災害地質
（壹）地震
地震是地殼巖層受力後快速破裂錯動引起地表振動或破壞。它帶來房倒屋塌、山崩地裂，乃至引發海嘯。它是最劇烈的地質災害之壹。
我國是最早記錄地震的國家，上古神話“頭觸不周山，使天柱折，天西傾，水東流”就是上古對地震的記述。中國歷史上則早在商周時期就有史官記錄地震。
地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，造成板塊邊沿及板塊內部產生錯動和破裂，是引起地面震動（即地震）的主要原因，其他原因還有火山爆發、隕石撞擊地球，三者都可造成不同程度的地震。
測量地震強度有兩種系列，常用的為裏氏地震震級分級，可劃分為九級。它按壹次地震震動所釋放出來的能量數值來劃分震動的級別。標準的統計方法是以距震中100千米處所測量到的最大震動幅度（以微米計，毫米的千分之壹）為單位的對數值。如該點測量到的水平方向的震幅為10毫米，即104微米，它的對數值為4，即等於四級地震。目前已知最大的地震震級為9.5級，是1960年5月22日的智利大地震。經過測算，這次地震釋放的能量相當於2.7萬顆廣島原子彈爆炸所產生的能量（廣島原子彈為2萬噸TNT爆炸的能量）。依據這壹劃分標準，3級地震為室內靜坐人員能感覺到的地震，4級地震能使室外人員感覺到地殼在震動，我們稱之為有感地震。如果達到了6級以上的地震，就屬於有墻倒瓦飛的破壞性地震，常伴隨有人員傷亡。
地震的另壹種統計劃分標準，是按強烈程度來劃分的，***分為十二級。上述4級有感地震的烈度相當於五級烈度的地震，墻倒瓦飛相當於8級烈度的地震，唐山地震的烈度應相當於十壹級烈度。地震烈度，是以地面人能感覺到、城市建築破壞強度來劃分的。它與裏氏強度壹般成正相關關系。裏氏地震級別高，地震烈度級別劃分也高。實質上，它還與震動中心在地殼中的深度相關，震中愈深，烈度愈低。壹般震動中心距地表十千米以內稱淺源地震，其危害程度大於深源地震。
地震構造示意圖
地震烈度還與地殼表層的地質結構有關。平原地區，地殼巖石圈之上有較厚松散的泥沙堆積物，它常處在地下水浸泡之中，當地下巖石發生震動時，震動時間稍長，就會造成本來呈固態的泥沙水三者混合體發生液化，變成可流淌的液態。我們在房屋建築工地時常可見到水泥澆註好後，工人拿起棒棍狀震動器，將棒插入半固態的水泥層中，在強烈震動下，水泥呈液態流動，它會驅除水泥層中大大小小的氣泡，震平原來手工澆註後呈起伏不平的水泥表面，從而使水泥形成致密狀的無氣孔的統壹整體。
據史料記載：唐山大地震的地震烈度為裏氏7.8級，由於引發城市區地基中的沙泥層整體液化，從而使地基失衡，發生波浪狀晃動，就像城市建在浪花上壹樣。平整的地基下面發生七高八低的變形，當然地基就變成七零八落的不穩定體，其上墻柱理所當然在頃刻間轟然倒塌，所以地震夷平了整個唐山市的地面建築。2008年5月12日的汶川地震，地震強度為裏氏8級，由於發生在川西山區，震後不少房屋雖破損嚴重乃至傾斜，但還豎立在地面而未被抹平，其原因就是它們的地基為基巖山區穩固的巖石，在發生震動過程中無液化，因此毀壞程度低。
地震毀壞程度還與地殼斷裂性質有關，如果此斷裂為壹逆斷層，它的下盤地層被上盤地層所擠壓。地震時震中位於斷層縫中，則上盤的震動烈度要大於下盤，因為下盤地層被上盤壓住，震幅當然受抑制。而上盤是個自由面，震動的發揮就比較充分，所以造成毀壞程度就高。在汶川地震中，成都平原是川西龍門大斷裂的下盤，所以成都市震動烈度就遠遠小於上盤的汶川縣。
地震造成砂體液化，在地質上也有記錄，那就是砂巖中的包卷層。地震造成沙層液化，由於震動使原來巖層間分布均勻的重力負荷發生改變，半固結狀態的泥沙層向低窪處流動，像軟泥壹樣陷落到陷落層中，形成了包卷構造。五臺山區的滹沱系青石村組火山巖上下石英巖、板巖層中大大小小的包卷層處處可見，顯然是地質歷史時期火山地震的震動記錄。
為了減少地震的破壞，國家對城市的建築作出規定，如房屋的基礎結構、鋼筋水泥的強度、圈梁的寬厚都有明確的規定和嚴格的數據。因為房屋鋼筋越多越粗，混凝土中水泥標號越高，房屋必然越牢固，人員的傷亡必然減少，但這必將大幅度地增加建築成本。本著既保障安全，又能節約成本的原則，根據建築地區的地震設防烈度，工程師經過地基勘察、巖土測試、準確計算、合理設計等程序，設計出滿足要求的施工設計方案。
生活與地質
從地質構造上分析，許多斷層具有活動性，有的已被固結焊死。比如山西地區18億年之前的斷層，基本都不再活動，只有燕山期（1.8～1.3億年間）發生的斷層才可能“復活”，至於2500萬年以來喜馬拉雅運動形成的斷層，其活動性更高，所以山西五大裂谷盆地，都屬於防8級地震區。山西歷史上曾有過8級地震的記載（洪洞8級地震），普遍發生過6級以上地震。
在修建高速公路、鐵路時，遇上活動斷層（1萬年以來發生過斷裂的斷層），線路必須繞開斷層。如果發現斷層發生在黃土中，就可以判定它是活動斷層。山西位於黃土高原的東部，而黃土高原形成於新生代，山西境內有不少此類斷層。
地震發生在海洋中時，常會引發海嘯。21世紀初，印度洋海嘯形成的海浪浪高15米，涉及範圍長上千千米，波及許多島國邊海地帶。這次地震由印尼—新西蘭之間的地殼大斷層引發，該斷層延長1500千米，斷層兩盤升降幅度10～15米。該海嘯襲來之前，許多地方迅速發生大退潮，當人們紛紛下灘撿魚蝦之時，波濤立即撲面而來，速度超過了百米沖刺，除了岸上的遊客被沖上二樓、三樓躲過壹劫外，大部分海濱遊客都在劫難逃，葬身於大海，甚至有不少人屍骨都未見（被埋海底）。
地震，這壹危及人們生命的地質災害至今尚無法準確預測，因為引起地震的因素太復雜，它涉及斷層性質、斷層兩盤巖層的結構、地應力的強度、地應力的方向等壹系列邊界地質條件。除此，板塊運動中地震區的位置、運動方式、方向、強度、互相牽制性以及地殼上部負荷的改變（例如興建水庫）等，均能引發地震的發生。如壹座大型水庫，蓄水後，由於水體增加，庫區內的重量可猛增至幾億噸乃至幾十億噸，加上築建大壩增加的重量也有幾十萬噸到幾千萬噸。這些在庫區範圍內新增的負荷，必然會使該地區應力狀態改變和負荷重新調整，它的改變可能會直接影響到附近斷層面的微小滑動。所以壹座大型水庫建成後，經常會觸發四級以下地震，其頻率可以多達數百到數千余次。
今天地震科學尚不成熟，仍處於探索階段。加上自然界的“蝴蝶效應”——南美亞馬孫河熱帶雨林中有壹種蝴蝶，扇動壹下翅膀，就有可能放大到北美刮起壹場龍卷風。對地震來說，當應力達到極限狀態時，也許壹輛重載列車駛過，就會觸發某壹區域的壹次地震。
地震來臨之前，不少動物會有異常舉動，如蛇出洞、鼠搬家、雞不進籠、狗狂吠。日本學者常提出“地震雲”，但這不是必然的規律。理論上講，地應力的劇增，可能引發地殼的電磁場反應，它作用到這些地下蟄伏的蛇鼠，也會促使它們出洞、遷移。然而氣候的波動、太陽黑子的活躍也可引發地殼電磁場的變化，甚至動物間種內鬥爭、外侵物種進入，也會造成原居地動物外遷。所以不能據此而發布地震預報。
科學發展到今天，我們只能指出哪些地方是地震高發區，哪些地方容易發生強震，但不能明確具體的時間，也難以指出地震的強度。
（二）山洪暴發
新中國建立後，我國根治了淮河、黃河的洪澇災害，全國大江大河引發區域性水災的機會大大降低了，但小流域的洪災卻增加了。
21世紀以來，甘肅舟曲山洪暴發，使整個縣城幾萬人喪生。舟曲城北兩條不足2千米長的小山溝，沖下幾十萬立方米的砂礫，溝口洪積扇上的房屋全部被沖毀，山洪從東西兩側傾註入城，加上南面白龍江的河曲外灣，洪水灌滿2米高的防洪堤內側，城區壹片汪洋。
地質人員常年奔波於野外，也時常遇到山洪，平時涓涓細流水不及足踝，但暴雨過後，水深可達兩米，洪水寬百余米甚至數百米，頃刻間濁浪滔天，沖毀了堤防，沖倒了房屋，沖走了大樹。1956年的壹場山洪，五臺縣石咀村（鄉政府所在地）靠河邊的半個村莊被洪水沖走。21世紀初的壹場山洪，使福州北山溝裏壹個軍校宿舍全部被掃平。
通過衛星及航空影像對比，與20世紀60～70年代相比，幾乎現在所有城市的占地面積與規模都擴大了許多倍，有的甚至達10倍以上。城鎮要擴展，高速公路、高速鐵路等城市基礎與配套設施也要興建，同時還要保證國家基本農田18億畝這條紅線不動搖。房子往哪裏建？擠河道、擠湖泊，填海填湖，向水域擴展，向山上擴展，城建出路走上了“上山下水”的路子。
為了提高人民生活水平，改善人類居住的環境質量，城市裏還要保障30%的綠地，這項要求已大大超過西歐各國。按照這種要求發展下去，我國城市在不久的將來會變成世界綠地占有率的“暴發戶“。
再以五臺縣的石咀村為例，該村歷史上曾遭洪水大災。這壹河段上百米寬的河道，如今只留下四分之壹的寬度。如果再來壹次像1956年那樣的大洪水，四分之三石咀村的住房將被淹沒。這種不科學無限制的擴展，必然危及人民的生命財產安全，應當引起有關部門的高度重視。
隨著快速化的城市發展和工業時代的到來，環境破壞和大氣汙染也越來越嚴重，如今大氣層外臭氧層的空洞在不斷擴大，二氧化碳排放量的不斷攀升，溫室效應的增加，已經造成了許多環境惡化的結果，如“厄爾尼諾現象”——局部海洋增溫引發的氣象異常，拉尼娜現象——局部降溫引發的氣象異常。本來春夏之交，江南黃梅雨——熱氣流北進與冷氣流交鋒而形成壹個多月陰雨連綿的梅雨期如今縮短了，雨量減少；原來雲貴高原初夏的雨季相反成了旱季，如此等等。這種大規模的空氣流動減弱了，而局部強對流氣旋增強了。總而言之，環境的急劇惡化，導致局部地區50年甚至百年壹遇的暴雨增多了，再加上許多違背自然規律的建築，洪水災害的概率也大大地增加了。
（三）泥石流
當山坡上堆積的沙泥土層中的孔隙裏充盈水並達到臨界值時，連水帶泥沙，在重力作用下就會向下遊流動，此時山坡上的風化滾石也將隨泥沙而被沖下。這種在水的參與下形成的高密度的泥沙流體就是泥石流。實驗數值表明，當泥沙中水分含量達到30%時，水與泥沙就會變成固溶體，在重力的作用下向下遊流動。當然山坡越陡，沙土層越厚，水分越多，運動的速度就越快；運動體的體積越大，它的危害性也就越強。
典型泥石流示意圖
當山坡樹木繁茂，植物根系發達，土層被植物交織成網時，泥石流不易發生。因為山坡越陡泥石流越容易發生，所以住房切莫建在陡坡上，也不能建於陡坡下。但到底多大坡度才能使泥石流不發生呢？壹般來講，可用沙錐體的穩定角作為判斷的依據，坡角小於30°時是穩定的。但實際情況遠比這要復雜得多，廣東韶關曾發生坡角僅5°～8°的泥石流。在水的參與和重力的作用下，不穩定的流體必然要往下遊流動，只要有坡度，必然受到重力的作用。當水含量超過50%時，即使只有3°～5°的坡角，也會發生流動。也正因為如此，泥石流的預防難度也相當大。
如果暴雨時間不長，雨水雖大，但來不及滲透就沿地表流走了，那麽泥石流也不會發生。反之，雨量雖小，但連綿不絕，下到地面的雨水來不及形成地表的流水就滲入地下。它有足夠的時間滲入泥沙空隙中，這樣幾乎所有的降雨都將儲存到松散的泥沙中，當含水達到壹定量時，泥石流就會發生。如果泥土層很瓷實，板結很緊密，它們的孔隙度很小，雨水即使滲滿沙土中的孔隙，但它的孔隙度遠遠小於30%，那麽雨再大，時間再長，也不會形成泥石流。
生活與地質
與泥石流相似的還有尾礦沈澱池，即尾礦庫。大型礦山采出礦石，壹般須經過粉碎、選礦工序，精礦選出後留下尾礦，壹般都堆積到選礦場附近的山溝中。因為選礦常用水作為載體；尾礦的管道運送壹般也不是幹沙，而是水溶漿體，也需大量水。所以沈澱池必然是個水沙混合池。池前必有堤壩，擋水擋沙往高處堆，而今這些堤壩遠遠達不到水庫那樣的安全系數，因為這些壩體主要攔截的尾礦是固體，水已從事先鋪設的管道流走了。
壹些工廠為了節約成本，往往將壩體建得不十分牢固。正因為壩體的安全系數較低，若在長時間的水的參與下，壩基失去穩定，整座壩體在很短時間內會被沖垮，成百上千萬立方米的尾礦砂就成為泥石流順溝迅速沖下，席卷途中壹切樹木石塊，位於壩體下遊的村莊、房屋、橋梁等也將被洗劫壹空，造成巨大災難。2008年，臨汾市襄汾塔兒山鐵礦潰壩事故造成幾百萬立方米的尾礦形成泥石流，掩埋了整個村莊，連同村中恰逢趕集的附近村民也命喪黃泉，造成了特大泥石流災害。該礦為磁鐵礦床，年產精礦幾十萬噸，原礦經粉碎、選礦後留下的尾礦年產近百萬噸。長200米，寬百余米的沖溝只有壹道壩體，所以壹旦潰壩，勢如萬馬奔騰。趕集的人聽到泥石流奔騰的聲音，來不及分辨是什麽聲響，高達2～3米的黑色砂漿前鋒已沖到跟前。只有集市兩端的村民來得及向外逃命，位於流線中央的村民發現砂漿洶湧撲來，來不及逃就已被卷入。這壹尾礦壩潰壩事件的發生，再次引起政府的高度重視。政府下令檢查全國尾礦壩，壹律要求工廠加固防險，責任到人，杜絕類似事故再次發生。
（四）崩塌、滑坡、地裂、地陷
1.山體崩塌
當山體坡度陡峭時，山壁就容易因重力作用及冰凍裂解作用而發生崩塌。重力作用使巖壁向山體外側的自由面發生傾斜，最終因與內壁失去聯系而向外成片倒下。冰凍裂解作用是滲入巖石中的水因溫度下降至結冰點以下而體積膨脹，使原來充填於巖片與山體之間的微小裂縫在熱脹冷縮作用下不斷被撐開，裂隙隨之擴大；水不斷滲進，裂縫不斷擴大，如此反復，巖石自然會被肢解。事實上，水在結冰時，每平方米可產生900千克的推力，隨著面積的增大，力量也隨之增加，當然幾噸、幾百噸甚至上千噸重的石壁也終究會被裂解、推倒。
崩塌作用，壹個重要的前提是巖石具有巨大、通透且平行於坡面的裂隙。無論原來的水平地層還是花崗巖體，它們都有很強的內部凝聚力，壹般是不會倒塌的。只有後來地殼的構造運動，使巖層產生陡傾、破裂，也只有這壹組裂隙面與外壁面走向平行時，石壁才會順節理面裂開至倒下，形成崩塌。地層傾斜時，傾斜的層理與山坡自由面的坡面朝向壹致時，巖層就會順層理滑下，或斜切層面壹片片剝落。這是構造運動導致巖石裂開，然後成片倒下的結果。更多的是巖石滾落，花崗巖、厚層石灰巖、石英巖等，因多組節理切割而風化成孤立的巨石狀，花崗巖的外形更接近於球狀，平時它們停留在山坡上，壹旦風吹草動或輕微震動，巨石就會失去平衡而滾下。
當巖石受到兩組近垂直、直立的節理面切割時，風化後的巖石呈石柱狀獨立於山坡外側，也較容易使石柱傾倒、崩塌。所以重力作用的崩塌實際包含三種倒塌形式：滑塌、崩塌、滾落。它均對住房產生危害，並威脅到坡下車馬行人、施工設備及人員。為了防止石壁滑塌及崩塌，通常需用水平橫桿打進山體，再用螺帽鐵板固定坡體。
2.滑坡
通常是巨厚松散堆積如黃土、紅土最容易產生滑坡，而基巖山體只有寬大平整的地層層理、巖石節理其面理朝向與坡面傾向壹致，即都朝向山體外面的自由面時，才可能發生順面理的滑坡。
山西高原黃土覆蓋面積達2萬平方千米，厚幾十米到二三百米的土層，沖溝深切，小型滑坡隨處可見，它們壹般寬幾米到幾十米，落差幾米，構成小型黃土臺階，貌似梯田（壹般田面很窄、田坎很高）。大型黃土滑坡的滑坡面長幾百米甚至1～2千米，滑落高度可達50～60米，壹般滑坡後緣斷壁面平整而開闊，它們常常發生在黃土梁靠近分水嶺區。
黃土區這兩種類型的滑坡很少有屋倒人傷的記載，但在人類居住較為密集的村莊及公路、大型工程開挖地區，此類災害時有發生。常見的有黃土滑坡、窯洞坍塌、人員被埋等，往往是由於人類的工程活動開挖，使原來處於穩定狀態的黃土因地基被挖而失去穩定，後方大量土方在重力作用下垮塌。
黃土滑坡也易在雨後發生。黃土中地下水充盈，土壤內聚力變小，容易使壁體滑動，水又成了滑動面上的潤滑劑。它也易在春天解凍季節發生，冬季結冰土層中孔隙擴張，但冰的保持力較大，不易發生崩塌。春天冰消融成水，壹方面使內部的保持力下降，另壹方面消融的水不僅留下更多孔隙，而且又作為潤滑劑，使地層失穩而滑落。所以開春解凍期易發生山石崩塌和滑坡。
3.地裂地陷
地裂地陷分兩種情況，壹是自然地裂，壹是人為地裂。
自然地裂通常指山頂、崖旁、坡上外側山坡在重力驅使下使其外翻，而在其後緣裂開成縫，它往往是山崩、滑坡的先兆（前已敘述）。冰凍作用也能使山坡出現裂縫、張開。
地陷?
壹般房屋不會建在崖頂邊緣，只有人口密集區的房子蓋在斜坡上，此時地裂就會危及房屋的安全。影響房基最大的地裂是人工開礦引發的地面裂縫。山西最多的地基沈陷型地裂是地下采煤形成的采空區因失去支撐或支架朽爛而導致頂板地層大幅度下沈，誘發出壹系列地裂縫，使墻體開裂、房屋倒塌等。南方不少深部采煤會造成大面積地面沈降，最終在地表形成新生湖泊。
地下水開采也會造成地面沈降，最顯著的例子莫過於20世紀60～70年代上海大面積高樓沈降，由於深層地下水的淡水被超量開采，地面在地表高層建築的重力作用下，采空（水）層被壓縮，從而使地面下沈了20～50厘米。找到問題產生的根源後，上海市政府采取地面水（黃浦江水）回灌手段來彌補地下水的超量開采，才阻止了地面繼續沈降。嚴冬灌黃浦江低溫水，到夏天用作涼水，可以降溫；夏註黃浦江高溫水，冬季供鍋爐供暖。
4.喀斯特地陷
石灰巖區巖溶作用發育，許多大大小小的巖溶盆地，非專業人員很難看出當地平坦小平原原來是溶蝕作用造就的。
這些地區若遇上久旱不雨，地下水水位下降，都向深部的暗河匯集，暗河之上的巖溶水虧空，導致原來浮在其上的松散層垮落，於是出現了大大小小的圓形巖溶盆，反映在地表以上，是原來平坦的莊稼地忽然陷落或塌陷出壹個個小型圓坑，並露出深深黑洞。
地下暗河含水層之上的莊稼地之所以會浮在含水層之上，是由於原來此溶落口被沙石卡住，因此沙石之上的泥土層得以平鋪其上而不致漏下。地下含水層的水壹旦流盡，本來堵口的沙石慢慢滑落，最後落入暗河中，落口之上的農用地因失去支撐而塌落下來，形成新的開口黑洞。所以房屋地基需先勘探，目的是探明地下有無巖溶漏鬥。如果在漏鬥上蓋起高樓，沙土承受不了其上的重壓，也會使房基局部下沈，導致地基裂縫、塌陷，危及樓房等地面建築的穩定。
20世紀60年代末，我國執行“深挖洞”、“備戰備荒”的方針，全國處處挖防空洞。許多防空洞未經過地下測繪，也沒有完備的圖紙留底備案，若未經勘探貿然在上面建房，將危及房基的穩定。如某單位1969年挖的防空洞，裏面都用磚塊砌洞壁、洞頂，到了20世紀80年代在上面建房而進洞做地下測量時，工程人員發現原來洞高1.9米已下沈了壹半，整個拱圈只留下1米左右高度，測量工作需匍匐進行。當時砌磚拱時未作地基處理，是認為如此堅硬的紅色黏土層不必夯實、加寬另作基礎，不料20年間竟下沈了近1米，但在地表沒有任何反應。因此，建設單位在開展工程建設前，對基礎進行勘探是十分必要的。
再如某單位由於暖氣管漏水，每年供暖季節期間都會有鍋爐或管道漏水滲入地下，從而引發地下土層濕陷、地基錯位，致使壹棟樓房的墻體裂開10～20厘米寬的縫隙，裂縫兩側的對應層被錯斷後高差可達5～6厘米，最終該棟樓房不得不作危房處理。在拆掉樓房時，工程人員發現其房基還十分堅固，用12磅大錘根本砸不碎，最後用重型機械才能破碎。即便如此，它也因無法支撐整座樓房的重量而開裂，最終導致地基不均衡沈降、墻體開裂而使樓房報廢。這壹實例告訴我們，地基局部沈降的原因是復雜的，許多地面都絲毫也看不出來，即便是簡單的地下水管道漏水也會造成地基開裂、樓房將傾。