地震构造
地震构造指与地震孕育和发生有关的地质构造。 通常按照研究内容和角度的不同,将地震构造分为全球地震构造、区域地震构造、震源构造及工程地震构造。
构造地震是由地球内部构造运动导致岩层断裂而引起的天然地震,与地质构造体系关系密切,多分布于地下5-30公里的地壳内。
其特点是地震持续时间长,影响范围广,破坏力强,并且有重复性。构造地震占全球地震的90%以上。
中国板内地震类型多、分布广,中国地震构造可划分为三种类型:板缘型、板内断裂型、板内地堑-裂谷型。这个划分既反映了板块运动与地震的关系,也揭示了板内断块自身的特点。
(1)孤立型地震:没有前震,余震小而少,且与主震震级相差悬殊,地震能量基本上是能过主震一次性释放的。
(2)主震----余震型地震:一个地震序列中,最大的地震特别突出,所释放的能量占全序列能量的90%以上。这个最大的地震叫主震,其他较小的地震中,发生在主震前的叫前震,发生在主震后的叫余震。
(3)双震型地震:一个地震活动序列中,90%以上的能量主要由发生时间接近、地点接近、大小接近的两次地震释放。
(4)震群型地震:一个地震序列的主要能量是通过多次震级相近的地震释放的,没有明显的“老大”,几次地震(震群)所释放的能量占全序列的80%以上。
全球地震构造:主要研究地球行星级规模的动力学过程及构造格局对地震活动的制约作用。按照地震活动与全球构造的关系,可以将全球地震构造分为 3个系统:环太平洋地震构造系(见环太平洋地质);洋中脊地震构造系;大陆地震构造系。它们均是与地球坐标系有关的环形地震构造,是地球现今构造运动活跃的主要地带。
区域地震构造:主要研究某一地区地震活动与该区地质构造特征及与新构造运动之间的关系。与一般的区域构造研究不同,区域地震构造的研究,在时间上突出研究该区地质历史的最新阶段,在空间上不仅研究表层构造而且研究地壳内部,特别是震源比较集中的中地壳附近的构造。在研究方法方面,除了依据地质及地貌资料进行分析以外,一般还需要研究该区的震源机制解,地应力与地形变测量结果以及各种地球物理场的观测资料。以查明区域现代构造应力场、应变图像与应变速率以及该区地壳的深部结构特征,并探讨控制区域地震活动空间分布规律的构造因素,估算地震活动的强度及大震重复间隔(见地震断层)。
震源构造:研究对象包括震源区的深部构造物理环境,震源区附近的构造变形以及震源破裂的力学特征及发展过程等。震源构造的研究主要通过以下途径进行:①考察及研究强震(包括古地震)导致的地面破裂及各种残留的地表变形现象。对于现代强震还需结合大震前后的地形变测量资料及其他各种宏观资料进行研究,确定地震破裂的力学性质、形成方式及破裂过程。②根据全球或大区域地震台网以及流动地震台网的观测资料,用地震波初动,地震波谱分析或合成理论地震图拟合等方法以及震中的精确定位,研究大震震源体的几何特征、力学性质、破裂过程及震源函数性质等。③用地质学、地球物理学及岩石力学实验等方法综合研究震源区深部介质性状,震源位错的力学特性,估算温度、压力等参数,查明其深部构造物理环境。④研究大地震的孕育与发生同一些具体构造形式之间的关系。例如,不同方向构造带的复合,共轭剪切断裂的交叉等。
工程地震构造:主要是将地震构造的研究成果应用于工程地震危险性评价及地震区划等工作,以及解决重大工程建设中所遇到的地震构造问题。主要有以下3个方面的内容:①在重大工程的地震危险性评价及地震区划工作中,利用地震构造的研究成果,合理地确定潜在震源区的位置及其震级上限;②根据不同地区的近期构造运动速率或应变速率,估算特征地震的重复间隔及各级地震的频次;③地震活动性参数及地震活动衰减特征在区域上的差异同各个地区的地震构造特征有关,通过对地震构造区、带的划分,可以为这些研究提供合理的设计单元。
地震构造的研究表明,地震是由地壳及岩石圈块体的快速破裂与错动引起的,这种变形方式与相对比较缓慢的蠕变滑动及褶皱变形在空间上交织分布,在时间上交替发生。
地震是地壳及岩石圈构造变形总体图像中的重要组成部分,是地球动力演化过程中释放应变能的一种重要方式。
因此,地震构造的研究从一个重要的侧面,为认识岩石圈构造变形的基本特征提供了新的途径。
另一方面,地震构造的研究也为工程抗震、地震区划及地震预报提供科学依据与理论指导。
中国大陆处于两个全球性活动地震带之间,地震构造变得十分复杂。根据地震和构造的差异性,可将中国划分为以下几个地震构造区:
(1)台湾地震构造区。包括台湾省及其邻近海域,是中国地震活动最频繁的地区。该区地震的发生与太平洋弧构造、台湾岛及周围的活动构造(包括火山弧、山间拗陷、新生代褶皱带西部边缘拗陷)运动有关。地震断层呈北北东向,为逆-左旋走滑性质。
(2)青藏高原构造区。范围包括青藏高原的全部和川滇高原的西部,是中国地震活动最强烈的地区之一。新生代以来强烈隆起,构成世界上最雄伟的高原,也是中国地壳厚度最大的地区。地震多集中于北西-东西-北北西弧形展布的断裂系以及北东向、南北向的断裂上。
(3)新疆地震构造区。是中国强震多发区之一。地震发生与巨大大的新生代挤压型盆地及其间的造山带运动有关。最大的准噶尔和塔里木盆地内部较稳定,很少地震发生。其间的天山、阿尔泰山强烈隆起,地震多发生在山区与平原区交界处。地震断层呈东西或北西走向,北西及北北西走向者多以挤压兼右走滑为主。
(4)华北地震构造区。是中国地震构造研究最细的地区。新第三纪以来构造运动非常强烈。深部构造表现为地壳拉薄和上地幔隆起,还发现有局部壳内低速层存在;浅部则表现为裂谷和地堑盆地的形成以及断裂的新活动。构造线以北北东为主,北西向次之。
(5)东北地震构造区。新生代以来构造运动较弱,是中国地震活动最弱的地区。中、小地震常发生在新活动的北东向和北西向断裂上。该区东北边缘珲一带为深震区,最大震源深度达590公里。从板块构造观点看,它是西太平洋俯冲带的一部分。
(6)华南地震构造区。新生代构造整体比较稳定,构造运动幅度和地震强度都较小,只有东部沿海和长江中下游一带较为强烈。构造线和地震断层以北东向为主,北西向次之。发生在该区的中国最大水库地震--新丰江水库地震,为研究地震成因提供了宝贵资料。
据《东观汉记》和《后汉书》记载,汉永元十二年庚子夏间四月,即公元100年,“秭归山高四百余丈崩,填溪水,压杀百余人……”大概这是历史上对西陵峡岩崩的最早记录。
据顾祖禹 《读史方舆纪要·归州》中说,秭归山“孟县境内山也”。又据史书记载中说这次岩崩堵填的是溪水而不是江水。因此,专家们认为这次岩崩应发生在秭归县东入江的香溪上。
据郦道元在《水经注》中记载:公元100年,巫山发生了一次岩崩。这次山崩几乎与西陵峡秭归山崩塌同时发生。巫山发生的最大一次岩崩,是在1600年前的东晋。据史料记述:“当崩之日,水逆流百余里,涌起数十丈。”这就是说,这次山崩将上游江水水位提高了数十丈,而且影响到上游100多里的地方,其规模之大相当惊人。据说,这次岩崩阻塞汪道,形成了险滩。800年后,宋代诗人范成大乘舟路过此地时,险滩依然存在。他在舟行此滩时的描述中写:“高浪大涡,巨掀舞不当一槁叶。或为涡所使,如磨之旋……”险恶的滩石,汹涌的水势,寥寥数语,跃然纸上。
北宋天圣四年(公元1026年),秭归又一次发生了大规模的岩崩。西陵峡主要岩崩地段青滩南北两岸,大多是由砂岩和花岗岩构成。这次岩崩,据史书记载,发生在秭归县城以东的赞皇山。岩崩之时,浊浪滔天,巨石堆积江中,长江顿时被阻断流。
据史书记载:明代后期,兵书宝剑峡青滩一带曾多次出现岩崩。1542年6月,秭归山一带暴雨如注,北岸长达5里多的山岭发生崩塌。岩崩之时,先在崩岩附近的泉水中涌出一股股混浊的泥浆,接着岩石与山体逐渐分离,随即岩石相继崩塌江中。入江之时,“巨石腾壅,闭塞江流”。《明史》上记载:“塞江江流二里许”。这一带的山峰,大多是由砂岩组成,岩石风化十分严重,因而称之谓沙子岭。这次山崩是在长时间豪雨侵润、冲击下逐渐形成的,居民获悉后先撤离,因此并未伤人,仅“压民舍百余家”,但规模之大是空前的。继这次西陵峡大岩崩之后,青滩一带山岩又相继在1558年夏、1609年春,接连发生崩塌。1561年5月,青滩上游秭归县城在一场磅礴大雨中又一次发生了大规模岩崩,虽然尚无严重堵塞长江航道的记载,但造成了许多房屋的毁坏和居民的伤亡。长江三峡最近一次的岩崩,是上游瞿塘峡的山崩。1896年7月,瞿塘峡一带连降暴雨,云阳县境内的黄官槽山竟有一半坍塌入江。瞬时间,山倾大江,浪涛翻卷,构成了三峡少有的壮丽奇观。
[1] 中国百科网 http://www.chinabaike.com/article/baike/wli/2008/200801101128363.html
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