 — 川 滇 断 块 运 动 速 率 最 大，川 滇 断 块 东北缘鲜水河断层走滑速率最大可 达 13 〜 15 毫米 / 年。青藏断块区地 震活动强烈，1900 年以来已发生多 次 8 级强震，三个地震系列的主体 活 动 区 为 20 世 纪 20 〜 30 年 代 的 海原—古浪地震系列，20 世纪 50 〜 70 年代的察隅—当雄地震系列和巴 颜喀拉块体为中心的昆仑—汶川地 震系列，该地震系列自 1997 年以来 已先后发生 8 次≥ 7 级以上的地震， 其中包括 2001 年昆仑山口西 8.1 级
也可能发生中等强度地震。对拉分盆地（见图 2）而言，在 次 8 级地震，2015 年尼泊尔博克拉 8 级地震是最新的一次。
其演化的后期，两条剪切断层相贯通，在拉分盆地内产生盆
除上述板块边界构造带外，中国板内一级活动构造区（见
地内部张剪切断层，阶区障碍点被突破，它与剪切断层一起 图 3）有青藏断块区，新疆断块区，华北断块区，东北断块区，
此外，东北断块区，华南断块区和南海断块区均为构造
1. 直下型活动断层及其危害 城市范围内发育的活动断层被称为直下型活动断层，受 它控制的地震被称为直下型地震。城市地震灾害主要是由 位于城市之下的活动断层突发快速错动导致直下型地震发 生，产生地表破裂使断层线上的建（构）筑物造成严重破怀。
活动和地震活动较弱地区，但东南沿海地区由于台湾动力触 7 级及 7 级以上的地震可能形成同震地表破裂带。随着现代
下地壳变形中起了重要作用。对压陷盆地而言，山前深部盲 台湾，纵谷是主要的活动边界，曾在 1920 年和 1972 年发
断层 - 滑脱面 - 前端断坡的组合对大地震的孕育起着关键作 生过两次 8 级地震。喜马拉雅主前缘断裂全新世缩短速率
用，深部震源断层与地震地表破裂带是分离的，在前端断坡 21±1.5 毫米 / 年（Lave et al，2000），带内已先后发生 9
7 级以上地震的同震破裂带与活动构造展布的一致得到证明。 一旦网络遭到破坏，修复难度极大。城市灾害具有连锁性，
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城市与减灾 CITY AND DISASTER REDUCTION
直接灾害、次生灾害和间接灾害连锁，形成灾害链，更会加剧 活动背景的断层是否可能发生大地震做出评价，这涉及要查
对城市的破坏。
生。当它们发育于地下一定深度时，它们就是盲断裂、盲褶皱， 和差异活动，完整性和整体性较差，内部构造带的活动速率
大地震常与深部盲断裂、盲褶皱相关，这类地震被称为“褶 小于断块边界活动构造带。
皱地震”或“盲断裂型地震”。 3. 活动盆地是指晚第四纪以来有过活动或者继续发育的
中国活动构造与地震
沉积盆地。可分为以张性构造为特征的地堑盆地和半地堑盆
华南断块区和南海断块区。 其中华 北断块区、青藏断块区和新疆断块 区是最主要的活动构造区和地震活 动区。
华北断块区可分为东西两部分。 西部鄂尔多斯断块整体稳定，断块 内 无 明 显 的 差 异 活 动，断 块 四 周 则 均 为 活 动 断 陷 盆 地，断 陷 带 内 多 发 6 〜 8 级地震（见图 4），如山西断 陷带 1303 年洪洞 8 级地震、渭河 断 陷 带 1556 年 华 县 8¼ 级 地 震 和 银川盆地 1739 年平罗 8 级地震等。 东部华北平原内部表现出多拗、多 隆、 多 凹、 多 凸 的 复 杂 格 局，也 是 一 个 大 震 多 发 区，区 内 多 发 7 〜 8 级地震，如 1679 年三河平谷 8 级 地震、1668 年山东郯城 8½ 级地震 和 1976 河北唐山 7.8 级地震等。
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活动断层探测与应用专刊
图5 青藏高原活动构造分区与大地震 (邓起东等，2014)
和 2008 年汶川 8 级地震（见图 5）。 新疆断块区的活动构造以挤压断块型盆地为特征，天山
城市直下型活动断层与直下型地震
是—个典型的新生代再生造山带，天山两侧多排逆断层由天 山向外发展，形成活动构造带，并有多个山间盆地发育。天 山两侧 7 〜 8 级地震不时发生。在阿尔泰再生造山带发育有 阿尔泰山和科不多地震带分布。