断裂(层)及其活动性调查

断裂(层)及其活动性调查,第1张

活动断层的定义随不同国家与地区及不同学者而有所不同。目前学界尚无统一标准。断层的活动具有时代性的消长,我国地质学界和工程地震学界普遍认为,活动断层是指晚第四纪以来有活动的断层。但由于各地区的地质环境不同,研究程度不同,各学科的研究目的和研究方法不同,使得国内外学者对活动断层的含义和时限认识也不尽相同(徐锡伟等,2006;景彦君等,2009)。

断裂构造可能会成为CO2泄漏通道,需要对断裂构造的特征进行调查。如存在活动断裂,可能会引起地层断裂、诱发地震的危险,对CO2地下储存库危害较大,因此必须开展断裂及其活动性调查。

(一)断裂调查

1.调查方法

采用大、中、小构造相结合,遥感解译与实地观察相结合的方法,首先确定断层是否存在,然后进一步收集有关资料。当已知或怀疑有断裂时,所需的调查应包括地层和地形分析、大地测量和地球物理调查、槽探、钻孔、沉积物或断层岩的年龄测定、当地的地震调查和任何其他用以弄清运动最近发生时间的适用技术,对在照片上由遥感成像显示的一切线性地形特征等,均应进行足够详细的调查,以解释它们的成因。

断层证据主要有:

1)地貌标志(断层崖、断层三角面、错断的山脊、水系、泉水的带状分布等);

2)构造标志(线状或面状地质体的突然中断和错开、构造线不连续、岩层产状急变、节理化和劈理化窄带的突然出现、小褶皱剧增以及挤压破碎、擦痕等);

3)地层标志(地层的缺失或不对称重复);

4)岩浆活动和矿化作用(岩矿、矿化带或硅化等热液蚀变带沿一条线断续分布);

5)岩相厚度标志(岩相和厚度的显著差异)。

2.调查内容

1)断层两盘的地层及其产状变化;

2)断层面产状(直接测量、根据断层“V”字形法判定,借助于伴生构造判定);

3)断层两盘的相对运动方向(主要根据两盘地层的新老关系、牵引褶皱、擦痕、阶步、羽状节理、两侧小褶皱、断层角砾岩等);

4)断层破碎带的宽度;

5)断层岩类型;

6)断层的组合形式(如正断层的地堑和地垒、阶梯状断层、箕状构造、逆断层的单冲型、背冲型、对冲型、楔冲型、双冲构造)。

(二)断裂活动性鉴定

1.断裂活动性鉴定对象

断裂活动性鉴定的对象是“主要断层”,一般是指:

1)区域地震构造图上有标示的区域性断层;

2)长度大于10km或大于15km的断层;

3)对其活动时代的认识有分歧,并且可能影响到场地地震危险分析结果的断层;

4)晚更新世以来有活动迹象的断层;

5)通过场址区并且与工程场址区安全性评价相关的断层;

6)与破坏性地震特别是M≥6级地震在空间位置上相关的断层;

7)与现代小震密集活动或条带状分布相关的断层;

8)可能延伸到近场区内的活动断层;

9)指向工程场地,并且可能对工程场址区安全性评价有所影响的断层。

2.活动性鉴定内容

1)断层的活动时代。断层活动时代的鉴定是判定该断层是否是发震构造,是否对场址区拟建工程产生重要影响,不能改变路由的管线工程是否采取相应的抗断措施的主要依据。

2)断层的活动性质。对于活动断层而言,其活动性质是划分相关潜在震源区并确定其震级上限的重要依据。潜在震源区范围与边界的确定,与活动断层的性质(包括产状)密切相关。在近场区发震构造评价工作中,应通过野外现场调查或采用成熟技术方法的探测,查明活动断层的活动性质,鉴别出正断层、逆断层、走滑断层、正-走滑断层、走滑-正断层、逆-走滑断层、走滑-逆断层等。

3)断层的运动特性。断层的运动包括“蠕滑”和“黏滑”两种特性。以地震的方式释放的能量往往只占活动断层应变积累的一部分。

4)断层分段性。断层的分段性是确定相应潜在震源区边界及其震级上限的主要依据。断层的分段性研究包括活动性分段和破裂分段两方面的内容。

活动性分段主要包括活动时代与活动性质分段。断层活动时代的差别是断层分段性活动最为显著的标志,在调查中,应当首先加以鉴别,判定“活动的段落”和“不活动的段落”。对于活动的段落,还应视工程的需要和可能性,进一步对其最新活动时代以及活动性质的差别加以细分。

破裂分段是一项难度很大,专业性更强的具有研究性的工作。由于它具有较大的不确定性,只有在工程必需的情况下,可进行专题性研究。

3.活动断裂调查鉴定技术

对目标区内的活动断裂进行详细探测和定期观测,调查其规模、性质、方向、活动强度、特征、地貌地质证据及其活动规律,并初步评价各活动断层的地震危险性。调查过程中应安排槽探、浅井工作,必要时施以地球物理勘探等手段,并采集样品进行地质年代测试。

我国活动断裂调查及研究方法研究较为成熟,调查研究技术手段有地球化学异常、地球物理异常等,并且尝试给出最佳的组合方法。邓起东等(2007)指出小间距钻探和槽探是研究断层新活动的有力手段,可以揭露活动断层最新活动和古地震错动历史的最好技术,并且中国地震局《活动断层探测(DB/T15—2009)》中给出了槽探、钻孔探测的精度适用范围及技术要求,《工程场地地震安全性评价》(GB17741—2005)也介绍了活动断裂调查鉴定技术。

1)进行主要断层活动性鉴定,应以地质地貌学的调查分析方法为主。在进行地质地貌调查与分析时,应注意:

①宏观人手。如断层所在地区的新构造活动背景、断层与第四纪新地层的关系、断层与地貌面的关系、断层的构造地貌特征等。

②微观取证。仅根据宏观现象说明断层的活动性是不足取信的,应选择典型地段和典型部位,通过现场调查,获得断层活动性确切的地质地貌证据。

③精细分析。对于活动断层,应采用断层地貌分析、断层活动性参数确定、古地震探槽、活动性分段、活断层填图、新年代学测定等多种技术方法进行现场调查取证,必要时进行活断层填图,详细鉴定其活动性;

④综合判定。应综合地震活动性、现代构造应力场等不同学科的资料,综合断层活动性的宏观及微观资料,进行断层活动性的综合判定。

2)断层最新活动时代的鉴定,在很大程度上要借助甚至依赖于新年代学测定技术。年代测定方法选择上应因地而异,有所侧重,同时又尽可能采用多种方法进行综合测年。一般来说,对有第四纪地层出露的地区,可采用放射性碳(14C)法、释光法、孢粉分析法;对基岩地区的断层泥的测年可采用释光法、电子自旋共振(ESR)法、钾-氩(K-Ar)法和电镜(SEM)扫描法等。

3)在覆盖区,已有资料不能确定已知主要断层的活动时代时,应选用地球物理、地球化学、地质钻探和测年等手段进行勘查。隐伏断层的活动性鉴定一般应遵循以下步骤:

①进行隐伏断层位置的初步探测。根据航、卫片判读和已有的地质、地貌、化探、物探、钻探资料进行综合分析,初步推测断层的位置、延伸和展布形态,然后选择适宜的探测手段,布置探测路线。

②进行隐伏断层的综合探测。在初步推测出断层的大体位置后,进一步按照先粗后细的原则,选择合适的物探或化探方法,初步确定断层位置。再进行浅层物探,如浅层地震勘探、地质雷达等,以查明隐伏断层的确切位置和断距。

③根据具体情况进行钻探和槽探,进一步帮助确定断距、断面、断错地层及上覆地层,并采集合适的样品,综合分析其活动性。

如果你的不锈钢可以用手掰弯的话。你可以试试对样品掰弯处理,因为氧化铝模板是脆性的,所以在掰弯的时候肯定有地方裂开,裂开往上翘的角度大的在平面SEM中就可以侧向看到断面,我用过这个方法,还算是比较有效的方法


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