板块与地质灾害的关系
『壹』 地震与板块运动有什么关系
地震在地质学里分为两种,一种是人为造成的,一种是地壳运动造成的。一般人为造成的地震都很小,影响范围也不大,如在进行地球物理勘探时使用的浅层地震测量就要人造地震(就是用炸药进行爆破,产生地震波,经过测量仪器测量来查证地表以下(浅层)的地质情况),这个方法在找石油时比较常用。而我们一般说的地震,是地球表层壳体运动能量释放的一种方式,其形成的原因有火山作用、板块运动等。火山作用也是一种地壳运动能量释放的一种表现,所以地震可以理解为是地壳运动形成的结果。关于地壳运动,地质学家威尔逊提出了威尔逊旋回这一学说,威尔逊学说认为:陆壳由于受力的作用,发生断裂,开始向两侧慢慢拉张,由一个板块变成两个板块,拉张的宽度越来越大,从裂隙变成裂谷,由裂谷变成海洋。而由于拉张作用使两个板块分离,在两个板块之间形成的海洋里有了地幔物质上涌,也就是形成了洋中脊,洋中脊的物质从地幔上涌,冷却形成新的洋壳,随着拉张的继续,洋中脊处地幔物质的不断上涌,在其两侧的洋壳向两侧推移,最终在洋壳和陆壳的接触部位(比如现在的日本岛到菲律宾这一岛链)挤压断裂,洋壳俯冲到大陆板块之下,然后再深部再次熔融成岩浆,当岩浆上升喷出地表就形成了火山,而在这个俯冲带的周边就往往会发生地震,这都是地壳碰撞、俯冲、以及火山活动造成的能量释放。地震就是这样形成的。有关更详细的解释可去查阅《普通地质学》这本书,里面有较详细的介绍,这里本人提到的威尔逊旋回学说,可能有些纰漏,请各位海涵。如要更加深究请自己去找资料吧。
『贰』 地质灾害的种类及成因
一、地质灾害的定义
(一)定义
地质灾害是指由于地质营力或人类活动而导致地质环境发生变化,并由此产生各种危害或严重灾害,使生态环境受到破坏、人类生命财产遭受损失的现象或事件(汪新文主编,1999)。地质灾害按成因可分为两类,一类是自然地质灾害,如地震,火山喷发,滑坡,泥石流;另一类是由于人类活动引起的地质灾害,如地面沉降等。
(二)特点
地质灾害与气象灾害、生物灾害一样是自然灾害的一个主要类型,具有突发性、多发性、群发性和渐变影响持久的特点,并且容易造成较大的人员伤亡和巨大的经济损失(段永侯等,1993)。地质灾害中以突发性、群发性小型土质滑坡、崩塌为主。直接诱发因素是集中性强降雨;山区切坡建房、修路等工程活动是产生崩塌、滑坡、泥石流的重要因素;群众防灾意识淡薄、避灾自救知识缺乏是造成人员伤亡的主要原因。而地震、火山喷发这样的地质灾害发生的频率相对来说比较小,但是它的破坏性是巨大的。
二、地质灾害的种类及成因
(一)地震
地震是岩石圈在内力作用下突然发生破裂,地球内能以地震波的形式强烈释放出来,从而引起一定范围内地面震动的现象。引起地震的原因很多,据此可以分为构造地震、火山地震和冲击地震,人类活动引起的地震还可以称为诱发地震(宋春青和张振春,1996)。构造地震是构造变动特别是断裂活动所产生的地震,约占全球地震总数的90%。其中大多数又属于浅源地震,因此对建筑物的破坏程度很大,波及的范围很广,常引起生命财产的重大损失,汶川地震就属于此种类型。
人们根据地震的活动地区,在地理上划分出几条主要的地震活动带。环太平洋地震带,约80%的浅源地震都发生在这一带内;地中海—南亚地震带,带内亦发生破坏性地震以及很少的深源地震。此外,还有北极—大西洋海岭地震带、东太平洋海隆地震带、西印度洋地震带、东非地堑地震带等次要地震带。
(二)火山喷发
火山喷发是地幔物质在地球内部动力的作用下不断运动,当岩浆中气体成分游离出来使内压力增大到一定极限时,岩浆就会顺地壳裂隙或薄弱地带喷出地表,形成火山喷发。根据火山通道的形状可分为裂隙式喷发和中心式喷发。裂隙式喷发是岩浆沿一个方向的大断裂或断裂群上升,喷出地表;中心式喷发则是喷发物沿火山喉管喷出地面,平面上成点状喷发。
人们根据火山的活动性,将火山划分为死火山、活火山和休眠火山三种。如今,地球上已发现的活火山共有523座,其中有455座在陆地上,有68座位于海底(李克,2005)。死火山大约20000余座。这些火山在地理分布上有一定的规律性,他们大多集中在几个主要的火山带上。如环太平洋火山带、大洋中脊火山带、阿尔卑斯—喜马拉雅火山带、东非裂谷火山带。
火山喷发形成典型的火山地貌景观,有火山锥,如海南琼山马鞍岭,山西大同火山锥;火山口;火山湖,也叫火口湖,如吉林延边长白山天池;堰塞湖,黑龙江五大连池和镜泊湖;火山溶洞;火山瀑布等。
(三)滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体在重力的作用下和其他因素的影响下,沿着一定的软弱面整体的向下滑动。滑坡经常发生在粘土质为主的土层或泥质岩及变质岩的分布区。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外营力改造和人类工程活动等因素密切相关。松散土体和高陡的斜坡是形成滑坡的内因,河流冲刷及淘蚀是产生滑坡的外因,人类工程活动和降雨是发生滑坡的主要诱发因素。
另外,产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面,广泛存在滑坡发生的基本条件,滑坡灾害相当频繁。
(四)泥石流
泥石流是在山区的沟谷中,因暴雨、洪水等充足的水源激发的含有大量泥沙石块的特殊的洪流。泥石流具有暴发突然,运动快速,来势凶猛,破坏力强,成灾率高等特点。泥石流的形成有三个必备的条件:①地势陡峻,山高沟深,流域面积大;②有大量的松散的物质;③在短时间内有充沛的水量。泥石流粘度大、容量高、具有重大冲击力,具有很大的破坏性,在我国的南方地区,暴雨、洪水过后经常会出现这种地质灾害。
泥石流发生机制是陡峭的河床堆积物由于暴雨而饱和,进而在其表面产生水流,堆积物失去力学的稳定性而开始滑动形成泥石流。另外,崩塌土块在其运动过程中,破坏了结构,而又有水的供给也可以形成泥石流。泥石流的发育过程与气候环境的变化有关,如冰川的消融,冰体填充山谷,阻塞成湖,山坡重力侵蚀加剧;与季风在一个地区的盘踞时间的长短有关;与一个地区的植被繁盛也有关系;泥石流还与区域地质构造运动的强弱、地势起伏和岩石软硬有关。
(五)地面沉降
地面沉降,又称为地面下沉或地陷,它是在人类工程经济活动影响下,由于地下松散地层固结压缩,导致地壳表面标高降低的一种地质现象。
地面沉降主要发生于大型沉积盆地和沿海平原地区的工业发达城市及油气田开采区。其特点是涉及范围广,下沉速率缓慢,往往不易被察觉;在城市内过量开采地下水引起的地面沉降,其波及的面积大;地面沉降具有不可逆特性,就是用人工回灌办法,也难使沉降的地面回复到原来的标高。近年来,在软土等不良工程土体较发育地区,由于人类工程活动造成的基础不均匀沉降现象成为影响大型工程建设的主要原因之一。因此地面沉降对于建筑物、城市建设和农田水利设施危害极大。
三、中国的主要地质灾害
中国是一个面积广阔、资源丰富的国家,面积广阔又决定了中国的地形地貌、地质构造以及气候条件的复杂性。因此中国的地质灾害分布广泛,类型多样,发生频繁。中国常见的地质灾害有地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、水土流失、土地沙漠化等。
(一)中国地震灾害的分布特点
中国处在世界两个最活跃的地震带上,东濒临环太平洋地震带,西部和南部是欧亚地震的经过区域,因此中国的地震灾害比较频繁同时它也是中国主要的地质灾害。
(1)中国地震分布特点是东少西多,地质构造特点是以东京105°为界分为东西两部分。中国西部地区是世界上大陆地震最活跃、最强烈和最密集的地区。环太平洋地震带对中国台湾及其附近海域影响最大。
(2)华北区、台湾地区地震多发的成因是该区处在亚欧板块与太平洋板块的交界带,地壳活动强烈。西南地区地震、滑坡、泥石流多发的成因是由于印度洋板块和亚欧板块的挤压碰撞。
(二)崩塌、滑坡、泥石流的分布特点
中国泥石流的分布明显受地貌、地质和降水条件的控制,集中分布在阶梯状地形的过渡带上,尤其是沿大断裂、深大断裂发育的河流沟谷两侧(冯天驷,1998)。其中云南、四川、甘肃、陕西、西藏等地区是中国泥石流的多发地区。同时西南地区也是中国崩塌、滑坡等发育的主要地区。
(三)地面沉降分布特点
地面沉降活动主要发生在中国东部地区,尤其以沿海城市和华北平原等地区最严重。在该区域内,发生地面沉降的城市或地区有的是孤立存在,有的则是密集成群或断续相连,形成大面积的地面沉降带。
(四)水土流失的分布特点
水土流失是指:在水力、重力、风力等外营力作用下,水土资源和土地生产力的破坏和损失,包括土地表层侵蚀和水土损失,亦称水土损失。
20世纪90年代末全国水土流失总面积356万平方千米,占国土面积37%,其中:水蚀165万平方千米,风蚀191万平方千米,在水蚀和风蚀面积中,水蚀风蚀交错区水土流失面积为26万平方千米。水土流失分布范围广、面积大。西部12省(区、市)(桂、蒙、陕、甘、宁、青、新、川、贵、滇、藏、渝)占国土面积70.78%,土壤侵蚀(均指微度以上侵蚀,下同)面积107万平方千米,占全国土壤侵蚀面积的82.61%,水土流失最严重,分布面积最大;中部10省(冀、晋、辽、吉、黑、皖、赣、豫、鄂、湘)占国土面积24.28%,土壤侵蚀面积49万平方千米,占全国土壤侵蚀面积的14.64%,水土流失较严重;东部10省、市(京、津、沪、苏、鲁、浙、闽、台、粤、琼)占国土面积8.13%,土壤侵蚀面积9万平方千米,占全国土壤侵蚀面积的2.74%,流失相对较轻。
(五)土地沙漠化分布特点
中国现有荒漠化土地共计262万平方千米,约占国土总面积的27%。广泛分布在中国西北、华北、东北等地区,以新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西、山西、河北等省(区)最严重。全国荒漠化面积和荒漠化程度不断地增加。荒漠化不仅使中国的耕地面积不断减少而且对中国的环境造成严重的破坏,使中国的旱灾、沙尘暴等灾害不断地严重(国土资源部地质环境司、宣传教育中心,2003)。
『叁』 板块活动与地质构造、火山活动、地震灾害的关系
简单地说,地震的原因主要有:地球各个大板块之间互相挤压.另外还有火山喷发引起.
地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震,它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震,称为火山地震,约占地震总数的7%。此外,某些特殊情况下了也会产生地震,如岩洞崩塌(陷落地震)、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。
引起地震的原因很多,据此可分为构造地震、火山地震和冲击地震,人类活动也可以导致发生地震,称为诱发地震,如水库地震。
一、构造地震
构造地震是由构造变动特别是断裂活动所产生的地震。全球绝大多数地震是构造地震,约占地震总数的90%。其中大多数又属于浅源地震,影响范围广,对地面及建筑物的破坏非常强烈,常引起生命财产的重大损失。
我国的强震绝大部分是浅源构造地震,其中80%以上均与断裂活动有关。如1970年1月5日云南通海地震(7.7级),是曲江断裂重新活动造成的。1973年2月四川甘孜、炉霍地震(7.9级),是鲜水河断裂重新活动造成的,并在地震后在地面形成一条走向NW310°、长100多km的地裂缝。
世界上许多著名的大地震也都属于构造地震。1906年美国旧金山大地震(8.3级)与圣安德列斯大断裂活动有关。1923年日本关东大地震(8.3级)与穿过相模湾的NW-SE向的断裂活动有关。1960年5月21日至6月22日在智利发生一系列强震(3次8级以上的地震,10余次7级以上的地震),都发生在南北长达1400km的秘鲁海沟断裂带上。
(一)构造地震的成因和震源机制
这个问题是地震预报理论中最核心的问题,也是目前仍在继续探讨和需要解决的问题。
在地壳及上地幔中,由于物质不断运动,经常产生一种互相挤压和推动岩石的巨大力量,即地应力。岩石在地应力作用下,积累了大量的应变能;当这种能一旦超过岩石所能承受的极限数值时,就会使岩石在一刹那间发生突然断裂,释放出大量能量,其中一部分以弹性波(地震波)的形式传播出来,当地震波传到地面时,地面就震动起来,这就是地震。
从已发生的地震来看,它的发生跟已经存在的活动构造(特别是活断层)有密切关系,许多强震的震中都分布在活动断裂带上。如果从全球范围来看,地震带的分布与板块边界密切相关。这些边界实际上也是张性的、挤压性的或水平错开的一些断裂构造。
断裂活动何以产生能量很大的地震,其活动方式如何,目前存在若干有关的假说。
1.弹性回跳说 是出现最早、应用最广的关于地震成因的假说,是根据1906年美国旧金山大地震时发现圣安德列斯断层产生水平移动而提出的一种假说。假说认为地震的发生,是由于地壳中岩石发生了断裂错动,而岩石本身具有弹性,在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石,在力消失之后便向相反的方向整体回跳,恢复到未变形前的状态。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,把长期积蓄的能量于霎那间释放出来,造成地震。总之,地震波是由于断层面两侧岩石发生整体的弹性回跳而产生的,来源于断层面。如图8-3,岩层受力发生弹性变形(B),力量超过岩石弹性强度,发生断裂(C),接着断层两盘岩石整体弹跳回去,恢复到原来的状态,于是地震就发生了。这一假说能够较好地解释浅源地震的成因,但对于中、深源地震则不好解释。因为在地下相当深的地方,岩石已具有塑性,不可能发生弹性回跳的现象。
2.蠕动说 蠕动又称潜移、潜动。地表土石层在重力作用下可以长期缓慢地向下移动,其移动体和基座之间没有明显的界面,并且形变量和移动量均属过渡关系,这种变形和移动称为蠕动。蠕动速率每年不过数毫米至数厘米。
人们发现建筑在活动断层上的建筑物和活动断层本身在没有地震的情况下也有这种蠕动现象,即相对缓慢稳定的滑动。如在土耳其安卡拉以北110km处有一条安纳托里亚活动断层带,位于此断层带上的建筑物墙壁被发现有错断现象,其蠕动量每年约为2cm。也有人对中东一带发生地震以后的断层进行观测,发现有些地段伴有无震蠕动,其蠕动量每年约为1cm。
在什么情况下容易产生蠕动,还未十分清楚。有些实验表明,在高压低温,岩石孔隙度高(含水),含有软弱性矿物如白云石、方解石、蛇纹石等岩石的条件下,容易产生稳定蠕动。也有人认为在更高的围压或更高的温度下容易产生蠕动。
有一种现象逐渐为事实所证明,即岩层中长期蠕动的地段或在活动断层中蠕动占长期活动的百分比较高的地段,由于能量通过缓慢的蠕动而逐渐释放,反而很少发生强烈地震。在我国阿尔金山地区有规模很大的剪切断层,是正在活动的断层,通过卫星影像分析,发现有蠕动现象,现代水系被切穿,位移明显,错距也很大,但是有史以来却少有地震记录,推测此断层的活动方式是以无震蠕动为主。
根据蠕动与地震大小关系的资料表明:蠕动占长期活动的50%以上的地段,最大地震只能为5级,而蠕动占长期活动的10%以下的地段,可能发生8级以上的大地震。
3.粘滑说 在地下较深的部位,断层两侧的岩石若要滑动必须克服强大的摩擦力,因此在通常情况下两盘岩石好像互相粘在一起,谁也动弹不了。但当应力积累到等于或大于摩擦力时,两盘岩石便发生突然滑动。通过突然滑动,能量释放出来,两盘又粘结不动,直到能量再积累到一定程度导致下一次突然滑动。实验证明,物体在高压下的破坏形式,是沿着断裂面粘结和滑动交替进行,断面发生断续的急跳滑动现象,经过多次应力降落,把积累的应变能释放出来,这种说法就叫粘滑说。
影响断层活动方式的因素很多:一是温度,温度低于500℃,断层面两侧岩体易产生粘滑;温度高于500℃,则易产生蠕动和蠕变。二是岩石成分,岩性脆硬(如石英岩、石英砂岩等),断层两侧岩石往往以粘滑为主;岩性柔软,则以蠕动为主。三是岩石的孔隙度和水分含量,岩石孔隙大,孔隙度高,含水分多,当然容易蠕动;相反,岩石孔隙小,孔隙度低,含水分少,则多呈粘滑形式。此外,围压的大小也会影响断层的活动方式。如果断层两盘连续发生粘滑,便是地震频繁的时期。
实际上,同一活动断层在不同的深度可以有不同的活动方式,同一断层在不同的时期也可以有不同的活动方式。例如,圣安德列斯断层,深度在4km以上为无震的稳定蠕动;4—12km则为伴随有地震的粘滑运动;12km以下(由于高温)又以稳定的蠕动为主。因此,圣安德列斯断层带上的地震震源深度均不超过20km。
4.相变说 有人认为深源地震是由于深部物质的相变过程引起的。地下物质在高温高压条件下,引起岩石的矿物晶体结构发生突然改变,导致岩石体积骤然收缩或膨胀,形成一个爆发式振动源,于是发生地震。此说未能从多方面给出具体论证,因而未能得到广泛流行。近年根据地震纵波在地下深部传播情况分析,深源地震所在部位也同样发生了断裂和错动,证明地震发生与断裂活动有关。同时,板块构造学说指出,当岩石圈板块向地下俯冲时,中、深源地震发生在向地幔消减的板块内部,而并非发生在地幔软流圈物质中,因此相变说自然失去了存在的依据。
(二)构造地震的特征
构造地震的特点是活动频繁,延续时间长,波及范围广,破坏性强。
1.地震序列 任何一次地震的发生都经过长期的孕育过程即应力积累过程,这一过程可以长达十几年、几十年甚至几百年。
但在一定时间内(几天,几周,几年),在同一地质构造带上或同一震源体内,却可发生一系列大大小小具有成因联系的地震,这样的一系列地震叫做地震序列。在一个地震序列中,如果有一次地震特别大,称为主震;在主震之前往往发生一系列微弱或较小的地震,称为前震;在主震之后也常常发生一系列小于主震的地震,称为余震。
构造地震的重要特征之一,就是常呈这种有序列的发生。这种特征可能和构造地震产生的过程有关。一般说来,当地应力即将加强到超过岩石所承受的强度时,岩层首先产生一系列较小的错动(或者沿着断层带粘滑开始交替过程),从而形成许多小震,即前震。接着地应力继续增大,到了岩层承受不了的时候,就会引起岩层的整体滑动或新断裂滑动,形成大震,即主震。主震发生后,岩层之间的平衡状态还需要经过一段时间的活动和调整,把岩层中剩余能量释放出来,从而引起一些小的余震。在地震现场,常可见到在破裂的地面上,又出现许多次一级裂隙,错杂其间,表明运动没有完全停止,直到使许多尚未破坏的地点彻底破坏,所剩余的应变能全部得到释放。这种情况类似压紧弹簧过程,当作用力消失后,所蓄位能即转化为动能反跳回来,恢复原来状态,但又难于一下复原,还需经过一段时间的慢慢颤动调整,才能恢复原来的平衡位置。这种现象称为弹簧效应。岩石也是具有弹性的,所以也应有这种弹性效应。1920年宁夏(原甘肃)海原大地震,余震三年未消。其强度与频度时高时低,但总的趋势是逐渐衰减直到平静下来。
2.地震序列类型 虽说构造地震常呈一定序列,但其能量释放规律、大小地震的活动时间和比例等又常各不相同。根据1949年10月以来的我国所发生强震的分析研究,地震序列可以归纳为3种类型:
(1)单发型地震 又称孤立型地震。这种地震的前震和余震都很少而且微弱,并与主震震级相差悬殊,整个序列的地震能量几乎全部通过主震释放出来。此类地震较少,1966年秋安徽定远地震、1967年3月山东临沂地震,均未观测到前震和余震,震级很小,只有4—4.5级。
(2)主震型地震 是一种最常见的类型,主震震级特别突出,释放出的能量约占全系列的90%以上;前震或有或无,但有很多余震。1975年2月4日辽宁海城地震(7.3级),发震前24小时内共发生了500多次前震,主震后又发生很多次余震。1976年7月28日唐山大地震(7.8级),则基本没有前震,但余震连续数年不断。
(3)震群型地震 由许多次震级相似的地震组成地震序列,没有突出的主震。此类地震的前震和余震多而且较大,常成群出现,活动时间持续较长,衰减速度较慢,活动范围较大。如1966年邢台地震,从2月28日至3月22日,震级由3.6、4.6、5.3、6.8、6.8逐步升到7.2,发生大震。有时这种类型的地震是由两个主震型地震组合或混淆在一起形成的。
有时地震序列比较复杂,仿佛是由若干单发型、主震型、震群型组合而成。如1971年8—9月四川省马边地震。
地震序列类型可能与岩石和构造的均匀程度及复杂性有关。据实验,当介质均匀,且介质内应力不集中时,主破裂前无小破裂,主破裂后也很少小破裂;当介质不均一且应力有一定的局部集中或高度集中时,主破裂前后都会产生一定的或很多的小破裂。
研究地震序列类型,可以有助于预测和预报地震活动的趋势。如1967年河间地震,当主震发生后,根据其前震少和震级小(2.3级),被判断为主震型地震,主震后不会有较大的余震。事实表明推断正确。
二、火山地震
指火山活动引起的地震。这种地震可以是直接由火山爆发引起地震;也可能是因火山活动引起构造变动,从而发生地震;或者是因构造变动引起火山喷发,从而导致地震。因此,火山地震与构造地震常有密切关系。
火山地震为数不多,约占总数的7%。震源深度不大,一般不超过10km。有些地震发生在火山附近,震源深度为1—10km,其发生与火山喷发活动没有直接的或明确的关系,但与地下岩浆或气体状态变化所产生的地应力分布的变化有关,这种地震称为A型火山地震。还有些地震集中发生在活火山口附近的狭小范围内,震源深度浅于1km,影响范围很小,称为B型火山地震。有时地下岩浆冲至接近地面,但未喷出地表,也可以产生地震,称为潜火山地震。
现代火山带如意大利、日本、菲律宾、印度尼西亚、堪察加半岛等最容易发生火山地震。
三、冲击地震
这种地震,因山崩、滑坡等原因引起,或因碳酸盐岩地区岩层受地下水长期溶蚀形成许多地下溶洞,洞顶塌落引起。后者又称塌陷地震。本类地震为数很少,约占地震总数的3%。震源很浅,影响范围小,震级也不大。1935年广西百寿县曾发生塌陷地震,崩塌面积约4万m2,地面崩落成深潭,声闻数十里,附近屋瓦震动。又如,1972年3月在山西大同西部煤矿采空区,大面积顶板塌落引起了地震,其最大震级为3.4级,震中区建筑物有轻微破坏。
四、水库地震
有些地方原来没有或很少发生地震,后来由于修了水库,经常发生地震,称为水库地震。说明这种地震与水的作用有关,当然也与一定的构造和地层条件有关,而水的作用只是一种诱发因素。如广东河源新丰江水库,自1959年蓄水后,在库区周围地震频度逐渐增加,于1962年3月19日发生了一次6.4级地震,震中烈度达到8度,是已知最大水库地震之一。截至1972年,该区共记录了近26万次地震(图8-4)。又如,著名的埃及阿斯旺水库,坝高110m,库容达165亿m3,1960年正式开工,1964年截流蓄水,1968年正式投入运行。此地区在建库前历史上无地震,从1980年起出现小震、微震,于1981年11月在坝址西南60km库区发生了5.6级地震;于1982年同一地点又发生了5级和4.6级地震。
此外,因深井注水、地下抽水等也可触发地震。如美国科罗拉多州有一座落基山军工厂,为处理废水凿了一口3614m的深井,用高压注水于地下,于1962年发生频繁的地震。以后停止注水,地震活动减弱;恢复注水,地震又有所增加。
上述地震,特别是水库地震的成因引起人们极大关注。一般认为,在一定的有利于发震的地质构造条件(如有活动断层、密集或交叉的断裂存在,或在升降差异运动的过渡部位等)下,水库蓄水可诱发地震。除去人为因素诱发地震外,某些自然因素如太阳黑子活动期,阴历的朔、望期等,也容易诱发地震。各种触发机理正有待于人们深入研究。
火山和地震产生原因
地球表面有一层很厚很厚的地壳,平常岩浆被地壳紧紧地包在里边。地球内部的温度特别高,岩浆在那里边流来流去,总想找个地方窜到外面来。有些地方地壳运动比较强烈,地壳又比较薄弱,这些地方受到压力的时候,岩浆就从这里冲出来了。这样,就发生了火山爆发。活火山、死火山这是指火山活动的情况。有些火山爆发了一次后一直不爆发,这些火山就成了死活山。
人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
地震波发源的地方,叫作震源。震源在地面上的垂直投影,叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震,深度在70-300公里的叫中源地震,深度大于300公里的叫深源地震。破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。
地幔物质的热对流。是由地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的。是地球内部能量释放的外部表现。内部能量释放主要有一下形式:地震,火山,板块运动,地质构造。地震是其中之一。
〔1〕在地球内部有震源,震源向外释放能量(地震波)从而引起一定范围内的振动.
〔2〕其它地质灾害或自然灾害,也可以间接诱发地震.
地幔物质的热对流。是由地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的。是地球内部能量释放的外部表现。内部能量释放主要有一下形式:地震,火山,板块运动,地质构造。地震是其中之一。
而降水,风,洋流,河流等地表过程都是由地球外部能量即太阳所驱动。
地震发生的原因为何?
地震可分为自然地震与人工地震 (例如:核爆) 。一般所称之地震为自然地震,依其发生之原因又可分为, (1)构造性地震(2)火山地震(3)冲击性地震 (例如,陨石撞击) 。其中又以板块运动所造成的地壳变动 (构造性地震) 为主 。
由于地球内有一种推动岩层的应力,当应力大于岩层所能承受的强度时,岩层会发生错动 (dislocation),而这种错动会突然释放巨大的能量,并产生一种弹性波 (elastic waves) ,我们称之为地震波 ( seismic waves) ,当它到达地表时,引起大地的震荡,这就是地震。
『肆』 板块的移动与地貌有什么关系
板块相对移动包括大陆板块之间碰撞,大陆板块与大洋板块碰撞以及板块张版裂有三种情况。
1、板权块张裂区在大洋中:板块张裂后岩浆沿着裂缝涌出形成海岭即大洋中脊。如大西洋中脊、太平洋中脊。
板块张裂区在大陆中:板块张裂后形成裂谷、海洋。如东非大裂谷、红海。
2、大陆板块之间碰撞后一个板块插入另一个板块底部使其隆起形成高大山脉或高原。如阿尔卑斯山脉、青藏高原。
3、大陆板块与大洋板块碰撞时,大洋板块插入大陆板块底部使其隆起形成高大山脉或岛弧同时在大陆板块外沿形成海沟。如安第斯山脉、太平洋西部的一系列岛弧、马里亚纳海沟。
『伍』 地震带的分布与板块构造有何关系为什么
地震带就是指地震集中分布的地带。地球上主要有三处地震带。地震带皆位于板块交界内处。容在地震带内震中密集,在带外地震的分布零散。地震带常与一定的地震构造相联系。世界上主要有三大地震带: 环太平洋地震带分布在太平洋周围,包括南北美洲太平洋沿岸和从阿留申群岛、堪察加半岛、日本列岛南下至我国台湾省,再经菲律宾群岛转向东南,直到新西兰。这里是全球分布最广、地震最多的地震带,所释放的能量约占全球的四分之三。 欧亚地震带从地中海向东,一支经中亚至喜马拉雅山,然后向南经我国横断山脉,过缅甸,呈弧形转向东,至印度尼西亚。另一支从中亚向东北延伸,至堪察加,分布比较零散。 海岭地震带分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海岭地区(海底山脉)。
地震带内的地震活动在时间分布上是不均匀的,显著活动和相对平静交替存在,一定时期后又重复出现。各地震带的重复期从几十年到几百年,甚至千年以上。
『陆』 东亚地区位于哪些板块交界处容易出现那些地质灾害对人类社会产生哪些影响
东亚地区位于亚欧板块与太平洋板块交界处,容易出现地震、火山、滑坡、泥石流等地质灾害。
对人类社会产生影响造成巨大的经济损失和人员伤亡。
『柒』 板块运动与地质灾害的问题
板块运动与地质灾害的问题
1.构造地震;
2.火山喷发!
『捌』 板块构造与地质灾害,火山活动,地震灾害的关系
大陆飘移是由板块运动引起的,板块构造学说认为地球表层的岩石圈并不是整回体一块答的,而是由多个板块拼和而成的。全球有6大板块,它们处于不同的运动状态中,使海洋与陆地的相对位置不断变化。 一般来说,板块的内部比较稳定,而板块边缘地壳运动比较活跃,通常表现为张裂拉伸、俯冲碰撞、断裂错动等,容易形成火山和地震。全球有两大火山地震带,即环太平洋火山地震带和地中海----喜马拉雅火山地震带,地区眼上百分之九十五的大地震都发生在这两带内。
『玖』 挽近时期板块运动与地质灾害
地质灾害在空间和时间域内的分布和活动,主要受控于自然环境条件,包括地质环境、地形环境和气候环境;而地质环境则是最基本的,是地质灾害形成的物质基础。考察我国地质灾害的活动,与挽近时期的构造活动关系十分密切,它对西气东输管道工程建设用地区地质灾害发育在宏观上起到制约作用。下面将从板块构造观点讨论一下挽近时期以来中国大陆附近大陆与大洋各板块间的相互作用,以及对我国地形和气候环境的影响,并制约地质灾害发育的情况。
一、板块活动及其对地形、气候的影响
(一)板块活动特点
波澜壮阔的燕山运动,结束了华北地块与扬子地块间长期构造分异的“南北对峙”局面。白垩纪末期,印度板块自南南西方向推移过来,在始新世晚期与欧亚大陆板块碰撞,并楔入到欧亚大陆板块之下,特提斯海关闭。此后,印度板块仍以5mm/a的速度向北北东方向推进。在近南北向强大挤压应力作用下,激发了喜马拉雅造山运动,地壳不断隆起,形成了青藏高原地块及一系列向北东方向突出的以北西西走向为主的弧形褶皱构造和深断裂带,青藏高原地块地壳的厚度最大达70km。与此同时,在中国大陆东部的太平洋板块和菲律宾海板块,则分别从北东东和南东方向向欧亚大陆板块之下俯冲,导致处于太平洋俯冲带内侧的华北地块地幔物质上涌,挤入地壳使之受拉变薄,引张陷落而形成裂谷、盆地和平原,地壳减薄至30~35km。这样就使得挽近时期以来中国大陆构造格架处于“东西对峙”的局面。
古中国地块原被海洋所包围,古生代末期中国地块与西伯利亚地块碰撞,中亚—蒙古大洋关闭,导致欧亚古陆形成。中国地块挟持于印度、太平洋和菲律宾海三个板块之间,北面又盘踞着巨大而坚硬的西伯利亚地块,这种独特的构造位置,使它成为现代板内构造活动最强烈的地域。
我国大陆现代构造应力场空间分布具有明显的分带现象(图4-1)。西部的青藏高原为潜在逆断型,最大主应力σ1总体近南北向,存在着巨大的大致呈东西走向的逆冲及逆掩型活动断层。中部的青藏高原东缘和东北缘斜坡主要为潜在走滑型,最大主应力σ1的方向变化较大,南北向构造带中巨大的活动断层走向,由南往北的近南北向经北北西向、北西向,而逐渐转为近东西向甚至北东东向,且左旋走滑型的较发育,现代构造活动强烈。而东部贺兰山、六盘山以东和秦岭以北地区,属潜在正断型和张剪走滑型,区内活动正断层和裂谷型断陷盆地很发育,它们的方向为北东、北北东向。其典型构造是太行山东缘断裂、郯庐断裂和汾渭地堑。上述不同地域的活断层,都有过发生强烈地震的历史。而在远离板块接缝带的鄂尔多斯高原和四川盆地,则是我国大陆地壳最稳定的地块。
(二)板块活动对地形的影响
由于板块的相互作用,使我国形成了西高东低台阶状地形格局,可明显地划分出三个阶梯。最高一级台阶为青藏高原,平均海拔4000m以上;第二级台阶为青藏高原以北和以东的塔里木盆地、内蒙古高原、黄土高原、四川盆地和云贵高原,海拔一般1000~2000m;第三级台阶以松辽平原、黄淮海平原、长江中下游平原和低山、丘陵为主,海拔平原区200m以下,低山、丘陵区一般也不超过1000m。第二、第三级台阶间为呈北北东向高耸的山脉,如大兴安岭、太行山等。
图4-1中国大陆及邻近地区现代构造应力状态
1.强烈挤压区;2.中等挤压区;3.张应力区;4.活动逆断层;5.滑动走滑断层;6.断陷裂谷及活动正断层;7.板块作用方向
第二台阶及其两侧的边缘转折地带,地面起伏较大,尤其边缘山地地面高差悬殊,谷坡陡峻,往往是地质灾害的易发区或危险区。
(三)板块活动对气候的影响
青藏高原的崛起,对我国气候的影响极大。在上新世时期,青藏地块海拔仅1000m左右,属湿热亚热带环境。但自早更新世以来青藏地块急剧隆起,喜马拉雅山、昆仑山等巨大山体上升到4000m以上,高空西南风环流被阻隔,高原气候向干寒发展,逐渐形成了西伯利亚高压。
青藏高原崛起后大气环流形势改变,中国大陆季候风盛行,气温和降水量的地区性和季节性变化都极大。冬季盛行西北风,寒冷干燥,南北温差很大;而夏季全国普遍高温多雨,降水集中,多灾害性暴雨天气。在西北和内蒙古广大地域内,气候十分干燥,土地沙化严重,扬沙和沙尘暴天气频发。
二、板块活动对地质灾害的制约作用
挽近时期的板块活动,导致我国地质、地形和气候环境都发生了极大变化,对地质灾害成生和发展的制约作用十分明显,主要体现了地质灾害的区域性分布规律。现分析一下西气东输管道工程经过地段地质灾害的区域性分布特点。
综合管线经过地段的地质、地形和气候环境,地质灾害的分布可明显地划分出西、中、东三个区段。
西区段地理位置包括新疆、甘肃以及宁夏的西部。地形上处于青藏高原北部的第二台阶。属典型的温带大陆性干旱气候,风沙大,生态环境差,有些地段极为恶劣,地质上跨越了塔里木地台、天山地槽系和祁连地槽系3个一级大地构造单元;受印度板块推挤所产生的强大构造应力,使本区段地震活动频繁而强烈。本区段外动力地质灾害以干旱气候制约的风蚀沙埋、盐渍土腐蚀和盐胀为主;此外,雨汛期突发的泥石流和洪水冲蚀灾害亦致灾较严重。
中区段地理位置包括宁夏东部和陕西、山西以及河南的西隅。地形上处于第二台阶的东部。属温带大陆性半干旱季风气候。地质上属华北准地台中、西部的鄂尔多斯台坳和山西断隆;受太平洋板块俯冲作用而产生的汾渭地堑为大陆裂谷系,除地震活动较强外,本区段大部分地壳稳定性较好。制约本区段地质灾害成生的主要因素有:①更新世堆积的风成黄土厚度大,尤其是地面广布的Q3湿陷性黄土工程性质较差;②气候较干旱,生态环境脆弱,雨汛期集中降水,雨强较大;③地形上处于第二、第三两台阶的过渡地带,起伏变化大,沟壑纵横;④蕴藏的煤炭资源十分丰富,大量开采。因此本区段主要的地质灾害以崩塌、滑坡、泥石流和洪水冲蚀等山地灾害为主;此外,黄土湿陷和潜蚀、采空塌陷也是本区段突出的地质灾害类型,也有风蚀沙埋、盐渍土腐蚀和盐胀的干旱气候环境灾害。本区段是西气东输管道工程建设用地区地质灾害最集中,危险性最大的区段。
东区段地理位置包括河南、安徽、江苏和上海。地形上处于第三台阶,地势低平,属温带半干旱、半湿润季风气候和亚热带湿润季风(海洋性)气候。地质上属华北准地台的豫皖坳陷和扬子准地台的下扬子台褶带;受太平洋板块俯冲作用地壳引张陷落,总体上稳定性好,西气东输建设用地区附近地震活动水平较低。由于本区段人口稠密,工农业经济发达,对地质环境的干扰破坏在有些地段很强烈,主要是抽汲地下水和采矿。本区段地质灾害以缓变型的地面变形灾害为主,主要灾种有地面沉降、地裂缝和采空塌陷。此外,膨胀土胀缩变形灾害也应关注。
以下将分节讨论三个区段地质灾害的类型、分布、形成条件和危害情况。