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1、第五章 断层形变测量,活动构造与地震的孕育和发生有十分密切的关系，尤其在一些大型活动断层、活动断块的边缘，往往是地震活动的集中分布地带。因此，断层带形变测量是国内外所公认的最有希望的地震前兆监测手段和地震危险性评定手段之一，对震源过程、地球动力学、大地构造学等学科而言，也具有实际意义。其主要监测现代活动断裂构造的运动特征，断裂两侧的位移分布。断层带形变测量是现代动态大地测量学的一个分支，定量、精确、整体和动态地测定块体边界，并用恰当的数理模式加以描述是其基本任务(陈鑫连，1989)。,断层测量,由沉积物堆积的地层，一般不可能指望其原始状态在整个历史期间保持不变，断层是地层的一种普遍变形，其表现
2、为岩石破裂面，而岩石曾沿此面经历过相对的位移，它们以平行或近乎平行的体系而出现，通常具有广泛的横向分布。而且断层规模的大小非常悬殊，走向延长从小于1米到数百、数千公里；两盘岩层相对位移从几厘米到几百公里，切穿深度也不尽相同。由于断层两盘相对运动使正常岩层明显中断，在邻断层地震岩石出现动力变质及各种伴生构造，大量事实说明：活动断裂与地震的发生有着密切的关系(韩健等，1984)。,断层的基本要素（1. 上盘；2. 下盘；3.断层面；4. 断层线；5. 破裂带 ）,断层的分类 (按两盘相对位移分类 )：,(1)正断层：为上盘向下位移的断层。断层面倾角一般比较陡，通常大于。多数正断层是在重力作用和水平
3、引张作用下形成的，使地壳水平距离拉长。 (2)逆断层：为上盘相对向上位移的断层，逆断层常与褶皱构造相伴生。一般认为是地壳受到挤压时形成的，使地壳水平距离缩短。 (3)平移断层：是断层的两盘平行于断层走向发生位移（也称走向滑动断层），平移断层是由于地壳受到水平面上一对力偶作用，岩石沿剪切面发生断裂而形成的。平移断层面一般平直而产状较陡或近于直立，所以断层线多为直线。按两盘相对位移的方向可分为右行及左行，即观测者对着断层面，对面一盘如果相对向右移动则称右行平移断层或右旋平移断层(顺进针方向旋转)，反之，称为左行平移断层或左旋平移断层。 (4)枢纽断层：断层两盘在相对位移时发生显著的转动。旋转轴垂直
4、断面，当其位于断层中间某点时，则显示旋转轴两侧作相反方向位移，一侧为正断层，一侧为逆断层，愈远离旋转轴断距愈大；另一种情况是旋转轴位于断层末端，各处位移量不等愈远离旋转轴位移量愈大。,(a) 正断层 (b) 逆断层,断层的分类 (按断层走向和岩层产状的关系分类)：,(1)走向断层：断层走向与地层走向基本平行； (2)倾向断层：断层走向与地层走向基本垂直； (3)斜向断层：断层走向与地层走向斜交； (4)顺层断层：断层面与层面大致平行。,F：走向断层；F：倾向断层；F：斜向断层；F：顺层断层,断层的分类 (按断层走向与区域构造线方向关系)： (1) 纵断层：断层走向与区域构造线方向基本平行； (
5、2) 横断层：断层走向与区域构造线方向基本垂直； (3) 斜断层：断层走向与区域构造线方向斜交。,断层面基本要素包括走向、倾向和倾角: 走向:就是断层线两端的延伸方向（用方位角表示）; 倾向：垂直于走向线，沿断层面倾斜向下的方向所引出的 直线称为倾斜线，倾斜线在水平上的投影线所指的 界面倾斜方向称为倾向。 倾角：倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角为斜角。 即垂直于走向方向的横切面上所测的断层面与水平 面之间的夹角，称为断层面的倾角，它是 断层面的最大倾斜角。在不垂直于断层面构造走向 方向的横切面上所测得的倾角称为视倾角。,断层的倾角与滑角,断层位移立体图,垂直于被错断地层走向的剖面图,垂直于
6、断层走向的剖面图,跨断层大地形变测量 大陆内部的一些大地震往往发生在构造块体边界的断裂带上，构造块体边界及其附近的地形变主要表现为断层运动的形式，对活动断裂进行微观的定性及定量的了解，确定现今是否继续活动，以及活动的方式、活动的强度与活动的频度如何，就需要借助于地壳形变测量的方法。 跨断层大地形变测量基本上沿用了传统的高精度大地测量方法，通过重复测定地震监测场地已布设的网、线所跨地壳活动断层的三维向量(指断层的垂直、张压和错动的活动量)变化，为中短期地震预报提供精度可靠的观测数据，为研究地壳运动提供精确的资料。,常见的几种短水准短基线布设形式,跨断层测量，不要求布设全国性或区域性的整体标准结构
7、的网形，而是根据断层的展布和板块边缝，依据与国计民生关系密切程度、历史地层的强度和频度划分的地震重点监视区和一般监视区，布设成独立的群体监测场地。 在重点监视区内，不同走向的断层均应布设适应构造特征和观测手段的两个以上监测场地，其场距一般应小于30km。对于基线、水准场地，每年复测不少于12次；短程测距和短边三角测量场地，每年复测不少于2次。 在一般监视区内，沿其主干断层的走向布设场距为50km左右的监测场地。其中基线、水准场地，每年复测一般不少于6次，个别困难地区不得少于3次；短程测距和短边三角测量场地每年复测不少于1次。个别边远稀乡僻境地区，震情平缓，以为地震预测预报提供长趋势背景为目的的
8、监测场地，亦可每年或每两年复测1次。复测周期须保持等间隔、同月份观测的原则。,监测场地以布设水平和垂直位移测量并举，能监测断层的三维动态变量为主旨为了获取可靠的形变信息，便于从观测结果推算出某些重要的形变参数，其场地选择和布设有些特殊要求，相应的规范有明确规定。一般原则是： (1) 监测场地应选择在第四纪以来有明显活动历史的断层上，综合形变观测站点可沿主断裂带选择有代表性（如断裂出露清楚，活动迹象明显）地段横跨断裂两盘布设，特别是断层的拐折、分叉或交汇部位。且地形地貌适合布设各种观测手段的基本条件，兼顾交通和通讯方便。 (2) 埋设标志的地点应选择有利于标志的长期保存，点位稳定且便于观测的地方；尽量避开各种自然和人为的干扰源；观测标志应尽可能埋设在出露的完整基岩上；不得已在覆盖层设点时，覆盖层厚度不应超过50m。 (3）为便于观测结果的检核和推算形变参数，短水准和基线应尽可能构成一定的几何图形（例如三角形、大地四边形等，见图4.10）。尽可能一点多手段观测，进行三维测量（同时测定标志间的高差和距离）。 (4) 标志的设计应当便于观测和减少可能的误差来源（例如采用强制归心装置使标石中心、照准中心、仪器中心三心一致）。,谢谢各位！,Thank You,
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