地震地質的特點有哪些

① 地震的地質原因一般有哪些

由於地球在不斷復運動和變化，逐制漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成岩層突然發生破裂，或者引發原有斷層的錯動，這就是地震。地震絕大部分都發生在地殼中。地震共分為構造地震、火山地震、陷落地震和誘發地震四種。構造地震是指在構

② 對地震地質工作的一些設想

——兼論華北、京津地區現今區域地應力場的特徵

孫葉

地震是一種地質現象,也是地殼運動的一種表現形式。強烈地震往往是地殼運動急劇的表現形式之一^[6,7]。地震的孕育、發生和發展過程,實質是地應力積累、降低和釋放過程的一種表現,是該區地應力狀態超過岩石強度,產生破壞的結果。它的發生,經常以機械能的形式釋放,才能夠發起震動,降低能量,使震源區應力不再那麼集中,經過地應力場的重新調整,孕育著下次地震。因此地震預報應緊緊抓住構造體系的活動性和地應力場這個根本問題,注意地應力和能量的集中及其發展變化的規律,同時必須注意岩石力學性質的研究。

研究現今區域地應力場的方法很多,選用的手段也各不相同,本文主要從地質力學角度出發,以構造體系為基礎,從研究現今構造運動著手,確定地塊邊界外力作用方式、方向,配合模擬實驗,使構造體系活動性與地應力場的研究緊密有機地結合起來,從而獲得地應力場的輪廓,用實測地應力資料檢查、驗證地應力場的可靠性。在查明現今區域地應力場的前提下,然後走向地震預報。地應力場是力和介質強度的兩方面問題,即除了研究地應力變化規律以外,還應討論岩石力學性質問題。由於篇幅限制,本文暫不對其討論,亦即假定所述地塊具有均一的岩石力學性質。

本文主要在構造地震的前提下,試圖對有關地震預報的途徑作一探索,並擬定出下面五個步驟。為了闡明問題,將結合華北、京津地區的部分實際資料,以其步驟為序進行分析討論(由於研究程度的局制,主要討論前三個步驟)。

一、查明構造體系,選定地塊邊界

從地質力學角度研究地應力場,經常以地質構造體系為基礎,因此必須首先查明構造體系的展布。根據地震地質工作的特點,不僅需要了解構造體系的平面展布,更要查明深部變化;不僅需要了解空間分布規律,也要查明其在時間上的發展變化;不僅需要查明研究地區的時空變化規律,也要了解廣大外圍地區的地震地質特點。例如北京地區的構造體系前人研究甚為詳細,據近年來深部地質構造研究結果(圖1)^[9,10,15],康德拉界面深20km左右,莫霍面深35km左右,地面所見東西向構造帶和新華夏系的主要斷裂帶,往下延伸均斷開康德拉界面和莫霍面,一般深部垂直斷距2～4km,其他方向的構造,如北西向構造,最深穿過康德拉界面,尚未發現深及莫霍面者。值得注意的是,在康德拉界面附近的軟流層以上的某些殼層,有著明顯的厚度變化,好似沿著軟流質面滑動形成的褶皺,軸向北北東,與新華夏系構造方向一致,可能表明其在20km左右深度仍有褶皺和斷裂存在,深40km左右僅有斷裂活動。

圖1 北京地區莫霍面構造略圖

為了更好地研究區域構造體系的現今活動性,進行地質歷史時期活動性的系統研究是有益的,研究古構造型式、燕山運動時期、A近地質時期和現代構造體系的發展變化,是重要的,因為現今活動的構造體系與之密切相關,是地質歷史進程的延續,是發展變化的必然結果。例如華北地區的地質構造,在不同地殼運動時期的發展變化,可以分為五個階段^[2,14]:

(1)晚元古代以前的古構造體系,佔主導地位的為古老的東西向構造帶,在上述背景上若乾地帶出現了一些北東向構造帶,值得注意的是,郯廬斷裂帶這時已有顯示(圖2)。

(2)晚元古代時期的古構造體系,基本骨架與此以前的古構造輪廓大體近似,佔主導地位的仍為原始東西方向的隆起帶和沉降帶。居輔從地位的原始華夏方向的隆起帶斷續穿插其中,郯廬斷裂也在繼續發育(圖3)。

(3)晚古生代-印支期的古構造體系,除東西向構造仍占重要位置外,北東向構造進一步加強,北北東向構造開始發育。該期又可分為三個發展段落(圖4):①石炭、二疊紀時期,在中奧陶世後經歷長期風化剝蝕,到中石炭世重新接受沉積。當時的古地形和建造有著東西成帶的趨勢,東西向的隆起帶和沉降帶仍佔主導地位,但北東-北北東向構造也佔有一定的位置。晉冀交界處出現由北東向單體雁列的坳褶軸線,總體呈北北東向,表明其雛形可能由北東向構造發展形成,同時預示祁呂系東翼可能也已有所影響。②中生代早期印支運動使本區構造繼續發展,形成以北東向、北北東向為主的構造線,全區主要受東西向和北東-北北東向構造控制。③印支運動之後所形成的早侏羅世孤立煤盆地方向,有的與印支期構造線一致;有的則自北東向更往北北東向偏轉;有的盆地群也略呈雁列特點。

圖2 華北地區晚元古代以前古構造體系輪廓圖

圖3 震旦亞界古構造體系輪廓圖

圖4 晚古生代-印支期古構造體系輪廓圖

(4)燕山期的構造體系主要有緯向帶、華夏系、新華夏系和祁呂系等,緯向構造帶顯示北強南弱,陰山緯向帶活動性仍然明顯,華夏系已顯著減弱,祁呂系進一步發展成型,而新華夏系廣泛發育,幾乎遍布全區,在陰山緯向帶展布地區也被新華夏系斷裂穿切,局部地段二者出現聯合現象,郯廬斷裂帶進一步發展,並在本區佔有很重要的地位(圖5)。

(5)A近地質時期活動的構造體系,陰山緯向構造帶活動性已較前減弱,全區以新華夏系活動佔主導地位。由於祁呂系東翼與新華夏系的活動特點大體一致,二者常呈重接關系復合在一起,而得到進一步加強,它們常與地震活動、火山和溫泉的分布密切相關(圖6)。

通過對華北地區構造體系的地質歷史發展分析,可以看出東西向構造發育最早,在晚古生代及其以前地質時期一直佔有主導地位,逐漸讓位給華夏系和新華夏系。華夏系的形成早於新華夏系,後者可能系由前者發展形成的,經過燕山運動,新華夏系已在全區確立主導地位,A近地質時期得到進一步發展。郯廬斷裂帶早在晚元古代以前就已出現,那時的體系歸屬尚需進一步研究,經過燕山運動捲入新華夏系之中,隨著地質發展的過程,日益強大。根據全區構造體系的地質歷史發展趨勢,很容易推想現今活動的構造體系——新華夏系必定佔有重要位置,這種推論也是符合構造體系現今活動的事實(詳見下節),由此可見進行地質構造歷史發展研究,是有現實意義的。結合本區深部地質構造的研究,可以看出莫霍界面的隆起、凹陷和斷裂,主要為東西向、北東-北北東向兩組,它們可能長期控制著整個地質歷史進程的發展變化,也是本區最重要的兩組構造形跡。

圖5 燕山期構造體系略圖

圖6 A近地質時期活動的構造體系略圖

研究外圍地區的重要性,早就為大家所重視。例如京津地區為廣大華北地區的一部分,它們之間的地殼運動特徵,顯然具有一致性,局部地區雖各有自已的特點,但決不會與外圍地區毫無聯系。

從地質力學觀點研究地應力場,必然涉及地塊邊界問題。地塊邊界的選定合理與否,關繫到地應力場的研究,一般要求邊界形狀簡單,其邊界作用力單一均勻,或有明顯的變化規律,各對應邊界作用力特點一致,以便於模擬、計算和討論問題,往往可以選擇規模較大的構造不連續面(如斷裂帶),或者岩石力學性質突變的地帶等。例如華北地區就可以秦嶺帶和陰山帶為南北界,東界郯廬斷裂帶,西界暫定祁呂系東翼,對應兩側邊界的作用力和方式均基本一致。

二、研究構造體系現今活動性,確定地塊邊界外力作用的方式和方向

研究構造體系的現今活動性,應該注意不同地質歷史時期構造活動性的發展變化,重點研究其現今活動特徵,主要目的查明地塊受力作用的情況,以及地塊邊界外力作用的方式、方向,為模擬實驗提供加力依據。研究現今構造運動的手段很多,下面分別舉例介紹。

(一)地應力

據華北地區近年來地應力測量結果^[8],可以看出各向均為壓應力,除個別地點的方向可能受附近斷裂或其他局部因素影響外,最大主壓應力多為北西西方向,反映以新華夏系為主的現今地應力活動(圖7)。

(二)地形變

1953～1972年華北地區地形變圖(圖8)^[11],表明現今活動的構造體系甚多,其中以新華夏系最發育,遍布全區,現今活動甚為顯著。一級構造作北北東向排列,自西往東依次為:山西隆起帶、華北沉降帶、郯廬斷裂帶和膠遼隆起帶等,並為雁列的次級隆起、低凹和斷層所復雜化,其總體排列形式,顯示地塊作區域性反時針直線扭動。

(三)斷層位移測量

據京津地區斷層位移測量結果(圖9),表明斷層兩盤相對運動有一定規律^[4-11],多數具有明顯的年周期性變化。用不同年,相同月份曲線的相應峰、谷值對比,推算各斷層的運動趨勢,與南北向反時針扭動加力模擬實驗中的斷裂位移情況基本一致,即一般走向N10°E左右的斷層反扭;N30°E左右及偏東角度更大者多順扭;近東西向斷層順扭量甚大;北西向斷層不僅順扭量大,並作張性拉開。從垂直位移量看,北北東向新華夏系主幹斷層的相對垂直斷距,也都大幹其他構造體系的主幹斷層,顯示現今斷層位移活動,主要與新華夏系應力活動方式一致。

圖7 華北地區實測最大主壓應力方向平面圖

圖8 華北地區1953～1972年地形變圖

圖9 京津地區斷層位移圖

通過上述斷層位移測量和模擬實驗,初步發現北北東向偏北的斷層多反扭,北北東向偏東的斷層經常順扭,這種斷層走向稍有改變,扭動方向便發生反向變化,這種規律很可能就是新華夏系應力活動的結果(圖10)。當地塊邊界是受南北向反扭作用時,內部主壓應力一般多呈北西西方向(如為N70°W時),則北北東向的斷層均以壓性為主,N20°E走向的斷層與主壓應力方向垂直,主要表現為壓性,當時並不發生扭動;小於N20°E——北北東偏北(如N10°E)走向的斷層,與主壓應力方向相交的銳角為扭動方向,應為反扭;而大於N20°E——北北東偏東(如N30°E)走向的斷層,以及北東—北東東走向的斷層,與主壓應力方向相交的銳角方向和前者相反,故應為順扭。上述規律不僅與該區斷層位移測量結果基本一致,而且與華北地區近年來發生強烈地震(如邢台地震、唐山地震)時的地殼形變和扭動方向相吻合。

圖10 地塊邊界受南北向反扭時,內部應力與斷層位移的關系示意圖

(四)地震活動

華北地區地震甚為活躍,據現有資料統計^[11],迄今共發生≥6級地震共66次以上,呈北北東向帶狀排列,與新華夏系斷裂帶展布一致。自西向東可分為:①山西槽地地震斷裂帶,自大同至臨汾一線,與祁呂系東翼重接;②華北平原地震斷裂帶,自唐山經河間至邢台一線;③營口、渤海、臨沂、郯城地震斷裂帶。上述各帶許多破壞性強震極震區烈度等值線長軸。大多呈北北東或接近北北東向,並與震中所在位置的新華夏系斷裂大體平行。極震區的構造地裂縫帶,也以北北東向佔多數,或與新華夏系配套構造一致。

近年來本區發生一系列破壞性強震,如1966年邢台7.2級地震、1967年河間6.3級地震、1969年渤海7.4級地震、1975年海城7.3級地震、1976年唐山7.8級地震等,都是沿著新華夏系斷裂帶發生的。現以1966年邢台地震和1976年唐山地震為例,進一步剖析現今構造活動。

(1)邢台地震^[6,7]:震區A近的隆起帶、低凹帶,由北東-北北東向雁列的隆起、低凹組成,總體排列呈N30°E,與主幹斷裂平行。震後地表裂隙以北北東為主,與極震區等烈度線長軸方向一致。據地震前後的地形變測量結果(圖11),現今的下降地帶、降起地帶和活動斷裂大體走向均為N30°E,與原有構造線方向一致,最大相對下降幅度達-440mm以上,主幹斷裂周圍的水平形變矢量表明地塊總體作順扭轉動。

圖11 1966年邢台地震前後的地形變圖

(2)唐山地震:極震區等烈度線長軸、地裂縫帶走向均為北北東,與新華夏系的唐山-陡河斷裂帶重合一致。極震區構造地裂縫帶位於唐山市區東南,並往郊區延伸,長約11km,總體走向N30°E左右(圖12),由N50°E左右雁列的扭性地裂縫和N15°E左右雁列的壓性逆掩構造(圖13)、地面褶曲等組成。每條扭性地裂縫均作順扭,水平扭距0.4～1.5m,呈左型雁列;壓性構造也呈左型雁列。顯示該地裂縫為壓性順扭活動。在唐山市以東灤縣安各庄公社的鳳凰山-三山院地裂縫帶,總體走向N15°E左右,則作反時針扭動。

圖12 唐山地震極震區構造地裂縫帶平面圖

圖13 唐山市復興路土產公司附近地震後地面形變平面略圖

上述各走向不同的斷層和地裂縫帶,由N30°E變為N15°E時,則引起扭動的反向變化,前者順扭,後者反扭,與前述斷層位移測量和模擬實驗結果一致;也顯示現今構造活動主要為新華夏系,同時表明地震活動與新華夏系斷裂活動關系密切。

綜上所述,華北地區、京津地區的現今構造活動以新華夏系為主,地塊邊界外力主要為南北向反扭運動。

三、分析地應力場,尋找地應力可能集中的地點,進行地應力測量,檢驗和證實地應力和能量集中的地點

地應力場的分析研究是個較為復雜的問題,原因在於影響地應力場的各種因素,目前還不能全部查清,加之不能進行大量的地應力測量,因此目前的做法是,選定地塊、確定邊界條件及其受力狀態,根據相似理論和量綱分析,進行模擬研究,從而獲得區域應力場的初步輪廓,再用實測地應力值給予檢查驗證,使之盡可能符合實地情況^[11-13]。

模擬研究的方法很多,概括可以分為數字模擬和物理模擬兩大類^[3,5],前者用數學力學方法進行應力場的計算;後者使介質在相似條件下受力了解應力場特徵。通過京津地區半定量性質局部的近似的物理模擬,用光彈法和明膠網格法模擬新華夏系應力活動方式,二者實驗結果大體近似,與實測地應力值對應情況甚好,最大主壓力方向基本一致,同年測定的地應力值相對大小,也與實驗結果大致符合(圖14;表1)^[8,11],故可供討論地應力場參考。

表1 京津地區實測地應力與模擬實驗結果的對比關系表(單位:0.1MPa)

(據國家地震局地震地質大隊、地質力學研究所資料對比製表)

岩石力學性質是應力場研究中的重要方面,京津地區地下10～40km上下,波速在垂直方向變化明顯,水平方向變化較小。深5km左右以上,岩石力學性質變化甚為明顯,特別是地面附近,巨厚的鬆散堆積物與基岩之間的力學性質差異懸殊。有關影響本區岩石力學性質的因素及其變化情況,都是今後需要加強研究的課題。

京津地區現今區域地應力場的特徵,主要表現為新華夏系應力活動方式:①最小主應力跡線(即實驗中的拉伸方向,相當於地質構造中壓性結構面的走向),總體呈北北東向。在北京附近北東向斷層發育地段,跡線都轉向北東走向,在北西向和東西向斷層兩側跡線錯開,方向變化不大;在山字型構造弧形彎曲地段和斷裂交接處常出現各向同性點。②最大主壓應力相對等值線和最小主壓應力相對等值線的長軸,總體也呈北北東向延伸。北京東北山字型弧頂被新華夏系穿切處,為應力高值區;其次為北京西南的斷裂交叉部位;北京西北應力值較低,少數高值點均作星散分布。③最大剪切應力主要集中在特定的斷層交匯部位,以東北部和西南部表現最明顯。④值得注意的是,歷史強震震中與能量集中地點的對應關系甚為一致,且大都位於能量集中地點。如北京東北部出現大面積的高集中區,即1679年三河平谷8級大震震中;又如1057年固安6.7級地震、1658年淶水6級地震、1720年沙城6.7級地震、1337年懷來6.5級地震。由此所顯示的地應力能量集中的地點常常預示著強震的發生地點,可能受所在地區地應力場的制約。

圖14 京津地區模擬實驗圖(據國家地震局地震地質大隊資料)

上述現今區域地應力場的特徵,雖然經過部分實測地應力值的檢查驗證,但對地應力和能量集中地點的檢驗,尚需進一步工作,最好在應力和能量集中區及其鄰近地區同時測定,以求確實可靠。

四、討論地應力和能量集中地點的地震地質特徵及其可能升高、降低、釋放的方式,尋找可能發生破壞性地震的地點

當確實可靠地找到地應力和能量集中地點,不一定就能准確地預報地震。因為地應力和能量集中是一回事,它如何降低、釋放又是另一回事,降低和釋放的速度則又是另外一個問題[6,]7。這里應著重研究地應力和能量集中地點的降低和釋放的方式及其速度,然後才能更好地尋找可能發生破壞性地震的地點。

研究地應力和能量的降低和釋放方式,實質是研究有關地殼運動的表現形式問題,諸如:①斷層兩盤沿斷層面發生緩慢的蠕動;②地面作小幅度、大面積的升降;③局部地殼發生撓曲等等。這些地殼形變現象都是降低,釋放能量和地應力的表現形式,往往都不伴隨發生破壞性強烈地震。此外應變能還可以轉變為其他物理能(如熱能)釋放或降低等,也不一定伴隨發生破壞性強烈地震。地震(指構造地震)往往是在特殊地質構造條件下釋放能量的一種表現形式。可見地應力和能量的降低和釋放形式很多,地震僅是其一。判別和預測地震釋放形式,不僅要加強地應力場、地震地質和地質構造條件的研究。還應注意各種有關地球物理、化學場的特徵。

即使已經確定將要以地震方式降低和釋放地應力和能量時,還要看降低和釋放的速度及其每次的大小和多少,如果是以能量低、次數多的連續釋放方式,則可能形成小震群,不會造成大的地震災害;如果大量的能量集中一次突然釋放,則往往造成破壞性大震。

上述各種地應力和能量的降低、釋放方式及其速度,顯然是多種多樣的,也是地震預報中應加以研究和識別的問題,但它們都與所在地點的地質條件密切相關,並受所在地區地應力場的制約。

五、監視地震危險區,提出地震預報意見

地震危險區、危險地段、危險地點的監視工作,往往是在地震地質工作基礎上進行的,是在研究現今區域地應力場的基礎上提出來的。目前研究現今區域地應力場,經常用幾年、幾十年、甚至百年的地形變、地震活動等有關資料,配合模擬實驗,研究相對變化的地應力場特徵,用實測地應力絕對值進行校合驗證,目的在於研究現今區域地應力場的總體特徵,及其應力和能量的相對集中情況,以便提出地震危險地區,進行中長期地震預報。監視地震危險區部位,應該研究現今地應力場隨著時間的發展變化和發震情況。現就有關的幾個問題進行探討。

地應力研究站位置的選定:通過現今區域地應力場的初步工作成果,可以看出地應力背景值在區域內是作有規律的變化,而附加應力值是在背景值的基礎上增減變化,在不同部位增減變化量級各不相同,當地塊邊界外力作用方式、方向不變,作用力大小增減時,場內各處變化速度各不相同;如果外力作用方式、方向改變時,場內各處應力變化情況更大更多。為此必須研究在不同情況下,在地應力變化明顯、變化幅度大的地點和關鍵部位設置台站,同時考慮全區地應力場的各種變化,全面考慮觀測台網的布局,而不是簡單地大致按等距離布置台站密度,亦即從構造體系和地應力場的全局考慮問題,以求了解各台站的地應力變化與外力變化的關系,進而了解地應力場的變化情況,為地震預報提供依據。

地應力台站的工作任務不僅要及時獲得觀測數據,在當前地應力觀測系統尚不完善的階段,更應加強研究和改進提高觀測質量。在一個區域里可以建立中心研究站,以便集中力量,創造條件,更多地加強研究工作。附加應力場的研究工作,應該盡快地提高到絕對值應力場的研究軌道上來,因為附加值與絕對值並不等同,當附加值變化大時,絕對值變化不一定達到岩石的破裂強度極限;當附加值變化甚小時,有可能使絕對值達到岩石的破裂強度極限,以致發生地震。

地震短臨預報應該走向地應力場的分析,不應長期停留在單純的「曲線分析」階段。地震前,區內存在許多地應力和能量集中部位,在空間上彼此好像是孤立的,實際上卻受著統一的地應力場控制,是有內在聯系的,分析震前異常時,必順考慮有異常的部位不一定都是發震位置。更不應該把有異常的各台站附加地應力值,不講條件地和無限制地進行交會,尋找所謂的發震地點。當大震發生後,地應力場必須進行全面調整,即整個場的應力調整,有些地方應力增加,有的部位應力減少,甚至個別原來應力集中的部位也隨之消失,調整後變為應力不再集中的部位。總之震後效應促使地應力場調整的現象是存在的,因此注意區別震後效應與震前異常甚為重要,對防止和減少震後虛報和錯報的問題有著現實意義[3,]5。

可以預料,即使地應力的觀測和分析工作已能如實反映震前異常和有關前兆,即如實反映發動地震的地應力和能量積累過程,地震也不是萬無一失地就會發生,即便發生,也不一定都能達到預報的情況;反之,任何可靠的預測手段,震前一定會有明確的反映,至於反映大小程度,則由震級大小和當地地質條件共同決定[6]。

由於短臨地震預報根據地應力曲線分析,對發展的時間、震級較易判別;預報發震地點往往難度甚大,故前面著重討論發震地點的有關問題。目前我國地震預報要求對時間、地點、震級三個要素提出意見,隨著預報水平的提高和建設事業的需要,不久也許會要求預報地震烈度,從現在起就應該加強震源深度、地表地質、地下水埋深等有關影響地震烈度的各種因素的研究和資料積累,為預報烈度作好必要的准備。

六、結語

(1)本文是在學習李四光教授有關地震地質論述的前提下,試圖把活動構造體系與地應力場的研究緊密地有機地結合起來,從研究地應力場的道路探索地震預報。

地應力場的研究是一項基礎性工作,不僅對地震預報有著重大意義;對礦山開拓、工程建設、地下建築等都有著直接的現實意義;對地下液態,氣態礦產資源的運移、富規集律,以及地熱資源的分布等,可能也有一定的影響。

(2)本文把地震地質工作初步歸納為五個工作方法和步驟,尚不夠全面,例如發震部位的深部地質;與地應力場密切相關的岩石力學性質及其影響因素等,都是地震預報工作中必不可少的,均有待今後進一步加強研究。為了充分有效地做好地震預報的准備工作,除了進行必不可少的震情監視和前兆測報工作外,當前應該加強活動構造體系和地應力場的基礎性研究工作,只有基礎搞扎實,才有可能穩步前進和真正提高地震預報水平。

參考文獻

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Some Tentative Ideas about Seismo - Geological Works

Sun Ye

Abstract The first task of seismogeology is to study the activities of tectonic systems, fur-thermore to investigate their stress field, and then to carry out the earthquake prediction. Takingthe data of North China and Beijing-Tianjin region as an example, the method of studying region-al stress field prevailing today has been clarified. The result suggests that the current active tec-tonic system of this area is mainly Neocathaysian system and the marginal-external force of thislandmass is counterclockwise N-S shearing. It is pointed out that at present the fundamental re-search works of the regional stress field and the active tectonic systems, the rock mechanics andthe deep-seated geology should be strengthened.

③ 什麼地質容易發生地震

一般來說版塊交界處容易發生地震.板塊的張裂拉伸和碰撞擠壓活動都能造成地殼的專不穩定。地殼中的岩石承受屬過大的應力的時候，就會超過形變極限，從而發生斷裂，大規模的斷裂就會形成地震。其他如建水庫等也會使岩石發生這種形變從而引發地震。

④ 李四光地震,地質書人物特點

關於李四光預測根本沒有資料可以證明，可能只是網路謠傳，按網路上那個說法也回只是預測了四個地震帶，分答別是唐山、四川、河北邢台、山東臨沂，而其中二十世紀以來發生過的地震有唐山、四川、邢台，只有臨沂最近沒發生過地震，不過值得注意的是臨沂在清朝康熙1668年是發生過地震的，說到這里吧，至於是不是李四光預測的還是真假自辨吧！

⑤ 關於地震地質工作的幾點意見

李四光

(一九七○年六月)

在最近歷史時期,在全球范圍內,一次又一次發生了毀滅性地震,一九六○年智利大地震以來,破壞性地震的發生,有愈加頻繁的趨勢,我國不在例外。邢台地震和通海-峨山地震,都是一場巨大的災難。

在以毛主席為首的無產階級司令部的親切關懷下,根據周總理一再具體的指示,我們發動了當地廣大革命群眾,在解放軍大力支持下,兩次樹立了大打人民戰爭的光輝範例。廣大人民群眾,懷著對偉大領袖毛主席深厚的無產階級感情,以頂天立地的氣概,發揚自力更生的精神,英勇奮戰,很快就掃平了廢墟,進而發展生產,重建家園;並且在大震以後,餘震頻頻發生的過程中,發明了許多土辦法和土洋結合的辦法,創造了許多土儀器和土洋結合的儀器,為預測地震的工作,打下了群眾性的基礎。

地震之敵,在全國某些地區,還在伺機而動。我們今後一定要站好崗,放好哨,做好准備。准備任何時期都能夠更出色地大打一場人民戰爭。為此,我們的地震工作既要普及,又要提高,如何又普及又提高?辦法只有一條:即堅決貫徹執行偉大領袖毛主席的指示「我們的提高,是在普及基礎上的提高;我們的普及,是在提高指導下的普及」。

地震地質工作,對我們來說,還是生疏的。為了能保證正確地貫徹執行上述偉大教導,我們的工作一定「要從客觀存在的事實出發,從分析這些事實中找出方針、政策、辦法來」。

地震的發生,經常有個震源,震源的位置,絕大多數在某些地質構造帶上,特別是在斷裂帶上。地質構造帶,是地應力按一定的條件,在岩層中作用的反映,若干不同性質的構造帶在一定的地區中的分布、排列和配合往往呈現某種規律,它反映應力場在那個地區中作用的特點。如若應力場穩定了或者消失了,構造帶也就穩定了或者僵化了;如若應力場加強了,而且達到了一定的程度,穩定的構造帶就會重新活動,乃至有所發展,或者產生新構造帶。

長期地震工作的實踐經驗,證明了地震震中(即震源在地面上的投影)是與活動地質構造帶不可分離的。那種活動構造帶,有的暴露在地面,有的隱伏在地下,為較新的、平敷的岩層所掩蓋。

不管地震發生的根本原因是什麼,不管哪一種或哪幾種物理現象,對某一次地震的發生,起了主導作用,它總要把它的能量轉化為機械能,才能夠發動震動。震波有的屬於高頻率彈性波,也有的屬於低頻率、破壞性較大、傳播范圍較小的塑性波,震源大多數在地殼中,少數在地幔中,這些都不是我們現在要考慮的問題,關鍵之點,在於震動之所以發生,可以肯定是由於地下岩層,在一定的部位突然破裂,岩層之所以破裂又必然有一股力量(機械的力量)在那裡不斷加強,直到超過了岩層在那裡的對抗強度,而力量的加強,又必然有個積累的過程,問題就在這里。逐漸強化的那股地應力,可以按上述情況積累起來,通過破裂引起地震,也可以由於當地岩層結構軟弱或者沿著已經存在的斷裂產生相應的蠕動,或者由於當地地塊產生大面積、小幅度的升降或平移,在後兩種情況下,積累的能量可能逐漸釋放了,那就不一定有有感地震發生。因此,可以說,在地震發生以前,在有關的地應力場中必然有個加強的過程,但應力加強,不一定都是發生地震的前兆,這主要是由當地地質條件來決定的。

地應力加強活動,不僅會引起地震,還幾乎可以肯定地說,在一定的地區范圍內,引起其他許多物理的變化。譬如說,大地電流、電位場、磁場、重力場、地下水位和某些氣體冒出等等異常現象,但反過來說,這些異常現象的產生,並不一定意味著局部地應力場的變化。它們產生的原因太復雜了,當然,也不能排除地應力作用的可能性。

因此,我們認為,地震地質工作是地震工作落到實處的一個必不可少的步驟,在尋找可能發生地震的危險地帶,特別是危險地區的工作中,它應該起先行作用。在茫茫大地上,如果我們對可能發生地震的地帶或地區,完全無所察覺,我們的「以預防為主」的工作和措施,將從何著手?反之,一旦我們獲得了確鑿證據,證明某些地帶或地區,確有發生地震的危險,那就不僅在地理上(空間的意義)起了預報的作用,而且對地震預報觀測台站的部署,也具有一定的指導意義。

總起來看,地震地質工作,也和一般地質構造工作一樣,不能離開在空間調查,即靜態的觀測,而且還要進行構造帶在時間上的變化,即動態的觀測。第二項要求,指出了地震地質工作的特點。

根據上述地震地質工作的一般要求和特點,我們當前的任務概括起來是要回答兩個問題:

第一個問題:

哪裡有活動構造帶?它是怎樣活動的?

第二個問題:

構造帶的活動是怎樣引起地震的?

先就第一個問題,分幾點扼要地回答如下:

1.查明活動構造帶的所在,追索它伸展的方向和范圍。

一個構造帶活動不活動,通過一般地質觀測方法,包括涉及新第四紀地層、A近冰磧物、冰水沉積、沖積層以及古代人居住遺址和墳墓等等現代構造運動所造成的地面形變或裂隙,活動構造帶的存在是可以初步鑒定的,但對地震地質工作的要求來說,用這種方法作出的鑒定,大都不夠肯定,不夠精確,還需要輔以儀表觀測,才能達到要求(詳見下第2條)。

對一個構造帶,譬如說一個斷裂帶,在一般地質觀測工作中,大都只限於它大體上展布的范圍,很少嚴格地要求查明一條斷裂帶達到何處才完全消失,一條斷裂帶兩頭的終點和斷裂帶中發生曲折的地點附近,看來,地震之敵往往是隱藏在活動構造中的據點,也就是說,可能是潛伏的震源所在(理由詳下)。

2.測定活動構造帶活動的程度和頻度。

用普通地質觀測的方法,例如在一個斷裂帶的兩盤,往往能夠發現一些標志,它們標志著兩盤相對移動的平錯距離或垂直斷距,如果在那種標志上也標志著它們存在的時間,那更可以確定在某一時期中,有關的活動構造帶兩盤,發生了相對位移的方向和錯距。

我們可以用人為的標志來測定斷裂兩盤活動的程度和頻度。例如在一條斷裂的兩旁,建立幾個橫跨斷裂的固定觀測站,經常測定兩盤相對位移的數值,再輔以流動觀測站,探明斷裂帶全部各段活動的程度。有種種辦法可以採用,如鋼弦測距、傾斜儀、光速測距、地面三角測量和水準測量等等,最後一種辦法,對地形變與地震的關系,具有重要意義,但工作量較大,需要時間較長,如若用來預測地震,一般是緩不濟急的。

構造帶的活動,有間歇性的,也有連續性的,連續活動,有隨時間而發生緩急的變化,也有活動的程度均勻地持續下去,也有極為緩慢但長期繼續下去的變動,稱為蠕動。這些不同程度和不同形式的構造運動的測定,在地震地質工作中具有極其重要的意義。

有些特殊宏偉、深入地下的斷裂帶,如東亞大陸東部邊緣與太平洋相連接的地帶,從堪察加半島東部邊緣,沿著千島群島,到北海道東部和本州東北部邊緣,直到橫斷本州的大斷裂向太平洋伸展的處所,分為兩支:一支往南偏東沿小笠原群島和馬里亞納群島方向伸展,另一支沿著日本本州西南部、琉球群島,經過我國台灣東邊,轉向菲律賓東部邊緣伸展;又如阿留申群島,阿拉斯加沿岸,沿著北美、南美大陸西部邊緣和太平洋連接的地帶等等,長期以來,相當強烈的構造運動,看來是在不斷地進行,或斷斷續續地進行。斷裂的深度和長度,不是大陸上的斷裂所可比擬的。因此,在這些地帶,地震頻度之大、震源之深、震級之高,也不是大陸上其他大斷裂帶所可比擬的。

3.鑒定活動構造帶的性質。

活動構造帶,可以是單一的斷裂,也可以是由若干斷裂組合而成的復式斷裂帶,更可以由褶皺和斷裂夾雜在一起組成的褶皺帶,也有時由單一的破碎帶組成。不管活動構造帶屬於哪一類型,如果有地震震源或潛伏震源存在其中,斷裂總是活動構造帶的重要組成部分。

活動構造帶可以是壓性的,可以是張性的,可以是扭性(剪切性)的,也可以是壓扭性的或張扭性的。在強烈地震發生的時刻,地面往往出現呈雁行排列的裂隙群,沿著那些裂隙伸展的方向,在大震正在進行的時候,地面往往反復劇烈擺動,同時在水平面上產生大距離的錯動,斷裂兩盤垂直的相對位移,一般較小於水平相對錯距。精確觀測活動斷裂帶,在一定的時期內,兩盤相對平錯和起落的距離,是測定活動構造帶活動程度的有效辦法之一,也是鑒定活動構造帶性質的重要手段。

前述太平洋東、西兩岸的大斷裂帶,無疑是擠壓性和剪切性的,東非大裂隙的性質,雖然還有爭論,看來主要是張裂性的。是不是擠壓加剪切的斷裂帶比張裂帶更容易引起強烈的地震?這個問題提醒我們,為什麼在地震地質工作上要注意斷裂的性質。

4.盡可能找出和一個活動構造帶有切密聯系的其他構造帶。

一切事物都不是孤立的,活動構造帶的存在,也不可能是孤立的。究竟一個構造帶和哪些構造帶有密切的聯系?這是個實際問題,必須聯系實際情況,才能獲得解決。當我們對一個活動構造帶開展工作時,我們必然遇到這個問題,我們也必須解決這個問題,才能查明哪些地帶屬於可能發生地震的同一危險地區。明了了這一點,對一個地區全部地震工作,才好作合理的部署。

有密切聯系的構造帶,由於都是受同一地應力場的控制,它們的各別形態、性質、排列以及它們的分布,一般有規律可循。就是說,如果發現某一條構造帶有活動的跡象,我們就得注意屬於有密切聯系的同一構造體系的其他構造帶,很可能也有些相應的活動。從這一觀點出發,我們在野外的工作,就有了線索可循,危險區的圈定,就可以落實到一個活動構造體系分布的范圍。通過地質觀測實踐經驗,我們認識了一些類型的構造體系,通過模擬實驗,也可以用人為的方法在一定的介質中作出類似在自然界產生的某些構造體系,從而得以了解產生的條件和過程。

我們還可以進一步根據野外地質觀測和重點應力解除的結果,並參考模擬實驗所提供的旁證,進行地應力場的分析。這對地震發生根本原因的探討和地震預測方法,也是打基礎的工作。

現在回答第二個問題,即怎樣通過活動構造帶中哪一點或哪些點的活動引起了地震?

震源有時在活動構造帶中流竄,位置不定;也有時偏向於大致固定在活動構造帶上的某一點或某幾點,這種現象不是偶然的,不能沒有客觀存在的規律。不掌握這條規律,光講活動構造帶,對我們的地震預測工作的要求,起不了多大的作用。

有幾種情況,值得注意:

1.活動斷裂帶曲折最突出的部位,往往是震中所在的地點;因為在那樣的部位往往是構造脆弱的處所,也往往是應力集中的處所。

2.活動構造帶的兩頭,有時是震中往返跳動的地點;因為活動斷裂帶,在應力加強而被迫向外發展的時候,它的兩端是按過去構造運動的軌道,進一步推動它繼續發展最有利的部位。

3.一條活動斷裂帶和另一斷裂帶交叉的地方,往往是震中所在的地點;因為斷裂交叉的處所,斷面多半崎嶇不平,或者有大堆破壞了的岩塊聚集在一起,容易導致應力集中。

4.前面已經提到,當強烈破壞性地震發生時,活動斷裂帶上的整個段落,有時呈現沿著那一段落反復擺動的模樣,在這種情況下,斷裂兩盤如果極為平滑,或者斷面上只有一些容易鏟平的岩塊疙瘩,在劇烈的運動中就被鏟平了,如果斷面上有較大的岩塊伸出,或者斷裂帶中有許多斷裂,不是彼此互相平行,或是雁行排列,而是犬牙交錯,在那裡兩盤的相對運動,就會被阻止,由於被阻止,局部的應力就越來越集中,到了阻止兩盤相對滑動的力量,抵擋不住那一段斷裂帶兩盤相對滑動的力量的一瞬間,轟然一下,阻擋了的岩塊或犬牙交錯的斷裂被粉碎了。地震就可能在那裡發生。這樣去理解強震地段在地震正在進行的短時間中,有時連續不斷發生強震的現象,看來是符合「不塞不流,不止不行」的辯證邏輯的。

5.曾經發動過一兩次破壞性強烈地震的處所,一般是脆弱的,構造帶中那種劇烈的破壞,不是短短的歷史時期中可以恢復的,因此,在幾百上千年的時期內,在那裡不允許地應力高度集中以致再一次發生破壞性的強烈地震,而只能夠繼承那種已經造成的弱點,在地應力加強的時候,比較容易發生一系列小型破裂,從而發生一群或幾群小震。

然而這種推論,不能適用於太平洋西岸那樣的大斷裂帶,在那些地帶,大規模的構造運動,現今還在不斷地進展,因而大型裂縫不但沿主斷裂的兩側蔓延,而且可能向地球深部發展。我們還沒有掌握足夠的事實,也沒有作過深入的鑽研,不能把上述各種情況,說成是帶有規律性的東西,我們更不能把活動構造帶中已經發動過或潛伏的震源,都歸納到上述的一些特殊部位,在這里只能指出這樣一個看法:即把活動構造帶中某些具有特殊構造形式的部位,當做可能發動地震的危險地點看待,這不是什麼「庸人自擾」。

我們對地震地質工作,現在還缺乏經驗,缺乏依據,搞出一套比較完整的辦法,在現階段也不應該提出什麼工作規范之類的東西,來束縛自己的手腳,但是即使僅僅邁出第一步,也得要有個方向,有個辦法,有個步驟。在此僅僅是試探性作了一些初步經驗的小結,徵集了各有關方面的一些意見,其目的是為了供地震戰線上廣大革命戰士的參考,以便結合各自的經驗和看法,進行討論、補充和改正。

(引自《地震戰線》,1970年,第7期)

⑥ 地震的地質原因一般有哪些

構造地震：由構造運動所引起的地震
火山地震：由火山活動所引起的地震
陷落地震：易溶岩石被地下水溶蝕後形成地下空洞，上覆岩層陷落引起
誘發地震：由於某種人為因素的激發作用引起

⑦ 地震和地質構造有什麼樣的關系

由於地球在不斷運動和變化，逐漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成版岩層突然發生破裂，或權者引發原有斷層的錯動，這就是地震。
地震絕大部分都發生在地殼中。
地震共分為構造地震、火山地震、陷落地震和誘發地震四種。
構造地震是指在構造運動作用下，當地應力達到並超過岩層的強度極限時，岩層就會突然產生變形，乃至破裂，將能量一下子釋放出來，就引起大地震動，這類地震被稱為構造地震，佔地震總數90%以上。

⑧ 什麼是地震地質條件

岩土類型及性質，岩體結構與地質構造，地下水的活動，斷裂，地形地貌 五方面。考慮這五方面情況對震害的影響！

⑨ 地震地質構造是什麼

地震是地球活動的現象之一,是一種地球活動方式,受地球運動、地殼活動和地質構造控制和影響。因此,要了解地震,就要先了解地球結構、地殼活動和地質構造。

⑩ (一)地震相參數特徵及其地質意義

地震相參數是識別地震相的標志。地震相是不同體系的各級界面、岩性及集合特徵在地震剖面上的綜合表現。地震相分析則是根據地震資料解釋其環境背景和岩相。常用的標志包括內部反射結構、外部幾何形態、連續性、振幅、頻率、層速度等。

1.反射結構

反射結構 (簡稱結構)是指地震剖面上層序內反射同相軸本身的延伸情況及同相軸之間的相互關系。它是揭示總體地震模式或沉積體系最可靠的地震相參數。根據內部反射結構的形態劃分為平行與亞平行結構、發散結構、前積結構、亂崗狀結構、雜亂結構和無反射等類型。河流相地層反射一般呈亞平行結構和無反射兩類。

2.外部幾何形態

外部幾何形態 (簡稱外形)是指具某種反射結構地震相單元在三維空間內的分布狀況。外形可進一步分為席狀、席狀披蓋、楔形、透鏡狀、丘狀、充填形等。外形與反射結構往往有相關關系。外形可以提供有關沉積體的幾何形態、水動力、物源及古地理背景等方面的信息。河道型砂體在垂直於河道走向的橫剖面上往往呈 「透鏡狀」或頂平底凸的充填形。

3.連續性

反射連續性與地層本身的連續性有關，它主要反映了不同沉積條件下地層的連續程度及沉積條件變化。一般情況下，反射連續性好表明岩層連續性好，反映沉積條件穩定的較低能環境; 反之，連續性差代表較高能的不穩定沉積環境。衡量連續性的標准包括長度標准和豐度標准。

(1)長度標准

連續性好: 同相軸連續長度大於 600 m; 連續性中等: 同相軸長度接近 300 m;

連續性差: 同相軸長度小於 200 m。

(2)豐度標准

連續性好: 上述連續性好的同相軸在一個地震相中占 70%以上;

連續性差: 連續性差的同相軸在一個地震相中占 70%以上;

連續性中等: 介於上述兩者之間。

4.振幅

振幅與反射界面的反射系數直接有關。振幅中包括反射界面上、下層岩性、岩層厚度、孔隙度及所含流體性質等方面信息，可用來預測橫向岩性變化和直接檢測烴類。由於振幅還受地震激發與接收條件、大地衰減及處理方法等因素影響，使用振幅時應考慮到這些因素的影響。振幅的標准包括強度與豐度標准。

(1)強度標准

強振幅: 時間剖面上相鄰地震道振幅值重疊在一起，無法分辨;

中振幅: 相鄰地震道部分重疊，但可用肉眼分辨;

弱振幅: 相鄰地震道相互分離。

(2)豐度標准

在一個地震相中，強振幅同相軸占 70%以上稱強振幅地震相; 弱振幅占 70% 以上時稱弱振幅地震相; 兩者之間為中振幅地震相。

5.頻率

頻率在一定程度上和地質因素有關，如反射層厚度、層速度變化等。但它與激發條件、埋藏深度、處理條件也有密切關系，因此在地震相分析中僅可作為輔助參數。

頻率可按波形和排列疏密程度分為高、中、低三級。頻率橫向變化快說明岩性變化大，屬高能環境; 頻率穩定，屬低能或穩定沉積環境。

傳統的地震相主要利用地震相標志，即地震反射結構、地震相外形進行定性描述，主要著眼於多個地震反射同相軸的組合特徵，所以傳統地震相分析在垂向上時間厚度大，往往忽視單個反射同相軸的沉積意義，精度和准確性滿足不了儲層精細描述的要求 (楊勇，2003)。如在河流相儲層預測中，反射結構和外形一般用來分辨辮狀河、曲流河、網狀河沉積體系，由於古地理環境變遷和後期構造運動影響，在現今採集的地震剖面上已難看到河道沉積。也無法進行薄層單砂體描述。

從剖面上看，曲流河反射特徵為強軸反射，同相軸比網狀河長，局部可見側向加積的現象; 網狀河反射多表現為較弱的空白反射中夾雜中強短軸反射; 辮狀河反射多表現為較弱的空白反射，偶爾夾有較強反射。但是用 「相面法」直接識別單砂體時不僅容易判斷錯誤，而且描述砂體展布形態和分布范圍與實鑽結果誤差比較大。

由於地震參數與所預測對象之間的關系復雜，不同工區和不同儲層對所預測對象敏感(或最有效、最具代表性)的地震屬性是不完全相同的。即使在同一工區、同一儲層，預測對象不同對應的敏感地震屬性也是有差異的。同時，地震反射畢竟是第二性資料，是地下地質情況的反映，地質背景的復雜性反映到地震資料上就有多解性。因此，在研究及實踐中，應當進行地震屬性優化以提高儲層地震預測的精度，從而可以更有效地進行儲層描述，進一步提高鑽井成功率。