地震的成因(续).doc

地 震 的 成 因（续）一、地震的分类在地球内任何一部位发生的快速颤动叫做地震。地震给人类造成了巨大的财产和生命损失。1976年7月28日中国唐山发生7.8级大地震，造成近25万人死亡；2008年5月12日中国汶川发生8.0级大地震，造成近10万人死亡；2010年4月14日中国玉树发生7.1级大地震，造成2千多人死亡。为了研究地震的成因，首先需要对地震进行分类。传统观点将地震划分以下4种类型：1、构造地震由于构造运动使岩石圈变形突然断裂引起的地震，称为构造地震。构造地震是地球上数目最多的一类地震，约占地震总数90%以上。其特点是能量大，影响范围广，对地面及建筑物的破坏最强烈，常引起生命财产等重大损失。这类地震活动频繁，分布普遍，延续时间长，造成的灾害最大。构造地震很少孤立地发生，在一个地区的一定时期内往往出现趋于稳定的一系列地震，称为地震序列。茌地震序列中，最强烈的一次地震称为主震，主震之前的一系列地震称为前震，主震之后的一系列地震称为余震。2、火山地震指由于火山活动引起的地震。这类地震可以是直接由火山爆发引起的地震，也可能是因火山活动引起构造变动，从而导致的地震。因此，构造地震与火山地震常有密切的联系。这类地震均为浅源地震，特点是震级较小，地震烈度不大，影响范围也小，很少造成大的损失，占全球地震总数的7%。3、陷落地震指由于地面塌陷和陡峭山崖岩块突然崩坠而引发的地震。这类地震震级较小，其波及范围也小，破坏性不大，占地震总数的3%。4、诱发地震指由于人工爆炸、水库蓄水、深井注水和矿山开采等人类生产活动而产生的人工诱发地震。当人为因素诱使地下岩块中积蓄的应力超过一定的极限，突然释放就形成了地震。这类地震一般难以造成大的危害。 文本将地震分为两大类： （1）、内力地震，由地球内部活动产生的作用力引起的地震叫做内力地震，如传统分类的构造地震、火山地震。 （2）、外力地震，由地球外部活动产生的作用力引起的地震叫做外力地震，如传统分类的陷落地震、诱发地震，陨石降落地震等。二、传统构造地震成因理论关于构造地震的成因，目前比较流行的是板块挤压引起的弹性回跳说。可以用弹性钢片变形为例，如图2-1：A钢片受力变形，发生断开产生震动 B推测地层压力变形，产生地震。图2-1弹性回跳地震成因示意图当弹性钢片两端受力后发生弹性变形，积累弹性应变能量，当钢片弯曲变形到达极限时，便会突然断开，并且两侧的钢片分别向弯曲变形的反方向迅速弹回，在弹回的过程中释放原来所积累的能量并产生弹性波。与此类似，地壳或岩石圈也是具有弹性的刚体物质，在构造运动所产生的构造应力的作用下，也会产生弹性应变，积累大量应变能，当应力逐步增加到超过岩石的强度极限时，岩石就会突然发生断裂或使地壳中原来已存在的断裂再次突然错动，断裂两侧的岩石以弹性回跳的形式恢复变形，同时释放大量的应变能产生地震。地震成因的弹性回跳说是1910年由美国学者里德提出的，该假说不仅已经在实验室中得到证实，并且符合野外的地震形变测量结果，因而得到普遍公认。但有人认为该理论只能解释浅源地震，不能解释中、深源地震，因为那里的岩石处于高温高压下，塑性较强，不可能发生断裂和弹性回跳。本世纪60年代岩石圈板块构造学说提出后，使中、深源地震的成因问题获得了比较合理的解释。该理论存在的问题是：、钢片受力断开并发生回跳，这是单一的钢片试验室试验结果，如果在钢片两侧夹有非钢性物质，钢片就不能发生弹性回跳。所有地质体其周围都是其它地质体，弹性回跳地震成因理论同地质体的客观存在不符。、地震都是发生在某一个点，呈点状。如果是板块构造挤压，应呈线状或面状。、依据板块构造学说理论，大洋板块在大洋中脊形成并向外扩张，然后俯冲到大陆板块下消亡。依据该理论挤压碰撞只是发生在两大板块接触带，地震也只能发生在这一部位，那么在板块内部发生的地震就无法解释了。三、内力地震的成因、在地球内部存在高温高压的熔融岩浆和气液体。火山喷发如图3-1（百度照片），说明在地球中存在高温高压的熔融岩浆和气液体。图3-1 冰岛第五大冰川埃亚菲亚德拉冰盖冰川下一座火山喷发的一组照片 、地球内部存在熔融层 图3-2是地震波在地球内部传播曲线图，图3-3是传统观点绘出的地球结构示意图。图3-2 地震波在地球内传播曲线图 图3-3 传统观点地球结构示意图 表3-1是传统固体地球内部结构数据：表3-1 传 统 固 体 地 球 内 部 结 构 数 据地球圈层名称（传统名称）深度（公里）地震纵波速度（公里/秒）地震横波速度（公里/秒）密 度克/立方厘米物 质 状 态地 壳0335.67.03.44.22.62.9固态岩石圈上地幔339808.110.14.45.43.23.6部分熔融物质下地幔980290012.813.56.97.25.15.6液态固态物质外地核290047008.08.2不能通过10.011.4液态物质过度层470051009.510.312.3液态固态过度带内地核5100637110.911.212.5固态物质 在固体地球内部29004700公里为液态物质，厚度为1800公里。 、本文划分的固体地球结构为了研究地球的成因、地磁的成因、火山的成因、地震的成因和地壳运动的成因，依据物质存在状态，将固体地球内部进行如下结构划分：内部为固态地核（原内地核）、中间为液态地幔（原外地核）、外部为固态地壳。液态地幔同固态地核存在过度层（内过渡层），同固态地壳存在过度层即原来叫做的下地幔和上地幔（外过渡层），如图3-4所示： 图3-4 地球结构示意图 表3-2是重新划分的固体地球内部结构数据：表3-2 重 新 划 分 的 固 体 地 球 内 部 结 构 数 据地球圈层名称深度（公里）地震纵波速度（公里/秒）地震横波速度（公里/秒）密 度克/立方厘米物 质 状 态地 壳0335.67.03.44.22.62.9固态岩石圈外过渡层上339808.110.14.45.43.23.6部分熔融物质外过渡层下980290012.813.56.97.25.15.6液态固态物质地 幔290047008.08.2不能通过10.011.4液态物质内 过 度 层470051009.510.312.3液态固态过度带地 核5100637110.911.212.5固态物质、地球内部的物质运动通过以上资料介绍，地球内部是密度为10.911.2克/立方厘米、半径为1271公里的固体球。地球的中间为液态物质的地幔，厚度为1800公里。地球倾斜在轨道上绕太阳公转，如图3-5。地球和月亮的距离远远小于地球和太阳的距离，地月引力大于地日引力。图3-:5 地球倾斜在轨道上转动示意图 在引力的作用下，海水产生潮汐。发生潮汐时，海水向引力方向凸起，如图3-6：图3-6 发生潮汐时，海水凸起现象示意图由图3-6可以知道：在水圈中的固体地球不在中心偏向引力的另一侧。下面做一个简单的模拟试验：在装满水的瓶子里放入一个石子，系上一根绳子绕手旋转，如图3-7，结果：在瓶子内的石子偏向引力的另一侧。图3-7 模拟试验照片由地球的内部组成结构、潮汐现象及模拟试验，可以得出结论：地核不在地球中心偏向地月、地日引力合力的另一侧。地核的偏心运动作用在地幔上，地幔物质将由内向外挤压。组成地幔的高温熔融岩浆结晶、变质和其他作用产生水和气，形成地球内部的巨大压力。、地球内部的空间地球内部特别是在地壳，由于断裂作用、褶皱作用、沉积作用、溶岩作用等可以形成一些地质空间，图3-8是断裂作用形成的地质空间：图3-8 断裂作用形成的地质空间示意图地球内部的高压气液体顺着断裂就会进入地质空间形成高压藏，在高压作用下，空间隔层或空间围岩就会发生弹起和撞击作用，如图3-9：图3-9 高压藏的空间隔层弹起示意图高压藏使空间隔层或围岩发生弹起和撞击作用就会形成内力大地震。地球内部的高压气液体由高压区喷射到低压区产生的颤动就会形成内力小地震。四、内力大地震的监测与预报内力大地震形成需以下条件：1、要有高压气液体移动的通道。各种成因的深大断裂是高压气液体移动的通道。2、要有地质空间。断层作用、褶皱作用、沉积作用、溶岩作用等都可以形成地质空间。3、要有高压气液体。高压气液体进入地质空间形成高压藏。大地震区的地球物理异常变化形成大地震的地区需存在地质空间，地质空间需要充填高压气液体形成高压藏。因此大地震区的重力值为负异常，随着地质空间高压气液体的充填形成高压藏，负异常值将减小。大地震的监测与预报 1、地质监测 在大地震区需存在深大断层，一是高压气液体移动的通道，二是高压藏隔层或围岩易发生弹跳。全国的1：25万地质测量已结束，大部分地区已完成1：5万地质测量。除隐伏的深大