1城市地质调查研究方法-北京城市地质工作在城市规划建设

城市地质调查研究方法北京城市地质工作在城市规划建设中的发展意义汇报人：张磊介绍内容城市地质简介北京城市地质工作活动断裂概念及其意义北京活动断裂研究新进展建议城市地质学概念城市地质学是一门在城市或者潜在城市化地区的特定范围内，综合研究战略资源和地质条件对城市发展的制约作用以及城市发展对环境的影响因素，为城市规划、建设和管理服务的科学。国外城市地质学发展国内城市地质学发展国内城市地质学发展2005年，李明朗，刘玉海主编，王秉忱，王学德定稿的《中国城市地质出版》。2008年，北京地勘局编著《城市地质系列丛书》共五册。城市地质工作方式问题推动型：在城市发展建设中存在的问题，如：地壳稳定性，土地利用，资源开发等。理念发展型：率先开展基础工作，进行综合评价，解决城市发展过程中长期的，潜在的，战略性地质问题。城市地质学工作特点基础性，先行性；综合性；实时性；精准性；实用性；北京城市地质工作监测预警平台建设监测预警平台建设工作部署情况监测预警平台以保证城市运行地质安全为核心，以地质演化理论为依据，以高新技术手段为依托，建设平面分区，纵向分层的立体监测网，实时监测，精准分析，预防风险，为决策部门提供数据，为公众提供地质信息。工作实践11个规划新城勘查地下空间资源分级及评价三维模型构建活动断裂调查研究地面沉降监测网7个地面沉降站，114个GPS点，300多个监测点，600多个地下水动态井浅层地温能截止2015年度，北京应用浅层地温能制冷供暖面积约4000万平方米，建成42个监测站点，对其开发利用及其对环境影响进行监测。通州副中心的前期工作土壤地球化学单元素分布及土地分级土壤地质环境监测北京已建成土壤地质环境监测网共计180个点，区域120个，重点地段60个，包括工业区15个，农业种植区20个，水源地15个和元素异常区10个。突发性地质灾害突发性地质灾害监测网泥石流，崩塌，滑坡及踩空塌陷四类地质灾害隐患定，共建设130处，布设仪器479台（套））活动断裂概念及其意义一般认为，活动构造是指晚更新世100-120ka，以来一直在活动，现在正在活动，未来一定时期内仍会发生活动的各种构造。它包括活动断裂、活动盆地、活动褶皱、活动火山及被它们围限的地壳和岩石。活动构造中最早受到注意的是活动断裂，人们一直关注对地震与断裂的关系。活动断裂与地震关系认识的追索地震产生于断层突发性的活动（粘滑运动）地质学者获得这一认识可追索到约100年前对3次地震破现场的考察。1)1891年10月28日日本浓尾M8地震；2)1897年6月12日发生在印度东北部的M=8.7级阿萨姆地震；3)1906年4月18日震撼北美大陆的旧金山Ms=8.3地震1906年旧金山大地震日本1995地震断层与地震灾害2008年汶川地震活动断裂与次生地质灾害关系研究活动断裂不仅自身危害性极大，而且会引发一系列次生地质灾害，如山体滑坡、崩塌、泥石流以及平原区沙土液化和地裂缝、墙体、路面开裂（蠕滑运动）等。活动断裂调查研究将会成为未来城市地质工作的重点之一，活动断裂研究成果能够有效的指导城市防灾减灾工作，土地合理利用和城市规划建设。1966年石油部646厂初步探测北京平原区地质构造格局时，做人工物探时明确北北京地区几条重要活动断裂。70年代被北京平原区钻孔资料所证实。1976年唐山地震之后，北京市地震地质会战办公室组织有关人员对其进行过专门的调查和研究（1976-1979年），依据各项资料初步划定了各活动断裂的位置，并对该断裂第四纪以来的活动特征进行了研究。上世纪八十年代后期，随着各种勘查手段和理论方法不断更新，如高精度物化探、遥感、定年方法、槽探、区域地壳稳定性评价等，对活动断裂对北京及周边地区地质安全的影响进行评价。前人研究历史回顾2003-2007年，启动《北京市平原区基岩立体地质调查》项目，《城市活动断裂及地壳稳定性调查》专项研究工作针对几条主要活动断裂开展了一系列物化探工作。2008-2012年，中国地质科学院地质力学研究所在首都圈地区主要活动断裂带进行详细地质调查，运用地应力监测方法，重点揭示断裂带的活动的应力变化特点，并开展工程地质稳定性评价；2010-2015年至今由我院开展了《北京平原区活动断裂监测专项地质调查》，《北京地区主要活动断裂精细调查及灾害效应研究工作》等一系列的活动断裂专项研究。1、主要活动断裂研究成果2、研究思路的创新3、技术方法的总结创新。4、设备使用的创新北京地区活动断裂研究新进展主要活动断裂研究成果黄庄-高丽营断裂带结构样式示意图a-南段断裂结构；b-中段断裂结构；c-北段断裂结构黄庄-高丽营断裂活动性南段大灰厂北边黄庄-高丽营断裂破碎带第四纪断裂辛庄北沟谷黄庄-高丽营断裂中的第四纪断裂黄庄-高丽营断裂芦井剖面第四纪断裂黄庄-高丽营断裂晓幼营剖面我院于1987年在该区域开展地质调查工作，地点位于大灰厂东辛庄村西北，现在的西六环路北宫出口，在公路边的山梁上发现一条规模较大的地裂缝。该裂缝发育在断裂出露点南侧（上盘），走向与断裂一致，深达5m左右。通过查阅资料表明在地震地质会战时没有见到这条裂缝（1980年左右）距八宝山断裂南东侧约500m左右发育多条冲沟，走向约60-70º，冲沟宽约3-10m不等，最大延伸约100m左右，推测其为黄庄-高丽营断裂带在地表的表现特征。冲沟两侧的基岩为侏罗系火山角砾岩，发育多条地裂缝（镜向东），走向与黄庄-高丽营断裂一致，长度3-10m，宽约0.5-2m，深约0.3-1.5m，局部形成弧形的塌陷坑（镜向东）。该地裂缝带控制宽度约200m左右，推测应为黄庄-高丽营断裂带的产物。该现象表明，黄庄-高丽营断裂南段目前仍在活动。黄庄-高丽营断裂活动性中段2001-2003年，为奥运工程规划、建设，北京市地震局开展了奥林匹克公园区域中黄庄-高丽营断裂探测，对所采样品进行14C、红外释光、古地磁等多种测年，据断裂错段的地层及断层充填物，结合地层年代学研究综合表明奥运公园一段最新活动时间为早更新世。北京市地质矿产勘查开发局于2007年在奥林匹克公园区域对黄庄-高丽营断裂中段进行过勘探工作，进行了人工地震反射探测，从探测剖面上可见地层有明显的错动迹象，根据钻孔和地层测年资料说明断裂错动了早更新世地层，因此可以认为该断裂最新活动时代为早更新世。黄庄高丽营断裂活动性北段黄庄-高丽营断裂活动性分析地表调查现象对断裂活动性的反应联合解译剖面人工探槽墙面南侧的农田中槽见地表断层，南西侧为下盘，地层产状近水平。断层面呈铲式，平均产状125°∠50°，上部还发育断层崩积楔，楔状体口宽约65cm，高度约2.6m，底部保存较好岩性地层，地层沉积特征反映了该断层此段为蠕滑活动段，且变形特征已经延伸至地表。SE南口-孙河断裂南口-孙河断裂活动性北段二维人工地震综合解译剖面图南口—孙河断裂北段第四纪活动速率统计表断裂分段时代垂直位移量平均活动速率南口-孙河断裂北段全新世3.45m0.31mm/a晚更新世74.15m0.58mm/a中更新世94.05m0.12mm/aZK1ZK2ZK3活动性分析ZK01ZK02ZK03沙河凹陷钻孔ZK3与标准极性柱对比图1.粘土2.粘土质粉砂3.中细砂4.含砾粗砂5.砂卵石6.含砾细砂7.粉砂质粘土8.粗砂ZK3钻孔沉积速率，南口-孙河断裂活动速率与西山隆升速率对比表地质年代ZK3钻孔沉积速率/(mm/a)南口-孙河断裂活动速率/(mm/a)西山隆升速率/(mm/a)早更新世0.190.10-0.26中更新世0.110.120.10晚更新世0.700.580.82全新世0.630.310.66南口-孙河断裂活动性南段南口—孙河断裂南段第四纪活动速率统计表断裂分段时代垂直位移量平均活动速率南口-孙河断裂南段全新世1.2m0.11mm/a晚更新世4.1m0.03mm/a中更新世30.0m0.046mm/a早更新世116.5m0.065mm/a三维地震勘查顺义断裂顺义断裂活动性顺义断裂展布及钻孔ZK12-1andZK12-2位置图顺义断裂第四纪活动速率统计表断裂分段时代垂直位移量平均活动速率顺义断裂全新世1.4m0.14mm/a晚更新世13.1m0.12mm/a中更新世57.6m0.09mm/a早更新世289.9m0.28mm/a俸伯凹陷钻孔ZK19和钻孔ZK12-2磁性地层与标准极性柱对比图夏垫断裂夏垫断裂带典型结构图夏垫断裂主断面形态图夏垫断裂活动性北段夏垫断裂北段第四纪活动速率统计表断裂分段时代累积位移量平均活动速率（mm/a）夏垫断裂北段全新世2.6m0.24mm/a晚更新世6.3m0.03mm/a中更新世26.6m0.03mm/a早更新世37.8m0.01mm/a夏垫断裂活动性中段夏垫东柳河屯东北人工探槽西壁素描图夏垫潘各庄人工探槽西壁素描图夏垫齐心庄人工探槽素描图夏垫地区各人工探槽鉴别古地震事件对比图夏垫断裂活动性南段安次砖厂采坑北壁素描图①耕作土；②褐色粘土；③黄褐色粘土；④褐色粘土；⑤黄色粉砂；⑥红褐色粘土；⑦黄色细粉砂研究思路的创新灾害效应研究思路创新。天文旋回技术与活动断裂研究相结合。层序地层学应用于断裂活动性研究。断裂内容技术方法位置时代距主断裂位置（m）F1CSAMT下盘Q1235F2高密度电法上盘Q4260F3浅层地震上盘Q3500F4CSAMT上盘Q1660构造事件ZK4岩芯分析上盘Q1-Q31140构造事件ZK5岩芯分析下盘Q2-Q3265地裂缝地表调查下盘Q41050ZK12-1ZK12-2年龄深度落差沉积速率年龄深度落差沉积速率活动速率（ka）（m)（m/ka）（ka）（m)（m)（m/ka）(m/ka)1007.757.750.121008.418.410.220.120019.9712.220.1420030.6922.280.280.1430033.8613.890.1930058.5427.850.250.0640053.1919.330.1440083.4124.870.250.1150067.113.910.13500108.4525.040.20.0760080.213.10.18600128.3919.940.20.0270097.8117.610.19700148.319.910.210.02800116.7418.930.11800169.5421.240.150.04900127.9311.190.1900185.0215.480.120.021000138.1310.20.041000197.4912.470.240.21100142.444.310.051100221.8624.370.430.371200147.725.280.041200264.4942.630.440.41300151.7240.031300308.1743.680.180.151400154.733.010.041400326.6318.460.30.261500158.894.160.071500356.6129.980.40.331600165.636.740.071600396.3439.730.390.321700172.26.570.041700435.3739.030.380.341800176.634.430.051800473.6438.270.290.241900181.645.010.11900502.1628.520.420.322000191.469.820.072000544.2442.080.290.232100198.076.610.052100573.5129.270.220.172200203.485.410.072200595.6922.180.40.342300210.316.830.082300636.1140.420.230.152400218.257.940.082400658.7922.680.40.322500226.478.222500698.5639.77天文旋回技术本区新生代以来经历了由冲积扇-冲积平