浅析从地震地质的角度评价地震安全性

浅析从地震地质的角度评价地震安全性

辽宁省东煤地质物探测量队有限责任公司辽宁沈阳110001

摘要:地震地质作用是地震安全性评价的基础,地震安全性评价中地震地质的作用也越来越得到了重视。本文将通过地震地质的角度探讨地震安全性评价,主要从地震构造标志识别、主要断层的活动性鉴定、以及确定潜在震源区的方向和范围等方面,对地震安全性评价进行初步分析。

关键词:地震构造标志;断层活动性;潜在震源区;安全性评价

引言

地震的发生与地质构造关系密切,如何应用地质现象的相关信息来综合评价地震危险性问题,是地震危险性评价工作的基础,也是地震安全性评价中的重要依据。

1地震发震构造特点

新构造特征、第四系活动构造、现代地壳运动特征,以及强震活动关系是形成地震构造标志的重要因素。如何识别地震发震构造特点是地震活动地区地震安全性评价中的关键一步。与强震震中区相比,中强地震地表断错活动相对较弱活动断层标志不明显,发震构造的判别难度加大。

如华北地区强震发震构造特点为:

(1)大多发生在新生代大型活动体边界断裂带上,断裂带或为挤压走滑型的深大断裂带、断陷盆地带、剪切-拉张带;

(2)与控制盆地的主断裂有关;

(3)地震的发震断层均为全新世活断层;

(4)多发生在新构造不同单元的交接地带,即地貌端元的交接地带和第四系沉

积厚度突变地带;

(5)多发生在现代地壳上升和下降的交接地带。

华东地区中强震构造特点为:

(1)中更新世晚期地层错段;

(2)第四纪中晚期以来地貌面的发育与变形;

(3)控制晚第四纪以来地层分布;

(4)现今地壳形变上差异明显。

2主要断层活动性

为了合理地评价近场范围内由于断裂活动而可能造成的地震对厂址的影响,主要断裂活动性鉴定对缺乏主要断裂带的明确资料的厂址至关重要。区域性的、具有一定规模的、可延伸到厂址或靠近厂址的断层,除了断层的规模、展布方向和发育历史以外,其活动性鉴定涉及了断层活动时代、力学性质和运动特性等方面。

2.1断层活动时代

断层活动性鉴定的目的,主要在于为该范围内的潜在发震构造提供基础资料、断层活动时代鉴定与发震构造评价。断层上覆地层年代的确定、断层内部物质的年龄测定以及野外估算断层活动的地貌方法都可以确定断层活动的时代。

2.1.1断层上覆地层年代

如果对覆盖区的每条断层的每条断层进行钻探取样,工作量非常巨大且很难完成,往往是根据已有年龄测定的地层柱状图与未知上覆地层的对比获得断层最后一次活动时代,在断层裸露区需要直接取样,或者根据断层上覆地层所在的地貌部位确定。上覆地层年代的测定方法如下:

檀峪西采土坑断层剖面,是一条第四系地层的断层剖面,由上而下分为全新统、上更新统中更新统,上覆地层底部和断层地层顶部采了TL样,测得年龄分别为3.14万年和5.93万年,表明断层最后一次活动时间发生在距今3万年~5万年作用。

2.1.2断层内部物质的年龄

断层内部物质反映了断层活动的时代和强度。断层角砾岩、糜棱岩和玻璃岩都是前第四纪断层活动的产物,它们胶结得很好,呈岩石产出。断层泥和断层碎屑物质(没有胶结的细粒和粗粒物质)常常伴随断层第四纪活动的产出。在断层没有上覆地层的情况下,通常采用断层内部物质的测年技术来确定断层的活动时代,如电子自旋共振(ESR)、热释光(TL)等方法。热释光法的测年时域与选用的测年矿物有关,石英的测年时域可从几百年到百万年,方解石的最大时限可达几百万年。电子自旋共振法测年时域可涉及整个第四纪,一般测年时域约为10万~100万年。

2.2断层力学性质

断层的力学性质主要指的是断层新活动的力学性质,通常采用地貌方法和地质方法确定。在新构造运动强烈的地球,断层活动的地貌形态容易保留下来,因为这类地区的构造运动速度大于侵蚀速度,断层活动的构造运动速度相对于侵蚀速度越大,它在地貌上的反映就越明显。确定断层力学性质的地质方法主要根据地质体和构造体的错动来确定。

2.2.1走滑断层地貌特征

走滑断层与正断层在地貌特征表现上相比,前者地貌特征相比后者更加明显。走滑断层的微地貌划分为脊形、沟形、线形、路面形与S形。脊形微地貌是走滑断层上地震造成的最常见的微地貌形态,其运动沿着走滑断层发生突然的走向活动,往往使得断层两侧的块体受到挤压,在断层两侧的草皮、土层或冰层中形成的一些隆起;脊形隆起常常与拉张沉陷地貌伴生形成沟垅系列;在少数情况下,脊形隆起呈雁行排列。

2.2.2正断层地貌特征

正断层的地貌特征表现比走滑断层更加复杂,而且线状地貌特征表现不明显。断层倾角变化会影响地貌延伸,形成各种不同类型的陡坎,主要包括简单的断层陡坎、槽形或地堑断层陡坎、条状或阶梯状陡坎、断层缝隙陡坎、下沉的断层陡坎等。简单的断层陡坎为单一的地面破裂,常常沿着基岩和冲积层的边界延伸。这种地面破裂的破裂面出露与地表形成断层陡坎。产生这类缝隙的表层物质一般是没有固结的松散沉积物。这类缝隙陡坎通常伴随强地震而形成,它们是地震引起重力滑动的产物;槽型或地堑断层陡坎由下降断块的重力破坏造成,是高角度陡倾张性断层活动的直接结果。条形或阶梯状陡坎是一系列下降断沿正断层面阶梯状向下滑动所形成的,它常常是地震地面运动的结果;下沉的断层陡坎一般发育在断层通过潜水面较浅的、没有固结的淤积物地带,它是由断层获得反向牵引所形成。

2.2.3逆断层地貌特征

逆断层获得在地形地貌特征上的更为复杂表现不明显。因为逆断层的倾角一般小于45°,有利于形成多种分支断层,其在切割地表的情况下破坏了地表使得剖面上的地表长度缩短,从而减低了陡坎的高度,导致断层形成的陡坎较为复杂且不规则。

3潜在震源区的方向和范围

潜在震源区的方向和范围是影响地震安全性评价的重要因素,预测地震危险性与其范围大小相关。如果潜在震源区范围确定得过大,那么地震年均发生率就会被缩小,地震危险性相对变小,使得安全性降低;反之,地震安全性将增加。所以,准确地确定潜在震源区范围将为地震安全性评价带来许多可靠的依据。

具体可以从以下方面确定潜在震源区的方向和范围的边界。

1)在结合构造条件的前提下,充分考虑破坏性地震的分布范围。

2)通过小地震活动条带的展布范围确定潜在震源区的范围。

3)通过大地震后余震的分布范围确定潜在震源区范围。

4)存在平行的断层或分支断层时,潜在震源区的范围沿着断层勾划也应包括这些次级断层或分支断层。

5)沿两组活动构造带交会区勾划潜在震源区范围时,应包括交汇区内的两组主要构造及其次生构造。

6)对于孤立的中强地震,如果可以判断其发震构造,那么其潜在震源区应沿主要构造带勾划。

4结束语

地震发震构造条件的判别,可以分析各震级档地震的发震构造标志,用构造类比法确定发震构造及最大地震;断层活动性的鉴定,为判别该范围内的潜在发震构造提供基础资料;确定潜在震源区的方向和范围,对鉴定发震构造与潜在震源区范围有很大的帮助。因此,地震地质的研究可以为地震安全性评价提供实质性的评价依据,也是地震安全性评价不可或缺的一个环节。

参考文献:

[1]周启伟,陆胜杰.浅析从地震地质的角度评价地震安全性[J].四川建材,2016,42(03):222-224.

[2]徐杰,周本刚,计凤桔,等.华北渤海湾盆地区大震发震构造的基本特征[J].地震地质,2012,34(4):79-97.

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