地震往往與斷裂有著千絲萬縷的關(guān)系。地震的發(fā)生多是由于某一構(gòu)造帶全部或局部活動(dòng)達(dá)到相當(dāng)激烈程度,導(dǎo)致地殼巖石斷裂或原有斷裂發(fā)生錯(cuò)動(dòng)而引起。資料表明,我國80%的破壞性地震同活動(dòng)斷裂,特別是第四紀(jì)以來有過活動(dòng)的斷裂有關(guān)。
在有關(guān)地震報(bào)道及文獻(xiàn)中,常有這ô幾個(gè)術(shù)語重現(xiàn)率很高:新構(gòu)造、挽近構(gòu)造、活動(dòng)構(gòu)造、活動(dòng)斷裂、發(fā)震斷裂。它們的具體定義是什ô?有何關(guān)聯(lián)?筆者系統(tǒng)對(duì)照《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-94、GB 50021-2001、GB 50021-2009),查閱了《巖土工程術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 5027-98)、《地質(zhì)大辭典》(地質(zhì)出版社,2005)等資料,對(duì)上述術(shù)語進(jìn)行了粗略的梳理與歸納,希望起到拋磚引玉的作用。
新構(gòu)造
新構(gòu)造(neotectonics): 由新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的地質(zhì)構(gòu)造。 新構(gòu)造的最主要特點(diǎn):不僅表現(xiàn)于巖石/層的變動(dòng),而且直接表現(xiàn)于地ò形態(tài)上,如新褶皺構(gòu)造、活動(dòng)斷裂和活動(dòng)斷裂帶、新造山帶、現(xiàn)代裂谷、現(xiàn)代地裂、活動(dòng)斷塊、構(gòu)造地ò和地ò變形、近代火山活動(dòng)、近代地震活動(dòng)、地震斷層、地震地表破裂和地震錯(cuò)λ等。 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(neotectonics movement): 由挽近時(shí)期地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的地質(zhì)構(gòu)造。舒爾茨指造成現(xiàn)代地勢(shì)基本特點(diǎn)的構(gòu)造作用。尼可拉也夫認(rèn)為這個(gè)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)具有普遍性和節(jié)奏性,其最普通的表現(xiàn)形式是振蕩,即造½運(yùn)動(dòng)。一般來說,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)¡起區(qū)現(xiàn)在是山地或高原,沉降區(qū)是盆地或平原。 關(guān)于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的時(shí)間是一個(gè)分歧較大的問題,有下列幾種意見: ①晚第三紀(jì)到第四紀(jì)初; ②第四紀(jì)時(shí)期; ③晚第三紀(jì)到現(xiàn)代; ④時(shí)間不應(yīng)給予限制,只要造成現(xiàn)代地形基本特征的構(gòu)造作用就是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。 地質(zhì)學(xué)中一般把新近紀(jì)和第四紀(jì)(前23Ma—現(xiàn)代)時(shí)期內(nèi)發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。比較認(rèn)可的是,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)最劇烈的時(shí)間是在晚第三紀(jì)末或第四紀(jì)初期。 由此觀之,“新構(gòu)造”強(qiáng)調(diào)“新”,突出的是構(gòu)造在地ò演化上的意義。因其與人類的生存環(huán)境和工程建設(shè)密切相關(guān),新構(gòu)造的研究意義顯而易見。
挽近構(gòu)造
挽近地殼運(yùn)動(dòng)(crustmovement):1955年由李四光提出的名詞。認(rèn)為在地質(zhì)記¼不完全的地區(qū),要確定構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)期及其持續(xù)的時(shí)間,往往有很大的困難,任意作主觀的斷定難免鑄成錯(cuò)誤、引起混亂。因此,概括地標(biāo)示時(shí)期的名詞,是有一定效用的。 李四光還提出近古(eoid)——泛指古近紀(jì)-新近紀(jì)地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)期、中古(mesoid)——泛指中生代-古近紀(jì)地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)期、上古(palaeoid)——泛指古生代晚期地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)期及太古(archaeoid)——泛指古生代早期及更古老地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)期等,現(xiàn)已很少使用。 挽近(neoid)一詞與前蘇聯(lián)學(xué)者所倡導(dǎo)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng),在時(shí)間的含義上,大致近似,一般指第四紀(jì)以來(有時(shí)自新第三紀(jì)以來)地殼運(yùn)動(dòng)的時(shí)期。 “挽近”是相對(duì)概念,用于“論及活動(dòng)構(gòu)造體系”時(shí),概括地標(biāo)示“地質(zhì)記¼不完全的地區(qū)”的“構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)期及其持續(xù)的時(shí)間”。在地質(zhì)研究程度較高的、地層鑒定清楚的地區(qū),則可使用更確切的名詞。
活動(dòng)構(gòu)造
活動(dòng)構(gòu)造(active tectonics,active structures):挽近地質(zhì)時(shí)期有過活動(dòng)、今后可能繼續(xù)再活動(dòng)的構(gòu)造。對(duì)于活動(dòng)構(gòu)造的活動(dòng)時(shí)限,大致分為: ①第四紀(jì)以來; ②晚第四紀(jì)以來(約50萬年以來); ③晚更新世或晚更新世晚期(一般用10萬年或3萬年)以來; ④全新世(1萬年)以來,美國原子能委員會(huì),將其定為1萬年以來。 中國學(xué)者鄧起東院士給“活動(dòng)構(gòu)造”以定量的概念:活動(dòng)構(gòu)造是指晚更新世(距今10萬~12萬年)以來一直在活動(dòng),現(xiàn)在還在活動(dòng),δ來一定時(shí)期內(nèi)仍可能發(fā)生活動(dòng)的各類構(gòu)造,包括活動(dòng)斷裂、活動(dòng)褶皺、活動(dòng)盆地及被它們所Χ限的地殼和巖石圈塊體(鄧起東, 1996, 2002)。 活動(dòng)構(gòu)造研究主要通過對(duì)地質(zhì)、地ò現(xiàn)象、大地形變測(cè)量(包括垂直的與水平的)、定點(diǎn)地殼形變動(dòng)態(tài)觀測(cè)、地震活動(dòng)性監(jiān)測(cè)、地殼應(yīng)力狀況,以及各種地球物理場(chǎng)變化等方面來探討其活動(dòng)狀況和形成機(jī)制,對(duì)地震預(yù)報(bào)、工程穩(wěn)定性等實(shí)際問題及地球動(dòng)力學(xué)等一系列地學(xué)理論問題有著重要意義:板塊邊緣地帶、裂谷帶是研究者最感興趣的地區(qū);對(duì)板塊內(nèi)部的現(xiàn)代活動(dòng)及應(yīng)力場(chǎng)狀況的研究是引人注目的新方向;地震構(gòu)造和活動(dòng)斷裂的研究是最活躍的課題。 活動(dòng)構(gòu)造與新構(gòu)造在含義上有所不同:新構(gòu)造通常指晚第三紀(jì)以來形成的地質(zhì)構(gòu)造。由于第三紀(jì)晚期的地殼運(yùn)動(dòng)比起第四紀(jì)來要強(qiáng)烈而廣泛,因而新構(gòu)造比活動(dòng)構(gòu)造要明顯和多見。簡(jiǎn)而言之,活動(dòng)構(gòu)造是至今活動(dòng)著的地質(zhì)構(gòu)造,強(qiáng)調(diào)的是其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響及其在工程應(yīng)用上的意義。
活動(dòng)斷裂
活動(dòng)斷裂(active fault): 又稱活斷層。是第四紀(jì)以來(或晚第四紀(jì)以來)活動(dòng)、至今仍在活動(dòng)的斷層,是距今10萬年以來(或3萬年以來)有充分λ移證據(jù)證明曾活動(dòng)過,或現(xiàn)今正在活動(dòng),并在δ來一定時(shí)期內(nèi)仍有可能活動(dòng)的斷層。 活動(dòng)斷裂在全球廣泛分布,反映了人類生存的地球仍是一個(gè)活動(dòng)的星球;顒(dòng)方式主要有3種:一是相對(duì)緩慢錯(cuò)動(dòng)的構(gòu)造蠕動(dòng);一是以地震方式或集中釋放積累的彈性應(yīng)變而產(chǎn)生的突然滑動(dòng)。這兩種方式在不同活斷層上或其不同段落可以兼而有之。有時(shí)這兩種方式按時(shí)間段交替出現(xiàn)。 我國活動(dòng)斷裂的格局基本上控制了中國強(qiáng)震的分布,主要活動(dòng)斷裂帶可劃分為以下幾種類型:①板塊邊界斷裂,如外喜馬拉雅斷裂和臺(tái)灣的大縱谷斷裂;②眾多的板內(nèi)塊體邊界斷裂;③活動(dòng)塊體內(nèi)部的活動(dòng)斷裂。我國昆侖山(北坡)- 阿爾金山斷裂即為活動(dòng)斷裂,其規(guī)?膳c世界上著名的活動(dòng)斷裂,如圣安德烈斯斷層、安納托利斷層、阿爾卑斯斷層、塔拉斯費(fèi)爾干斷層、菲律賓斷層、日本中央構(gòu)造線和裂谷斷裂帶等相比。 關(guān)于活動(dòng)斷裂的涵義并無多大爭(zhēng)議,但對(duì)活動(dòng)斷裂的時(shí)限仍存多種意見見.《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-94)在條文說明中作過如下歸納: ①新生代或新第三紀(jì)有過活動(dòng)的斷裂,即傳統(tǒng)的新構(gòu)造斷裂。工程界已多不采用。 ②第四紀(jì)(200萬年)以來有過活動(dòng)的斷裂,該意見在地震地質(zhì)界得到普遍應(yīng)用。 ③中更世(17~70萬年)有過活動(dòng)的斷裂,這是根據(jù)我國構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的具體情況提出的,在地震地質(zhì)界與工程界已有采用。 ④晚更新世(1.0~15萬年)以來有過活動(dòng)的斷裂,水利水電工程界除了關(guān)注第四紀(jì)斷裂外,特別重視晚更世以來有過活動(dòng)的斷裂。 ⑤全新世(1萬年)以來活動(dòng)過的斷裂,由于是距今最近的地質(zhì)時(shí)代,全新活動(dòng)斷裂對(duì)工程影響至關(guān)重大,其中發(fā)震斷裂是工程界關(guān)注的焦點(diǎn)。 活動(dòng)斷裂時(shí)限之定量化研究,需要考慮以下因素:各國各地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境不同,各地的研究程度不同,各學(xué)科的研究目的不同,不同建設(shè)工程的要求不同等。
發(fā)震斷裂
發(fā)震斷裂(earthquake fault):是一種活動(dòng)斷裂,又叫做地震斷裂或孕震斷裂。 《巖土工程勘察規(guī)范》將其定義如下:全新活動(dòng)斷裂中、近期(近500a來)發(fā)生過地震震級(jí)M≥5級(jí)的斷裂,或在今后100a內(nèi)可能發(fā)生地震震級(jí)M≥5級(jí)的斷裂,可定為發(fā)震斷裂。 沿著發(fā)震斷裂伴隨著地震活動(dòng);或者密集著小地震活動(dòng),或者常常有小的,周期性的錯(cuò)動(dòng);或者長時(shí)間的、間歇性的蠕動(dòng)或彈跳。有的發(fā)震斷裂沿著老斷層重新錯(cuò)動(dòng),錯(cuò)動(dòng)跡象從地面連通到地下礦井或坑道,其產(chǎn)狀、性質(zhì)和特點(diǎn)大致和地震的震源機(jī)制結(jié)果近似甚至吻合。如1973 年的甘孜地震、1975年的海城地震和1976年的唐山地震、1906年的美國舊金山地震、1966年日本的松代地震等。 在這里,還得提一下“能動(dòng)斷層(capable fault)”。能動(dòng)斷層一詞來源于1973年美國核規(guī)范委員會(huì)的報(bào)告,其定義是“在地表或接近地表處有可能引起明顯錯(cuò)動(dòng)的斷層”,是在距今1萬年到3.5萬年以來有過錯(cuò)動(dòng),儀器記¼到有小震活動(dòng)和多次歷史地震事件,或發(fā)生過蠕動(dòng),而在不久的將來仍有可能出現(xiàn)地表錯(cuò)動(dòng)的斷層。 在我國,能動(dòng)斷層只用于核動(dòng)力工程選址中以廠址為中心半徑5000米的范Χ內(nèi)的晚更新世(約10萬年左右)的斷層鑒定。其范Χ以外的,即使與能動(dòng)斷層同樣性質(zhì)的斷層也只能稱為發(fā)震斷層或活動(dòng)斷層。
結(jié)語
(1)“新構(gòu)造”在于“新”, 通常指晚第三紀(jì)以來形成的地質(zhì)構(gòu)造,突出的是其地ò演化上的作用。 (2)“挽近”是相對(duì)的,用于概括表述“地質(zhì)記¼不完全的地區(qū)”的“構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)期及其持續(xù)的時(shí)間”。 (3)活動(dòng)構(gòu)造屬于新構(gòu)造,是至今活動(dòng)著的地質(zhì)構(gòu)造,強(qiáng)調(diào)的是其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定及工程應(yīng)用的影響。 (4)活動(dòng)斷裂屬于活動(dòng)構(gòu)造,是第四紀(jì)以來(或晚第四紀(jì)以來)活動(dòng)、至今仍在活動(dòng)的斷層,其活動(dòng)時(shí)限之界定,需要綜合考慮其地質(zhì)環(huán)境、研究程度、研究目的與工程要求。 (5)發(fā)震斷裂是一種活動(dòng)斷裂:它須滿足以下兩點(diǎn):①全新活動(dòng)斷裂、②近期(近500a來)發(fā)生過地震震級(jí)M≥5級(jí)的斷裂,或在今后100a內(nèi)可能發(fā)生地震震級(jí)M≥5級(jí)的斷裂。能動(dòng)斷層則專門用于核動(dòng)力工程選址中以廠址為中心半徑5000米的范Χ內(nèi)的晚更新世(約10萬年左右)的斷層鑒定。