断裂（层）及其活动性调查

矿后构造格架~

矿田内断裂构造较为发育，除在其北西缘发育一系列叠瓦式北东东—北东向逆推断层外，在矿田内部主要发育北东东向、北北东向、北西向及近南北向断裂裂隙，其中北东东向与北北东向断裂组成了大洲矿田的构造格架，提供了铀矿保存的条件。
一、北东东向断裂
北东东向断裂主要发育于大洲矿田北侧，属江山－绍兴断裂带的组成部分。江山－绍兴断裂带属赣杭构造带的重要组成部分。前人研究认为，该断裂带是多期多种方式活动的构造带 ，其成生于元古宙以前，具有控岩控盆的特点，经历了晋宁期、加里东期、印支期和燕山期，直至喜马拉雅期仍有活动。本节仅讨论喜马拉雅期特别是中新世以来的构造活动特点，不涉及中新世以前的构造活动及其控岩控盆作用。
遥感技术在地学中的应用，最传统也是最具优势的方面，是断裂构造解译，且由于遥感图像是地面景观包括地貌形态的缩影，而地貌形态又是中新世特别在第四纪以来地质构造作用的产物。因此遥感图像呈现的线性断裂构造，其形成或活动的时代往往较新，往往具有新构造的特点。
中国铀矿遥感图像特征图集呈现的大洲铀矿田江山－绍兴断裂带的遥感影像特征是:在TM453波段合成的假彩色影像图上，江山－绍兴断裂主结构面是明显的影像分界线，北侧表现为浅蓝色与粉红色相互掺和间隔的斑杂状色彩，侵蚀残丘地貌，相对低平的地势，或表现为浅褐黄、浅蓝、粉红色相互掺和的斑杂色彩、次棱角斑块状山体影纹、相对较低的低山地貌。前者是上白垩统紫红色砂砾岩、粉砂岩以及第四纪地层的影像表征，后者是前寒武纪、古生代地层和燕山期花岗岩的影像表征。断裂南侧表现为深浅不同的棕褐—褐色调、棱角状断块山体地貌，属晚早白垩世火山岩的影像表征。
江山－绍兴断裂是遥感影像分区的界线，也是地貌形体的分划线，这些标志是其归属于中新世以来活动构造的证据之一。
野外实地调查发现，江山－绍兴断裂带表现为一系列叠瓦式北东东—北东向逆推断层，但北界断裂和南界断裂表现为不同的构造形迹，北界断裂为控盆断裂，即金衢红盆南东边界断裂，力学性质为张性或张扭性，倾向北西或北北西，倾角较大，野外可见连续排布的断层三角面以及正向线性延伸山体。
南界断裂为推覆构造主结构面，古老变质岩及古生代地层由北向南推覆于中生代火山岩之上(图8－4)。断裂结构面见胶结很松散的糜棱岩或片理化带(照片8－1)，没有明显的热液蚀变，其上下盘也无矿化显示，无疑是成矿后构造，是中新世以来的活动构造。
在活动构造研究中，温泉或温热水常被指为断裂(层)活动性的标志之一。人们常通过温泉或温热水出露点的带状分布规律，判别断裂(层)或隐伏活动断裂(层)的活动性或其存在。根据目前的认识，中新世以前的岩浆侵入活动和喷发作用所伴生的地热已经消逝或降至围岩相同温度(李祥根，2003)。
卢善龙等(2009)应用热红外遥感数据研究了江山－绍兴断裂金衢段的地表温度场与断裂构造关系，结果表明，江山－绍兴断裂带北西侧6km至南东侧9km左右区域为一个明显的地表高温区域。表明江山－绍兴断裂带是一条还在生热的构造带，或者说，江山－绍兴断裂带是一条正在活动的构造带。

图8-4 大茶园地区推覆构造示意图(浙江核工业269大队，1984)


照片8-1 推覆构造(F2)

二、北北东向断裂
大洲矿田江山－绍兴断裂带南侧发育一组北北东向断裂，地貌呈现为线状沟谷、断崖和陡立的山体，长数千米到数十千米，宽一般＜10m，早期压扭性，晚期显张性，常见挤压片理、构造透镜体和垂直擦痕，有时有脉体贯入。北北东向断裂之间常形成地垒或地堑式断块，并切断了矿田北侧的北东东向断裂。
凉帽铺断裂(F3)产状280°～285°∠60°～80°，长18.5km，宽2～5m，早期见挤压片理、糜棱岩、压性裂隙群，晚期见构造角砾岩和硅质脉充填;大坑尾断裂(F4)产状110°～120°∠69°～80°，长约15km，宽2～3m，见挤压片岩、破碎角砾和硅化;桃源断裂(F5)产状285°～290°∠65°～70°，长18km，宽约1m，具扁平透镜体;渔苍断裂(F6)产状270°～300°∠63°～72°，长＞17km，宽5～8m，早期具挤压片理，扁平角砾，糜棱岩，晚期具花岗斑岩脉、辉绿岩脉充填;庙下断裂(F7)产状290°～295°∠78°～80°，长37km，宽6～10m。

图8-5 巨龙顶断陷带立体示意图

其中大坑尾断裂和桃源断裂夹持部位的是一条北北东向的巨龙顶断陷带(地堑式断块)(图8－5)，断陷带内熔岩(K1m4)大面积分布，断陷带两侧由于剥蚀较强烈，仅在标高＞1km的山顶才残留有“熔岩帽”;断陷带内熔岩、火山碎屑岩与其两侧岩层产状近于一致，呈单斜产出，倾向北西，倾角20°～30°，说明该断陷带是以垂直于岩层走向斜落的升降运动为主，这也是北北东向断裂晚期活动的主要表现形式。
根据熔岩层及其厚度特征和后期剥蚀作用推断，巨龙顶断陷带南北下陷幅度不同，即由南往北下陷幅度逐渐增大。
三、保矿意义
北东东向断裂和北北东向断裂是大洲矿田的构造格架，前人也是这样认为的，但这两组断裂形成较晚，都是中新世以来的活动构造，它们切割了铀矿体，铀矿形成时代为早白垩世，故该构造格架是矿后形成的，并控制了早先形成的铀矿分布的格局。
矿田北部的北北东向推覆构造(F2)使下白垩统火山岩及其中的铀矿化深埋于地下，在中新世以来不断隆升的背景下，受到的侵蚀作用大大降低，提供了铀矿保存的良好条件。
巨龙顶断陷带本身是铀矿保存的有利地带，且由于由南而北下落幅度增大，从而使其北部的铀矿受到的剥蚀作用大为减弱，处于一个更有利的铀矿床保存区。
大洲矿田属熔岩层控型铀矿，成矿条件较好，而北缘的推覆构造和巨龙顶断陷，使矿化的剥蚀作用大为减弱，因此，下一步的找矿方向应是:
(1)桃源断裂和大坑尾断裂之间、大茶园矿床以北的深部空间。这是首选地段。
(2)白西坑—饭蒸山以北的深部，即推覆构造的下盘或红层覆盖区。

影响工程建设地质环境安全的地质构造主要是活动性断裂。这些活动性断裂往往容易造成地面升降变形、开裂，甚至是控制地震发生的断裂。活动性断裂大多隐藏在地下，灾后重建规划选址时，需要有专业部门来调查确认。

活动性断裂造成地面鼓胀裂缝，灾后重建选址要远离活动断裂（青海玉树，2010，张永双提供）

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。

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18765521903： 高层建筑岩土工程勘察中,应对什么问题进行分析和评价? - ？
唱闹生脉： 首先要对场地的稳定性和适宜性进行评价,然后还要对是否液化进行分析,当然还要对场地各地基土的岩土工程性质评价包括基础持力层的分析评价,天然地基和桩基础分析与评价等等.其它现场遇到的工程地质问题也要进行评价比如溶洞、滑坡等

18765521903： 工程场地地震地质灾害的成因和类型有哪几种? ？
唱闹生脉： 地震地质灾害评价是依据场地及其附近工程地质条件,及地震危险性分析与断层活动性调查结果,分析、评价可能产生地震地质灾害的类型(包括地裂、地表形变、震陷、饱和土液化、崩塌、滑坡等),及其影响程度. 按地震地质灾害成因将其分为三大类: (1)由于地震动作用导致的对工程有直接影响的工程地基基础失效,包括饱和土液化、软土震陷等; (2 )由于地震动作用导致的对工程有可能间接影响的工程场地失效,包括岩土开裂、崩塌、滑坡等; (3)由地震断层作用导致的地表错动、地裂缝与地面变形等地质灾害.

18765521903： 近场区地震构造调查考试内容有哪些? ？
唱闹生脉： 考试内容: 1.野外调查目标的确定 熟悉地震构造评价工作范围确定的原则. 掌握主要断层的判定方法. 了解地震构造、发震构造、地震活断层、活动断层的内涵及其相互关系. 2.第四纪地质地貌分析 了解应用第四纪地质地貌资料,分析断层活动性的方法. 3.断层活动性调查和鉴定 掌握断层活动性鉴定的工作内容与方法. 熟悉断层活动年代综合评定的原则. 熟悉年代学鉴定的技术方法与采样要求. 了解年代学鉴定的可靠性及适用范围. 4.近场区地震构造条件综合评价 掌握近场区地震构造综合评价的目标和工作内容. 掌握判识发震构造的原则与方法. 掌握近场区地震构造图编制的主要内容.

18765521903： 断层的类型及特征 - ？
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18765521903： 建筑场地中断层的存在会引发哪些工程地质问题 - ？
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