吳 中 海

(中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所 國土資源部新構(gòu)造運動與地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，北京 100081)

0 引 言

活斷層(Active Fault)，又稱活動斷裂，是新構(gòu)造(Neotectonics)運動和活動構(gòu)造(Active Tectonics)作用中的主要構(gòu)造表現(xiàn)形式。新構(gòu)造運動既是塑造現(xiàn)今地貌的主要地質(zhì)過程，也是形成人類生存空間的自然演化過程，包括形成強烈隆升的山地和持續(xù)斷陷的盆地或谷地。正在進行中的新構(gòu)造變形就是活動構(gòu)造，而活動構(gòu)造作用可為人類社會帶來多種地質(zhì)災(zāi)害，其中最突出的就是活斷層地質(zhì)災(zāi)害，包括斷層突然錯動引發(fā)的地表破裂、地震及伴隨的崩塌、滑坡、落石、雪崩、堰塞湖、泥石流、砂土液化、地陷、地裂縫和地下水變化等，以及斷層緩慢運動造成的地表錯動及地面沉降等，其中影響最大的是地震活動。近年來，全球主要地震帶(包括環(huán)太平洋地震帶和喜馬拉雅地震帶)的強震活動都表現(xiàn)得非常活躍，因此，服務(wù)于地震危險性評價(Seismic Hazard Assessment,SHA)的活斷層調(diào)查研究顯示出特別重要的現(xiàn)實意義，并且隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)防災(zāi)減災(zāi)和重大工程建設(shè)在這方面的需求也越來越迫切。

但從地質(zhì)角度而言，活斷層的調(diào)查研究離不開新構(gòu)造與活動構(gòu)造這兩個調(diào)查研究地球系統(tǒng)最新構(gòu)造活動過程及其特征規(guī)律的重要學(xué)科。而從新構(gòu)造與活動構(gòu)造角度深入研究和認識活斷層及與其緊密相關(guān)的地震活動及其特性又屬于所謂的地震地質(zhì)(Seismogeology)的主要研究范疇。因此，新構(gòu)造、活動構(gòu)造與地震地質(zhì)三者有一個共同的關(guān)鍵研究對象就是活斷層，從這3個角度深入認識活斷層特性，是進一步科學(xué)理解地震的地質(zhì)成因與機理，并掌握其特征、規(guī)律和趨勢極為重要的基礎(chǔ)性地質(zhì)工作[1-5]。但長期以來，對于與活斷層相關(guān)的一些重要術(shù)語及其含義仍存在爭議或被混淆使用，而實際上其中許多術(shù)語是既緊密相關(guān)又有所區(qū)別的。雖然筆者曾對新構(gòu)造與活動構(gòu)造的一些術(shù)語及相互關(guān)系有過初步探討[6]，但隨著近年來一些新問題的涌現(xiàn)，本文希望結(jié)合新的研究進展進一步討論與活斷層相關(guān)的一些重要術(shù)語的具體定義與應(yīng)用、區(qū)別與聯(lián)系，并從地震危險性評價需求出發(fā)，探討在中國當(dāng)前的活斷層調(diào)查研究中應(yīng)注意的一些問題。

1 主要術(shù)語與應(yīng)用

活斷層是與新構(gòu)造、活動構(gòu)造和地震地質(zhì)緊密相關(guān)的術(shù)語。因此，深刻認識活斷層相關(guān)術(shù)語的含義與應(yīng)用，有必要從了解后三者的含義及相關(guān)學(xué)科的主要研究內(nèi)容入手。

1.1 新構(gòu)造

“新構(gòu)造”術(shù)語最早是在1948年由蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家V.奧勃魯契夫(Obruchev)引進到地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué)中的，最初指“新近紀(jì)末到第四紀(jì)前半期地球上最年輕的地殼運動”[7-9]。但“Neotectonics”一詞源于希臘語，原意是指“地質(zhì)上年輕的、最新的或正在活動的地殼構(gòu)造或運動過程”，即地質(zhì)歷史時期最新的構(gòu)造活動過程。因此，該術(shù)語本身并無具體時間界限，這造成應(yīng)用中常因理解不同而出現(xiàn)混亂現(xiàn)象。

20世紀(jì)80年代末至90年代初，前人曾專門針對新構(gòu)造的定義、時間尺度和性質(zhì)等展開過廣泛爭論，主要集中在3個方面[8]：①新構(gòu)造的定義和時間尺度問題；②新構(gòu)造、活動構(gòu)造和現(xiàn)代地殼運動(Recent Crustal Movement)等術(shù)語是否具有廣泛重疊性，能否看做是同義詞；③新構(gòu)造學(xué)和地貌學(xué)之間的關(guān)系問題，包括地殼活動或變形是如何控制或影響地貌形成與發(fā)育的，如何利用地貌標(biāo)志來鑒定構(gòu)造活動性的位置、類型和速度，這些實際上是地貌構(gòu)造學(xué)(Morphotectonics)或構(gòu)造地貌學(xué)(Tectonic Geomorphology)的主要研究范疇。

新構(gòu)造的定義和時間尺度問題是爭論的焦點，主要存在4種觀點[8]：①強調(diào)新構(gòu)造運動需要聯(lián)系第四紀(jì)氣候和海平面變化、地震和火山活動、冰蓋的生長和衰退等全球變化因素[10]；②提出新構(gòu)造運動專指新近紀(jì)期間的變形[11]或發(fā)生在中新世之后的構(gòu)造運動(澳大利亞地區(qū))[12]，以區(qū)別于更新世乃至全新世的構(gòu)造活動[13]；③認為新構(gòu)造期為整個晚新生代[7,14-15]，其原因是新構(gòu)造運動最強烈的表現(xiàn)形式——地震發(fā)生在現(xiàn)今時代；④反對將新構(gòu)造的構(gòu)造形成時間設(shè)限為新近紀(jì)或第四紀(jì)，認為現(xiàn)今板塊邊界和運動學(xué)圖像的建立是新構(gòu)造運動最合適的標(biāo)志。一個地區(qū)新構(gòu)造期開始的標(biāo)志是其現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的建立[16]，并據(jù)此認為，應(yīng)該將新構(gòu)造定義為“現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場及構(gòu)造地貌格局形成以來所發(fā)生的構(gòu)造運動”，并強調(diào)其開始的時間應(yīng)該是不固定的。特定地區(qū)可根據(jù)其地球動力學(xué)背景不同或構(gòu)造應(yīng)力場的形成演化過程來設(shè)置新構(gòu)造時限，因為在構(gòu)造環(huán)境不同的區(qū)域，其現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的形成時間往往不同，既可以早到約15 Ma(如在相對穩(wěn)定的北美大陸內(nèi)部)，也可能晚到約0.5 Ma(如在美國加利福尼亞州)[17]。這種觀點使得新構(gòu)造可以更好地區(qū)別于之前的老構(gòu)造，并重視識別最近地質(zhì)時期出現(xiàn)或形成的地質(zhì)構(gòu)造和鑒別老構(gòu)造的重新復(fù)活，因此，這一觀點得到了廣泛認可[4]。中國大陸現(xiàn)今構(gòu)造地貌的形成演化和青藏高原構(gòu)造變形與隆升過程的研究成果表明，中國及鄰區(qū)的構(gòu)造地貌格局主要形成于晚新生代期間，特別是距今8～10 Ma以來[18-21]，因此，這一期間巖石圈運動所產(chǎn)生的各類構(gòu)造變形及相關(guān)構(gòu)造地貌演化過程都屬于新構(gòu)造研究范疇。

新構(gòu)造研究的重點是解決新構(gòu)造如何演化而來、新構(gòu)造運動如何控制地貌的發(fā)育與演化、現(xiàn)今地殼運動的狀態(tài)如何以及控制因素是什么等問題，涉及地殼最新的構(gòu)造形跡(斷裂與褶皺)及其演化、現(xiàn)今構(gòu)造地貌的發(fā)育與演化(山脈隆升、盆地裂陷和河流演化等)、最新地塊運動方式及其動力學(xué)機制、活動構(gòu)造格局與應(yīng)力場、地震活動和火山與地?zé)岬葍?nèi)容，是充分認識和理解現(xiàn)今地殼變形方式、活動特征及其規(guī)律的重要前提。因此，將新構(gòu)造從早期構(gòu)造中區(qū)分出來十分必要。另外，由于新構(gòu)造研究的時間尺度較長，涵蓋了從十萬年至百萬年不同尺度的地質(zhì)構(gòu)造過程，特別注重探索和了解最新構(gòu)造運動的“過去和現(xiàn)在”(Past and Present)，所以新構(gòu)造研究也是地震危險性評價工作的重要地質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2 活動構(gòu)造

新構(gòu)造的時間尺度相對寬泛，應(yīng)用于研究最新的和短時間尺度的構(gòu)造活動時存在一定的局限性。許多中新世至上新世期間形成或曾經(jīng)活動的構(gòu)造在第四紀(jì)或晚第四紀(jì)期間可能已不再活動；而從分析地震危險性(Seismic Hazards)和現(xiàn)今地殼變形方式及其機制的角度，最關(guān)注的往往是晚第四紀(jì)期間正在活動的構(gòu)造。據(jù)此，美國著名構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家Wallace建議在研究最新的構(gòu)造活動時采用“活動構(gòu)造”概念替換“新構(gòu)造”，并將活動構(gòu)造定義為“晚第四紀(jì)期間(主要是距今約500 ka或150 ka以來)仍在活動，并且在社會所關(guān)注的未來仍將活動的構(gòu)造”[3,22]。由于活動構(gòu)造與人類社會的聯(lián)系更為密切，自20世紀(jì)80年代后期以來，活動構(gòu)造已快速發(fā)展成為一門相對獨立的新學(xué)科[4,22-23]。其研究方法涉及地球科學(xué)中的多個學(xué)科領(lǐng)域，主要包括構(gòu)造地質(zhì)、地貌與第四紀(jì)地質(zhì)、地質(zhì)年代學(xué)、構(gòu)造地貌、古地震、歷史與考古地震、大地測量和地球物理等。其主要研究內(nèi)容涵蓋地殼的現(xiàn)今變形方式、幅度與速率及動力學(xué)機制，火山與地?zé)峄顒右约盎顢鄬优c地震危險性評價等與最新巖石圈構(gòu)造過程相關(guān)的地質(zhì)作用。相對于新構(gòu)造而言，活動構(gòu)造研究的時間尺度相對較短，重點是十萬年至千年尺度，甚至百年尺度的構(gòu)造活動，并更側(cè)重于探知最新構(gòu)造過程的“現(xiàn)在和將來”(Present and Future)。因此，也可以說活動構(gòu)造研究是新構(gòu)造研究的重要分支和延續(xù)，而后者則可看做是認識活動構(gòu)造的基礎(chǔ)。另外，活動構(gòu)造也是現(xiàn)今地球動力學(xué)研究的主要內(nèi)容，如Molnar等基于青藏高原及鄰區(qū)活動構(gòu)造研究資料，提出了著名的東亞大陸新生代構(gòu)造變形機制的“大陸逃逸”模式[24-25]。

因為活動構(gòu)造的發(fā)展主要源于對斷裂與地震關(guān)系的研究，也可以說是因地震災(zāi)害研究需要應(yīng)運而生的，所以活動構(gòu)造研究一直是地震地質(zhì)學(xué)的核心工作內(nèi)容之一，其主要目的是服務(wù)于地震預(yù)測(Forecast)、地震地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防、地震危險性分析或地殼穩(wěn)定性評價[17,22,26-27]。

1.3 地震地質(zhì)

地震地質(zhì)通俗地講就是從地質(zhì)角度(尤其是地質(zhì)構(gòu)造方面)來研究地震孕育及發(fā)生的特征、機理與規(guī)律。因為地震是深部斷層錯動的結(jié)果，屬于長期積累的應(yīng)變能突然釋放，是地球表層現(xiàn)在正在進行的地質(zhì)構(gòu)造運動的表現(xiàn)[5,26-27]，所以新構(gòu)造與活動構(gòu)造研究屬于地震地質(zhì)中的重要內(nèi)容或基礎(chǔ)性地質(zhì)工作，而地震地質(zhì)研究的主要目的也是從新構(gòu)造與活動構(gòu)造角度解決與地震危險性評價相關(guān)的科學(xué)問題，很顯然三者是緊密相關(guān)的。

地震地質(zhì)研究關(guān)注的主要問題包括：地震形成的構(gòu)造過程是什么，地震最可能出現(xiàn)在什么位置，地震分布的控制因素是什么，震源區(qū)的地質(zhì)背景如何，地震在地表的表現(xiàn)是什么，哪些地質(zhì)現(xiàn)象是地震形成的以及如何使用這些現(xiàn)象來識別被地質(zhì)現(xiàn)象所記錄的地震事件，如何應(yīng)用地質(zhì)記錄的地震和斷裂活動信息綜合評價地震危險性及其對現(xiàn)今社會的影響等[28]。這一系列問題的解決既是地震危險性評價工作的基礎(chǔ)，也是地震烈度區(qū)劃的重要依據(jù)。但完成這一工作常常需要跨學(xué)科合作，包括新構(gòu)造、活動構(gòu)造、板塊構(gòu)造、構(gòu)造地質(zhì)、地貌學(xué)(重點是構(gòu)造地貌)、第四紀(jì)地層與地質(zhì)年代學(xué)(較可靠且常用的地質(zhì)年代學(xué)方法包括14C、光釋光(Optically Stimulated Luminescence，OSL)、U系(Uranium-series)和宇宙成因核素(Cosmogenic Radionuclide，CRN)等)[28-30]、大地測量和地震學(xué)等。

中國最早對地震地質(zhì)工作內(nèi)容進行全面總結(jié)的是著名地質(zhì)學(xué)家李四光。1966年3月8日和22日先后發(fā)生河北邢臺6.8級、7.2級大地震之后，他負責(zé)組織部署整個中國的地震地質(zhì)工作，專門提出了地震地質(zhì)工作應(yīng)重點包括3個方面[5,27]。①新構(gòu)造與活動構(gòu)造的調(diào)查研究，其重點是解決哪里有活動構(gòu)造帶，是如何活動的，以及活動構(gòu)造帶是怎樣引起地震等問題。這就要求首先查明大地震發(fā)生的位置，并指出可能的震級以及未來的危險性如何。因此，該項工作的主要內(nèi)容應(yīng)包括確定或鑒別現(xiàn)今仍在活動的地質(zhì)構(gòu)造帶(即活動構(gòu)造，重點是活斷層)，查明活動性質(zhì)、空間分布，測定其活動強度與頻度，并確定與之相關(guān)的其他活動構(gòu)造帶，即查明活動構(gòu)造體系的分布與范圍；同時，結(jié)合歷史地震與儀器地震記錄的綜合分析，一方面確定地震與活動構(gòu)造帶的關(guān)系，另一方面幫助確定活動構(gòu)造帶中更易于發(fā)生地震的部位，如斷裂帶上突出的轉(zhuǎn)折部位、構(gòu)造帶的端部和不同構(gòu)造帶或斷裂帶的交叉部位等。②地震預(yù)報(Prediction)，其重點是回答什么時間出現(xiàn)預(yù)兆和發(fā)生地震。李四光一直強調(diào)，解決地震預(yù)報問題首先應(yīng)掌握控震構(gòu)造帶的地應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)力變化或加強的過程，然后進行長期觀測與實踐[5,27]。③工程和建筑物的抗震問題，這涉及工程建設(shè)與城鎮(zhèn)的安全性問題。

迄今為止，上述3個方面仍是地震地質(zhì)領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容，但第二項和第三項工作已不完全是地質(zhì)工作。地震預(yù)報還涉及物理、力學(xué)、化學(xué)和氣象等多個領(lǐng)域，而工程和建筑物的抗震問題則更多是工程地震領(lǐng)域的工作。圍繞地震危險性評價開展的新構(gòu)造與活動構(gòu)造調(diào)查研究是地震地質(zhì)中最重要的基礎(chǔ)性地質(zhì)工作，也是地震預(yù)報和抗震設(shè)防的重要依據(jù)。只有全面和可靠地了解一個區(qū)域未來大地震發(fā)生的位置及其長期的活動趨勢，地震預(yù)報與抗震設(shè)防才具有實際意義。

1.4 活斷層

活斷層與地震危險性評價密切相關(guān)，也一直是活動構(gòu)造研究的最重要對象之一。其研究內(nèi)容主要包括活斷層的空間分布及其幾何學(xué)運動學(xué)特征、斷層分段(Fault Segmentation)、活動速率、大地震的復(fù)發(fā)間隔(Recurrence Interval)、距最近一次大地震的離逝時間(Elapsed Time)和特征地震(Characteristic Earthquake)的同震位移量(Co-seismic Displacement)等。這些資料和數(shù)據(jù)也一直是科學(xué)評判活動斷裂帶上未來強震或大地震活動的潛在位置與強度的重要依據(jù)。

1.4.1 活斷層的初始定義及含義

文獻[31]中提到，Wood和Willis先后給出了被廣泛接受的活斷層初始定義。定義中主要包括4條基本要素：①活斷層在現(xiàn)今地震構(gòu)造時期中存在位錯現(xiàn)象；②活斷層具有未來重新發(fā)生或復(fù)活錯動的可能性和傾向性；③活斷層在地貌學(xué)方面顯示出具有近代活動性的證據(jù)；④活斷層伴隨有地震活動性(Seismisity)。

上述定義與活動構(gòu)造類似，本義是指“現(xiàn)今仍在活動或近代地質(zhì)時期曾有過活動，將來還可能重新活動的斷裂”。但“現(xiàn)今”是缺乏明確時間概念的詞語，因活斷層涉及城鎮(zhèn)規(guī)劃與土地利用、重要工程的地震危險性評價和區(qū)域防震減災(zāi)等重要問題，所以在政府制定相關(guān)規(guī)范及法律法規(guī)時，必須對活斷層進行明確定義，所涉及的關(guān)鍵問題是“地質(zhì)歷史上何時活動過的斷裂是活斷層”。因應(yīng)用目的不同和不同國家與地區(qū)的地球動力學(xué)背景差異，實際應(yīng)用中便出現(xiàn)了多種不同的活斷層定義[17,28,31]。最具代表性的是美國不同政府機構(gòu)所采用的定義，主要包括4種[28]：①距今約10 ka以來活動過的斷裂，也常稱為全新世活斷層；②距今50 ka或35 ka以來活動過的斷裂；③在過去100～150 ka以來活動過的斷裂；④過去500 ka以來活動過的斷裂。

定義①和③最為常見且應(yīng)用最廣泛。前者被美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)地震危險性評價部門和加利福尼亞州地質(zhì)調(diào)查局一直應(yīng)用，并在中國臺灣地區(qū)的活斷層圖中被定義為活動性最顯著的“第一類活斷層”[32]。后者則被廣泛應(yīng)用于多個國家和地區(qū)的活斷層編圖、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，包括中國最近制定的活斷層探測國家標(biāo)準(zhǔn)和最近完成的中國活動構(gòu)造圖和活斷層分布圖[33-35]、中國臺灣地區(qū)活斷層圖[32]、新西蘭國家活斷層數(shù)據(jù)庫[36]和希臘活斷層空間數(shù)據(jù)庫(NOAFAULTS)[37]。很顯然，對于板內(nèi)活斷層更為發(fā)育的國家或地區(qū)而言，定義③的實用性較好，因為板內(nèi)活斷層的活動強度普遍會弱于板塊邊界帶中的斷層，并且活斷層的大地震重復(fù)間隔多數(shù)都在幾千年至數(shù)萬年尺度，所以活斷層定義適合采用比全新世更長的時限。另外，在陸地上晚更新世以來的沉積物或地貌體通常是廣泛分布的，并且也相對易于識別并能夠應(yīng)用常用的第四紀(jì)定年方法限定年齡[22,35-38]。定義②和④主要源于美國核管理委員會(NRC)和國際原子能機構(gòu)(IAEA)對“能動斷層”(Capable Fault)的定義(后來改為“能動構(gòu)造源”(Capable Tectonic Source))，其規(guī)定“35 ka以來活動過一次或500 ka以來活動過多次的斷裂為能動活斷層”。應(yīng)該注意到，對活斷層時限的定義還涉及斷裂活動時間是否可通過可靠的地質(zhì)年代學(xué)方法進行定量限定的問題，因為從應(yīng)用的角度來看，斷裂現(xiàn)今是否活動必須有可靠的地質(zhì)年代學(xué)依據(jù)才有意義。而在常用的第四紀(jì)定年方法中，能夠相對可靠定年的方法主要包括14C、光釋光和U系不平衡定年等[22,29]，它們的可靠定年時段分別為40～50、100～150、400～500 ka，基本上與常見的活斷層定義中的時限是大致對應(yīng)的。近年來，伴隨宇宙成因核素、AMS-14C和高精度U系等定年技術(shù)的快速發(fā)展，活斷層活動時限的定量化水平也得到了快速提升，這顯然有助于提高對活斷層鑒定與識別的可靠性。

近年來，除了活斷層本身的定義之外，應(yīng)用中還常見與其相關(guān)的一些重要術(shù)語，如新構(gòu)造斷層(Neotectonic Faults)、地震斷層(Seismic Fault)與發(fā)震斷層(Seismogenic Fault)等，也十分有必要加以了解與區(qū)分。

1.4.2 新構(gòu)造斷層

圖件引自文獻[41]圖1 當(dāng)前獲取過去地震的主要方式和所對應(yīng)的時間尺度Fig.1 Main Ways of Getting Past Earthquakes and Their Corresponding Time Scale

由于“新構(gòu)造”可變的、更寬的時間尺度，使它可適用于不同地球動力學(xué)背景下的地震危險性研究。因此，近年來“新構(gòu)造斷層”術(shù)語的使用得到了重視，它被定義為“在現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場作用下形成的，可導(dǎo)致地震活動和地表變形的斷裂”，既包括了活斷層，也包含了所謂的“能動斷層”和潛在活斷層(Potential Active Faults)(相當(dāng)于在現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場作用下具有潛在活動性的斷裂)[17]。因此，該術(shù)語的含義較廣，適用于包含了多個活動構(gòu)造環(huán)境和地震活動機制差異顯著區(qū)域的國家或地區(qū)，以及斷層重復(fù)活動間隔(Recurrence Interval)可能普遍長于100 ka的穩(wěn)定大陸區(qū)。前者如美國和中國，美國包含了西海岸板塊邊界帶、西部盆嶺區(qū)彌散變形區(qū)和中東部穩(wěn)定大陸區(qū)等具有不同新構(gòu)造背景的區(qū)域，而中國包含了青藏高原強構(gòu)造變形區(qū)、華北中等變形區(qū)和華南穩(wěn)定大陸區(qū)等構(gòu)造活動性顯著不同的區(qū)域；后者如澳大利亞，也被建議使用“新構(gòu)造斷層”來替代傳統(tǒng)定義的“活斷層”[39]。全球地震模型(Global Earthquake Model，GEM)實施的“The GEM Faulted Earthquake (GFE) Project”也將“新構(gòu)造斷層”定義為主要的地震發(fā)生源，并致力于建立“全球新構(gòu)造斷層與褶皺數(shù)據(jù)庫”[40]。另外，新構(gòu)造斷層研究還有助于從更長的時間尺度(特別是百萬年尺度)來認識斷裂的活動行為和大地震復(fù)發(fā)特性(圖1)，如長復(fù)發(fā)間隔斷裂作用及其叢集活動特征和斷裂作用的時空遷移等。

1.4.3 地震斷層和發(fā)震斷層

對于地震預(yù)報和地震工程而言，最關(guān)注的活斷層通常是地震斷層或發(fā)震斷層。兩者現(xiàn)在基本上屬于同義語。

地震斷層最早被日本所使用，原意是指“歷史上伴隨大地震活動在地表出現(xiàn)位移或形成同震破裂的斷層”，在中國一般被表述為“地震時應(yīng)變積累的突然釋放所形成的地殼破裂或強烈地震導(dǎo)致的地面破裂”[2]，或者“地震時導(dǎo)致地殼破裂或錯動而形成的斷層，一般是先存斷層再次粘滑錯動在地表重新形成變形帶，或者是在特定應(yīng)力場作用下因地震活動而形成的新生斷裂”[42]。上述定義都強調(diào)了地震在地表產(chǎn)生破裂的斷層，但也存在略有不同的表述，如“1～2 ka以來或歷史記載有過破壞性地震記錄而且被查明全新世期間存在中強史前地震活動的斷層，或地震直接引起的地殼破裂”[43]，這一定義實際上擴大了地震斷層的范圍。目前，國際上一般把“控制震源分布或構(gòu)成地震發(fā)生源的斷層”稱為地震斷層。全球地震模型的新構(gòu)造斷層數(shù)據(jù)庫中將發(fā)震斷層定義為“可產(chǎn)生中等至大地震的斷層”[40]。而為了避免混淆，現(xiàn)在日本一般把之前所稱的地震斷層改稱“地表斷層”(Surface Fault)。發(fā)震斷層在中國一般被定義為“空間上控制地震發(fā)生且能產(chǎn)生5.0級及以上破壞性地震的、或歷史上發(fā)生地震地表破裂(Seismic Surface Rupture)的、或存在確切古地震遺跡(Paleo-earthquake Relics)的活斷層”[42-43]。

發(fā)震斷層通常被認為是影響工程場地穩(wěn)定性的重要因素，因此，該術(shù)語常見于政府部門制定的各類標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中，如中國《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2001)[44]將發(fā)震斷層定義為“近期(近500年期間)發(fā)生過5.0級及以上地震的斷裂，或者今后100年內(nèi)可能發(fā)生5.0級及以上地震的斷裂”。另外，一些規(guī)范中還存在與發(fā)震斷層相似的術(shù)語“地震活動斷層”(Seismic Active Fault)，指“曾發(fā)生和可能發(fā)生地震的活動斷層”或“可能發(fā)生破壞性地震的斷層”[45-46]。水電、鐵路和城市建筑等不同類型工程的抗震設(shè)計規(guī)范也專門針對存在地震斷裂的不利或危險場地，提出了一些相應(yīng)的工程處理措施[47-48]。如中國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010)制定了“場地內(nèi)存在發(fā)震斷裂時應(yīng)對斷裂的工程影響進行評價”的相關(guān)規(guī)范，規(guī)定場地內(nèi)的建筑應(yīng)避開具有全新世活動性的發(fā)震斷層的主斷裂帶，且不得跨越斷層線，并規(guī)定在甲類建筑設(shè)計階段，應(yīng)針對場地區(qū)的發(fā)震斷裂開展專門研究，而對于乙類和丙類建筑，Ⅷ度烈度區(qū)(Seismic Intensity Zone)中對發(fā)震斷裂的最小避讓距離分別為200 m和100 m，在Ⅸ度烈度區(qū)中則提高到400 m和200 m[49]。

發(fā)震斷層是地震地質(zhì)工作的主要研究對象，而其主要目的是為地震危險性評價提供科學(xué)和可靠的地質(zhì)依據(jù)，并最終服務(wù)于地震預(yù)報[4]。很顯然，因為地震機理的復(fù)雜性，現(xiàn)今對地震的認知程度和技術(shù)手段都還不能完全實現(xiàn)準(zhǔn)確的地震預(yù)報[50-52]。因此，地震地質(zhì)工作更多的是針對地震危險性的中長期預(yù)測(Medium-long Term Forecast)，重點是從地質(zhì)角度判斷區(qū)域主要控震構(gòu)造、發(fā)震斷層、強震或大地震可能出現(xiàn)的位置與最大震級，以及在未來可預(yù)計的時間內(nèi)(一般為現(xiàn)今社會最關(guān)心的十年至百年尺度)地震發(fā)生的概率等。這些結(jié)果可為國土規(guī)劃利用、重大工程規(guī)劃建設(shè)和城鎮(zhèn)化布局等的科學(xué)決策提供重要依據(jù)，對經(jīng)濟社會的發(fā)展具有極為重要的現(xiàn)實意義。因此，隨著近年來地震地質(zhì)的快速發(fā)展，地震地質(zhì)工作的重心更多地集中在基于構(gòu)造地貌方法的活斷層調(diào)查與研究、多種類型的地震記錄研究以及以此為基礎(chǔ)的地震危險性評價等方面[28]。其中，獲取地震記錄的方式主要包括新構(gòu)造期地震、古地震、考古地震、歷史地震和儀器地震記錄(圖1)[26]，尤其是古地震研究已發(fā)展為相對獨立的學(xué)科，并正在地震危險性評價中顯示出越來越重要的作用[26,30]。

1.5 活斷層分類

活斷層分類與活斷層定義問題緊密相關(guān)，并且它也是活斷層編圖、工程應(yīng)用和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定中經(jīng)常涉及的問題?；顢鄬臃诸愖畛Ｒ姷囊罁?jù)是斷層最新活動時代和活動強度或速率。另外，還有根據(jù)斷裂活動性及其與地震的關(guān)系，將活斷層區(qū)分為活斷層(狹義的)、能動斷層和潛在活斷層等類型[17,31]，或為了更好地反映斷層發(fā)震潛能及未來危險性，根據(jù)斷層重復(fù)活動間隔的不同進行分類[53-54]。這里主要介紹常見的活動時代與活動速率分類方案。

1.5.1 活動時代

美國西部地震政策理事會(WSSPC)提出的關(guān)于斷裂最新活動時代的分類方案最具代表性，并被用于美國猶他州等地區(qū)的活斷層地表破裂危險性評價指南中[55]。其早期的方案將活斷層劃分為3類[17]：①全新世活斷層(Holocene Active Fault)，指全新世期間(距今10 ka以來)曾發(fā)生過足以引起地表錯動的運動；②晚第四紀(jì)活斷層(Late Quaternary Active Fault)，指在距今130 ka以來曾發(fā)生過足以引起地表錯動的運動；③第四紀(jì)活斷層(Quaternary Active Fault)，指在距今2.6 Ma以來曾發(fā)生過足以引起地表錯動的運動。

隨后更新的方案又進行了適當(dāng)調(diào)整，將之前的“全新世活斷層”改為“晚更新世末至全新世活斷層”，指“晚更新世末至全新世期間(距今15 ka以來)曾發(fā)生過足以引起地表錯動的運動”的斷層[56]。由于該分類方案中的每個后一類型實際上都包含了前一類型，所以該方案建議，當(dāng)應(yīng)用中缺乏足夠證據(jù)可證明斷裂為第四紀(jì)和晚第四紀(jì)活斷層時，將活斷層視為“晚更新世末至全新世活斷層”。

1.5.2 活動速率

依據(jù)斷層活動強度(主要標(biāo)志是斷裂活動速率和重復(fù)活動間隔)的劃分方案與前述的活動時代方案不同，通常是將斷層活動性劃分為“強活動、中等活動和弱活動”等類型，但如果斷裂活動的標(biāo)志或定量資料足夠多，還可進一步劃分出更多級次[57-58]。

日本學(xué)者Matsuda最早以斷裂的晚第四紀(jì)平均活動速率(S)為主要定量指標(biāo)對活斷層進行分類[59]，劃分了A、B、C類級別[43]。其中，A類為S≥1 mm·年-1，B類為0.1 mm·年-1≤S<1 mm·年-1，C類為S<0.1 mm·年-1。日本活斷層研究會在1980年借鑒了該方案，但進一步將A類分為AA類和Aa類。其中，AA類為S≥10 mm·年-1，Aa類為1 mm·年-1≤S<10 mm·年-1。

隨著活斷層研究及認識的不斷加深，美國學(xué)者Slemmons等在日本學(xué)者Matsuda的斷層活動性分類方案基礎(chǔ)上，根據(jù)斷層活動速率的大小、斷層上大地震重復(fù)活動時間間隔長短(即復(fù)發(fā)頻率)及晚第四紀(jì)期間的地表累計位移量大小之間存在的相關(guān)性，綜合多個指標(biāo)(主要包括可直接體現(xiàn)斷層活動強度的地表顯著程度、平均活動速率和強震復(fù)發(fā)頻度等)進一步細化了活斷層分類方案[58]。其主要定量指標(biāo)是斷層上強震活動的平均復(fù)發(fā)間隔和斷層的平均活動速率，后者一般根據(jù)公式S=D/T估算(D為地質(zhì)、地貌或人工建筑物的總錯動量；T為錯開距今的時間)。新的方案將活斷層區(qū)分為6個級別(圖2)：①AAA類(活動性極強)，屬于活動性極強的活斷層，地表表現(xiàn)特別顯著且具有極高的斷裂活動速率，主要出現(xiàn)在板塊邊界上，特別是俯沖性邊界帶上，S≥100 mm·年-1；②AA類(活動性強)，具有非常顯著的地表表現(xiàn)和很高的斷裂活動速率，多數(shù)出現(xiàn)在板塊邊界帶上，或活動性強的大型塊體邊界上，S介于10～100 mm·年-1；③A類(活動性中—強)，具有豐富但有時不連續(xù)的地表活動跡象和較強的斷裂活動速率，S介于1～10 mm·年-1；④B類(活動性中等)，具有中等發(fā)育或局部較好的地表活動標(biāo)志和中等的斷裂活動速率，S介于0.1～1.0 mm·年-1；⑤C類(活動性弱)，具有較少的地表活動證據(jù)和較低的斷裂活動速率和活動性，S介于0.01～0.10 mm·年-1；⑥D(zhuǎn)類(活動性極弱)，斷裂的地表形跡不易識別，活動性極低或基本不活動，S<0.01 mm·年-1。

圖件引自文獻[58]圖2 活斷層活動性劃分方案Fig.2 Activity Division Scheme of Active Fault

這一分類方案迄今為止仍然是應(yīng)用較廣且比較合理的斷裂活動強度分類方案，唯一的不足是它沒有考慮陸內(nèi)走滑斷層、正斷層和逆斷層等不同運動性質(zhì)活斷層的差異性，而是采用統(tǒng)一的定量標(biāo)準(zhǔn)對它們進行分類，這在實際應(yīng)用中模糊了不同性質(zhì)斷裂的差異性問題。

2 研究進展

綜合新構(gòu)造、活動構(gòu)造和地震地質(zhì)的定義、研究方法與內(nèi)容可知，這三者在研究方法與內(nèi)容的許多方面是重疊的，而最大的不同在于研究的目的和所服務(wù)的領(lǐng)域。新構(gòu)造側(cè)重于從更寬的時空角度來認識整個巖石圈表層最新的構(gòu)造運動方式、表現(xiàn)、時空演化過程以及相關(guān)的動力學(xué)機制和環(huán)境與災(zāi)害效應(yīng)等，而活動構(gòu)造與地震地質(zhì)更關(guān)心的是巖石圈表層現(xiàn)在正在進行的構(gòu)造運動及相關(guān)的地球動力學(xué)和地震危險性及其災(zāi)害等問題。20世紀(jì)80年代以來，伴隨許多新技術(shù)與新方法的不斷涌現(xiàn)以及它們在上述學(xué)科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，新構(gòu)造、活動構(gòu)造和地震地質(zhì)在精細化與定量化方面都得到了快速發(fā)展。其中，活動構(gòu)造和地震地質(zhì)已發(fā)展成為相對獨立的學(xué)科[22-23,28]，而且還逐漸衍生出一些在當(dāng)代地球科學(xué)領(lǐng)域中顯得日益重要的新學(xué)科，包括構(gòu)造地貌和古地震等[30,60]。

2.1 新構(gòu)造領(lǐng)域

新構(gòu)造領(lǐng)域前沿更多地集中在晚新生代地表過程、地殼運動與變形的相互作用、巖石圈內(nèi)動力與水圈-大氣圈外動力之間的相互作用-耦合關(guān)系及其機制等方面，或者說是對構(gòu)造、氣候、侵蝕與沉積和地貌形成與發(fā)育之間相互關(guān)系的研究，重點是最新一幕巖石圈尺度構(gòu)造運動中的構(gòu)造地貌響應(yīng)及其演化過程、地貌對新構(gòu)造運動的指示作用等，包括了古造山帶的復(fù)活、活動造山帶的構(gòu)造過程及其與先存橫向水系發(fā)育和夷平面解體的內(nèi)在關(guān)系、地表侵蝕過程與氣候的相互作用以及大陸活動裂谷帶不同段落的構(gòu)造轉(zhuǎn)換與斷裂相互作用等[8]。

近年來，通過地球系統(tǒng)的內(nèi)、外動力相互作用-耦合關(guān)系及其機制的研究，已經(jīng)把新構(gòu)造學(xué)的發(fā)展提升到一個新的高度。尤其是年輕地質(zhì)體(主要指晚新生代地質(zhì)體)的定年技術(shù)(特別是宇宙核素暴露年齡、裂變徑跡與U-Th/He等低溫?zé)岬刭|(zhì)年代學(xué)方法等)、基于空對地觀測技術(shù)的高精度數(shù)字高程數(shù)據(jù)和定量地貌學(xué)方法(地貌演化的數(shù)值模擬)等在構(gòu)造地貌研究中的廣泛應(yīng)用，使得利用地貌標(biāo)志和數(shù)字高程數(shù)據(jù)從大空間尺度定量提取和反演新構(gòu)造運動的方式、特征和活動強度以及約束新構(gòu)造運動的動力學(xué)機制等成為可能，極大地推進了新構(gòu)造研究中構(gòu)造地貌學(xué)的快速發(fā)展[61]。新構(gòu)造運動中的地表過程研究正成為深入認識活動造山帶和大陸裂谷邊緣演化以及建立現(xiàn)今地殼變形動力學(xué)模型的重要途徑。對活動造山帶的新構(gòu)造、侵蝕和氣候之間多路徑反饋機制以及大陸裂谷帶淺-深構(gòu)造的研究，也更多地集中在地表過程和地殼變形的相互作用方面?；顒釉焐綆е械南却鏅M向水系和夷平面的研究地位也在不斷得到重視，因為先存橫向水系可起到確定現(xiàn)今水系型式和限定構(gòu)造相對發(fā)生時間的重要作用，而夷平面在活動造山帶的新構(gòu)造研究中起著構(gòu)造變形的重要標(biāo)志層和時間層的作用；更重要的是，橫向水系與夷平面的研究還涉及活動造山帶和裂谷邊緣動力學(xué)演化的更深層次問題[8]。新構(gòu)造領(lǐng)域近年來研究重點的發(fā)展預(yù)示著在地球科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)各分支學(xué)科的緊密合作下，對新構(gòu)造運動、地表過程和氣候變化之間相互關(guān)系及其成因機制的研究將可能在發(fā)展全方位的地球動力學(xué)模型方面起到重要的作用。

2.2 活動構(gòu)造領(lǐng)域

活動構(gòu)造領(lǐng)域中突出的進展是對活斷層的調(diào)查與研究。自20世紀(jì)70年代后期以來，國內(nèi)外在活斷層調(diào)查研究的理論方法與應(yīng)用方面都得到了快速發(fā)展。最為突出的是，隨著空間觀測與地形變監(jiān)測技術(shù)、第四紀(jì)年代學(xué)方法和地球物理方法等許多新技術(shù)與新方法的廣泛應(yīng)用，推動活斷層研究進入了精細化與定量化研究階段，在活斷層的活動性與分段性及其與大地震活動的關(guān)系和現(xiàn)今地殼變形的方式及其動力學(xué)機制方面都有了長足的進展，也相應(yīng)提升了活斷層研究在重大工程選址與地震危險性評價中的重要性。

2.2.1 中國活斷層調(diào)查研究的進展

中國大陸是地質(zhì)歷史時期由許多古老塊體經(jīng)多期碰撞造山作用過程最終拼合而成，不同塊體之間的巖石圈性質(zhì)差異明顯且結(jié)構(gòu)相對破碎。在新生代期間，地處歐亞板塊東部的中國大陸被夾持于以40～50 mm·年-1的速率朝NNE向快速運移的印度板塊和以80～90 mm·年-1的速率向西快速俯沖的西太平洋板塊之間[24,62-63]。在周邊板塊的持續(xù)快速俯沖與碰撞作用下，中國大陸內(nèi)部的許多古老塊體與古造山帶都發(fā)生了不同程度的復(fù)活，陸內(nèi)構(gòu)造變形強烈，新構(gòu)造運動非?；钴S，發(fā)育了眾多活斷層，形成了復(fù)雜的活斷層體系，并導(dǎo)致強震頻發(fā)，是全球陸內(nèi)地震災(zāi)害最為嚴重的國家。因此，自20世紀(jì)50年代后期以來，中國就一直特別重視新構(gòu)造與活動構(gòu)造的調(diào)查研究。近年來，中國在活斷層的調(diào)查研究領(lǐng)域取得了許多重要進展，主要表現(xiàn)在4個方面。

(1)完成新一代的中國大陸及毗鄰海區(qū)活斷層分布圖(1∶5 000 000)編制和初步的空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)[64-65]。結(jié)果表明，中國及毗鄰海區(qū)的活斷層非常發(fā)育，并以發(fā)育板內(nèi)活斷層為主，包括走滑、逆沖和正斷3種類型?；顢鄬拥目倲?shù)為2 700余條，其中陸域斷裂2 400余條，海域斷裂300余條，是目前全球已知活斷層數(shù)量最多的國家。根據(jù)斷裂的活動速率和歷史強震活動性等主要指標(biāo)，對活斷層進行了活動強度級別劃分，區(qū)分出極強活斷層15條、強活斷層160余條、中等活斷層600余條和弱活斷層1 550余條。極強—中等活斷層的比例約29%。其中，走滑斷層彌散分布于整個中國大陸及鄰區(qū)，逆斷層主要發(fā)育在青藏高原造山帶周邊區(qū)域，主要包括喜馬拉雅山前地帶、天山—祁連山造山帶、西昆侖造山帶和龍門山造山帶，正斷層主要出現(xiàn)在青藏高原中南部的近EW向伸展變形區(qū)、環(huán)鄂爾多斯活動裂谷帶(包括河套—銀川裂谷和汾渭裂谷)、川滇斷塊內(nèi)部、河北平原區(qū)(常為隱伏斷裂)和黃海盆地等區(qū)域。另外，最近完成的青藏高原東南緣活斷層厘定工作發(fā)現(xiàn)，在1∶250 000空間尺度下，川滇及鄰區(qū)的活斷層數(shù)量近1 000條[52]，表明這一地區(qū)是中國大陸中活斷層密度最高的區(qū)域。

(2)重點開展了141條中國大陸(以基巖山區(qū)為主)活斷層的1∶50 000填圖(目前有18條仍在進行中)(圖3)，探測的重點是多發(fā)生歷史強震的發(fā)震或控震斷裂[66-67]。通過活斷層調(diào)查與填圖，初步查明了中國大陸活動構(gòu)造的基本格局，獲得了一批重要斷裂的全新世活動性與古地震復(fù)發(fā)間隔的定量數(shù)據(jù)，并逐步完善了大比例尺活斷層填圖、斷層活動性定量鑒定和地震危險性評價等的技術(shù)方法，還初步制定了相關(guān)規(guī)范。同時，為更好地了解和掌握直下型大地震可能對大城市安全造成的威脅，中國近年來加強了利用地球物理技術(shù)對大中城市及平原區(qū)隱伏活斷層的探測與研究。在中國地震局的組織下，綜合利用高精度淺層地震反射和鉆孔聯(lián)合剖面技術(shù)方法，重點開展了97個大中城市的活斷層探測工作(圖3)，填繪了城市區(qū)1∶50 000活斷層分布圖，并制定了城市活斷層探測技術(shù)規(guī)范[52]。目前已經(jīng)完成城市77個，仍在進行中的城市20個。針對這些城市區(qū)，重點探測活斷層共130多條，并對其地震危險性進行了評價[67]。

圖件引自文獻[67]圖3 中國活斷層探測工作程度Fig.3 Working Level of Active Fault Detection in China

Ⅰ為青新藏近SN向擠壓縮短活動構(gòu)造體系區(qū)，其中Ⅰ-1為藏南近EW向伸展-擠出變形區(qū)，Ⅰ-2為天山—祁連山；Ⅱ為青新藏外圍弧形活動構(gòu)造體系區(qū)圖4 中國及鄰區(qū)主要活斷層與構(gòu)造體系簡圖Fig.4 Sketch Map of Main Active Tectonic Systems in China and Its Adjacent Areas

(3)基于新的活斷層編圖結(jié)果，總結(jié)出新的中國大陸活動構(gòu)造體系格局[35,64]。結(jié)果表明，印度板塊與歐亞板塊之間的強烈碰撞和西太平洋—菲律賓海板塊向西俯沖，這兩種板塊邊界動力共同作用導(dǎo)致了中國活動構(gòu)造體系格局明顯的東、西差異。以縱穿中國大陸東部的郯廬斷裂帶及其南北延伸線為界，整個東亞大陸可劃分為東、西兩大不同活動構(gòu)造域：郯廬斷裂帶以東的中國東部活動構(gòu)造域中的主干活動構(gòu)造帶主要呈NE—NNE向展布，顯示出與西太平洋邊緣俯沖帶存在明顯的親緣關(guān)系以及密切的動力學(xué)聯(lián)系，可歸為“太平洋板塊西向俯沖弧盆帶活動構(gòu)造體系域”；而中西部活動構(gòu)造域?qū)佟坝《劝鍓K北向楔入擠壓碰撞活動構(gòu)造體系域”(圖4)。后者包括了“青新藏近SN向擠壓縮短活動構(gòu)造體系區(qū)”和“青新藏外圍弧形活動構(gòu)造體系區(qū)”兩個次一級的活動構(gòu)造體系區(qū)[68]。其中，青新藏近SN向擠壓縮短活動構(gòu)造體系區(qū)又包含了兩個不同層次的變形區(qū)：在最靠近印度—歐亞板塊邊界的青藏高原中南部地區(qū)，以發(fā)育大量近SN向正斷層但兼有走滑斷層為特征，指示這一核心變形區(qū)主要以近EW向伸展變形和向東擠出的方式來調(diào)節(jié)近SN向縮短變形；而處于其北側(cè)的西昆侖—天山—祁連山構(gòu)造帶主要通過壓扭變形來調(diào)節(jié)印度—歐亞板塊間的近SN向擠壓縮短作用。在青新藏外圍弧形活動構(gòu)造體系區(qū)中，所處的位置差異導(dǎo)致存在多個明顯不同的構(gòu)造變形區(qū)：在位于印度板塊碰撞帶正面的天山—祁連山北側(cè)阿爾泰山—戈壁阿爾泰地區(qū)，主要通過共軛走滑斷裂系統(tǒng)來調(diào)節(jié)近SN向擠壓變形，其共軛角與印度板塊向北的運移方向是嚴格一致的；在青藏高原西北角的中國與吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦交界區(qū)，以發(fā)育多條規(guī)模較大的NW向右旋走滑斷層為特征[69]，指示了斷塊逆時針旋轉(zhuǎn)作用的存在(圖4)；在環(huán)鄂爾多斯地區(qū)，整體呈“S”型的陸內(nèi)裂谷作用起到了調(diào)節(jié)青藏高原與華北地塊間的剪切變形作用；在龍門山—四川盆地區(qū)，主要通過近EW向的縮短變形來調(diào)節(jié)青藏高原內(nèi)部物質(zhì)的向東擠出；但在東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)的東南部地區(qū)，尤其是中國的川滇地塊，以發(fā)育弧形的走滑斷層以及分散其中的正斷層為特征，主要通過塊體的順時針旋轉(zhuǎn)以及彌散其間的伸展變形來調(diào)節(jié)青藏高原內(nèi)部物質(zhì)向東南的擠出[70]。綜上所述，青新藏外圍弧形活動構(gòu)造體系區(qū)主要起到了調(diào)節(jié)印度—歐亞板塊強烈碰撞導(dǎo)致的遠場變形作用或青藏高原強烈變形過程的向外擴展，以及高原內(nèi)部物質(zhì)向東的擠出。

(4)重大工程選址更加重視活斷層的調(diào)查研究。近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局和中國地震局都曾先后針對青藏鐵路、南水北調(diào)、西氣東輸、滇藏鐵路、大瑞鐵路和川藏鐵路等國家重大工程的選址和工程設(shè)計，開展了工程沿線的活斷層鑒定、地震危險性評價與地殼穩(wěn)定性分析(Crustal Stable Analysis)等工作[57,71]。相關(guān)的研究成果為工程建設(shè)更好地應(yīng)對活斷層可能引起的工程地質(zhì)問題提供了重要的地質(zhì)依據(jù)。

2.2.2 對活斷層行為方式與地震活動關(guān)系的深入認識

活斷層研究的進展包括了斷裂活動速率的定量化限定、不同時間尺度的活斷層活動行為與分段活動特征、古地震事件序列的識別與定年以及利用活斷層定量參數(shù)評價其潛在地震危險性等多個方面。但最重要的是，對活斷層行為方式與地震活動關(guān)系的認識更為深入。

特征地震(準(zhǔn)周期地震)的發(fā)生導(dǎo)致大地測量的(短期的)和地質(zhì)的(長期的)活動速率相近；叢集地震(Wallace型)的發(fā)生導(dǎo)致活動速率依賴時間尺度，短期活動速率或大于或小于長期活動速率；圖件引自文獻[73]圖5 活動斷裂行為的兩種基本模式Fig.5 Two Basic Models of Active Fault Behavior

近年來，綜合古地震研究成果，活斷層上的大地震活動被歸納為兩種基本模式，即特征地震模式(Characteristic Earthquake Model)和叢集地震模式(Cluster Earthquake Model)，與之對應(yīng)的斷裂活動也被歸結(jié)為兩種截然不同的模式，即“Reid型”和“Wallace型”(圖5)[72-74]。前者認為斷裂的平均活動速率在不同時間尺度上是穩(wěn)定不變和近乎均勻的，符合線性行為，這時其上的大地震活動以周期性或準(zhǔn)周期性的特征地震活動為主[62,75-76]。后者認為斷裂長時間尺度的活動速率可能是相對恒定的，但短時間尺度上的活動速率是可變的，即可以明顯大于或小于斷裂的長期活動速率，表現(xiàn)為明顯的不均性或非線性特征，對應(yīng)的大地震主要以叢集地震活動的方式出現(xiàn)[77-80]。因此，不同的斷層活動習(xí)性往往對應(yīng)著存在顯著差異的大地震活動方式。實際上，上述兩種不同的斷裂活動都可能存在，前者常見于板塊邊界斷裂帶上，而后者主要出現(xiàn)在板內(nèi)活動斷裂帶上。與斷裂活動行為的不同模式相類似，在活斷層上大地震原地復(fù)發(fā)規(guī)律方面也存在不同的模式，主要包括“滑動可變”、“均勻滑動”和“特征地震”模式[81]。不同模式的出現(xiàn)顯然是隨著活斷層和古地震研究數(shù)據(jù)不斷積累，對活斷層大地震復(fù)發(fā)特性認識不斷加深的結(jié)果。而不同的發(fā)震模式實際上對應(yīng)了活斷層在分段活動特征、不同段落的活動速率、大地震規(guī)模與頻率等方面的差異，也顯示了斷裂活動行為的復(fù)雜性和發(fā)震模式的可變性。

2.2.3 新技術(shù)與新方法的廣泛應(yīng)用

近年來，新技術(shù)與新方法的應(yīng)用與發(fā)展極大地推動了活動構(gòu)造精細化與定量化研究的水平及精度，突出表現(xiàn)在3個方面：①14C、光釋光、U系和宇宙成因核素定年等第四紀(jì)地質(zhì)定年方法被廣泛應(yīng)用到斷裂活動速率和古地震的定量研究中，為定量限定多時間尺度的斷裂活動速率和古地震年齡以及定量評價活斷層的大地震危險性提供了重要技術(shù)支撐；②多種大地測量技術(shù)(尤其是合成孔徑雷達干涉(InSAR)測量技術(shù)與全球定位系統(tǒng)(GPS)等)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)今斷裂活動速率以及同震地表破裂(Co-seismic Surface Rupture)的定量研究中，增進了地質(zhì)學(xué)家對斷層現(xiàn)今活動性及其活動方式與行為特征的深入認識，尤其是1991年以來，中國大陸及鄰區(qū)GPS速度場的建立和大量觀測數(shù)據(jù)的獲取在亞洲大陸構(gòu)造變形與地球動力學(xué)研究方面發(fā)揮了重要的獨特作用，通過定量限定現(xiàn)今活動地塊及其主要邊界斷裂的活動速率對現(xiàn)今地殼變形方式及動力學(xué)機制都有了更新、更深刻的認識[63,82-85]；③以遙感衛(wèi)星為主的空對地觀測技術(shù)的應(yīng)用極大提高了活斷層研究的精度與準(zhǔn)確性，尤其是利用米級和厘米級的高精度遙感數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對活斷層精確位置和運動量準(zhǔn)確快速的定量化判斷，已是目前活斷層定量研究中不可或缺的重要技術(shù)手段。

可以預(yù)見，未來活斷層的精細化與定量化研究的重點仍將是利用新技術(shù)與新方法深化活斷層的空間幾何結(jié)構(gòu)與運動學(xué)特征、第四紀(jì)不同時間尺度的運動速率及其分段活動特征、活斷層行為與地震的關(guān)系等方面的研究，進而更好地理解活斷層控震作用及其與大地震的內(nèi)在聯(lián)系，并將活斷層研究結(jié)果更好地服務(wù)于地震危險性評價和重大工程選址。但正如鄧起東院士所言，“這一過程中必須重視和強調(diào)與活動構(gòu)造與新構(gòu)造研究的緊密結(jié)合。因為活動構(gòu)造學(xué)雖然僅占地質(zhì)歷史中短暫的一瞬，但它既包括現(xiàn)代地殼運動的重要內(nèi)容，也與新構(gòu)造運動有千絲萬縷的聯(lián)系?；顒訕?gòu)造不僅是新構(gòu)造時期中最年輕的產(chǎn)物，也是新構(gòu)造活動的延續(xù)。研究活動構(gòu)造必須要注意它們在晚第四紀(jì)以前的活動歷史，包括構(gòu)造活動的繼承性和新生性；而研究新構(gòu)造時，也應(yīng)該注意構(gòu)造的最新發(fā)展趨勢，并特別注意新構(gòu)造演化過程中的構(gòu)造轉(zhuǎn)換和反轉(zhuǎn)過程”[86]。

2.3 地震地質(zhì)領(lǐng)域

地震地質(zhì)工作的重點一直是地震危險性評價，這方面最受關(guān)注的是斷裂活動習(xí)性和古地震復(fù)發(fā)特征的研究[87]。前者主要是通過活斷層的分段性與活動性研究，解決地震可能發(fā)生的位置和震級，常見的方法包括構(gòu)造地貌、構(gòu)造地質(zhì)、第四紀(jì)地質(zhì)、地質(zhì)年代學(xué)和大地觀測與測量等。后者主要是揭示活斷層不同段落和不同時間尺度的古地震復(fù)發(fā)特征，包括活動斷裂帶在地質(zhì)歷史時期的大地震活動特征、規(guī)律及其與斷裂活動習(xí)性的關(guān)系等，這有助于更好地判斷未來強震或大地震出現(xiàn)的概率，即解決未來強震可能發(fā)生的時間。當(dāng)前的古地震研究主要依賴于史前地震地表破裂遺跡(Prehistoric Seismic Surface Rupture Relics)和錯動地層標(biāo)志(通常要借助探槽揭露)的識別與精確定年，也可借助地震造成的地表擾動現(xiàn)象(包括非構(gòu)造地裂縫、噴砂冒水、地震滑坡與落石等)來識別[30]，研究方法涉及構(gòu)造地貌、第四紀(jì)地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)、地層學(xué)、土壤學(xué)和第四紀(jì)年代學(xué)等多個領(lǐng)域。

近年來，伴隨理論方法的進步和新技術(shù)與新方法的廣泛應(yīng)用，地震地質(zhì)領(lǐng)域中的活斷層分段性與活動性的定量研究和古地震學(xué)(Palaeoseismology)的發(fā)展都有了長足進步。

(1)活斷層分段性的理論研究進展。從地震地質(zhì)角度，活斷層分段研究的重要目的之一是確定一條活斷層上未來地震破裂段落的位置和未來可能發(fā)生大地震的強度，而與其關(guān)系最密切的是斷層的破裂分段，這意味著同一斷層上不同段落的地震破裂活動歷史可以是不同的。同時，活斷層的破裂分段又與特征地震活動、地震空區(qū)(Seismic Gap)、斷層位移的累積虧損和地質(zhì)障礙體等密不可分[88-89]。因此，活斷層的分段性研究一直是地震地質(zhì)的重要內(nèi)容。最近對2010年青海玉樹7.1級地震同震地表破裂和發(fā)震斷層的精細調(diào)查與研究，發(fā)現(xiàn)了非常典型的不同空間尺度的地震破裂分段特征，并揭示出了斷裂分段性與破裂分段之間的密切成因關(guān)系[6,90]。

(2)活斷層活動性的定量研究進展?；顢鄬踊顒有缘亩垦芯靠焖侔l(fā)展主要依賴于高精度遙感與大地觀測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是GPS與合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)、機載LiDAR與無人機航攝等，另一方面得益于地質(zhì)年代學(xué)方法的快速發(fā)展，尤其是光釋光、高精度14C-AMS、U系、原地宇宙成因核素定年(In-situ Cosmogenic Radionuclide Dating)等。這些方法的應(yīng)用不僅有效提高了關(guān)于斷裂活動速率定量研究的精度，并使得定量獲取從十萬年到百年不同時間尺度的高精度和精細化的斷裂活動速率及其時空演化特征成為可能。

(3)古地震學(xué)的出現(xiàn)與快速發(fā)展，使得從地質(zhì)時空角度更全面深入地認識活動斷裂帶上大地震的原地復(fù)發(fā)特征與規(guī)律，并了解斷裂活動習(xí)性與大地震活動的關(guān)系以及大地震沿斷裂帶的時空遷移過程等[30]。古地震研究近年來的進展還表現(xiàn)在地質(zhì)年代學(xué)方法和古地震事件標(biāo)志的發(fā)展上。前者包括高精度地質(zhì)年代學(xué)方法的發(fā)展和多種地質(zhì)年代學(xué)方法的應(yīng)用，其中高精度14C-AMS方法有效提高了古地震事件年齡的精度，U系、地衣和樹輪定年等方法在確定百年至千年短時間尺度古地震事件與年齡中的應(yīng)用[91-96]進一步拓展了古地震研究的地質(zhì)年代學(xué)手段。另外，指示古地震的地質(zhì)標(biāo)志也在增多，除了傳統(tǒng)的跨斷層探槽技術(shù)和其中古地震標(biāo)志的日益完善化與規(guī)范化，在山地區(qū)利用地震落石和地震滑坡等次生地震地質(zhì)災(zāi)害標(biāo)志開展古地震研究的重要性也正在得到越來越多的重視[93-94,97-98]。

3 討 論

3.1 新構(gòu)造和活動構(gòu)造調(diào)查研究在地震地質(zhì)中的重要作用

中國大陸復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和地貌特征決定了新構(gòu)造運動是中國地質(zhì)災(zāi)害孕育、發(fā)生的主要根源，新構(gòu)造運動產(chǎn)生的陡峭山地和深切河谷都是外動力地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域，例如中國大陸西部的青藏高原東緣和三江并流區(qū)。而新構(gòu)造運動形成的平原、盆地和谷地又通常是人類生活和密集活動的場所，因為這些區(qū)域既為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了良好空間，也是地表水與地下水匯集區(qū)，為人類生存提供了必要的水源。環(huán)鄂爾多斯活動裂谷帶(包括河套平原和汾渭盆地)、四川盆地、云南西北部與中部的盆地群以及祁連山北部的河西走廊等中國中西部城鎮(zhèn)密集分布的區(qū)域都是典型的由正在顯著活動的斷裂帶所控制的斷陷盆地。這樣的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境決定了活動構(gòu)造帶是難以完全避讓的，最好的方式是認識和了解新構(gòu)造與活動構(gòu)造過程和可能造成的地質(zhì)災(zāi)害，制定科學(xué)的防范措施，從而與其和諧共處。

3.1.1 預(yù)防地震地質(zhì)災(zāi)害的重要基礎(chǔ)

歷史上的大地震災(zāi)害常常是觸目驚心的，但通過全面深入的新構(gòu)造與活動構(gòu)造調(diào)查研究可以幫助人類了解和掌握大地震活動的特點與規(guī)律，特別是細致深入的活動構(gòu)造與地震地質(zhì)工作，是查明大地震可能發(fā)生的位置與震級、掌握其未來發(fā)生的概率與危險性以及能夠引發(fā)的災(zāi)害類型等的重要基礎(chǔ)，也是科學(xué)“預(yù)防”此類災(zāi)害的必要前提[52]。相對于人和工程短的壽命，板內(nèi)活斷層上大地震的原地復(fù)發(fā)間隔都很長，一般都在數(shù)百年、上千年甚至萬年以上。對于如此低概率的事件，除了少數(shù)危險斷層之外，對于大多數(shù)活斷層，更重要的是做好預(yù)防，而不是簡單的避讓。而預(yù)防的前提是通過精細化和定量化的新構(gòu)造與活動構(gòu)造調(diào)查研究，準(zhǔn)確掌握主要發(fā)震斷層的空間分布，充分認識斷裂活動性、未來地震危險性以及可能引起的地震地質(zhì)災(zāi)害類型與風(fēng)險，進而提前采取切實可行的防災(zāi)減災(zāi)措施[52]，包括避開可能出現(xiàn)地表破裂帶和地震滑坡危險區(qū)，加固處于強震危險帶中的建筑物結(jié)構(gòu)，提高活斷層帶上的建筑物抗震性能以及跨越活斷層重要工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，或提前做好預(yù)防震害的措施等。

另外，還需要重視和加強從新構(gòu)造與活動構(gòu)造角度對典型大地震震例的地質(zhì)成因與機理進行研究。因為大陸強震(特別是7.0級以上的大地震)在一個地區(qū)常常是百年一遇或千年一遇的小概率事件，難以多次觀測其全過程或?qū)崿F(xiàn)“重復(fù)試驗”。因此，一次大地震活動是大自然提供給地質(zhì)學(xué)家和地震地質(zhì)學(xué)家深入認識地震成因規(guī)律的寶貴機會。通過調(diào)查研究典型大地震發(fā)生的地質(zhì)條件和成因機理，有助于不斷發(fā)現(xiàn)新的地震發(fā)生規(guī)律，從中取得更多更好的經(jīng)驗與教訓(xùn)，為地震預(yù)報研究夯實基礎(chǔ)。

3.1.2 加強活斷層普查和活動構(gòu)造體系研究

活斷層普查和活動構(gòu)造體系研究是地震地質(zhì)中特別重要的基礎(chǔ)性地質(zhì)工作。地震活動性顯著的國家通常都非常重視活斷層普查與編圖以及大比例尺填圖。日本在1963年就已編制出版1∶2 000 000日本第四紀(jì)斷裂圖，在1980年出版了全面反映日本島活斷層分布及詳細目錄的《日本的活斷層》專著，并在1982～1987年間陸續(xù)發(fā)行了覆蓋全日本(島嶼部分除外)的1∶500 000活動構(gòu)造圖集。日本、美國、新西蘭、意大利、希臘等國家和中國臺灣地區(qū)還基于活斷層普查結(jié)果，在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初相繼完成了活斷層編圖及相關(guān)的空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)，并在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)了活斷層數(shù)據(jù)信息的更新、共享與開放，使得公眾可從網(wǎng)站上及時了解其所關(guān)心的活斷層與地震危險性等相關(guān)信息。這些工作無疑為中國逐步實現(xiàn)全國陸域范圍內(nèi)的斷層活動性與地震危險性定量研究提供了重要參考。同時，日本、美國等還相繼開展并完成了許多重要活動構(gòu)造帶的1∶25 000和1∶50 000大比例尺活斷層填圖及圖件編制工作，進一步提升了對活斷層潛在大地震危險性的認識程度。

中國同樣非常重視活斷層填圖工作，但重點一直是對已知發(fā)震斷層的1∶50 000帶狀填圖，而不是區(qū)域性的活斷層普查。20世紀(jì)八九十年代，中國地震局曾開展了20多條主要活動構(gòu)造帶和斷裂帶的1∶50 000填圖，出版了一系列專著，并促進了中國大陸地殼穩(wěn)定性分區(qū)圖(1∶4 000 000)和中國活動構(gòu)造圖(1∶4 000 000)的編制[99-100]。2008年四川汶川8.0級地震后，中國的地震地質(zhì)工作得到進一步重視，由中國地震局組織實施了“中國地震活動斷裂填圖計劃”，計劃到2020年可以完成近150條已知的重點發(fā)震斷層的1∶50 000條帶狀地質(zhì)-地貌填圖，并綜合編制1∶500 000數(shù)字化中國大陸活斷層分布圖和主要地震構(gòu)造帶的1∶250 000活斷層分布圖。雖然中國正開展的對已知發(fā)震斷層的大比例尺填圖是有效提高活斷層研究水平和認知程度的重要手段，但由于中國活斷層數(shù)量眾多，相對系統(tǒng)的區(qū)域性中—大比例尺活斷層普查工作仍明顯不足。最近新編制的1∶5 000 000活斷層分布圖顯示[35]，中國及毗鄰海區(qū)的活斷層數(shù)量為2 700余條，并且極強—中等活動性的活斷層接近800條；另外，在一些偏僻地區(qū)和以發(fā)育隱伏斷裂帶為主的平原區(qū)，還可能存在一些未知的活斷層。因此，在中國大陸已知活斷層中，研究程度相對較高的只占極強—中等活動性斷層約20%，仍有很多斷裂沒有得到很好的調(diào)查與研究。另外，過去和目前正在開展的活斷層調(diào)查和大比例尺填圖及相關(guān)研究工作大多數(shù)集中在少數(shù)規(guī)模較大的斷裂帶或已知發(fā)震斷層上，這雖然有助于深化對活斷層活動特性的認識，卻難以滿足國家經(jīng)濟社會快速發(fā)展的需求。

區(qū)域性大范圍的活斷層普查主要需要借助高精度的空對地觀測影像(包括遙感和數(shù)字高程圖像)，并結(jié)合歷史與儀器地震記錄來實現(xiàn)。但在獲得區(qū)域上主要活斷層的分布和活動性證據(jù)基礎(chǔ)上，還需要進一步加強活動構(gòu)造體系的研究，即通過查明區(qū)域上活斷層之間的幾何學(xué)與運動學(xué)關(guān)系，建立區(qū)域活斷層的運動學(xué)模型，這可幫助理解強震活動的空間遷移過程，并掌握斷裂相互作用與地震活動的關(guān)系，從而為提高地震危險性評價和地震區(qū)劃的可靠性提供重要的地質(zhì)依據(jù)。正如中國西部地區(qū)2008年以來，接連發(fā)生的四川汶川8.0級地震、青海玉樹7.1級地震、四川蘆山7.0級地震、甘肅岷縣—漳縣6.6級地震和四川九寨溝7.0級地震等強震活動，都發(fā)生在青藏高原東部巴顏喀拉地塊的周緣斷裂帶上，指示它們的集中出現(xiàn)與整個青藏高原東緣活斷層體系的相互作用存在密切的動力學(xué)聯(lián)系。但也可注意到，它們都出現(xiàn)在之前長期地震危險性評價中所忽視的區(qū)域和地震烈度區(qū)劃確定的中—低烈度區(qū)，這充分說明對地震地質(zhì)工作和活斷層體系研究的不足可導(dǎo)致長期地震危險性評價的可靠性大打折扣。

3.2 重視穩(wěn)定大陸區(qū)和低活動速率斷層的強震危險性

右側(cè)空心箭頭指示當(dāng)斷層活動速率降低時，地震復(fù)發(fā)間隔相應(yīng)增大;圖件引自文獻[101]；R為地震復(fù)發(fā)間隔，單位為mm·年-1圖6 斷層活動速率與地震復(fù)發(fā)間隔的關(guān)系Fig.6 Relationship Between Fault Slip Rate and Earthquake Recurrence Interval

歷史地震和古地震研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定大陸區(qū)(Stable Continental Region)和低活動速率斷層的強震危險性不容忽視。由于穩(wěn)定大陸區(qū)中多數(shù)活斷層的活動速率低或極低(低于0.01～0.10 mm·年-1范圍)，相應(yīng)的強震復(fù)發(fā)間隔通常很長(通常高于10～100 ka范圍)，而且多數(shù)斷裂在歷史上缺乏強震活動記錄，所以很容易被忽視[101](圖6)。但事實上，活斷層的低活動速率僅意味著強震復(fù)發(fā)間隔長或強震發(fā)生的概率低，而不等于強震風(fēng)險低[17,102]，尤其是對于穿越了人口密集的大城市的活斷層，必須給予高度的重視[101]。歷史地震表明，即使是在通常認為的相對穩(wěn)定的克拉通地區(qū)，也會因老斷層帶的復(fù)活形成地震帶或?qū)е驴僧a(chǎn)生地表破裂的強震(一般是6.5級以上地震)。例如，在中國的揚子地塊中形成于晚白堊世以來的江漢—洞庭湖盆地西南邊緣，1631年8月4日在湖南常德境內(nèi)發(fā)生6.75級地震，導(dǎo)致上百人死亡；1989年的加拿大昂加瓦6.3級地震是沿復(fù)活的太古代斷層形成約10 km長的同震地表破裂[103]；1811年12月16日至1812年2月7日間，在美國中南部新馬德里地區(qū)，沿NE向Reelfoot裂谷中先后發(fā)生了3次Mw7.0～7.5級或Ms8.4～8.7級大地震，這次群發(fā)式的大地震活動主要是該區(qū)經(jīng)歷了從前寒武紀(jì)晚期經(jīng)古生代至晚白堊世—第三紀(jì)多期發(fā)育過程的NE向裂谷中的NW向斷裂和NE向斷裂的重新活動的結(jié)果[104]；希臘的歷史強震活動和活斷層研究也揭示了低活動速率斷層存在的強震風(fēng)險[101]，如針對雅典平原的活斷層第四紀(jì)活動速率研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，穿越雅典平原北緣且具有低活動速率(垂直活動速率為0.1～0.3 mm·年-1)的Afidnai 斷裂具有在未來發(fā)生最大強度為6.4級地震的危險性。

中國復(fù)雜的新構(gòu)造與活動構(gòu)造條件導(dǎo)致陸內(nèi)強震和大地震發(fā)生的頻度高，加上國土面積大，人口密度高且分布不均勻，因此，中國陸內(nèi)的強震活動常易引發(fā)嚴重的地震地質(zhì)災(zāi)害問題。目前，全面詳細的活斷層普查與厘定工作仍存在明顯不足，仍有很多活斷層缺乏可靠的古地震研究資料，并且一些已有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也需要重新審定，這些問題阻礙了對區(qū)域大地震活動長期趨勢的科學(xué)判斷，也是造成中國陸內(nèi)強震活動出現(xiàn)的位置常常出人意料的一個重要原因。新的中國活斷層編圖結(jié)果顯示，在中國最近確定的19個國家級城市群中，有40%的主要城市處于強烈—中等活斷層密度較大的區(qū)域[64]。比如，關(guān)中城市群覆蓋了歷史大地震活動強烈的汾渭裂谷南段；滇中城市群覆蓋了歷史強震頻繁的川滇斷塊東南部和全新世活動速率高的小江斷裂帶中南段；京津冀協(xié)同發(fā)展區(qū)覆蓋了汾渭裂谷的東北端和河北平原隱伏斷裂發(fā)育區(qū)。這些城市群的未來發(fā)展顯然都會面臨活斷層災(zāi)害及其危險性的挑戰(zhàn)。雖然其他60%的城市群處于以發(fā)育弱活斷層或低活動速率(低于0.1 mm·年-1)的活斷層為主且相對穩(wěn)定的大陸區(qū)，但并不能因此忽視它們的區(qū)域強震危險性問題。例如，2008年四川汶川8.0級地震的發(fā)震斷層(龍門山斷裂帶)就是之前被忽視的低活動速率斷層帶，這是因為有限的地表活斷層調(diào)查和震前的GPS觀測結(jié)果顯示，跨龍門山斷裂帶的變形速率明顯低于1～2 mm·年-1，其中單條斷裂的活動速率甚至低于1 mm·年-1 [99,105-107]，并且主要斷裂的全新世活動性并不顯著，所以這一構(gòu)成了青藏高原東緣邊界的危險斷層被低估為地震危險性為中—低級別的活斷層。

相對穩(wěn)定的華南陸塊分布了中國大部分經(jīng)濟相對發(fā)達且人口更為密集的城鎮(zhèn)，因此，從新構(gòu)造與活動構(gòu)造角度入手，詳細查明穩(wěn)定陸塊中可能存在的活斷層或發(fā)生復(fù)活的老斷層，定量約束它們在新構(gòu)造階段(特別是第四紀(jì)期間)的平均活動速率與強震的平均復(fù)發(fā)間隔，并科學(xué)地評價斷裂危險性，對于有效防范強震災(zāi)害風(fēng)險是最為關(guān)鍵的。雖然中國的活動構(gòu)造與地震地質(zhì)工作已經(jīng)取得了長足的進步，但因為定量數(shù)據(jù)不足，當(dāng)前的研究程度距離獲得可靠的地震預(yù)測預(yù)報結(jié)果的要求仍存在較大的差距。因此，活動構(gòu)造與地震地質(zhì)工作的重點應(yīng)該是首先滿足地震危險性評價和風(fēng)險評估的需要。

3.3 活斷層的活動性與危險性

斷層活動性與危險性在應(yīng)用中經(jīng)常被混淆，而且涉及許多規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)性和合理性問題，實際上兩者既存在相互聯(lián)系但又有明顯不同。斷層活動性主要是根據(jù)斷層過去活動的地質(zhì)-地貌記錄或地表觀測獲得的現(xiàn)今活動數(shù)據(jù)得出的結(jié)論，主要依賴于斷層最新活動的時間、不同時間尺度的斷層位移量和重復(fù)活動間隔等來判斷，因此，反映的是斷裂過去的活動狀態(tài)。而斷層的危險性針對的是未來可能出現(xiàn)的活動狀態(tài)，即在人類社會所關(guān)心時段內(nèi)和工程壽命期內(nèi)斷裂活動可能造成的災(zāi)害與風(fēng)險程度。這需要綜合斷層不同段落與不同時間尺度的活動速率、重復(fù)活動間隔和最近一次活動以來的離逝時間等，科學(xué)判斷未來大地震可能出現(xiàn)的位置、震級大小、地表斷層分布以及一旦發(fā)生強震可能造成的地質(zhì)災(zāi)害類型及分布等。很顯然，雖然活動性強的斷裂或全新世斷層的發(fā)震頻率高，但它們的危險性不一定總是高于第四紀(jì)—晚第四紀(jì)斷層或活動性弱的斷層。這是因為在可預(yù)期的時間范圍內(nèi)(或人類關(guān)心的時段內(nèi))，相比于一條剛發(fā)生過大地震(通常指7.0級及以上地震)和已經(jīng)釋放了應(yīng)變能的強活動性斷層，一條距上一次發(fā)生大地震事件的離逝時間已經(jīng)非常接近或超過其重復(fù)活動間隔的中等或弱活動性斷層的危險性顯然可能會更高。古地震研究揭示，龍門山斷裂帶中段的大地震復(fù)發(fā)間隔約3 ka[107]，那么在2008年四川汶川8.0級地震之前，該斷裂可以作為危險斷裂對待，但大地震釋放了積累的應(yīng)變后，其危險性就大大降低了。

為了使政府管理部門可以有效地對活斷層災(zāi)害進行風(fēng)險管理，或讓工程規(guī)劃建設(shè)部門更好地應(yīng)對活斷層可能導(dǎo)致的工程地質(zhì)問題，就必須突出斷層危險性而不僅僅是活動性，因而需要從已知的活斷層中判別出“危險斷層”(Hazardous Fault)。危險斷層特指“經(jīng)調(diào)查評價后認為建筑物或基礎(chǔ)設(shè)施必須避讓的活斷層”[55]，特別是那些最新地表斷層作用的年齡已經(jīng)接近或超過斷層地質(zhì)歷史上重復(fù)發(fā)生地表斷層作用平均時間間隔的活斷層，這類似于日本學(xué)者Matsuda所提出的預(yù)警斷層(Warning Fault)[108]。危險斷層是美國西部一些地區(qū)用于指導(dǎo)工程和建筑物避讓活斷層而制定的活斷層地表破裂危險性評價指南中采用的術(shù)語[55]。由于它們是未來活動危險性最大的活斷層，所以目前在美國加利福尼亞州和猶他州等地區(qū)已經(jīng)制定了要求新建的人居建筑有效避讓危險斷層的法律法規(guī)。這顯然值得活斷層問題特別突出的國家和地區(qū)借鑒。

4 結(jié) 語

(1)新構(gòu)造與活動構(gòu)造都是研究地球最新的構(gòu)造變形和構(gòu)造地貌演化過程，但新構(gòu)造研究的時間尺度是可變的，并與特定區(qū)域的地球動力學(xué)背景密切相關(guān)，主要關(guān)注從十萬年到百萬年尺度的地質(zhì)過程，強調(diào)的是“過去與現(xiàn)在”的構(gòu)造運動?；顒訕?gòu)造更關(guān)注距今100～150 ka以來的地質(zhì)-地貌過程，強調(diào)認識“現(xiàn)在與未來”的構(gòu)造活動。針對地震危險性評價開展的新構(gòu)造與活動構(gòu)造研究是地震地質(zhì)工作的主要內(nèi)容。因此，新構(gòu)造與活動構(gòu)造研究是地震地質(zhì)的重要基礎(chǔ)，相關(guān)研究是地震預(yù)測與預(yù)報、城鄉(xiāng)防震減災(zāi)和重要工程規(guī)劃設(shè)計如何有效規(guī)避活斷層地質(zhì)災(zāi)害的重要依據(jù)。

(2)近年來的研究進展表明，第四紀(jì)年代學(xué)、空對地觀測和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)方法的快速發(fā)展和在新構(gòu)造與活動構(gòu)造研究中的應(yīng)用，極大提高了定量化研究新構(gòu)造演化、構(gòu)造地貌、斷裂活動性和古地震等的水平和精度，也促進了活斷層數(shù)據(jù)的數(shù)字化與共享程度，并進一步提升了地震危險性評價的可靠性與準(zhǔn)確性。但對活斷層發(fā)育密度高和活動構(gòu)造體系復(fù)雜地區(qū)，針對地震危險性評價的地震地質(zhì)工作仍需進一步加強，包括借助遙感、數(shù)字高程(DEM)圖像和地震記錄開展快速有效的活斷層區(qū)域性普查與快速識別，進行活動構(gòu)造體系研究與斷層活動性監(jiān)測，從而為預(yù)防地震地質(zhì)災(zāi)害夯實地質(zhì)基礎(chǔ)。同時，應(yīng)該特別重視穩(wěn)定大陸區(qū)和低活動速率斷層的強震危險性問題，并在工程應(yīng)用中注意區(qū)分斷層活動性與危險性的關(guān)系。