(完整版)活动构造与地震(邓起东)

水地
平震
位地
移表
破
米
裂 带
长
公 里
1976年唐山7.8级直下 型地震 毁灭了唐山这 一工业城市
死亡：24.2万余人 重伤：16.4万余人 损失：超过200亿元
目录
• 活动构造与地震灾害 • 板块构造、板内构造与地震 • 活动构造研究方法 • 活动构造定量研究 • 一次新的全球大宁 同心
海原
榆林
兴县
靖边
米脂
延川 延安
天水
宝鸡
西安市
灵宝 洛南
M L2.0-2.9
M L3.0-3.9
M L4.0-4.9
原平
太原 榆次
昔阳
左权
石家庄市
38
衡水
南宫
武安
聊城 36
阳城 洛阳
郑州市
巨野 民权
34
0
100
200km
青 藏 断 块 区 地 震 活 动
目录
• 活动构造与地震灾害 • 板块构造、板内构造与地震 • 活动构造研究方法 • 活动构造定量研究 • 一次新的全球大地震活动高潮
逆断裂
走滑断裂
2001年昆仑山口西地震
震源断裂和 地震地表破裂带
地下深处发生地震的断 裂就是震源断裂，震源 断裂在地表出露，称为 地震地表破裂带
1973年四川炉霍7.6地震 地表破裂带切断山脊
地表破裂带长度426km， 最大左旋同震位移7.6±0.4m
活动断裂与地震 1973 7.6
有的断裂形成于以往地质年代，现在已 1816 1923 7.2
中、深源地震主要分布在环太平洋地震带和地中海—喜马拉雅地震带。 板块内部，特别是大陆板块内部也有强烈地震活动。
俯冲带与地震
Mw8.4 Mw8.6
Mw9.0
巽他海沟（Sunda Trench）俯冲带
日本海沟俯冲带
板块内部并不是简单的刚性块 体，板块内部，尤其是大陆板 块内部也有不同程度的构造活 动，因而也有强烈的地震活动。 中国是最强烈的板内构造活动 和地震活动地区。
活动构造研究的意义
❖ 活动构造与地震及多种地质灾害的发生密切 相关，其研究是减灾及城市和工程环境安全 评价的重要基础；
❖ 活动构造反映现代构造活动，它为现代地球 动力学研究提供重要基础资料；
❖ 活动构造是最新的构造活动，未经后期改造， 它是研究构造变形及其形成机制的最好的实 验场。
构造地震的产生
7.5
经不再活动，这种断裂不会发生大地震。现
1904 7.0
在正在活动的断裂，未来也可能活动的断裂
1893 7.0
就是活动断裂。大地震就发生在这种活动断
裂上。
1725 7.0 1955 7.1/2 1786 7.3/4
东昆仑断裂玛沁-玛曲段
1948 7.3
1786 7.0
1536 7.1/2 814 7.0
（据陈运泰，2012）
当岩石中的应力达到岩石再 也承受不了的程度时便突然 发生破裂，以地震形式释放 能量，断层面两边的岩石便 回跳到各自的平衡位置。
三类断裂会产生三种不同性质的地震
根据断裂两侧岩块的相对运动方向，断裂可以分 为正断裂、逆断裂和走滑断裂。它们分别产生正 断型、逆断型和走滑型地震。
正断裂
1850 7.1/2
鲜水河-安宁河断裂
活动褶皱与地震
地震不仅与活动断裂相关，也与活动褶皱、活动 盆地、活动断块等多种活动构造相关，活动构造 带常常就是大地震的发生带。
1906年玛纳斯地震发震模式图
断层相关褶皱
活动盆地、活动断块与地震 • 川滇断块与地震
• 鄂尔多斯断块与地震
10 1.5
右唐
旋山
中国活动断块与地震分布略图 （公元前1767-2008，Ms≥6）
鄂尔多斯断块周缘活动断裂带 和盆地带与地震（Ms≥6）
鄂尔多斯断块小震震中分布图 （ML2.0-4.9，1970.1- 2011.6）
106
108
五原
乌海
110 固阳
112 呼和浩特市
东胜
河曲
114
116
张北
张家口
延庆
阳原 40
蔚县
基本研究方法
1.最新构造变形及其实测，如地震地表破裂带，最新断裂和褶 皱活动等；
活动构造与地震
邓起东 中国地震局地质研究所
2013.9
目录
• 活动构造与地震灾害 • 板块构造、板内构造与地震 • 活动构造研究方法 • 活动构造定量研究 • 一次新的全球大地震活动高潮
活动构造
活动构造是指晚更新世（10万－12万 年）以来一直在活动，现在还在活动， 未来一定时期内仍可能发生活动的各 类构造，包括活动断裂、活动盆地、 活动褶皱及被它们所围限的地壳和岩 石圈块体（邓起东，1996）。
构造地质学与 大地构造学新起点
主要内容
1.超越板块构造：大陆的 流变 与造山
2.丢失的联系—从地震到 造山（活动构造）
3.构造、气候和地球地表 过程的动力学相互作用
4.地球与生命的协同演化： 遥远时代地球的演化
（1Ma）
重大科学命题： 1. 打通弹性与永久变形之间的
联系 2. 地震的空间分布与时间分布 3. 变形的局部化 4. 流体的作用 5. 断裂带过程及物质
地球表层被 地壳和地幔 所包围，最 表层的地壳 与软流层以 上的上地幔 组成岩石层 （又称岩石 圈），它漂 浮于其下的 软流层之上。
板块构造和三种板块边界
相互错动 相互分离 相互聚合
岩石层并不是一个完整的壳层，它被多种 相关的活动构造，如海沟、岛弧、海岭和 转换断层所分割，形成一个个有限的、相 互关联的块体，在全球组成相互联系的岩 石圈板块构造。根据板块之间的相对运动 方向，板块边界可以分为：相互分离的发 散边界—大洋中脊；相互聚合的汇聚边 界—海沟、岛弧、俯冲带和碰撞带；相互 错动的转换边界—转换断层
弹性回跳理论：地震是地下岩石中的“应变缓慢积 累—快速释放”的弹性回跳过程
无应变状态
应变积累
弹性回跳
断层面
断层面
例如，断层面两边的 岩石以5厘米/年的速 率相对运动，由于断 层面闭锁，岩石发生 形变，应变能逐渐在 岩石中积累。
经过100年后，由于断层 面闭锁，在断层面积累 了100年× 5厘米/年＝ 5 米的位移得不到调整。
地球表层—岩石层的构造情况： 六大板块和若干小板块
纳斯卡 板块
板块构造与全球地震带 （1963-1999，Ms≥4.5）
板块边界构造带就是最新活动构造带，它既是全球最主要的地震带，也是最主要的 火山带。全球地震带：1.环太平洋地震带；2.地中海—喜马拉雅（欧亚）地震带；3.海 岭地震带。它们占了全球地震的绝大部分，其中环太平洋地震带约占全球浅源地震的 80%。