中国地震地质图
Ⅰ 地震与地质构造之调查与研究有哪些
这方面首推中国地质学创建者之一、翁文灏最为杰出,1921年在《地质汇报》第3号上发表了《甘肃地震考》,他以近代科学的观点和方法,分析和论述了地震现象,特别在第四部分中说:“……此盖地壳构造,新经变动,基础未固,易生摇撼也。由是理论,穷其究竟,大抵甲类地震,原于外力,即所谓动力起于地质构造之外(诸如:壳内火山喷发,岩浆上冲等);而地质构造,特予以易受动力之弱点;乙类地震,则震动之因,在地质构造之中,原动力之力,即自地质变动之日,虽无外力,亦将自动……”。简要分析,表明作者对构造地质起因,并提出地壳内外变动,决定地震的强弱和频率以及性质、烈度震级等。文中还引述了1913年出版的上海黄司铎编的,J.Tobar.H.Gauthier校补的,法文《中国地震表》(Catalogue das tremblenents de Terre Signales en Chine Dapres les sourees chinoises)集古今图书之大成,值得参阅。
1922年他在出席了比利时布鲁塞尔召开的13届国际地质大会,并发表了《中国地质构造对产生地震的影响》,最早向国际上介绍中国地质构造格局及与中国历代地震的影响,受到重视。论文发表在《第13届国际地质大会论文集》(1922)。
1933年在《会志》上发表《地震对中国某些地质构造的影响》(《会志》2卷3-4),文中附有一张珍贵的中国地震分布图,突出地反映出大地震与大断裂的密切关系,并按其构造特点划分若干地震带,列举出各地震带的历史地震震中表,同时文中还对云南洱海大地震研究成果做了介绍,翁文灏先生作为中国地震构造研究的创建者,是当之无愧的。
1938年常隆庆在《地质论评》第3卷3期上发表《四川叠溪地震调查记》中,论及了地震地质构造的特点。
著名地震学家李善邦等,也对荷泽地震做过调查与研究,较早地提出断层错动是发震的主因的科学论断;1940年米尼尔、李亚卫在《地质论评》5卷第5期上发表《地震与地动》,文中高度评价德国魏格纳的大陆漂移理论所倡导的活动论和大陆水平运动,同时也评述了美国泰勒和乔利以及奥地利著名学者休斯及其《地球的面貌》对地震构造理论的推动与影响;1947年王竹泉在《论评》12卷1-2期上发表《河北滦县地震》等。
Ⅱ 中国大陆地震构造及现今地球动力学若干问题
叶洪陈国光郝重涛周庆
(中国地震局地质研究所,北京100029)
摘要在现今地球动力学体制下,中国大陆板块内部的构造活动表现为6个各具特色的构造运动及内部变形的一级块体(青藏块体、甘新块体、东北块体、华北块体、华南块体及东南沿海块体。中国大陆地震活动与现代构造运动受制于特提斯-喜马拉雅构造带及西太平洋构造带两方面的影响。中国大陆西部现代构造运动的力源主要来自印度板块与欧亚板块的碰撞,而中国大陆东南地区及东北地区则主要分别受菲律宾海板块及太平洋板块的影响。华北的情况比较复杂,太行山以西的华北西部以特提斯-喜马拉雅构造带的影响为主,郯庐带以东的华北东部以西太平洋构造带影响为主,介于以上两者之间的华北中部地区可能是两种影响混杂的过渡地带。大陆板内各个块体之间的边界在很多段落上表现出弥散性变形的特点,它们之间的相对运动幅度是有限的,这些都与岩石圈大板块之间的相对运动及变形方式有很大不同。在上述块体内部,应变能的释放主要沿着原有的构造软弱带进行。在中国大陆东部的各个块体内古裂谷或被动大陆边缘的地壳颈化带是最重要的构造软弱带。而在中国大陆西部,一些古生代以来褶皱带的主边界断裂或主中央断裂仍是当地主要的构造软弱带。大地震往往沿着上述构造软弱带成带状分布。板内大地震复发间隔的统计结果表明,中国大陆板内块体运动及变形的速率比板块边界要小一到两个数量级,这对板内块体运动学模型是一个重要的限定。
关键词地震构造地球动力学中国大陆
1引言
从本世纪初阿尔冈(E.Argand)最早提出喜马拉雅大陆碰撞的设想算起,中国大陆地球动力学问题的研究已经经历了中、外学者好几代人的努力。到目前为止,这仍是世界上地球动力学研究的一块热土。各种科学基金及国际协作组织争相立项,各国地球科学家纷至沓来,都想在中国大陆内部地球动力学的研究中占有一席之地。
中国大陆的这一科学魅力首先来自于它在全球构造格架中所占的独特的构造位置(图1)。从全球构造的角度看,中国大陆正好处在目前世界上最大的两条全球规模巨型挤压构造带:特提斯-喜马拉雅构造带与环太平洋构造带的接合部位。特提斯-喜马拉雅构造带代表着全球规模南、北大陆的聚敛与碰撞,它横贯欧、亚、非三洲自西向东延伸,在中国大陆内部东经104°附近嘎然终止。这一巨型构造在这里的突然收尾,显然是因为受到了近南北向西太平洋构造带的阻挡,在这里它的巨大的近南北向压缩变形必须以某种方式与西太平洋边缘近东西向板块聚敛运动影响下的中国大陆东部构造变形相协调。
图1中国及邻区现代板块及板内运动示意图
中国大陆地质的另一个重要特点是它本身的复杂拼合结构。中国大陆既不同于典型的北大陆地块(如西西伯利亚、俄罗斯),也不同于典型的南大陆地块(如非洲、澳大利亚、南美等)。它是由部分北大陆碎块、部分南大陆碎块以及若干位于南、北大陆之间的小陆块拼合而成的。在漫长的拼合历史过程中,围绕着相对比较刚性的古陆块形成了大量相对比较韧性的不同年龄褶皱带。
中国大陆基底这种软硬相间的拼合结构,加上上述两个超级构造动力学系统在这里的强烈对抗与相互协调,必然使其现代构造运动及变形表现出独特的复杂性及多样性。中国大陆内部一系列令世人瞩目的现今地球动力学现象就是在这样的构造背景下发生的。例如:青藏高原的快速隆升、缩短、地壳增厚及向东挤出;天山、阿尔泰山的再生隆起与塔里木、准噶尔盆地边缘的快速沉降;华北一系列新生代裂谷盆地的拉开与迁移;华南地块的持续缓慢隆升及东移;菲律宾海板块与欧亚板块在台湾东部斜向碰撞及其在中国东南沿海引起的挤压剪切变形等,这些都与在现今地球动力学体制下中国大陆内部软硬相间块体间的相对运动有关。这些热点课题的研究不仅具有区域性意义,而且对于认识整个地球大陆岩石圈构造行为及变形机制具有普遍意义。
地震构造分析历来是研究现今地球动力学的一个重要途径,从构造地质学的角度来看,地震就是岩石圈构造变形过程中的破裂-错动事件。目前已有日趋成熟的地震地质学及地球物理学方法可对地震与构造的关系进行系统研究,包括各次地震的构造力学背景、震源破裂过程以及地震活动在最近地质历史时期的时空分布规律等。这些研究成果对认识大陆内部现今地球动力学过程,特别是大陆内部块体相对运动及块体内部变形无疑具有十分重要的意义。
近十多年来,配合联合国国际减灾10年计划,我国在地震区划、重大工程及城市地震危险性分析等方面开展了广泛的工作,这些工作涉及到地震构造方面的一系列基础研究。由此产生的大量研究成果,是我们进一步认识中国大陆现今地球动力学过程的新的基础。在本文中,作者想应用近年来在地震区划及工程地震工作中积累与收集到的各种地震活动性、震源机制、古地震、大地震地表破裂及形变带等资料,对中国大陆地震构造特征作一次再分析,在此基础上,从地震构造的侧面对中国大陆现今地球动力学研究中大家关心的某些问题作概要的讨论。
2中国地震构造分区及大陆板内块体
地震的空间分布曾是确定现代岩石圈板块边界的重要依据,同样,大陆板块内部现代构造运动的块体性,在地震的空间分布上也有相应的反映。但是,由于板内地震分布的弥散性,情况比较复杂,研究方法也应有所不同。对于岩石圈板块,一般根据巨型地震带的展布,就可以相当明确地划分板块边界,而对于板内块体,除了需要考虑地震空间分布外,还需要更多地从地震构造的区域特点上去进行分析,也就是首先需进行地震构造分区。
根据地震空间分布及地震构造的区域性特点。我们将中国划分为以下10个地震构造区(图2):甘新地震构造区、青藏地震构造区、喜马拉雅地震构造区、东北地震构造区、华北地震构造区、华南地震构造区、东南沿海地震构造区、台湾中西部地震构造区、台湾东部地震构造区、南海地震构造区。
上述10个地震构造区中,有两个地震构造区,即喜马拉雅地震构造区及台湾东部地震构造区分别与喜马拉雅板块碰撞带及台湾东部板块碰撞带相对应。另有两个地震构造区,即台湾中西部地震构造区及南海地震构造区,可看作是板缘及板内构造区的过渡。其余的6个地震构造区则具有板内地震构造区的性质。
将这6个板内地震构造区的位置与前寒武纪结晶基底的分布进行对比,可以看出,上述板内地震构造区大多都是以一两个前寒武纪古陆块为核心,古陆地之外,一般围绕着古生代以来的褶皱带。例如:华北地震构造区是以著名的中朝地台为核心的;东北地震区以松嫩地块为核心,周边为古生代褶皱带;华南地震构造区以扬子地台西部为核心,东侧围绕有古生代褶皱带;东南沿海地震构造区大致以华夏古陆块为核心;甘新地震构造区由塔里木地台、准噶尔地块以及发育其间的古生代褶皱带组成;青藏地震构造区的情况比较特殊,它主要是由古生代以来各个时代的褶皱带组成,但其中夹杂着一系列较小的古陆块,如:柴达木地块、羌塘地块、冈底斯地块、松潘-碧口地块等。上述各个地震构造区具有各自独特的现代构造应力场特征、地壳变形和地震能量释放方式以及块体运动方向。因此应被看作是在现代构造运动体制下中国大陆板内的一级块体。
图2中国震中分布及地震构造分区
Ⅰ—甘新一级地震构造区;Ⅱ—青藏一级地震构造区;Ⅲ—喜马拉雅地震构造区;Ⅳ—东北一级地震构造区;Ⅴ—华北一级地震构造区;Ⅵ—华南一级地震构造区;Ⅶ—东南沿海一级地震构造区;Ⅷ—台湾中西部地震构造区;Ⅸ—台湾东部地震构造区;Ⅹ—南海地震构造区
这些大陆板内块体的边界一般沿袭先存的断裂带或古陆块缝合线发育,但并不一定与前期构造单元的边界完全吻合。
与板块边界的情况不同,板内块体边界的地震活动性在许多段落上表现出明显的弥散性,地震活动的强度也很不均匀。依据地震活动性的强度及分布特点可以将板内一级块体的边界分为三种类型:
(1)线性快速运动边界。例如青藏块体北边界,沿着阿尔金断裂、祁连山山前断裂发生大规模走滑运动,地震密集分布,这类板内块体边界,类似于板块边界,边界两侧块体间的相对运动速率较大,最大可达到1cm/a左右的量级。
(2)弥散型运动边界。例如青藏块体东缘及华北块体与华南块体边界的西段,地震沿着多条断裂呈宽带状分布,块体间的相对运动,总体来说可能有相当大的幅度,但位移不是沿着一、两条主干断裂发生的,而是通过有相当宽度的弥散型变形(distributed deformation)来实现的。
(3)微弱运动边界。例如华北块体与东北块体的边界,华北块体与华南块体边界的东段,华南块体与东南沿海块体之间的边界,地震活动性不强,块体间的相对运动微弱。
板内块体边界地震活动的这些特征说明大陆板块内部块体的相对运动与板块间的运动相比,在活动强度与方式上均有很大差别。
3中国大陆板内一级块体运动模型
在现今地球动力学体制下,中国大陆内部的各个板内块体,都以各自不同的方式进行着相对运动及内部变形调整[25]。地震的震源机制解及大地震所产生的地表破裂带为研究大陆内部现代构造应力场及块体构造运动模型提供了重要依据(图3、图4)。根据我国大量地震震源机制解[5]及50多个大地震的地表破裂带[3,4,23,27~29,31~36],我们对大陆内部块体的现代构造运动得到如下认识:
中国西部受印度板块推挤向北运动,总的来说表现为近南北方向的地壳压缩变形并相对于中国东部向北作右旋扭动。其南部的青藏块体内主要是由古生代以来各个时代的褶皱带组成。虽然内部及边缘有小块古陆块卷入,但总的来说比较韧性,因此,内部变形调整量较大,整个块体发生强烈压缩变形,地壳加厚,地面隆升。由于它处在特提斯-喜马拉雅构造带的尾部,南北向挤压具有明显的不对称性,其西侧的挤压强于东侧的挤压,造成青藏块体在向北运动过程中同时向东呈喇叭型挤出,其北部向北东东方向运动,其南部向南东东方向运动。位于青藏地块以北的甘新块体主要由刚性较强的古陆块组成,在古陆块之间夹持着相对比较韧性的褶皱带。在青藏块体的推挤下,甘新块体向北运动,现代构造应力场主压应力方向近南北向,内部变形调整主要表现为古陆块间的褶皱带的压缩变形与地壳增厚,致使原来已经夷平的天山、阿尔泰等古生代褶皱带上升形成再生山脉。
图3中国地震震源机制解
图4中国大地震地表破裂带
中国大陆东部的基底由松辽、华北、扬子、华夏等古陆块及围绕着这些古陆块的古生代至早—中生代褶皱带组成。以上述古陆块为核心,自北向南形成东北块体、华北块体、华南块本及东南沿海块体,其中受西部动力学过程影响最大的是华北块体。华北块体的西部现代构造应力场主压应力方向为北东东向。受甘新块体及青藏块体向北及北东方向运动的影响,沿着近南北及北北东方向的断层发生右旋张扭运动并在尾端形成北东或近东西向的拉张盆地。这一运动形式在太行山以西表现得最为典型,并可部分影响到郯庐带以西的华北中部地区。郯庐带以东的华北东部地区现代构造应力场主压应力方向为近东西向,地震断层往往表现为北东及北西两组共轭剪切断层的活动,这一情况与华北西部地区的以北北东向右旋扭动为主的张扭性活动方式明显不同,说明华北东部地区的现代构造活动主要是受西太平洋边缘板块运动的影响。震源机制结果还表明:这一来自西太平洋边缘构造带的影响可以越过郯庐带影响到华北中部地区。因此位于太行山以东及郯庐带以西的华北中部地区是受东西两种影响混杂的过渡地带。以华夏古陆残块及沿海晚古生代,早中生代褶皱带为基底的东南沿海块体明显受到菲律宾海板块吕宋弧与台湾陆壳碰撞的影响,现代构造应力场主压应力方向为北西西向,沿海有一系列等间距排列的北西-北北西向张扭性断裂及北东东向压扭性断裂,北东走向的山地缓慢隆起,地震活动强度从沿海向内陆海逐渐减弱。位于东南沿海块体与青藏块体之间的华南块体其西半部基底为扬子古陆块,东半部基底由加里东褶皱带组成。在东南沿海块体及青藏块体的东西两侧挤压下缓慢隆升,现代构造应力场主压应力方向也为北西向,但现代构造活动较弱,是中国大陆地震活动强度最低的块体。东北块体的基底为松嫩古陆块及其周围的褶皱带,受太平洋板块俯冲及日本海小板块反向俯冲的影响,现代构造应力场主压应力方向为近东西向。
4大陆块体内部变形及应变能释放方式
4.1块体内部构造软弱带
地震的空间分布表明中国大陆板块内部应变能的释放除了沿着上述板内一级块体的边界进行外,还有相当一部分是在块体内部沿着各种先存的构造软弱带进行的。当先存的构造软弱带方向与现代构造应力场最大剪应力方向相近时,具有最大的活动性。
中国大陆东部的前寒武纪古陆块特别是华北地块,在中、新生代时期曾普遍遭受过裂谷作用的改造。在裂谷强烈扩张时期,沿着裂谷带上地幔软流圈上拱,地壳减薄,形成地壳颈化地带[17]。地壳颈化带是中国大陆东部重要的构造软弱带,华北的板内大地震大多沿着这些地壳颈化带展布。例如,汾渭带、银川-河套带、华北平原带、郯庐带中段等。东南沿海最重要的一条地震带——广东滨海地震带,则与南海第三纪扩张时形成的被动大陆边缘地壳颈化带有关。
在中国大陆西部,一些晚古生代或中生代褶皱带的主边界断裂或主中央断裂仍是当地最重要的构造软弱带,许多大地震沿着这些地带分布。
4.2块体内部主要变形方式
4.2.1走滑及共轭剪切网络
从地震震源机制及大地震地表破裂及变形带上可以看出,走滑断层作用是中国大陆板内地块内部最常见的变形方式。无论是中国东部地区还是西部地区,大部分地震都是以走滑错动分量为主的。走滑一般沿着那些与现代构造应力场的最大剪应力方向相近的原有构造软弱带发生。由于最大剪应力是成对出现的,因此在适当的条件下会形成各种规模的共轭剪切网络。例如,在华北地块的中部,主压应力方向以北东东向为主,地震大多沿着北北东向古近纪古裂谷地壳颈化带及北西西向古裂谷横向断裂发生,形成锐角指向北东东的共轭剪切网络。在东南沿海地块存在着锐角指向北西西的较小规模的共轭剪切网络。
4.2.2走滑拉分
走滑断层引起的尾部拉张或错列部位拉张,是中国大陆东部地区常见的另一种块体内部变形方式。中国大陆东部有一部分地震的震源机制解具正断层性质,它们都是由走滑拉分引起的。特别是华北地块的西部,因受到青藏地块向东北方向的推挤,沿着北北东方向及近南北向的右行走滑断层发育一系列北东走向至近东西走向的走滑拉分盆地。这些盆地的边缘及内部主要断层大多以正断层或正-走滑断层为主。例如图3所示河套盆地1979年五原地震,即是典型的正断层。
4.2.3逆冲及地壳缩短
在中国西部,除了走滑断层引起的地震外,尚有相当一部分地震是由逆冲断层引起的。例如图3所示的1963年乌恰地震、1965年乌鲁木齐地震、1969年乌什地震,以及1985年乌恰地震等。地震资料还表明,在中国西部即使是走滑断层性质的地震也往往都含有逆冲断层的分量。由此可见,逆冲作用以及与此相伴的地壳缩短作用在中国西部板内地块内部的变形中起了重要作用。可以这样说,在中国西部,板内块体内部变形及应变能的主要释放方式是走滑加逆冲,而在中国东部,则是走滑加拉分,两者形成明显对比。
4.2.4块体旋转
近来块体旋转在大陆板内块体运动及内部变形中所起的作用日益受到重视。一些研究结果曾指出华北地块西部的鄂尔多斯块体存在着反时针旋转。另一些研究结果则指出在青藏地块的东缘,存在着一系列北西向小地块的顺时针旋转。我们设想由于板内块体运动受到周围环境的限制,不可能像岩石圈板块那样作大幅度的平动,因而往往需要用块体转动来调整各自的位置及释放应变能量。
著名的“南北地震带”沿着特提斯-喜马拉雅构造带收尾的部位展布。它是中国西部大陆相对于东部大陆作右旋扭动的结果。沿着南北地震带,发生较多的块体旋转不是偶然的,它说明块体旋转可能在调节中国西部及东部这两个截然不同的构造变形区方面,起了相当重要的作用。由于西部大陆相对东部大陆作右旋扭动,因此南北地震带以西的块体转动多为顺时针方向,其以东的块体旋转多为反时针方向。
5大地震复发周期与板内块体运动及内部变形速率
近十多年来迅速发展起来的史前地震研究对现有地震资料是一个极有意义的补充与外延,它不但大大拓宽了我们对地震空间分布的视野,并且使我们对地震事件在最近地质历史时期的时、空分布规律开始获得某些认识[24,26]。
我国现在通过野外地震地质考察发现并进行过年代测定的全新世史前地震遗迹已达近百处[6]。在很多地方通过详细的槽探工作,证实了史前地震事件的多次重复,并采用14C,热释光,ESR等多种测年手段估算了大地震的复发间隔。
从表1列出的史前地震复发间隔时间可以看出,青藏块体及其周边大地震的复发间隔一般在1000~2000a;甘新块体大地震的复发间隔约为2000~3000a;华北块体的大地震复发间隔一般为2000~5000a或更长,这与板缘地震带大地震复发间隔仅为100~200a相比,相差了一到两个数量级,这一事实与上面提到的板内块体边界运动的弥散性及微弱性均表明大陆板内块体的相对运动速率及规模是有限的。在周边板块的推挤下,中国大陆内部块体之间存在着一定幅度的相对运动,并以此来调节板块间的运动,但是否像某些外国学者所认为的那样普遍存在水平运动年速率高达厘米级的大陆挤出运动(continental escape),看来是很值得商榷的。
表1中国大陆史前地震事件重复间隔
从大震复发间隔的时间来看,可以认为在中国大陆内部年速率达厘米级的板内块体水平运动是很个别的。板内一级块体的边界及内部主要活动断裂一般具有毫米级的水平运动速率,西部较高、东部较低。同时在中国大陆东部相当普遍地存在着低于毫米级的缓慢或极缓慢板内断裂活动。需要指出的是,在这里“缓慢”或“极缓慢”仅只是相对于板缘的活动速率而言的。这些“缓慢”或“极缓慢”的板内断裂活动同样可以造成破坏性地震的发生并留下各种构造形迹,只不过其复发周期相对较长,时间非线性特征更加复杂而已。而这,正是板内地震预报及工程地震安全性评价的难点之所在。
6结语
地球动力学研究的进展,在很大程度上依赖于观测技术的发展。在某种意义上甚至可以说,有什么样的观测技术,就会有什么样的地球动力学。
尽管近十多年来,人们在深部探测、地球物理资料解释、空间技术的应用、地球化学及地质测年技术方面取得不少重要进展。但是应该看到,就整体而言,我们对地球深部的探测能力及对地质历史的追溯能力目前仍然是相当有限的。存在着许多观测能力上的“盲区”及“模糊区”。在这种情况下,目前的不少推断与解释(包括本文中提出的一些认识)只具有阶段性的意义,其中有一些日后可能被证实为不充分资料基础上的误解。
在未来的一二十年内,地球动力学研究能取得多大进展不完全取决于地球科学家的努力,它在很大程度上还取决于人类整体科学技术水平所能提供给地球科学家的技术支持能力。不过,作为一个地球科学家也不应该仅仅只是等待别的学科的发展给自己带来新的“技术利剑”,而应该主动地到别的学科的武器库中去寻找,应该主动跟踪别的学科的技术发展前沿,或者再加上自己的“创意”,组装出地球科学新一代的“干将”与“莫邪”。
致谢本论文是在国家自然科学基金项目(编号49572155)及中国地震局重点项目(编号85-07-01及95-05-02)的支持下完成的。作者感谢丁国瑜、马宗晋、汪一鹏、邓起东、张裕明、时振梁、高维明,多年来在地震地质工作中给予的各种支持与帮助,感谢北京大学钱祥麟老师在中国区域构造及大陆结晶基底方面给予的热情指教。此外,周永东、杨文龙、张华等曾在不同程度上参与本项工作,在此一并致以诚挚谢意。
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[36]虢顺民等.1515年云南永胜地震形变带和震级讨论,地震研究,1988,11(2).
Ⅲ 构造活动与地震地质
区域上挽近期构造活动较强烈,历史上在上述断裂的不同地段曾发生过中强地震。三条主干断裂的地震活动水平大体相近,同一断裂不同段活动性存在明显差异,即表现出明显分段活动特征。2008年,前工程区及其邻近地区(40km范围)无强震发生记录,除茂汶断裂的草坡—汶川—茂县段外,构造活动性微弱,区内地震烈度主要受外围地区历史强震的影响,地震烈度最大不超过Ⅵ度。仅在1787年12月13日于工程区附近灌县发生过一次4.7级的中强地震,震中烈度为Ⅵ度,因此工程区的地震烈度主要受外围地区历史强震的影响。《紫坪铺水库初设地质报告》根据外围几次典型的强烈地震统计(表2-1),对工程区的影响烈度最高可达Ⅹ度(2008年汶川大地震)。区内弱震活动虽然频繁,但据统计,大部分微弱震都随机发育,分布在映秀断裂西北侧的杂岩体内,弱微震的分布也与断裂不相吻合,亦无明显的线性排列,库区及其附近的断裂并非控震构造,无强震活动的迹象。
表2-1 外围历史强震对工程的地震影响烈度表
(据中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,1994,参照5·12汶川大地震补充)
同时,根据川内地区72个震源机制解求出区域上主压应力方向以NWW为主(达70%),次为NW向,龙门山及附近外围地区的震源机制解(19例)得出的主压应力方向平均值为N86°~75°W。在这种区域应力环境条件下,龙门山构造带主要受到压应力的作用,而剪切分量却较少,加之鲜水河与安宁河两断裂带对来自西部地壳应力所起的屏障作用,使本区现今构造活动性减弱。
岷江上游地区的新构造运动主要表现为掀斜和差异抬升,但没有强烈的逆冲推覆和大规模褶皱作用。据区内断裂最新活动性测年和形变资料,龙门山构造带的主要活动断裂在晚更新世时期经历了一次较强烈的活动,一直延续至晚更新世末期。三条主要断裂的活动强度属弱至中等强度,自北向南活动性由强至弱。末次冰期海平面(侵蚀基准面)下降120~150m,地壳抬升和强烈溯源侵蚀的加深下切作用,致使岷江主河道下切更加强烈,其最大下切深度已达到现代岷江谷底(730m)。
此外,据深断裂规模等综合判定,枢纽区断层几乎不曾活动,特别是F3断层仅在150万年前曾轻微活动过。因此该区属地壳基本稳定区,活动年龄和形变资料见表2-2。
表2-2 工程区断裂新活动年龄及形变综合分析
(据中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,1994,参照2008年5·12汶川大地震略有修改)
构成工程区的三条骨干断裂的地震活动水平大致相近,同一条断层具有分段活动性,强震往往发生在断裂的最新活动段上,如安县—灌县断裂带南西段比较活动,地质历史上曾发生过Ms≥6.0级(天全,1327年8~9月)和6.2级大地震(大邑,1970年2月24日);北—川映秀断裂带北东段活动较强,北川1958年2月8日发生6.2级大地震,2008年5·12汶川8.0级大地震,紫坪铺大坝距映秀震中17km,距地震断裂8km,实际影响烈度Ⅸ~Ⅹ度;平武—茂汶断裂带草坡—汶川—茂县段活动较强,1657年4月21日就在汶川发生过6.5级地震。
2008年5·12汶川大地震时,紫坪铺大坝坝顶强震仪记录最大峰值加速度达1.5g(g=980cm/s2)。
Ⅳ 中国地震的分布
中国是世界上地震较多的国家之一,这主要与其所处的地球动力学环境有关。中国位于欧亚板块东南部,受印度洋板块、欧亚板块、太平洋板块和菲律宾板块夹持。同时,在其东面有环太平洋地震带的西太平洋地震带通过,西部和西南边界是地中海-南亚地震带经过的地区。由此看来,我国处于世界上两个最活动的地震带之间,有些地区本身就是这两个地震带的组成部分,并且广大地区都受它们的影响。因而我国的地震活动不仅频繁而且强烈,如图1-3所示。根据地震活动的强度和频度,大致可分以下三种情况:
(1)地震活动强烈的地区 包括台湾、西藏、新疆、甘肃、青海、云南、宁夏、四川西部等省区。这些地区除少数地方历史记载较早以外,大部分地区由于人烟稀少,只从1900年后才有记录。近百年来,中强地震一再发生,在强度和频度方面已大大超过其他地区,是我国地震活动最显著的地区,占全国地震总数的80%。
(2)地震活动中等的地区 地震震级可达7~8级,但频度较低。属于这种情况的有河北、山西、陕西关中地区、山东、辽宁南部、吉林延吉地区、安徽中部、福建一广东沿海地区及广西等省区。占全国地震的15%。
(3)地震活动较弱的地区 仅偶尔发生破坏性地震,最大震级只有6级左右,强震间隔时间也较长,一般都在百年以上。属于这类的省份和地区有江苏、浙江、江西、湖南、湖北、河南、贵州、四川东部、黑龙江、吉林及内蒙古的大部分。占全国地震的5%左右。
应当指出,上述地震活动性分区是按我国行政区划考虑的,但地震的分布是受地质构造控制,集中在一些特定的区域或带。因此,即使地震活动强烈地区的地震也不是均匀分布,有的地段相对集中,有的地方则很零散。
总的来说,中国西部地区的地震活动性比东部强。西部地震主要沿强烈隆起的青藏高原周边、横断山脉、天山南北麓、祁连山一带。东部地震则主要发生在强烈凹陷下沉的平原或断陷盆地,以及近期活动的大断裂带附近,如汾渭地堑、河北平原、郯城-庐江大断裂带等。如图1-3所示。
我国境内发生的地震,绝大部分为震源在地壳中的浅源地震。中源地震分布于三处:一处是台湾东部沿海,如基隆东北、宜兰及花莲以东的海里;另一处是西藏雅鲁藏布江以南的江孜、错那等地区;再一处是新疆西南部的塔尔库尔干、麻扎一带。深源地震仅分布于吉林省和黑龙江省东部交界处的安图、珲春、穆棱、东宁和牡丹江一带,震源深度多在400~600km之间。
根据地震空间分布规律的总结,地震活动带大多与不同地壳块体的接合带相吻合。按其接触关系的不同,分为以下几种类型:
(1)不同性质的地壳互相衔接地带 太平洋的周边属于这种类型,太平洋的大洋型地壳分别与亚洲、大洋洲、美洲及南极洲等不同的大陆型地壳相接,形成一个规模巨大的地壳破裂带。由于不同性质地壳块体间的互相运动,造成在这个破裂带能量易于聚集和释放的条件。
图1-3 中国地震(M≥6.0)震中分布略图
(2)性质相同的不同地壳块体的接合带 喜马拉雅至地中海一带是沿东西方向的南北两个大陆型地壳的接合带。由于北部的亚欧大陆地壳与南部的冈瓦纳大陆地壳彼此顶撞,形成强烈的挤压带,北部的块体上冲于冈瓦纳大陆之上,造成强烈的地形隆起,成为世界上大陆地壳最厚、地形最高的地区,并在该接合带形成了地球上另一个强震集中的地段。
(3)相同性质的地壳彼此分离的地带 大洋中脊和中隆所形成的地震带即属这类地带。该带至今仍活动着的大断裂带,是海洋地壳张性裂隙的发展。被转换断层错开的断距越大,地震活动性也就越强。
(4)大陆地壳内的巨型构造活动带 它与地震的关系也极为密切,是断裂构造活动的结果,一般均具有较长时间的发展历史,并且现今仍在活动着。这种地震在我国境内,中亚地区,北美大陆及东非地堑系内均有分布。
Ⅳ 读“中国地震局发布汶川8.0级地震烈度分布图”,完成(1)~(3)题。 (1)此次地震的烈度大致A.以汶川为中心
B C B Ⅵ 谁能发给我一张中国地质分布图啊(包括地震带和火山分布)
中国地震主要分布在五个区域:台湾地区、西南地区、西北地区、华北地区、东南沿海地区和23条地震带上。 Ⅶ 地震地质建模 淮南顾桥勘探区域新生界第四系地层的胶结程度较差,吸收作用严重,比较接近黏弹性介质。地震波在黏弹性介质中传播时,高频部分被强烈吸收,地表附近激发的地震波在地球介质较深处传播时表现为低频,即长波长。野外地震观测和实验室研究发现,层状介质中传播的地震波的波速呈现出明显的各向异性现象。最明显的表现为,地球介质中平行岩层面的波速在许多情况下都要高于垂直于岩层分界面传播的速度。 对于类似于煤系地层的沉积地层来说,在沉积物胶结成岩的过程中,会形成很多具有薄互层结构的沉积岩体,如砂泥岩薄互层、煤矸互层等。这些薄层在测井的分辨率上可以看成是一种各向同性的介质;但是在地震频带内,一个地震波长范围内包括了多个薄层,此时用基于各向同性的常规地震技术对地质体进行研究必然会导致认识上的误差,所以建立接近煤系地层的地震地质模型必须基于各向异性理论。由于成层的沉积与重力压实作用,煤系地层可以看成一种特殊的各向异性介质:横向各向同性介质,简称TI(Transverse Isotropy)介质。由于受到区域构造应力的作用,TI介质可以根据对称轴的方向划分为图1.6所示的3种类型:具有垂直对称轴的VTI(Vertical Transverse Isotropy)介质、具有水平对称轴的HTI(Horizontal Transverse Isotropy)介质和具有倾斜对称轴的TTI(Tilt Transverse Isotropy)介质。 图1.6 不同对称轴的TI介质示意图 当研究沉积岩体时,TI介质可以近似地用来表示水平层状介质中周期性沉积的薄互层所表现的各向异性,所以这种介质也可称为各向异性介质PTL(Periodic Thin-Layer)。在VTI介质中,地震波的传播速度与方位无关,可称为方位各向同性介质。当地层中存在较强的水平应力时,岩层中会发育定向排列的垂直裂缝,这种岩层可以用HTI介质来描述。由于介质中裂缝诱导的TI特性反映了水平地应力的方位与强度信息,这种TI介质也被称为泛张各向异性介质EDA(Extensive Dilatancy Anisotropy)或方位各向异性介质。如图1.7所示,煤层是一种抗压(抗拉)程度较差的介质,地应力的存在会导致煤层中裂隙的广泛发育,所以煤层是一种典型的EDA介质。 图1.7 具有EDA特征的煤层 综合以上分析,本次试验区的地层可以用黏弹性、VTI、EDA以及各向同性介质的组合进行描述,建立的模型如图1.8所示。松散的第四系覆盖层近似黏弹性介质,对地震高频的吸收作用强;整套煤系地层可以看成VTI介质与EDA介质的互层,各向异性特征较为复杂;1煤下方的灰岩与砂岩较厚,岩性单一,可以看成是各向同性介质。在这种各向异性地震模型中,地震波会发生复杂的波形转换与极化偏振;而基于各向同性地震理论的常规三维地震采用单分量检波器接收反射波场,获得的只是三维空间局部振动的投影,难以记录真实、足够反映地下各向异性信息的波场。所以解决这种复杂各向异性地质体的勘探难题需要立足于各向异性地震理论。 3D3C地震勘探在三维观测系统中,用3个分量接收地下的反射波场,能够获得完整的地震波矢量信息,为研究地下的各向异性提供了充分的数据来源。对3D3C地震数据进行解释与反演时,才能够提取真实可靠的各向异性信息,为煤系地层地震地质模型的重构提供依据。 图1.8 试验区典型地震地质模型 Ⅷ 中国地震带分布图的研究项目 2004年6月,国家重大科来学工程项目自“中国地震活动断层探测技术系统大城市活动断层探测与地震危险性评价”开始实施,中国地震局地质研究所研究员徐锡伟是该项目首席专家。 项目选择在北京、上海、天津、福州、沈阳等内地的21个大城市进行了探测研究。该项目于2008年4月顺利完成,已基本查明了21个城市及其邻区的主要断层的分布、最新活动性和发震危险性,特别是排除了上海、天津、广州、沈阳、银川、青岛等城市的其中80条断层的活动性。 Ⅸ 中国地震带的分布情况
我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。 Ⅹ 中国地震烈度区划图的分类 国际上大致有三类地来震烈度自区划图: 热点内容
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