北京地質(zhì)斷裂帶縱橫交錯 對建筑物影響大

　　王先生最近準備出手在北京購買一套住房，但是幾天前一條消息讓他除了考慮房子價格和位置的因素外，還要考慮地下的因素。“我看報紙說北京有7條斷裂帶。如果我購買的房子正好在斷裂帶上怎么辦？”王先生說。那么，普通市民能不能查到北京的7條斷裂帶大致在哪里呢？

　　“斷裂帶”是讓人產(chǎn)生緊張聯(lián)想的三個字，尤其是在經(jīng)歷了汶川地震之后。北京平原有多少斷裂帶？分布在哪里？這無疑是讓每個市民關(guān)心的話題。

　　在北京昌平有一個叫土溝村的地方，村民對于打探地質(zhì)隊的到來已經(jīng)習(xí)以為常了。“這里是北京地質(zhì)斷裂帶表現(xiàn)最明顯的地方。”中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所譚成軒研究員告訴《北京科技報》，他正在負責(zé)一項北京地質(zhì)斷裂帶的研究課題。

　　土溝村正處于北京的7條斷裂帶中最大的一條黃莊——高麗營斷裂帶(南起河北涿州北至懷柔以東)上�！霸跀嗔褞�上，有些村民的房屋和院墻已經(jīng)發(fā)生了垂直方向幾十厘米的錯斷�！弊T成軒告訴記者。

　　而另外一處比較明顯的錯斷發(fā)生在順義高麗營西王路村的一條村級公路上，黃莊——高麗營斷裂帶正好從公路下方通過，致使村里的路面變形破壞。據(jù)當(dāng)?shù)卮迕窠榻B，公路修建約10年，斷裂帶已經(jīng)讓路面形成一個約10厘米的小臺階。

　　中國工程院院士、中國地震局地球物理研究所許紹燮告訴記者，斷裂帶造成的地質(zhì)不穩(wěn)定還容易形成山體滑坡、泥石流等災(zāi)害。斷裂帶的拐角，交叉處也比較危險，網(wǎng)格狀分布的斷裂帶，容易造成連帶的影響。一個塊體的震動很容易引起周圍塊體的連鎖震動。所以一個地方發(fā)生了地震，常會引發(fā)其他地方的地震。

　　從全國范圍來講，南北帶(川滇及以北靠近云南的一條地帶)的中南段是比較容易發(fā)生地震的區(qū)域。康定到甘孜是一條著名的斷裂帶，從地表就可以觀測到斷裂帶的活動。斷裂帶兩邊運動的速率一快一慢，馬路上畫的白色直線，每年幾乎都錯開一厘米。這么嚴重的地方，鐵路、公路、油管都修不了，周圍的房屋也經(jīng)常發(fā)生墻壁龜裂的現(xiàn)象。

　　“斷裂帶的分布在全世界非常普遍�！北本┦械刭|(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局副總工程師、地質(zhì)調(diào)查研究院院長蔡向民告訴《北京科技報》，尤其像北京這樣一個平原和山區(qū)交界處的城市。

　　現(xiàn)在看似是平原的地面下也有斷裂帶。因為平原可能是看不見的山，用地球物理的方法，比如磁場圖、重力圖來看，北京的平原下面也是起起伏伏的山。只不過這些溝溝壑壑都被潮白河和永定河沖積上來的泥沙填平了。

　　在蔡向民給記者展示的一張用紅色細線表示的北京地質(zhì)斷裂帶地圖上，縱橫交錯的斷裂帶，密如蛛網(wǎng)，就像一個摔在地上的蛋殼。

　　地質(zhì)學(xué)界稱一萬年以內(nèi)有過活動記錄的斷裂帶為活動斷裂帶�；顒拥臄嗔褞П褥o止的相對危險性更大。斷裂帶交叉和拐彎的地方是危險的�！熬拖裎覀兘�(jīng)常食用的方便食品都有一個小口子便于撕開，因為這是應(yīng)力集中的部位，從這里容易撕開口子。斷裂帶跟這個道理相同�！辈滔蛎窠忉屨f。

　　許紹燮院士告訴記者，地質(zhì)學(xué)家的觀點認為地震是斷裂帶造成的，過去發(fā)生的地震會留下斷裂帶，如果這些斷裂帶曾經(jīng)活動過，今后就還有可能活動。所以當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，靠近斷裂帶的地方，破壞的就會特別嚴重。因此建筑物都要避開活動斷裂帶。

　　關(guān)于北京地質(zhì)斷裂帶的形成，蔡向民解釋說，主要是歷史原因。北京市在地質(zhì)構(gòu)造上正處于華北地區(qū)中部——燕山沉降帶的西部。在漫長的地質(zhì)歷史中，既經(jīng)過大幅度的下降，接受巨厚的沉積；又產(chǎn)生過劇烈的造山運動，才形成目前的主要7條斷裂帶。

　　“北京斷裂帶的走向大致是以北東——南西為多，大的有七條，間雜有少量北西——南東走向的，差不多有三四條�！辈滔蛎裾f，兩條斷裂帶的交叉點，尤其是活動的斷裂帶，對建筑工程還是有很大影響。

　　據(jù)悉，北京地區(qū)的斷裂構(gòu)造在北部山區(qū)主要有：懷柔區(qū)長哨營至密云縣的古北口斷裂帶，在市界內(nèi)東西長33公里、寬8公里；密云縣沙廠至墻子路斷裂帶，市界內(nèi)長約30公里、寬約20公里，破碎帶最寬達200～300米；官廳山峽地區(qū)有門頭溝區(qū)燕家臺至沿河城斷裂帶和東靈山斷層，長數(shù)十公里。平原地區(qū)凹陷隆起的邊緣，都為大斷裂所控制，如黃莊——高麗營斷裂，永樂店——馬房斷裂。這些大斷層之間往往分布著許多較小的斷裂破碎帶。在大的活動斷裂帶的拐彎、分叉、兩端和交會部位，以及有斷陷盆地的地方容易產(chǎn)生地震。

　　談到北京地區(qū)的主要活動斷裂帶，蔡向民介紹說，主要有平谷至三河斷裂帶；石景山區(qū)八寶山至順義區(qū)高麗營斷裂帶；河北省懷來縣至延慶斷裂帶；昌平區(qū)南口至朝陽區(qū)孫河斷裂帶。在這些地帶，歷史上都曾發(fā)生過較大的地震，是活動較強烈的地帶。

　　但是記者看到，在縱橫交錯的斷裂帶上，有一塊地方幾乎沒有紅線穿過，那就是北京二環(huán)里的老城區(qū)。而且北京危險的地方還真不多。

　　“我非常佩服當(dāng)時選址建造北京城的人，他們在沒有當(dāng)今先進科學(xué)儀器的情況下，還能選定一塊地質(zhì)斷裂帶相對較少的地方�！辈滔蛎裾f。

　　斷裂帶尤其是活動斷裂帶的活動是北京地區(qū)重要的地質(zhì)災(zāi)害。但由于種種原因，長期以來，專家對北京地區(qū)斷裂帶的分布脈絡(luò)了解不是很清晰，讓很多地質(zhì)科研人員對北京地區(qū)的地質(zhì)情報判斷經(jīng)常遇到困難。

　　隨著城市的迅速發(fā)展，北京開始向外發(fā)展，一些新城、衛(wèi)星城開始建造，通州、亦莊等新城區(qū)規(guī)劃相繼出臺，地質(zhì)勘探工作尤為重要�！暗�是，現(xiàn)在很多的規(guī)劃是政府先確定了新城的位置，才讓地質(zhì)部門開始勘查�！辈滔蛎駸o奈地說。哪些地質(zhì)條件比較好、適合建設(shè)新城，哪些不適合，這些勘查工作應(yīng)該做在規(guī)劃前。

　　比如垃圾問題，水源地附近就不能建設(shè)垃圾填埋場，因為在水源地建設(shè)的話，南水北調(diào)的水來了以后，地下水位會升高，地下水會浸泡到垃圾填埋層，四處流動的臟水就會污染大片地下水。

　　蔡向民說，我們最近給政府提交了規(guī)劃圖，建議了北京什么地方建填埋場比較好，只要采取措施，做好防水，問題都能解決，關(guān)鍵是事先要意識到地質(zhì)工作的重要。

　　但是要摸清地下的幾百米，甚至一千多米覆蓋層下的斷裂帶談何容易。根據(jù)萬有引力公式，引力和密度是相關(guān)的，致密的地方引力就大，松散的地方引力就小。兩地的物理特性不同，中間肯定就是縫隙了�！拔覀冊谡覕嗔褧r，并不是找縫隙，因為縫隙有時很寬，是找不到的，而是測兩塊土地的物理數(shù)值�！辈滔蛎裾f。

　　首先，地質(zhì)人員把北京平原分成無數(shù)的細小網(wǎng)格，沿著每條線，固定的距離設(shè)一個點，用電阻率儀、磁力儀、重力儀等工具測定這個點的電阻率、電磁率、重力等物理指標(biāo)。如果地面沒有斷層，這些眾多的點的數(shù)值都應(yīng)該在一個平穩(wěn)的范圍內(nèi)。如果重力、磁力等數(shù)值的曲線圖都出現(xiàn)大幅的異常波動，那么就可以鎖定這里是斷裂帶了。

　　此外，科研人員還可以用肉眼識別斷裂帶。蔡向民告訴記者，山的高峰突然變平了或者出現(xiàn)一個凹陷就很可能是斷裂帶。出天然泉水的地方也要注意，這些地方往往有斷裂，把所有泉水的點連成線，就能畫出斷裂帶。

　　記者從圖表上看到，北京東南城區(qū)地?zé)岷苊芗�。但是蔡向民說這并不說明這些地方的斷裂就大，因為要形成地下熱水還要有個保溫層，一般是頁巖覆蓋在上面才能保持住熱氣。其他地方可能斷裂更大，但是沒有頁巖保溫，所以熱氣都消散了。

　　許紹燮院士告訴記者，地球同社會一樣，是不斷發(fā)展變化的。老的斷裂帶存在，新的斷裂帶也在不斷出現(xiàn)。也許地表上看不出，但是地下是不斷變化活動的。目前的技術(shù)手段可以探測到的斷裂帶，大都是斷裂得很厲害，破碎程度也比較高的斷裂帶。但是一些新生的斷裂帶，在將斷未斷的時候，斷層痕跡很不明顯，積累的遺留物也不夠多，靠目前的技術(shù)，找到它們也是很困難的。唐山大地震就是個很好的例子。所以說，如果是很明顯的活動斷裂帶，避開就可以了。關(guān)鍵是那些現(xiàn)在還不明顯的斷裂帶是很危險的。

　　自2004年7月開始， 北京市地勘局數(shù)百名地質(zhì)調(diào)查工作者歷時4年實地勘測，繪制完成了北京智能化三維地質(zhì)信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，進一步明確了6400多平方公里的北京平原上的斷裂帶分布情況。

　　“這可是北京首張地下三維地圖。”蔡向民一邊介紹一邊打開三維地質(zhì)管理系統(tǒng)，記者看到黃色、綠色、粉色……以不同色彩標(biāo)識的地層仿佛一個巨大的三明治，一層層錯落分明，一條條斷裂帶如紅色的飄帶不規(guī)則地分布其間。

　　蔡向民以地鐵選線為例，介紹了地下三維地圖的重要作用。工作人員根據(jù)地鐵規(guī)劃的路線進行“穿越地下”試驗，在伴隨穿越活動的鏡頭中即可清晰地看到規(guī)劃線路全程的立體地質(zhì)結(jié)構(gòu)。這樣，就可以對活動斷裂、地面沉降、沙土液化等不良地質(zhì)作用的影響進行分段分級評價，詳細掌握沿線的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及可能存在的巖土工程問題。

　　據(jù)悉，在地鐵6號線、7號線、房山線的選線勘查階段，沿地鐵設(shè)計路線進行了地鐵隧道模擬開挖，通過地下三維地圖，將隧道四周地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)和屬性特征直觀、準確地顯示出來，為地鐵的設(shè)計、施工提供了科學(xué)依據(jù)。

　　更具意義的是，通過對不同的地質(zhì)災(zāi)害種類進行調(diào)查，確定全市共有468處突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害隱患點�！笆忻癫槐負�(dān)心，隱患點多位于山區(qū)，這些地區(qū)有可能會發(fā)生泥石流、山體崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，可能受災(zāi)的村落已經(jīng)組織整體搬遷了�！辈滔蛎裾f。

　　斷裂帶對地面上房屋建筑的破壞是顯而易見的。但是，現(xiàn)在的新建房屋一般都采取避讓的方法。新建房屋在動工之前，建設(shè)部門都要求開發(fā)商聘請專業(yè)的地質(zhì)勘測部門對這塊土地進行地質(zhì)災(zāi)害評估，如果有地質(zhì)災(zāi)害，是不能在這里建房的。

　　記者了解到，目前，具有地質(zhì)勘測資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)很多，在建筑項目動工前，這些勘探部門都會按照國家統(tǒng)一的標(biāo)準對建筑所在的地下進行地質(zhì)勘探。

　　而在一些老村落里，居民在這里住了幾代人、上百年，長期的經(jīng)驗也早就讓他們知道哪里建房安全，哪里建房會開裂。所以長時間下來，斷裂帶上是很少住人的。

　　科研人員發(fā)現(xiàn)，北京平原地區(qū)主要活動斷裂帶有兩條，分別是黃莊——高麗營和南口——孫河，其中后者是北京地區(qū)規(guī)模最大的一條西北向斷裂帶。“北京的斷裂帶其實經(jīng)常有微弱活動，這是好事，說明它在釋放能量；就怕有幾年忽然不動了，說明它在積蓄能量�！辈滔蛎裾f。從地震局給的資料看，目前北京這些斷裂帶每年都在正常地釋放能量。

　　“摸清了地下斷裂帶，我們的地面建筑就要選擇避讓�！弊T成軒說。2009年出版的《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準》規(guī)定，對于那些不能準確斷定位置的活動斷裂帶，建筑需要避讓在200米以外。然而在美國的加利福尼亞州斯坦福大學(xué)的高能物理所，就建在距離著名的斷裂帶只有100米遠的地方，但它的建筑標(biāo)準是非常高的。

　　美國還有一個室內(nèi)的網(wǎng)球場，就坐落在斷裂帶上。如果建筑橫跨斷裂帶，地震來臨的時候，難免粉身碎骨。建筑師就想了個絕妙的辦法，把網(wǎng)球場建筑分成兩個部分，分別建在斷裂帶兩側(cè)，即使地震發(fā)生地表斷裂，上升或下沉幾米，建筑也不會有事。

　　蔡向民告訴記者，其實斷裂帶研究在北京奧運會的場館建設(shè)中已經(jīng)發(fā)揮了作用。北京奧運會主場館——鳥巢、水立方等的規(guī)劃建設(shè)就是一個很好避讓活動斷裂帶的例子。北京市地勘局提前啟動了奧運公園專項地質(zhì)調(diào)查。調(diào)查的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，北京奧運公園場址位于黃莊——高麗營斷裂帶附近，這條斷裂帶屬于活動斷裂帶，重大建筑物如果橫跨斷裂帶，安全將受到威脅。在地質(zhì)人員對這條斷裂帶的準確位置、寬度和斷裂活動進行仔細勘查后，奧運場館的建設(shè)采取了避開活動斷裂帶的辦法，安全性得到了保證。

　　“我要是買房還是要避開北京的7條斷裂帶區(qū)域的�！� 但是譚成軒認為建在斷裂區(qū)的建筑并不可怕，在兩條斷裂帶之間建房是沒有問題的，猶如馬路上下行車道間的“安全島”，只是不能將建筑跨建在斷裂帶上。對于已經(jīng)建在地質(zhì)斷裂帶上的建筑，譚成軒建議應(yīng)該一方面對建筑物進行加固和其他相關(guān)處理，同時還要加強對斷裂帶的日常監(jiān)控。

　　“斷裂帶的可怕之處是它對地面下的線性工程的破壞，比如保障市民生活的輸油、輸水、輸氣管道，地鐵等等�！辈滔蛎窠榻B說。如果不實施保護措施，是很危險的。但這也是可以解決的，管道可以使用柔性材料，比如橡膠、波紋管等。地鐵也可以通過伸縮縫來解決。

　　另外，斷裂帶可能會釋放有害氣體，比如放射性的氡(長期可以致癌)、汞等。國外為了避免這些氣體危害健康，會在房屋下面鋪上隔絕的材料，再用管道把氣體引向室外，目前北京正準備開展這項工作。測量這些氣體也是找到斷裂帶的一個方法。

　　對于北京首次繪制的地下三維地圖，市民什么時候可以查詢自己感興趣的信息呢？譚成軒認為還為時過早，北京繪制的只是一張草圖，距離可以實際應(yīng)用還有很大差距。

　　“現(xiàn)在，光依靠一家單位的力量很難完成摸清地下斷裂帶、繪制地下三維地圖的艱巨任務(wù)。而大量已經(jīng)完成的地下資料信息卻被相關(guān)部門作為機密文件存在保險柜，失去了其真實的價值�！弊T成軒說。

　　譚成軒建議由政府把目前分散在建設(shè)、交通、市政、民防等部門的北京地下信息資料搜集起來，繪制一張詳細的地下地圖。

　　“只要摸清它的準確位置和活動規(guī)律，并對其進行日常監(jiān)測，斷裂帶其實并不可怕。在北京周邊建設(shè)斷裂帶監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急�！弊T成軒說。

　　北京平原地區(qū)主要活動斷裂帶有兩條，分別是黃莊——高麗營和南口——孫河，其中后者是北京地區(qū)規(guī)模最大的一條西北向斷裂帶。(作者：陳永杰 王夕)