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从活动断裂带看地震预测
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原文标题《活动断裂——城市建设的心腹之患》
作者：马志飞
2010年当地时间1月12日下午4：53分，位于西印度群岛的海地共和国发生7.0级地震，由于震中距离首都太子港较近，仅16公里，而且震源深度很浅，距离地表约8公里，再加上海地是一个经济落后的国家，许多家庭没有能力建造能承受该级别地震的房屋建筑，所有这些因素的综合作用，造成了1月12日的地震是在“最糟糕的情况下”发生的。海地总理13日称，强震造成的死亡人数可能高达10万！
海地地震灾难的启示
根据美国伍兹霍尔海洋研究所一位地震专家的说法，这次地震发生在加勒比板块和北美板块敛合带附近的复杂断裂区。在此次地震震中的正北方不远处有一条长达500多公里的断裂带东西方向延伸，横穿海地，向东到达多米尼加共和国，向西到达牙买加。
这条断裂带一直承受着加勒比板块和北美板块敛合带的压力，根据美国地质调查局的研究，它是一条断层的两盘在水平方向上朝着相反方向平行错动的走滑断层，断层线以南的加勒比板块向东滑动，而断层线以北的板块是向西滑动。
由于海地是个被水域包围的岛国，国土面积很小，一旦发生地震，更可怕的就是引发的海啸。在海地发生地震后，美国太平洋海啸预警中心曾发出海啸警告，称海啸可能波及距震中大约100公里范围内的地区，但警报随后取消。因为此次地震的震中是在陆地而不是海洋，不具备引发海啸的客观条件。但在1946年时，一场8.1级的地震，比今年1月12日海地地震的能量还要大30多倍，就发生在伊斯帕尼奥拉岛（分属海地和多米尼加共和国）东北角附近，当时的大地震引发了海啸导致2万人无家可归。
伍兹霍尔海洋研究所的地震专家认为，在未来的一段时间里，海地还会发生一些余震。该地区有经济实力的家庭，应该想方设法加固他们的房屋，增强建筑物的稳定性。在海地这样的地方，连总统府都会受到严重的伤害，这样做也许是更为现实的解决办法。
据美国有线新闻网1月13日报道，科学家多年前就曾发出警告，认为加勒比海的伊斯帕尼奥拉岛存在巨大地震危险。5名科学家在2008年3月于多米尼加首都圣多明戈召开的加勒比地质大会上曾提交过一份报告，报告指出海地岛南岸的一条断裂带附近存在发生大地震的危险。
据美国有线新闻网1月13日报道，科学家多年前就曾发出警告，认为加勒比海的伊斯帕尼奥拉岛存在巨大地震危险。5名科学家在2008年3月于多米尼加首都圣多明戈召开的加勒比地质大会上曾提交过一份报告，报告指出海地岛南岸的一条断裂带附近存在发生大地震的危险。
但是很多人在地震之后也遗忘得很快，没有把地质学家的话当回事。一次又一次的地震灾害，不断呼唤着人们觉醒，要注意防患于未然，虽然依现有的科技手段我们还无法准确预报地震，但我们可以通过查明活动断裂，在城市规划和建设时避开或远离它们，即使真的地震了，也能将损失降低至最小。
活动断裂是什么
由于地球是不断运动的，地壳中的岩层就会在构造运动中不断受到力的相互作用，当岩层因受力达到一定强度时就会发生破裂，并沿着破裂面有明显的相对移动，这样的构造就是断层。各种因素的作用不同，断层的规模也就大小不等，长度变化很大，从几厘米至几百公里不等。然而，并不是所有的断裂都会影响到人们现在的生活，只有距离居民点较近的并且继续活动的断裂才是危险的。按照当今比较统一的观点，活动断裂是指距今10—12 万年以来发生过活动、现在正在活动、未来一定时期内仍可能发生活动的断裂。世界上比较著名的活动断裂有：
圣安德烈斯活动断裂带：贯穿于美国加利福尼亚州，长约1050千米，切割深度超过16千米，是太平洋板块和北美板块的重要分界线。
北安那托利亚活动断裂带：穿过土耳其北部和黑海南部，长约1500千米，位于非洲板块和欧亚板块之间。
菲律宾活动断裂带：大致与菲律宾边缘的活动板块边界平行，长约1500千米，是欧亚板块与菲律宾海板交界之一。
日本中央构造线活动断裂带：日本最大的活动断裂系，从九州到关东延伸长达1000千米，在地貌上形成了显著的直线状河谷。
阿尔派恩活动断裂带：穿越新西兰南岛，总长度超过600千米，是太平洋板块与印度—澳大利亚板块在陆地上的分界线。
瓦沙奇活动断裂带：位于美国犹他州，近南北方向延伸约370千米。
塔拉斯—费尔干纳活动断裂带：中亚最大规模的断裂，将中亚地区的中、南天山错开成东、西两段，在中国境内长80 km，向西延伸至吉尔吉斯斯坦共和国境内。
阿尔金山活动断裂带：青藏高原西北边缘的一条自然边界，可进一步划分为两条大的一级断裂，即：阿尔金南缘活动断裂，长1600千米；阿尔金北缘活动断裂，长600千米。
东昆仑活动断裂带：位于青藏高原北部，全长1000余千米。
城市活动断裂的危害
在地震安全评价、抗震防灾规划、工程地质勘察工作中，常常遇到的首先是确定活动断裂的位置、走向以及破碎带的宽度、断层的倾角等问题。因为活动断裂所在的位置往往是地震发生时破坏最严重的区域、隧道建设和水利建设等工程地质的危害区域，其损失程度均明显大于断层两侧其他区域。可以毫不夸张地说，虽然地震的成因有多种，但造成重大灾害的元凶往往是活动断裂。历史不止一次地告诫我们：活动断裂不容忽视。
1906 年美国旧金山发生7.9级地震（后来修正为8.3级），40秒钟内这座世界名城化为一片废墟，此次地震就与与圣安德列斯断裂的活动有关，由于断层穿过本市，造成了惨重的人员伤亡和经济损失。
1923 年日本关东8.2级地震，震中在东京附近60～80公里的相模湾，这次地震与穿过相模湾的一条断裂活动有关。
1976年我国唐山7.8级地震，是我国历史上一次罕见的城市地震灾害，包括北京和天津市都受到波及，该地震发生在沧东断裂与昌平－丰南活动断裂的交汇处。
1995年日本大阪神户7.2级地震，是日本战后50年来所遭遇的一场最大灾难，据研究发现此次地震也与附近的断裂活动有关。
1999 年土耳其伊兹米特7.8地震，发生在北安那托利亚活动断裂带上, 地震时在地表形成的破裂带长约180公里，最宽处为50余米，使得断裂带附近的建筑物遭受到毁灭性的破坏。
1999 年我国台湾南投县7.6级地震，与双冬活动断裂的大规模错动有关, 断裂带沿线的道路、桥梁和民房等建筑物被严重损毁。
城市，集中了密集的人口和财产，一旦在城市中发生大规模的地震，活动断裂穿越的地方都将会收到空前巨大的人员伤亡和经济损失。不仅如此，活动断裂还容易引发其他一些地质灾害。由于断裂带内的岩体破碎，稳定性差，很可能诱发次生地质灾害如崩塌、滑坡、泥石流等，从而给人们的生产和生活造成危害。因此，在城市规划和建设时必须要重视活动断裂的分布及其活动情况。
城市活动断裂的探测
现在，世界上很多国家都已经充分意识到城市活动断裂探测的重要性，并开展了相关研究工作，我国也越来越重视这项工作。《国务院关于加强防震减灾工作的通知》（国务院2004年25号文件）明确指出：“高度重视城市建设的地震安全，国土利用规划和城乡规划，必须依据地震活断层和地震危险性评价结果，充分考虑潜在的地震危险。”
但是由于城市自然条件特殊，人类工程活动强烈，使得活动断裂的探测工作变得相对复杂。通常情况下，地质工作者探测活动断裂主要是采用野外地质调查、槽探、钻探、地球物理勘探和遥感解译等手段，并综合运用，以提高勘探的精确度。
野外地质调查就是深入实地，根据地质地貌特征发现活动断裂，如河床纵断面突然中断、中断处出现瀑布而成湖泊等。在海地这个地方，地质学家就是从海地首都太子港正南方绵长而笔直的山谷来判断有断裂存在的。
槽探就是人工或机械挖掘沟槽，将断裂错动形成的滑动面、地裂缝等要素像壁画一样展现在科研人员面前，并经过相关分析以判别活动断裂的存在与否。
钻探是通过钻机设备从地表向地下钻进成孔，取得岩石样品，分析其成分和相关物理参数，并帮助解释所取得的地球物理探测资料。
地球物理勘探是根据断裂活动所造成的地球物理场的变化来推测其位置及产状，由于这种手段技术先进，方法多样，而且工作效率高，现在已经成为最主要的探测方法。
遥感解译包括卫星影像解译和航空摄影解译等，借助计算机技术，并依靠以往的经验，从遥感图像中获取所需要的信息，通常可以发现断裂的分布位置。
经过近年来的不断发展，我国在活动断裂的研究方面也逐渐取得了一些成就。以北京为例，自2004年7月开始， 北京市地勘局数百名地质调查工作者历时4年实地勘测，绘制完成了北京智能化三维地质信息管理与服务系统，进一步明确了6300多平方公里的北京平原上的断裂带分布情况。值得称道的是，在北京奥运公园和五棵松体育馆的场址选择过程中，隐伏断层的精确探测结果对规划方案起到了重要作用。由于奥运场馆位于黄庄—高丽营断裂带附近，而且断裂属于活动断裂，最终奥组委和规划委等有关部门根据北京市地勘局提供的详细勘查资料，在确定的规划方案中，奥运场馆的建筑物成功避让了断裂带。目前，正在进行的北京市昌平、大兴、怀柔等十一个规划新城前期区域工程地质勘查工作中，很重要的一项内容就是查明规划新城内的断裂分布，不仅要查清楚断裂分布的位置、埋深、断层带的宽度等，还要进一步明确其走向、倾角等产状要素，为以后的城市规划和建设工作提供可靠的科学依据，为防灾减灾工作起到指导作用，确保首都城市地质安全。
作为首都，北京市的表率作用给了其他城市很好的借鉴和学习机会。由于城市活动断裂的探测是一项复杂的、要求有创新性的工作，同时也是一件关系到城市建设与城市安全的大事，因此，我国政府要求各城市在城市规划建设前期进行地质灾害危险性评估、地震危险性评价，具有重要的现实意义。原文发表于《生命与灾害》2010年第2期。
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