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仇勇海的博客

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1970年中南矿冶学院地球物理勘探专业毕业后留校任教,从事电法勘探的教学和科研工作。1984年获得国家自然科学基金的资助,该项目“电流场与金属矿晕”1989年获中国有色金属工业总公司科技进步三等奖。1997年晋升为教授。“铜电解液净化工业生产试验”1999年获国家有色金属工业局科技进步三等奖。2000年获得政府特殊津贴。著作:地电化学基础及应用,译著:自然电场法文集,均为中南工业大学出版社出版。

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板块内发生地震原因的讨论  

2009-07-03 14:54:19|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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据中国地震信息网:“有地震记载以来,震中附近200km范围内发生过8次7级以上地震,最大的是1933年四川茂汶北迭溪7.5级地震”。如下图所示:

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1、 板块构造学说

板块构造学说研究结果告诉我们,地球最上面的岩石层并是不一个完整的整体,就是说不是石板一块,是被一系列海岭、海沟、岛弧、大断层和山系的活动构造所割裂,形成若干个岩石层板块,如图1所示。如人们熟悉的欧亚板块、印度板块、非洲板块、太平洋板块、北美板块、南美板块、南极洲板块;在大板块中间镶嵌着一些小的板块,如菲律宾海板块、纳斯卡板块、科科斯板块、加勒比板块、阿拉伯板块等。

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板块构造学说的要点并不仅仅在于地球在表面上只分成若干个大大小小的板块,最重要的一点是板块处在不断的相对运动和相互作用当中。板块运动的机制在于地壳下面软流层中的对流。由于地球内部放射性物质衰变释放出大量的热而使地幔中物质温度升高,高温物质到达大洋中脊的底部后常以火山喷发的形式喷出地壳,形成了大洋中脊;大洋中脊轴部是海底扩张的中心,由于地幔对流,地幔物质在此上涌,两侧板块分离拉开,新生的洋壳不断离开洋中脊向两侧扩张。而在海沟处大洋板块向大陆板块俯冲并且深深插入到地幔中,大洋板块下端物质处于熔融状态后再次进入地幔,这样就构成了物质的交替和热量的对流循环。

2、 全球地震带

世界各地都可能发生地震,但主要分布在三大地震带。①在全球范围内地震主要发生在环绕太平洋的陆地所形成的一个圈,太平洋洋壳板块向相邻大陆板块边缘俯冲碰撞而形成环太平洋地震带;②在大洋的中脊也会发生很多地震,在大西洋中央,在占大西洋面积30%左右的海底山脉中,活火山星罗棋布,在北大西洋有高达4 800米的海底山,在南大西洋有8 268米深的三明治深海槽;在北太平洋中由海底直升9 761米的夏威夷山峰和海平面下11 035米的玛丽安娜深海槽,在南太平洋有2 575公里长、10 630米深的汤加-克马得克海槽,大洋中脊全长75 600公里;新生洋壳生长扩展形成大洋中脊地震带;③分布在横贯欧亚大陆的地震带,从印度尼西亚-马来西亚-青藏高原-兴都库什山-扎格罗斯山-高加索山-直到阿尔卑斯山,称为欧亚地震带。此外,引起澳大利亚、印度、非洲大陆板块向北俯冲碰撞产生地震的原因是南大洋的扩张。大陆板块与大陆板块之间的俯冲碰撞、大洋板块与大陆板块俯冲碰撞、大洋中脊活火山的喷发形成了地球上的三大地震带,采用板块构造学说可以得到解释。全球地震带如下图所示。

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3、 板块内发生地震的解释

1949年至2008年中国6级以上地震分布如下图所示(据中国地震信息网)。唐山地震、汶川地震,它们并没有处在该三大地震带上,这样一些板块内部发生地震的原因作何解释呢?

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我们认为,可以用水模拟地幔,用冰模拟地壳,用冻结在冰层上的木块模拟地形;那么,冻结在冰层上的木块数量越多,它进入水的深度越大,好比航空母舰和小木船的船身在水中的深度有天壤之别那样。如果采用厚度不等的冰层来模拟地壳,那么通常所说的板块漂移,可以看作水上方的冰层在漂移。采用重力测量,可以研究地壳的厚度,大洋的地壳厚度仅5公里左右,而大陆地壳平均厚度约为32公里,喜马拉雅山地区地壳厚度可以达到60公里左右。显然,大陆地壳“山根”下插深度远远大于大洋地壳“山根”下插深度。

地壳“山根”的形状虽然无法确定,但可以推测喜马拉雅山山脉的“山根”深度大于塔里木盆地的“山根”;夏威夷群岛的“山根”较其周围洋壳的“山根”肯定要深一些。孟令顺等(2000年)通过“青藏高原北缘重力场特征与深部地壳构造”研究,得出青藏高原地区莫霍界面的深度为:“塔里木东部阿尔干地区比较浅,仅仅39公里;若羌42公里;酒泉48公里;柴达木西部老茫崖52公里;格尔木地区58公里;哈拉湖盆地最深,可以达到65公里”。由此可见:地壳岩石圈的下底同样是凹凸不平、有起有伏。

1973年曾融生根据地壳厚度、重力及地形资料,提出:华北与华南属于两个不同的块体,它们各自已经达到重力均衡状态,它们的标准地壳厚度和密度分布各不相同;近期曾融生通过对中深源地震活动性以及地壳构造的研究,在喜马拉雅—南藏发现多重地壳俯冲带,它与海洋碰撞产生的岩石圈俯冲带不同。

1994年程裕淇等将拼合于四堡-加里东期的华南板块,划分为扬子、华夏两个古板块,将塔里木-华北板块划分为塔里木、华北两个板块。这样包括西伯利亚古板块的一部分,计有5个古板块。在古板块的陆缘地带,分布着成群出现的碎块,有的为具有板块特征,但规模较小的微板块 ,计有准噶尔-伊犁、佳木斯-松嫩、柴达木-祁连等微板块-地块群。这些古板块、微板块于三叠纪时先后拼贴,成为巨大的欧亚板块的组成部分。

兰州地震研究所吕德徽同志研究了“青藏高原的板块构造与强震的关系”。他把新生代以前的板块缝合线称为古板块缝合线。青藏高原内可划分为五条板块缝合线:①北祁连加里东古板块缝合线;②昆仑海西古板块缝合线;③可可西里-金沙江印支古板块缝合线;④班公湖-东巧-怒江深大断裂带;⑤雅鲁藏布江山板块缝合线。上述五条板块缝合线展布地带也是地壳厚度变异带和重力异常梯度带,青藏高原的形成及板块构造的模式是一个多次洋壳消亡和陆壳增生的模式。强震沿板块缝合线成带状分布,特别是7、8级强烈地震表现更为突出,由北向南分别为:①走廊-祁连地震带;②昆仑-松潘地震带;③可可西里-金沙江地震带;④班公湖-怒江地震带;⑤雅鲁藏布江地震带。

全世界可以划分多少个板块?中国可以划分出多少个亚板块?由于板块边界是人们根据已经观察到的地质资料来划分的,至于有多少个板块,有多少个亚板块都不太重要。

根据上述资料,例如:“发现多重地壳俯冲带”、“成为巨大的欧亚板块的组成部分”、“古板块缝合线”等,因此,对于板块内发生地震而言,最重要的是:板块与板块之间、亚板块与亚板块之间、地块与地块之间、亚地块与亚地块之间已经存在的深大断裂带及板块、亚板块、地块、亚地块边缘重力均衡是否已经达到平衡。

在板块漂移过程中,凹凸不平的下地壳的不同部位受到了挤压、拉伸、旋扭等构造力作用,当板块、亚板块、地块、亚地块边缘重力均衡尚未达平衡时,发生地震,深大断裂再次破裂。

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