银川市活动断层探测与地震危险性评价

　　城市活动断层探测与地震危险性评价是防震减灾的一项重要工作。柴炽章、马贵仁等编著的《银川市活动断层探测与地震危险性评价》是银川市活动断层探测与地震危险性评价项目成功经验的系统总结，内容包括探测工作的思路步骤与方法、隐伏活动断层多手段多层次探测成果、裸露活动断层地震地质填图、活动断层地震危险性和危害性评价以及信息管理系统建设等。

　　《银川市活动断层探测与地震危险性评价》可供城市规划部门、建设部门、地质与地球物理勘探人员、工程勘察人员和有关院校的本科生和研究生参考，也可作为范例供其他城市或地区今后开展类似工作参考。

总序
序
前言
篇　绪论
　章　银川市活动断层探测与地震危险性评价的目标与工作思路
　　节　探测与评价的目标
　　第二节　探测与评价的原则和思路
　第二章　区域地震地质概况
　　节　区域地质构造环境
　　第二节　银川盆地的新构造特征
　　第三节　区域地球物理场特征
　　第四节　区域地震活动性
　　第五节　区域构造应力场
第二篇　隐伏活动断层探测与活动性鉴定
　第三章　目标区主要隐伏断层浅层人工地震勘探
　　节　概述
　　第二节　目标区控制性浅层地震勘探
　　第三节　详勘阶段银川断层浅层地震勘探
　第四章　主要隐伏断层钻子L联合地质剖面探测
　　节　钻孔联合地质剖面探测方法概述
　　第二节　银川隐伏断层钻孔联合地质剖面探测
　　第三节　芦花台隐伏断层钻孔联合地质剖面探测
　　第四节　主要结论
　第五章　目标区主要隐伏活动断层探槽勘探
　　节　活动断层探槽古地震研究现状和施工方法
　　第二节　银川隐伏断层的探槽开挖和研究
　　第三节　主要结论
　第六章　银川隐伏断层探测结果兼论银川地堑构造特征
　　节　银川隐伏断层综合探测结果
　　第二节　银川地堑深地震反射探测及其成果
　　第三节　银川隐伏断层与1739年8级地震的关系
　　第四节　1739年8级地震的发震模型
第三篇　裸露活动断层填图和槽探
　第七章　目标区裸露活动断层地质填图
　　节　概述
　　第二节　地层
　　第三节　断层
　第八章　目标区主要裸露活动断层槽探研究
　　节　贺兰山东麓断层（F2）南段探槽
　　第二节　黄河断层（F5）南段探槽
　　第三节　目标区裸露断层古地震事件及其重复间隔
第四篇　活动断层地震危险性和危害性评价
　第九章　目标区主要地震活动断层地震危险性评估
　　节　地震危险性评估基本参数的确定
　　第二节　特征地震危险程度半定量评估
　　第三节　地震危险性概率评估
　　第四节　地震震级预测
　　第五节　主要结论
　第十章　目标区地震活动断层地表破裂带预测与“避让带”划分
　　节　依据与方法
　　第二节　目标区银川隐伏断层地表破裂带预测
　　第三节　目标区贺兰山东麓断层地表破裂带预测
　　第四节　目标区黄河断层地震地表破裂带预测
　　第五节　目标区活动断层未来地震地表位错量估计
　　第六节　目标区主要地震活动断层“避让带”工程对策建议
第五篇　活动断层信息管理系统
　第十一章　银川市活动断层信息管理系统
　　节　银川市活动断层信息管理系统设备配置
　　第二节　银川市活动断层信息管理系统结构
　　第三节　银川市活动断层数据库
　　第四节　银川市活动断层信息管理系统的应用服务层
　　第五节　结束语
主要参考文献
图版

篇　绪论
本篇共两章，章介绍了银川市活动断层探测与地震危险性评价
的目标与工作思路。在“有所为、有所不为和行必果”的战略思想和评
价原则引导下，提出了“由已知到未知、由深到浅、由点到线，由城外
向城内、城外研究和城内控制”的探测思路。这种思路“环环紧扣，针
针见血”，圆满地实现了既定目标，被“中国大城市活动断层探测与地震
危险性评价”主管部门作为样板，推广到全国其他城市的活动断层探
测中。
第二章通过归纳和总结前人研究成果，概要介绍了银川地堑的地层、
构造，中、新生代地质演化历史，地球物理场，现代地壳运动和地震活
动等情况，为探测与评价提供了背景基础资料。
章　银川市活动断层探测与地震危险性
评价的目标与工作思路①
节　探测与评价的目标
一、工作区和目标区范围
“银川市活动断层探测与地震危险性评价”属于国家“十五”科学工程项目。所以，
在工作区和目标区的确定中，以工程应用为主，重点考虑的是银川市三区（西夏区、金
凤区和兴庆区）、两县（贺兰县和永宁县）现今城市区域的分布以及未来发展区域。
1.工作区范围
银川市坐落在银川盆地的中部。银川盆地是鄂尔多斯周缘一系列活动强烈的构造盆
地之一，历史上发生过多次强烈地震，银川市的地震危险主要来自银川盆地。考虑到对
断层活动性评价的需要和地震危险性评价的资料完整性，本项目将银川盆地以及外延的
矩形区域确定为工作区范围，地理坐标为37.80°～39.30°N，105.85°～
106.90°E，总面积约7900km2。
银川盆地是一个典型的地堑型盆地，其边缘和内部共有6条主要活动断层，分别为
牛首山东麓断层（F1）、贺兰山东麓断层（F2）、芦花台断层（F3）、银川断层（F4）、
黄河断层（F5）和正谊关断层（F6）。其中牛首山东麓断层和正谊关断层分别构成了银
川地堑的南北边界，黄河断层和贺兰山东麓断层分别构成银川地堑的东西边界，芦花台
断层和银川断层隐伏在盆地的西部和东部，构成了地堑的二级构造边界。
2.目标区范围
根据自治区近年来提出的建设大银川战略，贺兰县和永宁县已划归银川市的城市建
设范围。再者，银川隐伏断层不仅通过银川市区，而且也通过贺兰、永宁两县的城区。
因此，本项目确定的目标区范围南北包括上述两县的城区，东西则包含银川地堑的构造
边界。永宁县西侧属未固化的半流动沙漠或农耕区，不在目标区范围。这样圈定的目标
区呈东宽西窄的多边形，地理坐标大致为：38.27°～38.57°N，105.86°～
106.61°E，面积约1266km2。
目标区覆盖了银川地堑的中部，包含了贺兰山东麓断层（F2）南段、芦花台隐伏
断层（F3）南段、银川隐伏断层（F4）中—南段和黄河断层（F5）中段。这4条断层就
是本项目的主要探测和评价对象——目标断层。鉴于银川市的政治、经济和文化中心均
位于东部兴庆区（老城区），且东部隐伏断层问题多年来一直是银川市规划发展的“心
病”，制约了历届政府对城市发展的战略规划。所以，本次工作将银川隐伏断层的探测
和评价列为整个项目的重中之重，其次是芦花台隐伏断层。对已有一定研究基础的黄河
断层和贺兰山东麓断层进行必要的补充工作。
二、探测与评价的目标
作为基础科学工程，“银川市活动断层探测与地震危险性评价”的总体目标是“加
强银川市抗震设防的基础工作，为银川市政府和相关部门的城市发展规划、土地利用、
重大工程选址以及防震减灾提供科学依据，提高政府对防震减灾的决策效能”。具体有
以下5个目标。
1.鉴定4条主要断层在目标区是否属地震活动断层
根据前人研究，银川地区（目标区）主要有贺兰山东麓断层（F2）、芦花台隐伏断
层（F3）、银川隐伏断层（F4）和黄河断层（F5）4条主要构造，它们控制了银川地堑
中段的发育。因此，本项目实施的个目标就是对这4条主要断层在目标区内属地震
活动断层还是非地震活动断层做出客观评价。
2.查明地震活动断层在目标区的准确分布
众所周知，城市规划和建设中，首先需要确定城市及其周围是否存在地震活动断
层，如果存在，就要查清它（们）具体分布在哪里，以便采取避让和相应的抗震措施。
因此，在对上述4条主要断层活动习性鉴定的基础上，本项目探测的第二个目标就是查
明地震活动断层在目标区，特别是在城市区的地表准确投影位置、几何结构以及晚第四
纪活动习性。
3.对目标区主要地震活动断层进行地震危险性评价
本项目的第三个目标是在主要地震活动断层地表分布探测和分段研究的基础上，对
目标区主要地震断层（段）按照时间相依的地震危险性概率评价方法，逐一估算地震断
层（段）的特征地震震级和未来有限时段可能发生的地震震级，并给出目标区未来
一定时段可能发生地震震级的综合概率。
4.目标区主要地震活动断层的错动方式、幅度以及宽度预测
虽然按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）的要求，对城市中的地震断层
可划出避让带，规定各类建筑物距离地震断层的小避让距离。但是，城市中的部分生
命线工程设施，诸如天然气管线、通信光（电）缆、上下水管线、公路或者铁路等设
施，经常被迫跨越地震断层。因此，本项目的第四个目标是当城市及其近邻地区的主要
地震活动断层发生特征地震时，对断层在地表的断错方式、断错幅度以及断层带宽度等
做出定量评价，为必须跨越地震断层的生命线工程采取抗断措施提供科学数据。
5.建立银川市活动断层基础数据库和地理信息系统
为使本项目探测与评价成果便捷、快速和准确地应用于银川市城市发展规划、土地
利用、工程场地选址以及防震减灾事业，本项目的第五个目标是建立银川市活动断层信
息管理系统，提供一个数据共享、稳定性较高的银川市活动断层探测和地震危险性与危
害性评价成果存储、显示、管理平台，为各级政府部门及社会提供咨询服务。
三、探测和评价的技术难点
中国大城市活动断层探测与地震危险性评价是自20世纪80年代国内外掀起的典型
活动断层晚第四纪、特别是全新世活动习性研究后，近年来又掀起的一次活动断层研究
高潮。这项工作是在20世纪末世界上一些国家和地区相继发生城市直下型强烈地震，
使震区城市的人员和经济蒙受巨大损失的背景下，由政府授意开展的，共有包括银川市
在内的20个城市。与20世纪80年代选择人类活动稀少、自然地理环境保存完整的裸
露活动断层进行的单纯科学研究的属性不同，本次工作一方面被限定在人类活动频繁、
自然地理环境已被破坏、地表建筑物拥挤的城市及其邻近地区进行，工作对象除了已知
位置的裸露断层，还有未知的隐伏断层；另一方面，工作属性被定义为科学工程，带有
工程建设项目的刚性指标。因而，技术难度不言而喻。就银川市而言，探测和评价的主
要技术难点如下：
（一）探测的技术难点及采取的措施
1.新生界厚度巨大，盆地中隐伏断层数量多
中原油田分公司勘探开发科学研究院的地震勘探剖面（YC567）显示①，银川附近
发育了若干条规模不一的断层。尽管设计中制定了“有所为、有所不为??”
的原则，即放弃目标区内规模较小、不具备独立发生强烈地震条件的次级构造，选择了
对地堑二级构造单元起控制作用的芦花台隐伏断层和银川隐伏断层作为探测目标。但
是，由于两条目标断层附近发育有次级断层，给准确捕捉主要目标带来了难度。在经费
有限、不能开展普查的前提下，为避免“抓住芝麻，丢了西瓜”，探测中利用了目标隐
伏断层的生长属性，根据石油地震勘探得知的埋深800～1200m左右的第四系底界面是
反射标志界面的信息，首先在每条目标断层上，选择2～3个场点，从地表下1400m左
右深处，采用地震勘探方法，分三个层次向上追探，其中深层次的测线布置长度5～
6km，以第四系底界面为目标，在保证抓住主断层的前提下，寻找并确定更浅部位的反
射标志层。然后利用浅层地震，向两侧追踪探测，逐渐查清目标断层的具体位置。
2.城区内建筑物密布且噪声干扰大
本项目探测解决的是城市断层问题，但城市中大量的建（构）筑物使得测线布设、
施工场地选择和施工操作非常困难。另外，城市中的各种机动车辆振动和各种电、磁设
施产生的电磁场对一些探测干扰也很大。为排除这些困难和干扰，采取了三方面措施：
一是地球物理探测选用不受电磁场干扰的人工地震手段；二是城市中的测线全部沿东西
走向的街道布置，为了排除城市各种振动干扰，采用大吨位可控震源激发地震波；三是
将所有钻探和槽探布置在城郊地带，在城市两侧研究断层的活动习性。