地震安評技術(謝富仁匯編 )

1、地震安評工作中的若干技術問題（地震構造專業(yè)）謝富仁匯編 中國地震局地殼應力研究所,前言,職業(yè)資格考試的主要原則,以考試大綱為依據(jù)突出對能力的考查（重點考理解、應用）,主要參考材料,,考試大綱工程場地地震安全性評價（GB17741-2005)宣貫教材（ GB17741-2005) ?地震安全性評價技術教程,一、活動斷層的一些基本概念,活動斷層的一些基本概念,活動斷層 active fault

2、依據(jù)斷層切錯的最新地質或地貌單元的地質時代可區(qū)分“早第四紀斷層”、“晚更新世斷層”、“全新世斷層”等。晚第四紀以來有活動的斷層[GB/T 17741－1999，定義3.13]滑動速率 slip rate活動斷層兩盤塊體在包含發(fā)生數(shù)次地震時段內(nèi)的年平均位移值。注：單位為毫米每年（mm/a）。地震地表破裂帶 earthquake surface rupture zone震源斷層錯動在地表產(chǎn)生的破裂和形變的總稱，由地震斷

3、層、地震鼓包、地震裂縫、地震溝槽等組成。[GB/T 18208.3－2000，定義3.12]古地震 paleo-earthquake沒有文字記載、采用地質學方法或考古學方法發(fā)現(xiàn)的地震事件。,新生代地層的劃分,二、斷層活動性確定,斷層活動時代鑒定,地層時代：（上覆地層與被斷錯地層時代）地貌面時代（未斷錯地貌面與斷錯的地貌面時代）?。ㄒ钠矫妗㈦A地、洪積扇、水系、斷層陡坎發(fā)育特征等）斷層物質測年（ＥＳＲ、ＴＬ等）斷層帶內(nèi)充填

4、物質,斷層活動性鑒定技術,27.8ka51.8ka,斷層上覆地層年代被斷錯地層年代,斷層內(nèi)部物質的年代,多期次，采集最新錯動面上物質,估計斷層活動的地貌學方法,斷層水平運動、垂直運動錯斷地質體時代與未斷地質體時代,斷層陡坎時代,地表破裂充填的物質,,圖1－4 區(qū)域主要活動斷裂帶分布圖1.全新世活動斷裂；2.晚更新世活動斷裂；3.早－中更新世活動斷裂；4.第四紀斷裂；5.斷裂及編號；6.Ms=7.0～7.9；7.Ms=6.0～6

5、.9；8.Ms=5.0～5.9；①阿爾金活動斷裂帶；②金塔南山活動斷裂帶；③嘉峪關斷裂帶；④祁連北緣斷裂帶；⑤昌馬斷裂帶；⑥托萊山斷裂帶；⑦疏勒河斷裂帶；⑧三危山斷裂帶,在N40°50′28.2″;E97°20′44.9″觀測點，十月井斷裂探槽F18TC1內(nèi)見二條斷層穿切到英云閃長巖體上部的殘積層中（圖2－13），它們均未斷錯上部湖盆砂層。斷層面處發(fā)育有褐黃色、灰綠色斷層泥，F(xiàn)1斷層的斷層泥厚度為15～20cm，F(xiàn)

6、2 斷層的斷層泥厚度5cm。從F2 斷層面處取斷層泥樣F18-01，經(jīng)熱釋光法測定年齡為64.89±5.52kaBP，表明該條斷裂的最新活動時期為晚更新世中期。在上覆砂層底部取砂樣F18-02，經(jīng)熱釋光法測定年齡為11.31±0.69kaBP，表明該斷裂自晚更新世末以來基本停止了活動。,,圖2－13二號井十月井斷裂探槽1剖面①砂土； ②花崗巖風化殼,1號探槽NE壁鏡向NE,1號探槽全貌鏡向SE,,,上覆地層年代,

7、被斷錯年代,在N40°50′29″;E97°20′47觀測點，十月井斷裂探槽F18TC2中，探槽北東壁見十月井斷裂出露（圖2－14），斷層發(fā)育于粉紅色英云閃長花崗巖體上部殘積層中，斷層上盤為紫紅色糜棱巖化的原巖殘積層，受斷裂活動影響，其中發(fā)育一系列斷層充填楔，均呈漏斗狀，由粗砂充填其中，剖面上部為細砂層，水平層理發(fā)育，并有鈣質膠結物水平產(chǎn)出，砂體較堅硬，略固化，該層未受斷層活動的影響，從中取砂土樣F18-05,經(jīng)熱釋

8、光法測定年齡為16.17±1.37kaBP。在主斷面處發(fā)育斷層破碎帶寬約1m，為灰綠色夾紅色條帶之粘土構成斷層泥化帶，其中間部位為后期砂體所充填。在近斷面處有寬10cm灰綠色斷層泥，斷層泥磨擦面上可見近垂直斷層擦痕，從中取斷層泥樣F18-04，經(jīng)熱釋光法測定年齡為79.48±6.76kaBP。由此可確定探槽2中出露的斷層最新活動時間為晚更新世早中期。,,圖2－14二號井十月井斷裂探槽2剖面①粉砂； ②粗砂； ③花崗

9、巖風化殼； ④斷層破碎帶； ⑤斷層泥,2號探槽NE壁鏡向NE,,,,,被斷錯年代,上覆地層年代,三、活斷層鑒定測年技術,活動斷層鑒定測年技術,年代學鑒定的技術方法,一般來說,對有第四紀地層出露的地區(qū),可采用放射性碳（14C）法、釋光法、孢粉分析法；對基巖地區(qū)的斷層泥的測年可采用釋光法、電子自旋共振（ESR）法、鉀-氬（K-Ar）法和電鏡（SEM）掃描法等。各種測年方法均有特定的測定對象、適用的時間段及專門的采樣要求，野外操作中應

10、嚴格對待。,四、斷層滑動速率確定,斷層平均滑動速率（V）的確定(1) 地質法 晚第四紀期間沿斷層的累積地質地貌位移量U與位移的距今年齡t之比：V=U/t,西大灘六十一道班南滑動速率,13.5±1.1 (T6/T5)13.5±1.8 (T5/T4) 單位： mm/a11.2±1.3 (T4/T3) 平均：11 mm/a5.6 ±0.9 (T2/T1),T6/T5 20

11、0mT5/T4 110mT4/T3 70mT2/T1 20m,東西大灘斷裂六十一道班東左旋走滑速率,,10Be- 26Al年齡：T4：8126±346 aT3：6276±262 a走滑速率：（13.5±1.8）（11.2±1.3）mm/a,(2) 形變測量法—根據(jù)跨斷層形變復測和區(qū)域GPS復測結果得到—盡可能采用復策期長的資料—注意跨斷層近場和遠場在同時期形變速率的區(qū)別,斷層

12、平均滑動速率（V）的確定,四川西部 GPS站速度矢量圖 (1999 —2001),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,100,200,300,400,500,600,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,10,15,20,25,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

13、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,H025,H027,H028,H031,H039,H040,H041,H046,H047,H052,H053,H054,H057,H062,H063,H066,H067,H068,H074,H075,H079,H184,JB34,JB35,JB4

14、0,H080,,,,D,i,s,t,a,n,c,e,,a,c,r,o,s,s,,t,h,e,,X,i,a,n,s,h,u,i,h,e,,f,a,u,l,t,,i,n,,t,h,e,,d,i,r,e,c,t,i,o,n,,o,f,,N,5,0,E,,f,r,o,m,,S,W,,t,o,,N,E,,(,k,m,),S,l,i,p,,r,a,t,e,,(,m,m,/,a,),T,h,e,,X,i,a,n,s,h,u,i,h,e,,f,a,u,

15、l,t,,,五、探槽與古地震,探槽與古地震序列,適用范圍 出露地表或上斷點埋深在5米以上的活動斷層探查要素 活動斷層產(chǎn)狀、幾何結、移值、滑動方向、錯動遺跡、古地震事件標志。探槽位置 走滑斷層應選在斷層束窄、結構簡單、次級斷層和褶皺可忽略不計及晚更新世晚期以來有連續(xù)堆積的局部沉降地段。 傾滑斷層應選在單一的斷層跡

16、線且斷層陡坎前有連續(xù)堆積物充填的構造部位。,Wallace Creek,Geologic map of the Highway 14 site,探槽技術－記錄方式與內(nèi)容,記錄方式：探槽記錄可以用寫意、寫實和二者結合的方式；記錄基本地層單位：更強調變形單元，沉積層和沉積間斷面等；地層單元中巖性描述內(nèi)容：a）顏色；b）粒度劃分及百分比；d）平均粒徑和最大粒徑；e）形態(tài)、磨圓度；f）成分，結構與硬度；g）分層厚度；h）層理、分選性等；I）

17、風化或土壤的發(fā)育程度；j）化石；k）分層邊界特征；l）變形構造等。,探槽技術－記錄方式與內(nèi)容,記錄土壤層：土壤層是過去地面的重要標志，其程度指示地面穩(wěn)定的時間長度。理解沉積系列與構造事件序列的關鍵標志。記錄接觸界線：接觸界線包括地層單元之間的邊界，沉積地層與土壤層的界線，構造界線（斷層、裂縫、褶皺變形和液化構造）等。識別隱性斷層：在近地表的松散沉積物中，擠壓走滑斷層和褶皺常常是隱性的，只能通過仔細觀察物質結構、硬度變化或沿斷層的碎屑

18、排列辨認。,附照4.4 烏龍村北探槽剖面（附照4.3局部放大）,毛毛山斷裂2003年11月,青藏公路東剖面,古地震的基本概念,古地震應指保存在地質記錄中的史前或歷史沒有明確記錄的地震事件。古地震學則是一門揭露和研究地質記錄中保存的過去地震事件的科學。古地震學研究的內(nèi)容是古地震期次、發(fā)生年代、位移量、重復間隔、強度分布，斷裂分段和斷裂滑動速率等。古地震研究的技術路線有三個主要的步驟：活動斷裂遺跡的調查與測量、探槽開挖和資料分析。,

19、Borah峰山前地貌及地表破裂遺跡,,,昆侖山口斷裂-昆侖山口西庫賽湖北東地表破裂帶2.3米,斷錯事件的識別,正斷層上識別古地震事件的地質標志：斷層陡坎和地貌面之間的關系，多次事件復合陡坎的坡形轉折特征和坎前的堆積地層等。此外，斷層斷錯不同的地層單元，不同地層單元位移量的突然增減；不同期次的裂縫和構造楔、充填楔等；走滑斷層上識別古地震事件的地質標志：跨斷層微地貌位錯；有規(guī)律分布的鼓包和裂縫；斷錯地層或斷層束被更新地層覆蓋；不同地層單元

20、沿斷層面位移量的突然增加或降低；古斷塞塘（坑）堆積等。,斷錯事件的識別,逆斷層上識別古地震事件的地質標志：許多方面與正斷層相類似，所不同的是在崩積楔的結構上有差異，下部一般為大塊崩塌物。識別古地震的間接標志：由于強烈的震動引起非直接構造變動的地表效應，如砂土液化、軟泥物質的揉皺或破碎、滑坡、崩塌、地面綻裂、塌陷、海岸地帶的異常隆起和下沉等。,斷層下降盤發(fā)育3層埋藏古土壤，剖面顯示4次古地震事件,,兩個鄰近的剖面，沖積地層很容易識別坎前

21、崩積地層，黃土中則很難識別,影響事件識別的因素,The trench log crossing Daqingshan piedmont fault at west of Kuisu village,East wall,West wall,Evidence for Event A,,Evidence for Event B?,N,S,B,Evidence for Events C and D,N,S,N,S,Twin Lakes Site

22、,Madden et al., in prep,大青山山前斷裂反向斷層錯斷古土壤，鏡頭向西,洪積扇上古土壤與斷層活動關系模型,六、鉆孔探測與斷層活動性,,適用范圍 上斷點埋深在10米以下的隱伏活動斷層的位置、上斷點埋深及其活動性鑒定等工作。探查要素 驗證地球物理探測確定的斷點存在，隱伏斷層產(chǎn)狀、幾何結構、位移值。鉆孔布設和鉆孔位置

23、鉆孔應在具有明顯垂直位移的隱伏活動斷層兩側、沿地球物理測線布設，鉆孔連線應橫跨活動斷層。組合方式 隱伏活動斷層兩側至少應各有兩個鉆孔，相鄰兩個鉆孔間距宜為10m～30m。鉆孔深度 終孔深度應穿透上更新統(tǒng)底界至中更新統(tǒng)內(nèi)2m～5m，對特殊地段可加大終孔深度。,漢壽縣嚴 家橋鉆探地質剖面圖,結論：最新活動時代在中更新世早期，中更新世中晚期以來已無活動跡象。,—前第四紀地層傾斜變形

24、，并有隱伏逆斷層—由反射界面傾角分布推斷：在逆斷層上方發(fā)育斷層滑動褶皺：上拱的背斜，并與斷層面傾角的變化相協(xié)調—第四紀地層主要是密西西比河的沖積層，松散，地震波反射信號不好。從而僅地震勘探不能證明斷層屬活斷層—在地表沖積層中打一排淺鉆，鉆孔剖面揭示晚第四紀地層東傾，且上拱褶皺變形，變形最大部位與下伏地層傾角變化最大的部位一致—因此，隱伏的逆斷層是活斷層,穿越新馬德里Reelfoot 坡坎的地震反射剖面解釋圖（B）與地表淺鉆剖面

25、（A）,測年數(shù)據(jù)反映出最新一次錯動事件發(fā)生在 9000 a BP,Miura et al(2002),垂直位移=4m,多方法結合的鉆孔地層等時面對比,沉積相分析與地層的水平相變分層次的相序對比地層絕對年代約束磁化率分析與氣候地層學,,崩積層A 的鉆孔柱狀剖面,土芯中的地表斷錯型古地震事件遺跡,地層的角度不整合接觸(E6) 斷坎前崩積層(E1-E3,E5,E7,E8) 坎前斷落塘堆積(E4) 砂土液化現(xiàn)象,七、斷裂分段,斷層活

26、動性分段,,,斷層的分段性是確定相應潛在震源區(qū)邊界及其震級上限的主要依據(jù)。??活動性分段主要包括活動時代、活動性質、活動性特征分段。斷層活動時代的差別是斷層分段性活動最為顯著的標志，在調查中，應當首先加以鑒別，判定“活動的段落”和“不活動的段落”。對于活動的段落，還應視工程的需要和可能性，進一步對其最新活動時代、活動性質、位移量、甚至強震發(fā)生間隔的差別加以細分。,分段的依據(jù),①古地震與歷史地震破裂的差異性 古地震與歷史地震方法是

27、地震活動斷層分段中一種可靠方法，通過斷裂帶不同部位古地震與歷史地震活動歷史的比較將斷裂劃分為具有獨立破裂歷史的段落,②斷裂活動習性的差異 斷裂活動習性是指斷裂的活動歷史、最后一次活動時代、活動速率、活動性質、活動特性（蠕滑與粘滑）。這些活動習性的差異控制了地震發(fā)生的強度、頻度和空間上的差異，構成了斷裂活動和地震破裂的分段活動圖象。因此了解斷裂帶不同部位活動習性的差異可以有把握地進行段落劃分。,③斷裂地貌、幾何形態(tài)與結構的差異對

28、活動斷裂分段的詳細研究表明，觀測到的地震破裂習性往往與斷裂地貌表現(xiàn)、斷裂幾何形態(tài)的變遷和復雜程度有聯(lián)系，例如，斷裂破裂位移空缺、走向上變化、斷裂分叉和巖橋區(qū)等。這些地貌差異與斷裂結構差異是斷裂帶上不同段活動歷史不同的體現(xiàn)，通常在地震活動斷層分段中得到廣泛的應用。,④地震活動性差異 除古地震和歷史大地震破裂差異可能構成地震活動斷層帶的分段因素外，沿地震活動斷層的中小地震分布圖象也可作為分段的依據(jù)之一，地震分布圖象相對于斷裂地表活動

29、習性的差異來說更直接地反映了斷裂深部活動的差異性。,⑤地球物理異常差異 地球物理異常的差異反映了斷裂深部結構和活動的不均一性，所揭露的是地震活動斷裂長期差異的結果，不僅在尺度上具有一定的規(guī)模，且有持久性，可以作為地震活動斷裂分段一個輔助標志。一般來說，地球物理異常包括重力異常、磁力異常和熱流異常，在實際工作中比較常用的是布格重力異常，在隱伏地區(qū)是地震活動斷層分段的一個重要的參考因素。,安寧河—則木河斷裂帶地震活動參數(shù)值組合與

30、斷裂分段現(xiàn)今活動習性,分段的準則張培震等[1998]針對重大工程場地地震安全性評價的活動斷裂分段問題，進行了深入分析，歸納了活動斷裂分段的幾條準則：①給出充分的分段依據(jù)，重在資料翔實由于活動斷裂分段具有很大的不確定性和分段方法的不成熟，在進行分段時需要作一些人為的判斷，這種判斷必須有充分的依據(jù)。②合理考慮不確定性，力求用綜合標志分段在分段方法和分段標志的評價中最明顯的事實是幾乎沒有一種方法和一個標志能夠獨立地用來分段，而不考慮

31、其他的標志，因此要求活動斷裂分段時要使用多種方法與標志。,③盡可能利用可靠的分段標志，增加分段的可信度 可靠性與實用性好的標志有：探槽確定的古地震、不同活動歷史、斷裂分叉、斷裂階區(qū)、斷裂彎曲、斷裂走向變化、斷裂交匯（橫向斷裂）、山前凸出與山嘴、橫向基巖脊、山前階區(qū)、地震活動性異常、高精度重力異常、主要活動區(qū)邊界和主要橫向構造帶。 可靠性與實用性較差一些的標志有：陡坎形態(tài)古地震、最后一次活動時代、不同滑動速率、不同的

32、活動方式、斷裂空缺、斷裂終止、斷裂數(shù)量、斷裂復雜度、山前彎入、山脊高度變化、谷地高度變化、地磁異常、熱流異常、主要快體邊界和主要巖性邊界。,④慎重分段，不能忽視分段界限區(qū)的持久性 需要對分段界限區(qū)的持久性進行認真的分析，判斷未來地震是否會切穿分段界限區(qū)而形成更大的地震破裂段，這樣才能正確判斷未來的潛在地震發(fā)生特征。另一方面，要研究分段破裂與聯(lián)合破裂的規(guī)律，這是合理把握地震危險性評價的結果的有效途徑。,,,Full segment

33、rupture scenarios,,,,Segments rupture individually,Segments rupture in combos: GW+GC, GC+GE,Full fault rupture: GW+GC+GE,八、區(qū)域地球動力學模型,一般僅I級工作需要作用：為把握區(qū)域構造活動與地震活動總體水平提供更大范圍的動力學背景資料涉及：區(qū)域板塊與活動構造、地殼與巖石圈動力學、構造應力場、地震活動背景、以及地震斷

34、層的規(guī)模、錯動性質、活動程度、切割深度、地震活動性，等等。工作步驟：收集區(qū)域及更大范圍內(nèi)地震、地質、現(xiàn)今地殼形變和地球物理資料，在板塊構造動力學與運動學框架下，編制地球動力學圖件，對現(xiàn)今地球動力學和運動學特點進行分析，從總體上把握地震發(fā)生的構造環(huán)境特征。,印度板塊,菲律賓板塊,歐亞板塊,太平洋板塊,北美板塊,,,,,,,,,,,,,,,,Dynamic regions of China and adjacent areas,中國大陸G

35、PS站區(qū)域無整體旋轉基準水平運動速度圖,扣除了中國大陸整體剛性運動，反映偏離整體無變形狀態(tài)的相對運動,（1999～2004）,小三角區(qū)—M?6地震指示的臺灣動力觸角作用的強影響區(qū),—福州盆地位于三角區(qū)的北外側，屬于Ms≥6.0級強震的非易發(fā)區(qū)，但靠近易發(fā)區(qū)的邊界,現(xiàn)代M ? 3.5地震指示的臺灣動力觸角作用的強影響區(qū)（1971—2001）,—小三角區(qū)內(nèi)、外的斷裂（如濱海斷裂帶的不同部分）應有不同的活動程度與地震活動性,1. 地震構造

36、環(huán)境分析,,綜合地形，第四紀鉆孔、區(qū)域地質、中—深地震勘探剖面，活斷層產(chǎn)狀、活動性與運動學，強震震源深度，區(qū)域地塊運動學等數(shù)據(jù)建立和分析特定地區(qū)的3D地震構造（南加州）,九、發(fā)震構造判識與潛在地震震級估計,判識發(fā)震構造與確定最大潛在地震的原則與方法,判識發(fā)震構造：根據(jù)區(qū)域強震構造標志，結合近場斷層活動性鑒定結果和地震活動特征識別出發(fā)震構造。最大潛在地震：?。ǎ幔┬枰獜陌l(fā)震構造所處地震活動背景和構造位置對其最大發(fā)震能力進行分析，宏觀上

37、控制最大潛在地震大小。?。ǎ猓┊敋v史地震可以代表發(fā)震構造的最大潛在地震或沿發(fā)震構造有古地震地表破裂時，可采用歷史地震和古地震震級來評價最大潛在地震?！。ǎ悖┛梢圆捎没顒訑鄬佣蔚囊?guī)模、活動性定量參數(shù)等方面的經(jīng)驗統(tǒng)計關系來評價最大潛在地震?！。ǎ洌┡c已發(fā)生強震的發(fā)震構造類比確定最大潛在地震?！。ǎ澹┛紤]到地震成因的復雜性，以及地震、地質和地球物理等資料存在不確定性，在評價最大潛在地震時，應盡可能考慮多種依據(jù)進行綜合判定。,由震級M—

38、地表(地下)破裂長度L經(jīng)驗關系估計；由震級M—地震斷層面積A（破裂長度×深度）經(jīng)驗關系估計；由歷史地震與古地震最大(平均)位錯和震級—位錯經(jīng)驗關系估計；由上述方法估計的最大(平均)震級的基礎上，參考歷史和古地震強度隨輪回的變化，綜合確定潛在地震的可能震級；,活動性定量參數(shù)評價最大潛在地震：,Wells, D. L., K. J. Coppersmith, 1994, New empirical relationships

39、 among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement, Bull Seism Soc Am, 84: 974-1002.,地震斷層（破裂）長度與地震震級的統(tǒng)計關系,震級—地表破裂長度關系,震級—地下破裂長度關系,地震大小與地震斷層面積的統(tǒng)計關系,Wells and Coppersmith, 1994,,應用的基礎：

40、—能對發(fā)震斷層的錯動深度、破裂長度均有較好的估計,Wells and Coppersmith, 1994,震級—最大同震位錯關系,震級—平均同震位錯關系,地震斷層同震位錯與地震震級的統(tǒng)計關系,特征地震模型,根據(jù)美國加州地區(qū)一些斷裂的特定地段地震重復發(fā)生和位移量基本不變的事實，Schwartz 和Coppersmith （1984）提出了“特征地震” （characteristic earthquake）的概念，指出特征地震是指同一震源區(qū)

41、或特定斷裂段上重復發(fā)生的震級近似相等的地震。,,他們還利用現(xiàn)代地震資料結合古地震資料建立了斷裂段上震級-頻度圖，結果顯示大地震與小地震之間存在一個頻度不足的“空擋”。說明對于特定的斷層段，不能利用中小地震的震級-頻度關系曲線來外推大地震的頻次和最大震級。不過他們并未討論特征地震的時間發(fā)生特征。,特征地震的震級—頻度關系（Schwartz和Coppersmith，1984）,十、構造應力場特征分析,,利用震源機制資料分析區(qū)域構造應力場

42、由斷層滑動資料確定的構造應力場水壓致裂原地應力測量結果 場區(qū)構造應力場綜合分析,利用震源機制資料分析區(qū)域構造應力場,（1）震源機制解力軸平均法 雙力偶震源模型的震源機制解可給出P軸和T軸的空間方位，它們分別對應地震后震源總體最大向內(nèi)收斂和最大向外擴張的方向。（2）滑動方向擬合法，利用震源機制解資料反演一個地區(qū)的構造應力張量，反演結果可以反映這個地區(qū)現(xiàn)今的平均構造應力狀況。,震源機制解反演結果,,震源機制解反演結果,,1.河流；2震

43、源機制解；3震源機制解編號；4由震源機制解反演確定的最大主應力σ1方位,由斷層滑動資料確定的構造應力場,方法原理,,,,我們的目的就是尋找一個適當?shù)膽埩?，使作用于每一個斷層面上的剪應力單位矢量ti與觀察擦痕Si之間的夾角αi最小。,,,羅山斷裂水平擦痕鏡頭向東,羅山斷裂右旋錯段沖溝， 鏡頭向東,鮮水河斷裂探槽中斷層擦痕鏡頭向西,反演計算結果,①號測點（東經(jīng)97°03′57″，北緯40°46′28″）位于場區(qū)西

44、部紅旗山斷裂帶（F1）上，該斷裂經(jīng)調查研究確定為中更新世活動斷裂。在觀測點處探槽揭露出一系列近東西走向的斷層，斷面擦痕清楚，擦痕側伏角較小，基本為5°～20°，斷裂性質均為逆斷層兼左旋走滑。由斷層擦痕資料反演計算的應力張量結果：σ1 方位為262°，傾角為37°σ2 方位為39°，傾角為44°σ3 方位為153°，傾角為23°反映

45、出控制斷裂活動的構造應力場特征為近東西擠壓。,,最大水平主應力的方向為北東方向，其范圍為：N25?E? N45?E，平均N34.5?E。,,,1.斷裂； 2.斷層滑動資料測點及確定的早期主壓應力方向；3.斷層滑動資料測點及確定的晚期主壓應力方向；4.斷層滑動資料測點編號（為使圖件清晰，個別測點位置作了微小調整）；5.水壓致裂應力測量點及主壓應力方向。,十一、潛在震源區(qū)劃分,,?地震區(qū)劃分依據(jù),,①地震活動性特征及其差異；②新構造運動和

46、現(xiàn)代構造運動的分區(qū)特征及其差異；③地殼結構和地球物理場分區(qū)特征及其差異；④現(xiàn)代大地構造分區(qū)特點及其差異,?地震帶劃分依據(jù),,地震帶是在劃分地震區(qū)的基礎上進一步細分的，是地震區(qū)內(nèi)的次級單元，其劃分依據(jù)可以歸納為：（ａ）新構造、現(xiàn)代構造運動性質、強度一致性較好或類似的地帶；（ｂ）地震活動性包括地震頻度、最大震級、活動周期、古地震和歷史地震重復間隔、應變積累釋放過程、震源深度等相一致或一致性較好地帶； （ｃ）地震構造類型一致性較好地

47、帶，如地震斷層性質、方向。破裂長度與震級關系較一致等；（ｄ）地球物理場和地殼結構相類似的地帶，以及巨大的地殼結構變異帶和地球物理場變異帶，如重力、磁力梯度帶和地熱過渡帶等；（ｅ）分帶邊界包括活動構造帶的邊界帶、破壞性地震相對密集帶的外包帶、區(qū)域性深、大斷裂活動的影響帶、相鄰地帶在構造活動或地震活動上有明顯差異的分界帶,潛在震源區(qū)劃分的方法,根據(jù)地震構造特征（包括地震分布圖象、定位等）根據(jù)發(fā)震構造的展布規(guī)模及其分段范圍。 根據(jù)發(fā)震

48、構造的性質、傾向、傾角。根據(jù)不同組發(fā)震構造的交匯特征　潛在震源區(qū)的判定是一項綜合性的工作。應深入研究場址所在地震區(qū)、帶不同震級檔地震的發(fā)震構造標志，總結歸納由近場區(qū)地震活動和地震構造評價工作所得到的相關發(fā)震構造的各種條件，分析其可能的強震構造機制與潛在發(fā)震能力，具體劃分時，還應注意強地震活動區(qū)與弱地震活動區(qū)判定潛在震源區(qū)方法上的差異，注意新資料、新成果的應用。,潛在震源區(qū)震級上限的確定原則和方法,,①地震構造類比，這是指某地區(qū)歷史上

49、雖然沒有強地震或有中等強度地震記載，但與已經(jīng)發(fā)生過強震地區(qū)的構造條件具有相似的特點，就可以劃為具有同類震級上限的潛在震源區(qū)?；蛘呤侵鸽m無強震記載，但已發(fā)現(xiàn)有古地震遺跡的地段，可劃為相當于最大古地震震級的潛在震源區(qū)。②地震活動重復原則。即指歷史上已發(fā)生過強震的地段或地區(qū)，可以劃為具有同類震級或高于原最大震級的潛在震源區(qū)。,歷史地震法,對于已經(jīng)發(fā)生過破壞性地震的潛在震源區(qū)，通常根據(jù)歷史地震及儀器記錄地震確定的震級進行評價。如果區(qū)域地震資料

50、比較豐富，歷史地震記錄的時間已超過幾個地震活動期，而且記載到的地震震級在7級以上，則可認為有史以來記載到的最大地震震級可以代表該潛在震源區(qū)的震級上限。同時應結合地震構造類比，對已發(fā)生地震的震級（一般M<7.5）進行評估，判斷已有的最大震級能否代表震級上限？如不能，則可根據(jù)具體的地震活動特點適當加大。,對于尚未記載到破壞性地震的震源區(qū)，其震級上限一般通過對該潛在震源區(qū)地震構造造特點與地震帶內(nèi)或相鄰地區(qū)進行詳細比較研究后確定。比較的

51、條目很多，其中的主要條目應包括：新構造活動的程度和方式，活動斷層的時代、規(guī)模、強度、方式、分段性等，構造應力場以及深部構造和地球物理場特征等。,構造類比,古地震法與活斷層定量參數(shù)估計法,潛在震源區(qū)內(nèi)斷層活動段的長度、位錯量、位移速率等數(shù)據(jù)與地震震級經(jīng)驗關系的統(tǒng)計分析結果可以作為該潛在震源區(qū)震級上限的參考依據(jù)。具體公式選用和運用于震級上限評價的應用方面相關文獻有詳細的討論。,十二、地震構造法,?地震構造區(qū)的劃分原則與依據(jù) （１）,定義：地

52、震構造區(qū)是指具有同樣地質構造和地震活動性的地理區(qū)域。地震構造區(qū)的確定是地震構造法的重要內(nèi)容，它關系到地震動參數(shù)確定的合理性。,劃分原則：?地震構造區(qū)應反映大地構造分區(qū)的特點，地震構造區(qū)內(nèi)的大地構造格架、性質和發(fā)育歷史應具有一致性，所劃分的地震構造區(qū)不應跨越不同的I、II級大地構造單元。?地震構造區(qū)內(nèi)的地質構造、新構造、第四紀特別是晚第四紀發(fā)育史以及現(xiàn)代構造應力場等特征應具有一致性。?地震構造區(qū)內(nèi)的地震活動性特征應具有一致性。?地

53、震構造區(qū)劃分應區(qū)別出具有不同地殼結構特征的區(qū)域。?應側重工程場地所在的地震構造區(qū)劃分，并通過詳細的分析，說明劃分依據(jù)。對于相鄰地震構造區(qū)的劃分，當確認其可能存在的彌散地震小于工程場址所在地震構造區(qū)最大彌散地震對場址的影響時，其劃分可簡化。?場地所在的地震構造區(qū)應獨立封閉。,?地震構造區(qū)的劃分原則與依據(jù)（２）,劃分依據(jù)： （1）根據(jù)大地構造單元及其發(fā)育歷史的差異，區(qū)別出具有明顯不同構造特征的大地構造區(qū)域。（2）根據(jù)新構造特征及其演

54、化歷史的差異，區(qū)別出新近紀到全新世具有顯著不同新構造活動特征的區(qū)域。（3）根據(jù)第四紀以來斷裂活動的差異，及其現(xiàn)今構造應力場分布特征，區(qū)別出具有不同發(fā)震構造特點的區(qū)域。（4）根據(jù)地震活動性差異，區(qū)別出具有不同地震活動強度和頻度的區(qū)域。（5）根據(jù)地球物理場和地殼結構差異，區(qū)別出不同深部構造特征的區(qū)域。,?地震構造區(qū)的劃分原則與依據(jù) （３）,?確定彌散地震的原則和方法（１）,定義：彌散地震是地震構造區(qū)內(nèi)與已確認的發(fā)震構造不相關的最大潛在

55、地震，作為地震構造模型的組成部分，是確定核電廠工程抗震設計基礎的重要震源類型之一。在地震活動水平不高的地區(qū)，特別是弱地震活動區(qū)，彌散地震對工程抗震設計基準具有重要影響，對地震構造區(qū)內(nèi)的彌散地震的合理判定十分重要。,確定彌散地震的原則和方法（２）,原則和方法：?充分收集利用已有的地震和地質資料，進行綜合評定。?應以地震構造區(qū)為單元進行評定。?震級不得低于地震構造區(qū)內(nèi)已被確認為與已知發(fā)震構造無關的最大地震震級。?對于缺乏地震記載的地

56、震構造區(qū)，可與地震構造特征相近并具有豐富歷史地震資料的地震構造區(qū)類比確定。?工作重點應放在場址所在的地震構造區(qū)。,地震構造法確定工程場地地震動參數(shù)的原則和方法。,原則：　　為考慮最大潛在地震對工程場地的最大影響，應將最大潛在地震置于發(fā)震構造距工程場地最近處，確定計算距離。,方法：　　為考慮彌散地震對工程場地的最大影響，應將彌散地震置于地震構造區(qū)距場地最近或特定距離處，確定計算距離?！　龅厮诘卣饦嬙靺^(qū)，彌散地震應置于距場地

57、的特定距離處。特定距離的確定取決于能夠排除場地附近發(fā)生彌散地震的范圍。例如，可以將5km作為計算距離?！　τ趫龅叵噜彽卣饦嬙靺^(qū)內(nèi)的彌散地震，應將彌散地震移至地震構造區(qū)邊界到場地最近距離處，將該距離作為計算距離。根據(jù)最大潛在地震和最大彌散地震到場地的距離，考慮衰減關系的不確定性，分別計算場地地震動參數(shù)?！　⑸鲜鲇嬎憬Y果的最大值作為地震構造法地震動參數(shù)的結果。,地震構造法確定工程場地地震動參數(shù)的原則和方法。,十三、能動斷層含義與鑒

58、定標準,能動斷層定義,可能引起地表或近地表明顯錯動的斷層。,,如果廠址位于在地表或接近地表處可能產(chǎn)生明顯的錯動的地表斷裂帶內(nèi)，則必須認為這個廠址是不合適的，除非能證明所采取的工程措施是切實可行的。 核安全導則HAF0101（l）第6.3.5條規(guī)定：當有可靠證據(jù)表明，可能存在對核電廠安全有潛在影響的能動斷層時，建議考慮另選一個廠址。,?有資料證明在某個周期內(nèi)具有復發(fā)性質的運動或過處曾有過運動的證據(jù)，有理由推斷在地表或近地表處可能發(fā)生進

59、一步的運動（高活動性地區(qū)，數(shù)萬年的間隔可能是適合的；較低活動性地區(qū)，更常時間間隔可能是適合的）。?已證明與一個已知的能動斷層存在構造聯(lián)系，以至于一個斷層的運動可能引起另一個斷層在地表或近地表的運動。?與發(fā)震構造有關的地震足夠大和震源位于某一深度，可合理地震推斷在地表或近地表處能夠發(fā)生運動。,ＩＡＥＡ標準,根據(jù)地質、地球物理、大地測量或地震地質數(shù)據(jù)，如果存在下述情況之一時，必、須考慮該斷層為能動的： ①表明在晚更新世Q3（約10萬年

60、）以來有過運動的證據(jù)，以致可合理地推論在地表或接近地表處能夠再次發(fā)生運動。 ②已經(jīng)證明一個斷層與另一個已知能動斷層有構造聯(lián)系，以致于一個斷層的運動可能引起另一個斷層在地表或接近地表處的運動。 ③與發(fā)震構造有關的最大潛在地震的震級足夠大和震源足夠深，以致于可合理地推論在地表或接近地表處能夠發(fā)生運動。,HAＤ0101（1）標準,十四、地震地質災害評價,地震地質災害主要包括三大類：①由于震動作用導致的地基基礎失效，包括由地震動引起的飽

61、和土液化、軟土震陷、巖體與巖土塌陷等；②由于震動作用導致的斜坡失效，包括巖體崩塌、巖體開裂、巖土滑坡、巖土塌陷等；③由地震斷層作用導致的地表錯動、地裂縫與地面變形等地質災害。,場地地震地質災害類型與成因,活斷層地質災害評價,,斷層地表錯動包括非強震活動斷層引起的錯動和地震活動斷層產(chǎn)生的地表斷錯、地裂縫及其它地面變形，一般前者影響范圍較小，后者影響范圍較大。其評價結果往往直接關系到工程的可行性?！　‘攬龅丶捌涓浇秶嬖诨顒訑鄬踊虼?/p>