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学科介绍—构造地质学
GeoSHAO 2021-3-28 10:30
构造地质学,地质学主要二级学科之一,是研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形构造作用的成因机制,及其相互影响、时空分布和演化规律的地质学分支学科。构造作用或构造运动常是其他地质作用的起始或触发的主要因素,因此,构造地质学说通常也就成为地质学的基本学说。 狭义的构造地质学一般限于形变和变形机制方面的研究。构造学或大地构造学是对区域性宏观构造演化史的研究,也是构造地质学的组成部分。狭义的构造地质学与构造学相辅相成,前者的研究是区域构造演化的具体内涵,而后者则是前者变形机制的成因环境和条件的综合概括。 构造地质学最先是对构造要素,即褶皱和断裂的形态、变形组合的认识和分析,以及构造均匀域区划分带的研究,而后又结合岩石组合特征,研究演化历史和变形期次与阶段。其核心是构造演化的动力机制和成因模式,因而总与学说、假说相联系。 1859年霍尔在研究北美地质时,发现阿巴拉契亚山脉古生代沉积区具槽形特征。他把这种现象解释为因沉积重力负荷而致下沉,1873年丹纳把这种槽形构造命名为地槽,并认为是地球因冷缩而在大陆边绕出现的塌陷带。地槽概念的提出标志着现代构造地质学的起点。 1887年贝特朗提出造山旋回的概念。1883~1909年修斯在收缩说的基础上完成巨著《地球的面貌》,书中突出了地质学的全球观点,同时还发展了沉积建造的时空分带理论,使地槽地台学说得以建立,并奠定了20世纪前半叶的地质学研究的基础。 泰勒1910年讨论了欧亚大陆第三纪山脉弧形向南突出,1912年魏格纳有关大陆起源的论述,使大陆漂移思想形成了大陆漂移说。因此,在20年代前后,在地质学中开始了以地槽学说为代表的垂直论,与以大陆漂移说为代表的水平论有关主要构造运动方式之争,并把垂直论与大陆位置相对固定相联系,称为固定论,而水平论固有大陆长距离漂移的认识,称为活动论。 1928年霍姆斯提出地壳以下物质热对流的假说,用以解释大陆漂移。1930~1933年哈尔曼和范·贝美伦提出的重力与波动说,解释造山物质的运动规律。 施蒂勒1924年提出了造山期及其同时性,支持了地槽学说的造山理论。1936年他把地槽进一步划分为正地槽和准地槽,其后又把正地槽分为优地槽和冒地槽。这些研究成果都显示了构造地质学在造山作用理论与岩石建造学说等方面的重大发展,进而使地槽地台学说成为20世纪50年代地质科学的主导理论。 在20世纪60年代,由赫斯首先提出的海底扩张说,以及由转换断层证实岩石圈运动符合描述刚体球面转动规律的欧勒定律,确立了岩石圈板块构造学,并被誉为现代地球科学理论的一次革命,从而引起对地质学中原有的基本原则和规律重新思考和再认识,也促进了构造地质学的现代化进程。 构造地质学对地质体变形机制开展了实验和定量描述的研究。在20世纪50年代创立了构造物理学,60年代,以兰姆赛为代表,从构造形态几何学中发展了有限应变测量,提高了构造变形机制的定量研究的实践性。70年代,地球动力学的模拟实验和描述计算,扩大了构造成因机制的研究基础。 构造地质学主要研究地质体的次生构造及其成因和演化,同时也进行构造作用环境的重建和反演的研究,可概称为改造和建造。它们都是在漫长的地质历史中发生和形成,并具复杂多样的特征。 构造地质学研究的次生构造都与内生地质作用相联系,这与地球深部作用紧密相关。岩石圈板块运动是地质构造演化的主因,所以对地质构造的研究尽管有尺度不同和目的不一的差别,但都必须着眼于全球整体的地质演化规律与特定的形成环境相结合。 各种构造作用主要都集中在上地幔圈层以上的岩石圈内,因而岩石圈又称为构造圈。在这里,既有现今的活动构造现象,如地震可测量的板块运动向量等,也有各种已经固结了的构造,这种历史中的构造一直可追溯至38亿年以前的古老地质体中。 持续不断的构造作用,使地表和地下各种地质体发生形变,如岩层弯曲和断裂;地表升降造成山脉、高原和盆地;地表遭剥蚀和盆地内沉积;岩浆的侵入活动和火山喷发等,它们都直接间接地由更为广泛而具体的构造运动所引起的。从矿物晶格位错至造山带的形成,不同成因环境和层次的变质作用现象,岩浆岩分带,大陆碰撞区地壳压缩隆升和邻区的盆地沉积充填,以及地质体演化发展中的构造叠加和改造等,都是次生构造。 构造地质学也研究由构造作用决定的原生构造现象,如造山带的位置和形态、盆地的形态和分布,各种层次的变质作用与分带,不同成因的岩浆岩侵位和喷出活动条件等的本身特征,都由构造环境所决定,是由先期构造造成而又成为后继构造作用的基础。 构造地质学与地质学一样始于对大陆地质的研究。地壳构造具双层模式特征,不同深度层次的构造变形机制、作用过程和产物有很大的不同,特别是在地下一般为10~15公里深处的脆韧性物性过渡带上下的差别。其浅部常见脆性构造变形,构造发育不均匀;而在过渡带之下,以韧塑性均匀剪切变形为特征,各类韧性剪切构造面一般都很平缓,多强烈置换构造和透入性特征。浅部的脆性断层向下进入韧塑性带时常产状变缓。具细粒化重结晶的糜棱岩则多形成于脆韧性过渡带附近或更深些。 构造变形的各种不同速率和长时间的作用进程,可造成地质体的穿时现象,而不同阶段的构造作用可使构造发生递进变形或叠加;它们在时空上的关系,主构造期间及递进变形期内的演化序列,又常与沉积作用或岩浆侵位相关,这种具明显对应关系的主期又称为构造热事件,它不仅是构造变形产物,也是地质阶段划分的重要标志,有重要的纪年意义。 构造地质学强调野外实地观测。其研究精度则随科学技术的发展而迅速提高。20世纪60年代以来遥感技术的运用,对地质构造的研究产生极高的效益;采用反射地震技术研究地壳结构,并开创大陆地学断面的研究和成囤,所有这些创新技术和理论,已有可能在更广阔的范围内研究具体的构造单元、区域构造特征、水平运动和制图。 实验室内的显微构造与组构研究、构造变形条件的温度和压力的测算、古应力场重建及古应力差值估算等已经实现。因此,构造地质研究的观测分析手段已是宏观更宏、微观更微,使不同尺度的构造有可能在成因和演化及运动学和动力学上结合得更好,研究得更深入。计算机数字模拟则又开拓了为这方面实验提供可资参考的途径。 在于认识和运用地质体的成因和运动的规律性。地质矿产资源和能源的成矿背景,控矿容扩因素都与构造演化、构造环境和成因机制紧密联系。构造地质作用更是地质灾害的发生的重要的决定因素;工程建设及减灾等环境科学问题,也与构造地质学的研究直接相关联。 未来,地质学能观察和研究的范围和领域将日益扩大。在空间上,不但能通过直接或间接的方法逐步深入到岩石圈深部,而且对月球、太阳系部分行星及其卫星的某些地质特征,将有更多的了解。 数学、物理学、化学、生物学、天文学等其他学科的发展和向地质学的进一步渗透,先进技术在地质工作中的使用,同精细、深入的野外地质工作相结合,会使人们有可能对更多的地质现象和规律作出科学的解释进行更深入和本质性的研究。  实验条件将进一步改进,如将实验室中所能达到的温度压力提得更高,模拟更为复杂的多种可变因素的地质作用,并把时间因素也纳入模拟实验之中。 地质学理论不断得到补充、修正,尤其是各大陆所提供的有关不同地质历史时期的新资料将在很大程度上检验、发展板块构造说,进而会产生一些新的理论和学说。  在地质学的服务领域,一个重要方面是开发地球资源,其中有关矿产资源和新能源的研究,仍处于最重要的地位。同时,由于区域成矿研究的需要,将进一步加强区域地质的综合研究,并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学,以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。  保障人类良好的生存环境、干旱半干旱地区和沼泽地区的水文地质问题,以及工程地质问题的研究将不断扩大。环境地质学,包括环境地质调查研究,有关的微量测试技术和环境保护的地质措施等的研究日趋重要。 总之,地质学必须加强基础研究,如矿物学、岩石学地层学、古生物学等具有奠基意义的学科的研究,以提高对各种地质体、地质现象及其形成、演化的认识。同时还要充分吸收和利用其他科学技术的新成果,包括社会科学的研究成果,以更全面、本质地认识地球历史和构造,为科学的发展,为人类更合理、有效地开发和利用地球资源,维护生存环境,作出应有的贡献。
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穿过断层锁固段的机械波幅频特性为什么可望提供临震信息?
lwg 2020-7-20 19:52
穿过断层锁固段的机械波幅频特性为什么可望提供临震信息? 1. 断裂力学实验证明:先有微观断裂发生、扩大、合并,才有宏观断裂呈现!而微观断裂的出现,将显著衰减“穿过断层锁固段的机械波”之波长与微观断裂尺度比较的短波信号,使幅频特性曲线可以反映微观断裂的尺度扩展水平。 2. 岩石抗压强度远大于抗剪强度,因此,所有断层,都是由于剪切应力作用破坏断裂的。因此,当断层锁固段恰好被振动方向和切应力方向一致之机械横波穿过时,处于临界失稳状态的断层锁固段,在机械横波作用下,将促使微观断裂产生、扩大、合并——伴随着“受激声发射”显著增强,使“穿过断层锁固段的机械波”广义幅频特性显著改变。 3. 被穿过系统的幅频特性不可能平坦,衰减最小的频率,对应着“所穿过断层锁固段系统”之固有频率,该“系统固有频率”在系统临界失稳状态,也应有显著漂移。
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什么样的断层会出现蠕滑/黏滑现象?
热度 4 qsqhopeiggcas 2019-12-1 10:38
我在某微信群和学者们讨论断层运动形式和地震关系时,感觉许多人忽略了关键因素——断层运动形式依赖于断层带介质及其应力应变特性。为此,撰写此文以正本清源。 从事地学研究的诸多人士知道,活断层的基本活动形式是蠕滑和粘滑,有些断层则兼具两种方式。 国内外的诸多研究表明,纯粹的蠕滑断层是非常罕见的,一般情况下同一条活动断层无震(这里指无较大的地震)蠕滑和有震黏滑现象都存在,但有的以蠕滑为主,有的以粘滑为主。 断层蠕滑是指天然构造断层速率缓慢的无震滑动;断层黏滑是指伴有地震的间断性断层快速滑动。需指出的是,术语“ 黏滑 ” 的出处,最早来自于在压剪作用下两块岩石接触面的光面摩擦效应,而天然断层(图 1 )两盘非光滑接触,且一般在两盘间存在“带”(断层带),故把该术语用于描述天然断层的滑动行为并不恰当。然而,鉴于不少学者已习惯了该术语,本文将沿用之。 图 1 天然断层(图片来自网络,无商业目的,在此致谢) 那么,什么样的断层会出现蠕滑现象呢? 若断层带仅由软弱介质(如断层泥)组成,则会出现蠕滑现象。以下讲讲“ why ”。大量的岩石力学实验表明,在一定的温度和围压条件下,断层泥的剪切应力 - 位移曲线呈应变硬化型(图 2 ),即随位移增大,剪应力随之增大。因这样的介质在加载过程中无应力降产生,故使断层保持稳态蠕滑而不发生地震。 一般说来,在一定的温度和围压条件下,越硬的岩石,其应力应变曲线呈应变软化型;而越软的岩石、土则呈应变硬化型。不少学者容易混淆之,故在此提个醒。 图 2 断层泥摩擦实验(王泽利等, 2004 ) 类似地,什么样的断层会出现蠕滑和粘滑并存现象呢? 若断层带内既有软弱介质,又有高强介质——锁固段(图 3 ),会出现蠕滑和粘滑并存现象。或者说,对应软弱介质的断层段为蠕滑段,而对应锁固段的断层段为粘滑段。容易理解,若断层的锁固段占比较大,则以粘滑为主;反之,则以蠕滑为主。 锁固段破裂发生地震时,相应地会带动断层两盘相对快速滑动。注意哦,破裂是“因”,滑动是“果”,或者说震源在锁固段上而不是两盘。 图 3 地震区与锁固段类型示意图 锁固段类型:( 1 )岩桥;( 2 )坚固体;( 3 )凹凸体;(4)被断层围限而成的块体 有些学者(向宏发等, 1997 )认为“大范围的断层蠕滑能释放已积累的巨大构造应变,从而减轻发生突发型地震位错的可能性”,这种理解正确吗? 根据上述分析知,对软弱介质和锁固段并存的断层,在锁固段断裂前,其总体上处于加载阶段,此时的蠕滑表示该断层整体上处于能量积累阶段而非能量释放阶段,这意味着蠕滑并不能减轻地震发生的可能性,而是相反。当然,若断层带内仅有软弱介质,再大的蠕滑也无震发生。 综上,分析活断层与地震的关系时,断层带内是否存在锁固段是关键。为此,建议未来这方面的研究,应聚焦于此。 参考(略)
个人分类: 科普|15184 次阅读|7 个评论
科普:为何板内地震不一定沿活断层分布?
热度 3 qsqhopeiggcas 2019-7-17 09:53
关心地震的亲们可能早就注意到这样的现象:在板内地震区,多数地震沿活断层分布,而少数地震并非如此。这是为什么呢? 我们的研究表明,地震区内活断层中的锁固段(图 1 )支配构造地震演化过程。锁固段逐次破裂发生地震,每一次破裂的 起始部位为 震源,故同一个锁固段有多个震源。鉴于此,锁固段的空间分布(埋深、尺度、走向、倾角)控制着震源的位置,以及震中(震源在地面的投影)距断层线(断层与地面的交线)的距离。 图 1 地震区与锁固段类型示意图 锁固段类型:( 1 )岩桥;( 2 )坚固体;( 3 )凹凸体;( 4 )被断层围限而成的块体 为便于理解,以图 2 为例加以简单说明。在活断层 A 上发育有锁固段 A ,由于其埋深较浅、倾角较陡且沿断层的展布长度较小,震源 ① 和 ② 的震中距断层 A 的断层线较近,故容易判断这两次地震的发震断层为断层 A 。在活断层 B 上发育有锁固段 B ,由于其埋深较深、倾角较缓且沿断层的展布长度较大,震源 ③ 和 ④ 的震中距断层 B 的断层线较远,故难以直观判断这两次地震的发震断层为断层 B 。可能的情况是,因震源 ③ 的震中距断层 A 的断层线较近,某些学者可能误认为其所属的发震断层为断层 A ;因震源 ④ “前不着村后不着店”,某些学者或推测其所属的发震断层为隐伏断层,或一头雾水不知其所以然。显然,事实并非如此。 图 2 断层、锁固段与震源示意图 红圈表示震源;绿线表示地面 从以上分析知,有些地震震中距活断层线较近,有些地震震中距活断层线较远,而有些地震震中距周围的活断层线均很远。这些现象的出现实属正常,并非另类。然而,这些现象并非说明地震与活断层无关,实际上与其运动有着密切联系。 那么,为何多数地震沿活断层分布呢?其主要原因是:( 1 )每个板内地震区对应的构造块体,其底部滑脱面为康拉德面(低速高导层),锁固段主要发育在该面以上,也就是锁固段埋深较浅;( 2 )大断层倾角一般上部较陡而下部较缓,故埋深较浅的锁固段倾角也较陡。 学者进行科研时,应具有“透过现象看本质”的能力,这样才能追根溯源进而 真正地认识事物。
个人分类: 科普|6616 次阅读|8 个评论
庐山小径
热度 2 jiangming800403 2015-11-3 19:12
庐山小径 “远上寒山石径斜,白云深处有人家”、“只在此山中,云深不知处”,千百年来,在人们认识庐山、开发庐山的过程中,形成了 九条传说中的登山小路 ,这九条山路, 我大概已经走过三条 。 毛主席晚年诗作《登庐山》中写到“一山飞峙大江边,岳山葱茏四百旋”,颇有动感和气势,写出了庐山兀立于长江和鄱阳湖边的磅礴大气。庐山是一座断块山,位于鄱阳湖盆地西部边缘,郯城庐江大断裂带的南延部分,庐山附近也是江西省和江南地区地震活动最频繁的。庐山最高峰大汉阳峰,海拔 1470m ,高出周边平原与低丘大概有 1400m 。由于断层作用,庐山多奇峰、绝壁、深谷、飞瀑,登山小径主要是沿着河谷盘旋而上,或为山坡土路,或是在河谷两侧峭壁上开凿的石阶,有的还是山坡流水冲蚀形成的集流槽,一路在丛林中若隐若现,跨越泉流溪涧,宛如鸟道,直深入云雾之中。 由于流水侵蚀作用,庐山水系呈放射状,以女儿城 - 日照峰 - 大月山 - 月轮峰 - 太乙峰 - 九奇峰 - 大汉阳峰为界,大体可以分为东西两部分:其东,直流入鄱阳湖;其西,大体西北流,汇入九江城西的八里湖,再注入长江;唯大汉阳峰西南诸水,汇入马回岭水,再经过博阳河南流入鄱阳湖。 庐山又以三叠泉 - 七里冲 - 芦林湖-将军河 - 石门涧一线为界,以南地层坚硬,被流水侵蚀切割形成兀立的山峰,如五老峰、太乙峰、九奇峰、大汉阳峰、铁船峰等;其北,则是软硬相间的地层,在外力作用下形成大体成东北北 - 西南南走向的平行岭谷地形,也就是苏东坡诗云的“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”。 庐山断层形成的时候,受到了东西向的挤压作用,在顶部褶皱,褶皱轴部呈东北北 - 西南南走向,由于挤压作用,轴部岩层碎裂,容易受到外力侵蚀,形成典型的“背斜谷”,砂岩下夹杂的泥岩、页岩等软弱岩层则容易被外力侵蚀,形成七里冲、莲谷、大校场、长冲(东谷)、西谷、大林冲等 U 型谷地;而周围坚硬的岩层则保留为凭立庐山四周的峰峦,庐山中北部自东向西依次有大月山、吼虎岭、日照峰 - 女儿城、虎背(豹)岭、天池山等坚硬的砂岩山地;从而形成了群山环绕的平行岭谷地形,在海拔 900-1100m 的核心位置,宛如一片山间小盆地,即牯岭镇的所在地。庐山东部地势较高,因此在流水下切过程中,河道主槽不断向西移动,因此在河谷东侧形成多级阶地地形。 登山小径沟通了庐山边缘地带的风景区 。与一般名山大川不同,庐山可以乘车直达到景区核心部位——牯岭镇,因此游客主要是由牯岭镇出发,由上向下游览。庐山核心景区,以牯岭镇为起点,按顺时间方向大体依次是如琴湖 - 花径 - 白居易草堂、锦绣谷、仙人洞、天池山 - 龙首崖、石门涧、黄龙潭 - 乌龙潭 - 黄龙寺 - 三宝树、芦林湖、长冲别墅区、牯岭镇。但是,牯岭镇大体是第二次鸦片战争,九江被辟为通商口岸后,西方传教士为避暑开辟的。 庐山历史上的风景区主要集中在山地的边缘地带,如西北麓的莲花洞、西林寺、东林寺(汉传佛教净土宗祖庭之一)、东林大峡谷(剪刀峡),西麓的石门涧景区,西南麓汉阳峰 - 康王谷 -谷 帘泉景区,南麓的太乙峰、含鄱口、大口瀑布景区,东南麓的五老峰、三叠泉瀑布景区,东北麓的碧龙潭景区。庐山是一座突兀而起的断块山,周围被流水等外营力雕琢而形成深邃幽远的地形,有险峰、幽谷、奇松、怪石、清泉、飞瀑、深潭,以及山巅的日出、日落、明月、云海、春花、夏雾、秋叶、冬雪,充分体现了庐山奇秀的景观特色。 庐山的登山小径也是随着这些景区的不断发现而开辟、拓展的。欧阳修在醉翁亭记里写过“非常之观皆在险远”,即使从牯岭镇前往这些庐山边缘地带的景区,最后还是要依靠山径步行才能到达。 庐山地势大体呈 S 型,由于断层和流水切割作用,庐山外围地势大体在海拔 400-800 米处非常陡峻,登山小径也都是在河谷峭壁上开凿出的石阶,往往只有 1.5-2 米的宽度,有的地方几百级的石阶宛如看不到尽头天梯,抬头只能见到前方行人的脚底,攀援而上总会汗流如雨,气喘如牛;有的地方一边是绝壁,一边是深谷;想要在庐山小径上健步前进,确实需要勇气、体魄和意志。 登山小径沿线,充分反映了庐山土壤和植被的垂直地带性 。这也是我们选择庐山作为土壤、植被和生态实习基地的重要原因。 庐山是亚热带地区的一座中山,七月份温度在二十度左右,大约相当于北纬 40 度以北,十二月份温度大约为 2 度,大体相当于北纬 35 度的水平。山上与山下不同的气候条件,特别是热量条件不同,土壤发育过程也有很大的差异,特别是土壤的风化程度、硅铝铁率、铁的氧化物的价态、盐基离子淋溶程度、土壤颜色、有机物的分解与积累速率等等,并影响土壤的质地、孔隙结构、抗剪、抗冲性、透水性以及土壤肥力等,不同的基岩母质所发育的土壤,其理化性质也有所不同。由于气候不同,不同海拔的植被也不同。 亚热带的地带性土壤是在强烈氧化与强烈淋溶作用下形成的红壤,三氧化二铁是红壤红色的主要来源。 红壤 、 黄壤 及在红壤基础上发育而成的水稻土等农田土壤是庐山的基带土壤, 广泛分布于 海拔 400 米以下的 山麓地带 。红壤以上是 山地黄壤 , 分布在 400- 900 ( 800 )米 的 地带,局部地区可达 1000 米左右 。 山地黄棕壤分布于海拔 800 ( 900 ) —1200 米 之间的中山 地带。山地棕壤分布于海拔 1200 米以上 至 山地 顶部 。 在地势 比较平缓 、 植被 较 为茂密 、土壤湿度较高的山顶谷地还有 山地草甸土、 沼泽土等非地带土壤。 庐山是中亚热带和北亚热带的一座植物王国,土著植物达 2000 种以上。建于含鄱口附近的中国科学院 . 江西省庐山植物园是我国最早的现代植物园,也是著名的亚热带山地植物园。中央在赣科研单位不多,庐山植物园是其中之一。 土壤是植物生长的基础,不同地方土壤水分、肥力条件不同,生长植物也有区别。当然,植物又对土壤的形成产生影响,植物枯落物和凋萎的根系是土壤有机质的主要来源。枯落物的种类、成分、数量、分解速率直接决定了土壤有机质的数量、组成,影响着土壤肥力、孔隙结构和胶体性质。 庐山大约可以分成三个山地植被带。海拔 700m ( 800 ,东南坡)以下天然植被为山地常绿阔叶林,主要树种有樟科、山茶科、木兰科、壳斗科等,兼有马尾松、杉木等针叶树种,杉木最高可以达到 1000 米左右,以及大面积的毛竹林。群落类型多样,外貌整齐,乔木层树种复杂,建群种明显,结构清晰。 海拔高度大约在 700 ( 800 ) ~1000 ( 1100 ,东南坡)米之间为山地常绿、落叶阔叶混交林,属于过渡类型,一般无明显的优势种,林冠郁茂、参差不齐,多呈波状起伏。 海拔 1000m 以上的宽谷和山岭脊部分为落叶阔叶林带,主要包括木兰科、壳斗科、山毛榉科,兼有大面积的黄山松林,另外有法国梧桐(二球悬铃木)、日本柳杉、日本香柏等外来树种。 阳坡和阴坡植被也有所不同,阳坡主要是喜光的马尾松和樟科、山茶科、木兰科、壳斗科、山毛榉科等科中的阳性树种。而阴坡主要是中性和耐阴的树种,如杉木、云杉、柳杉、日本柳杉、日本香柏、香楠、苦槠等,在低洼谷底的溪流旁,还有喜阴的毛竹、芭蕉等。 林下灌木主要属于山茶科、杜娟科、樟科、蔷薇科、豆科等。草本主要属于禾本科、荨麻科、茜草科、蔷薇科,以及蕨类植物、苔藓和大型真菌。庐山“三石”之一的石耳就是一种生长在阴湿石壁上的真菌。路边和林间迹地还有散生菊科、豆科植物。 庐山小径通过大片的天然林和次生林区,是庐山生物多样性最丰富的地区 。庐山属于中亚热带和北亚热带交界处的中海拔山地,其生物群系中东洋界与古北界成分并存。 庐山位于东亚 - 澳大利亚鸟类迁徙通道上,山地及周边地区有鸟类 200 多种,庐山鸟类以山麓常绿阔叶林地带多样性最为丰富,尤其是冬季,大量喜温鸟类种群,从山顶迁移到山体的中下部避寒。 庐山溪流山涧中还有近二十种山溪性鱼类和三十余种两栖动物,其中有著名的庐山石鱼、石鸡(庐山棘胸蛙、棘腹蛙)。庐山地区陆上爬行动物与哺乳动物中数均在 40 种左右,是我国中亚热带山地中两栖、爬行动物物种多样性较为丰富的地区。此外,庐山上还有几百种昆虫等无脊椎动物 直到上世纪 60 年代庐山仍有华南虎的分布,至今庐山核心景区附近仍有吼虎岭、虎背(豹)岭等地名。庐山及附近地区大中型哺乳动物主要有食肉目的豹(?)、云豹(?)、豹猫、狼(?)、豺狗(?),有蹄类的野猪、苏门羚、黄麂、獐,此外还有狐以及鼬科、灵猫科的中小型肉食动物和啮齿目、兔型目、食虫目、翼手目的小兽,以及半野生的猕猴种群。 庐山地区的人类活动主要集中在山下海拔 200 米以下的坡麓农田村庄,和山上 900-1100 的牯岭街附近,山麓 200-900 米的亚热带山地常绿阔叶林带山路艰难、人迹罕至,动物组成较丰富,啮齿目、食虫目、翼手目等小兽中大部分在此林带都有活动,主要兽类动物种类有:赤腹松鼠、隐纹花松鼠、华南兔、野猪、穿山甲、水獭等,占庐山兽类动物种数的 80% 以上。 700 ( 800 ) ~1000 ( 1100 )米之间的混交林带,是庐山山上主要的游览区,受人类干扰较重,此带兽类种类和数量不是很多,主要有:野猪、黄麂、猪獾、狗獾、果子狸、中华竹鼠、毛冠鹿等,主要分布在庐山山地的外围以及大月岭山脚下的大校场谷地、牯岭街下方东谷(长冲)、西谷之间的林中。 1000 ( 1100 )米以上的温带阔叶林和黄山松林带,主要是牯岭街周围的日照峰、大月山、月轮峰、五老峰、太乙峰、九奇峰、大汉阳峰等山峰的顶部,该地带兽类古北界成分渐多,多大中型兽类,如:野猪、云豹、豹猫、豹、狼(?)、豺狗(?)、猪獾、狗獾、獾鼬、黄麂、大灵猫、小灵猫、果子狸等,占庐山兽类种数的一半以上。 除牯岭街附近外,庐山东南部的太乙峰 - 含鄱口 - 五老峰景区、七里冲 - 青莲谷 - 三叠泉谷地,是庐山又一个旅游热点,但二者之间的大月山以及大月山北麓的莲谷则森林茂密人迹罕至,是庐山野生动物最大的乐园。
个人分类: 读史方舆|5989 次阅读|2 个评论
[转载]美俄克拉荷马州远古断层复活 恐面临灾难性地震
杨学祥 2015-3-20 14:43
美俄克拉荷马州远古断层复活 恐面临灾难性地震 2015年03月20日 09:30 参考消息   参考消息网3月20日报道 台媒称,最新研究显示,美国俄克拉荷马州一个可追溯至数亿年前的远古断层,已在近年复活。专家指出,由于该州许多大楼当初建造时并未以承受强烈地震活动为标准,因此该断层可能在该州带来灾难性的大地震。   据台湾联合新闻网3月20日报道,包括美国地质调查所(U.S. Geological Survey)在内科学家于近日共同发表的研究报告指出,俄克拉荷马州在过去五年已出现数以百计地震活动,显示存在“高度的潜在地震灾害”。   美国地球物理学会(American Geophysical Union)在报告中说:“由俄克拉荷马州中部近期发生的大部分地震,可断定在距地表不到3.7英里浅层深度的远古断层,已再度活动。”   该报告并未指出,远古断层复活是否与“水力压裂钻油法”(fracking)的能源开采技术有关。该报告共同作者、美国地质调查所地球物理学家麦克拉玛(Daniel McNamara)表示,已未活动3亿年的地表下断层,可能与近年的地震活动有关。   麦克拉玛指出:“任何一个可产生里氏规模3或4级地震的断层带,可能裂开成更大的地震;而有多达12个不同的断层带,有能力产生规模5或6级地震。”   俄克拉荷马州曾在2011年11月出现规模5.6级地震,而造成许多房屋受损。   另外,俄克拉荷马州的建筑法规针对承受地震的规范,标准远不如加州等经常发生地震的地区。   美俄克拉荷马州远古断层复活恐面临灾难性地震   资料图片:2014年8月24日凌晨3点20,美国旧金山北部地区发生6.0级地震,成为1989年来最强地震。   【延伸阅读】日媒:大阪地下或存断层 可能引发大灾难   中新网10月11日电 据日本新闻网报道,日本文部科学省的研究班11日发表的一项调查中显示,大阪府中心地区的大阪市浪速区地下可能存在一个新地震断层。这个断层有可能为大阪带来大型灾难。   文部科学省的研究班表示,这个新发现的断层属于“上町断层带”的分支,刚好在JR大阪环状线今宫站的附近。今后有必要对该周边的基础设施和铁路以及建筑物的耐震度重新检讨。延伸阅读:数据显示“3.11大地震”后日本仍有32万避难者 日本地震重建预算款被挪用呼吁重新审定 媒体称日本接连发生4次有感地震 最高震级6.3级   (2012-10-11 14:23:00)   【延伸阅读】惠灵顿发现新地质断层 专家称或引发7.1级大地震   中新网10月13日电 据《联合早报》13日报道,近日,科学家在新西兰首都惠灵顿发现新的地质断层,该断层可能引发强度达7.1级的地震。   报道称,来自新西兰国家水资源及大气研究中心的地质学家说,新发现的奥特断层始于惠灵顿港口海床,并指出,惠灵顿市中心和南部郊区都处于断层上。   该中心的海洋地质学家巴恩斯说,有证据显示,奥特断层最近一次引发的地震发生在6200年前,目前还无法知道该断层是否即将引发另一场地震。   报道指出,最新发现印证了惠灵顿是全球地震活动最活跃的城市之一。   新西兰总理约翰·基说,新西兰没有必要为了地震威胁而迁都。他说,新发现“不会带来任何改变,惠灵顿还有其他较大的地质断层”。   报道称,新西兰地震监测机构“GeoNet”地质学家范迪森也说,最新发现只是在惠灵顿地域交叉的数十个活跃断层之一,当中最大一个还可能引发8.5级地震。   他说,惠灵顿现有的建筑物防震准则应该能够应付新断层所引发的地震。“没有人会说7级地震不重要;它是极具破坏性的。但我们认为惠灵顿的设计,足以应付这条断层的震撼强度。”   范迪森也认为,惠灵顿地底下可能还隐藏了更多未经发现的断层。   (2014-10-13 15:30:14)     【延伸阅读】台湾地质所深入调查南投地震 肇因疑是当地盲断层   中新网6月3日电 据台湾“中央社”报道,台湾南投2日发生规模6.7级地震(台湾地震部门测为6.3级),肇因疑是当地盲断层,台湾“中央地质调查所”今天表示,将比照327地震,进行后续地表调查及相关测量工作。   台湾地震测报中心主任郭铠纹2日表示,造成这次地震的肇因是南投县仁爱乡的盲断层,这条断层在地底深处,尚未破裂到地表。   由于今年3月27日当地也曾发生过规模6.2地震,“中央地质调查所”代理所长江崇荣表示,将比照327地震进行后续地表调查及相关测量工作,并对地底下断层进行定位。   至于何谓盲断层,江崇荣解释,指地底下断层错动未露出地面,因此地面上看不到破裂线和错动,归类成盲断层。   江崇荣指出,由于盲断层太深无法钻探,仅能观察有没有像921地震影响地表的地形,或是否看到明显破裂线,若有明显破裂线时,可能就会归类地表的断层。   (2013-06-03 12:52:08)   【延伸阅读】伊朗历次地震回顾:位于众多地质断层上?地震频繁   人民网4月16日讯 据中国地震台网消息:伊朗、巴基斯坦交界地区今日18时44分13秒发生7.7级地震,纬度28.1°、经度 62.1°、深度20 千米。据悉,伊朗位于众多地质断层上,地震频繁。   伊朗历次地震回顾:   在今日伊朗地震的一周前(4月9日),伊朗南部布什尔省就发生过6.1级地震,地震造成了至少30人死亡,800人受伤。据称,地震未对距离震中约80公里的布什尔核电站核造成影响。   去年8月,伊朗西北部东阿塞拜疆省发生6.2级地震,造成300多人死亡,逾3000人受伤。   2003年克尔曼省巴姆城发生6.3级地震,导致3.1万人死亡。   据悉,伊朗位于众多地质断层上,地震频繁。由于伊朗部分地区建筑物抗震能力较差,一些震级不高的地震有时也会造成重大损失。(杨文彦)   (2013-04-16 20:03:04) (新浪军事) http://mil.news.sina.com.cn/2015-03-20/0930825102.html
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雾霾不可能影响北京房价
jiangming800403 2015-3-1 16:40
地震断层一样
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“水怪”探秘
热度 1 pony1984621 2013-9-10 16:36
“水怪”探秘 文/马志飞 水怪,是人们对那些生长在湖水里的未知神秘生物的称呼,无论是英国的尼斯湖,还是我国的青海湖、新疆喀纳斯湖都有过报道,细心的人总结下就会发现,那些引发人们猜测并一传十、十传百、越传越神秘的所谓水怪都有两个基本的共性:第一,通常都出现在封闭的湖泊中;第二,没有确切的照片或影像资料,更不用说抓到真实的怪物。 之所以水怪让人们觉得好奇,是因为湖泊不同于大海,这里具有独立的循环的生态系统,是一片几乎封闭的区域,与浩瀚的大海相比,湖泊中营养含量低,体型巨大的水怪靠什么生存和繁衍?如若不是怪兽,那它们又是什么东西呢?这一直是令人疑惑的未解之谜,尽管关于水怪的传说数不胜数,但大同小异,大多数人都认为它们是体型很大的生物。可是,最近关于水怪的说法又有了新的解释。 水怪的传统面目:罕见的大型鱼类 2005 年6月7日 ,一群来自北京的游客在喀纳斯湖面上乘船游览,突然,游客发现在距离游船200米左右的水面上激起了1米多高的浪花,两个不明生物跃出水面,立即又钻入水中…… 争论多年的喀纳斯湖水怪又一次引起了大家的广泛关注。喀纳斯湖位于新疆北部阿勒泰山脉的喀纳斯自然保护区,北邻哈萨克斯坦和俄罗斯,东连蒙古国,这里湖面海拔1374米,南北长24公里,平均宽约1.9公里,湖水最深196米,面积45.73平方公里。在蒙古语中,喀纳斯的意思是“美丽而神秘的湖”,历史上一直传说湖中有巨型水怪,常常将在湖边饮水的马匹拖入水中。后来的学者经过长期研究,认为湖中的水怪应该是一种叫做“哲罗鲑”的鱼类,一般长3~5米,整个喀纳斯湖可能有数百条。 哲罗鲑俗称大红鱼,因其身体在一定条件下呈现红色而得名,是一种冷水性的淡水食肉鱼,生性凶猛,体型较大,成年体最大的重量在50公斤左右,长达2米左右,曾经还发现过长达4米,重达90公斤的个体,口腔内上、下颌均排列有尖锐的利齿,背部生有肉鳍,捕食鱼类及在依水生活的蛙类、蛇类、鼠类、鸟类等。由于喀纳斯湖是一个冰川湖,所谓冰川湖,就 是由冰川挖蚀形成的坑洼和冰 碛物堵塞冰川槽谷积水而成的湖泊, 里面的营养含量非常低,要养活体型巨大的哲罗鲑,的确匪夷所思,这里特殊的生物链值得进一步研究。 类似喀纳斯湖的这种情况其实有很多,比如我国吉林的长白山天池,是一个火山喷发后火山口积水而成的湖泊,也有很多关于水怪的目击报告,最近的水怪目击照片和录像显示,水怪有打转的习惯,它还可以越出水面,专家认为,这极可能是一种大型大洋性鱼类——翻车鱼。河南省驻马店市平舆县西洋店乡西洋潭 村附近的汝河古道的一个深潭中,传说这里有水怪,时常将水面搅起非常大的旋涡,吓得村中的农妇都不敢再到潭水中洗衣服,可是终有一天水怪之谜被揭开了,一位名叫冯德全的村民在钓鱼时成功捕获到一条长1.5米、重达105斤的大青鱼,原来所谓的水怪竟然是大青鱼在作怪! 如果这样的巨型鱼类出现在河水中,就不会那么神秘了。2012年8月,我国四川省金堂县某村庄遭遇长江支流沱江的洪水侵袭,待大水退后,人们在河滩上发现了一条体型庞大的怪物,该怪物体长2.05m,体重达120斤,后经当地水务局渔政科的专家辨识,原来它只不过是一条普通鲟鱼。在长江中发现这样的鱼类,并不是什么稀奇的事情,当地还有村民人工养殖这种鱼类。 当然,所谓的水怪也不完全就是鱼类。2008年,云南滇池传出一则消息,说这里出现了一只水怪,把游客和市民都吓跑了。后来,有人将其捕捉。刚开始,有人分析认为,既然水怪是从滇池里出来的,就应该是云南本地的动物,可是人们查遍了云南的动物又查遍了中国西部的动物,都没有发现水怪的模样。最后,专家们终于确定了水怪的身份,原来它是一种生长在北美和中美洲的淡水龟,名叫鳄龟。令我们感到疑惑的是,它是怎么远渡重洋出现在了滇池之中呢?后经调查发现附近的市场上有出售的小鳄龟,一般是作为宠物来供人们饲养的,专家推测可能是有人将它放生到滇池中的。可不要小看了这种鳄龟,它在滇池中没有天敌,生长速度很快,逐渐就会成为水中一霸。这种现象其实是一种外来物种入侵。来自美洲的鳄龟对于滇池来说就是一种外来物种,它原来并不属于这里,可是当它来了之后就会侵占其他物种的生活领地,破坏生态平衡,后果十分严重。 水怪新面目:特殊的地质结构造成的水体变化 尼斯湖,是一个位于苏格兰高地的细长淡水湖,向西南方延伸,长37公里,宽1.5公里。尼斯湖水怪,可谓是世界上最著名的的水怪了, 美丽的尼斯湖也因此而成为地球上最神秘的地方之一。迄今为止,有关尼斯水怪的目击事件已经超过3500多例,早在公元690年的一本古老传记中都有着详细的记载。到了近代,人们的目击事件更是层出不穷。有的人说拍摄到了水怪的照片,如上世纪30年代,英国伦敦一位名叫肯尼思·威尔逊的外科医生拍摄到一张可以看到水怪的头和脖子的照片,可是后来被证实这只是一个骗局。有的人还拍摄到了水怪游动的录像,2007年5月26日,英国约克郡的戈登·赫尔姆斯先生用摄像机拍摄到了一个长约13米、形如喷气式飞机的庞大生。还有的人说在卫星图片上发现了水怪的踪影,2009年8月,英国一位名叫杰森·库克的男子声称通过“谷歌地球”软件查看尼斯湖一带的卫星地图时,震惊地发现尼斯湖中竟有一只巨大的神秘生物在水中游弋。遗憾的是,尽管人们多年来一直在寻找这个水怪,包括采用绑在海豚身上的摄像机、微型潜艇等多种手段,但都一无所获。 尼斯湖水怪究竟是什么,依然众说纷纭。2013年7月,意大利一位地质学家提出了新的观点。路易吉·皮卡迪,就职于意大利佛罗伦萨市国家研究委员会,他研究发现,尼斯湖水怪现身的时间都与地震活动的时间相吻合,当人们描绘尼斯湖水怪现身时,都会提及到地下的震动。进一步的研究发现,在尼斯湖的湖底,有条断层带穿过,名为苏格兰大峡谷断层,该断层绵延超过62英里,将苏格兰高地分成南北两半,尼斯湖在很大程度上就是由这种平移断层造成的。当苏格兰大峡谷断层处于地质活跃期时,会向上冒出少量气泡,甚至在水面形成漩涡,不明真相的人便会误以为是水怪现身了。也就是说:所谓的“尼斯湖水怪”,根本就不是大型生物在活动,更不是很多人想象的史前生物蛇颈龙,它只不过是从湖底冒出的气泡忽悠了我们人类而已。 路易吉·皮卡迪研究发现,尽管苏格兰不是公认的地震高发区,但恰恰尼斯湖那里的断层经常活动,多次发生3至4级里氏规模的地震,这就造成了水怪频频现身的假象。 其实,类似于这样的解释并不算新鲜。我国河南登封水怪事件,早以前就有专家学者给出过类似的答案。2004年夏天,登封市君召乡陈窑村的村民在水库边纳凉,突然发现水库上空出现一股高约一两长的水柱,转瞬即逝。此后,这种事件在短短几年中发生过10多次,一般情况都是先在水面上激起涟漪,然后出现高约60~80厘米的浪花,令人不解的是,此时的水库上并没有风。后来当地国土部门的专家给出了解释,陈窑水库处于太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代“五代同堂”的地层剖面,水库周围及水下地质情况复杂多变,水下出现一些地质变动造成水面动荡变化并不稀奇。 在我们的地球上,还有典型的例子可以证明这种猜想。 在中美洲加勒比海的美丽岛国——特立尼达和多巴哥共和国, 有一个非常怪异的湖泊,这里几乎没有水,当然更不会有水怪,但是有一点可以帮助我们理解尼斯湖水怪的真实面目。 该湖泊名为彼奇湖,奇怪的是,它居然可以自动喷涌沥青。湖面上到处是黑乎乎、硬巴巴的,只有湖中央是一块很软很软的地方,在那里,源源不断地涌出沥青来,并有伴随有气体冒出。这是什么原因造成的呢?大家知道,石油是远古海洋或湖泊中的生物遗体经过漫长的演化形成的混合物,由于这些混合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到无法渗透的岩层时便会聚集在一起形成油田。如果遇到断层,沉积在深层的油气就有可能被挤压上来涌溢而出,研究发现, 彼奇湖就位于两个断层的交界地带, 岩层断裂,地下的石油和天然气涌出挥发,残渣沥青同时上涌也就成了顺理成章的事情。按照地质学家 路易吉·皮卡迪的观点,尼斯湖水下的地质结构应该和彼奇湖类似,所以才有了人云亦云的“水怪”。 虽然每种假说的提出总会受到质疑,但我们不得不承认,新的假说总会给我们的思路打开又一扇窗,当大家始终将目光盯在水怪本身上时,不妨换个思路,从地质学的角度寻找一下答案,或许可以真的解开谜底。(图片来源于互联网) 2009年8月, 英国一位名叫杰森•库克的男子声称通过“谷歌地球”软件查看尼斯湖一带的卫星地图时,震惊地发现尼斯湖中竟有一只巨大的神秘生物在水中游弋 传说中尼斯湖的蛇颈龙 传说中尼斯湖的蛇颈龙 传说中尼斯湖的蛇颈龙 河南省驻马店市平舆县西洋店乡西洋潭村附近的汝河古道的一个深潭中钓出的大青鱼 河南省驻马店市平舆县西洋店乡西洋潭村附近的汝河古道的一个深潭中钓出的大青鱼
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跑野外的故事(1):我的第一次
热度 16 王铮 2012-2-9 19:38
第一次跑野外 谢谢博友叫我谈谈跑野外 那是 1976 年夏,我们云南煤炭技工学校中专部地质班的学生到地质队实习,20个人,分到两个队。在到地质队前,我把毕令思的《构造地质学》背了滚瓜烂熟,还有李四光的《地质力学》。心想这次出去不发现个山字形构造,也要发现个大断层。实习第一天,我跟着师傅陈出门,陈师傅突然指着一个火车道开的坡面,问:“小王,你看对面那个是什么。”“逆断层。”“嗨,你能看出是逆的。”我说:“那层泥灰岩,推上去不少了。”我有些沾沾自喜了。 一会儿我们走了几个山头,陈师傅说:“记下来,这个山头的地层看是三叠系的那套泥灰岩,刚才那边是龙潭煤系上头那层砂岩,你明天叫老李带人来在从这里向那边挖探槽,量一量断层情况。”老李是地质工,负责找农民挖探槽。 “断层?”我问:“断层在哪里?”我看着两个山头之间的沟,沟里农民种了玉米。微风吹来,玉米杆摇了起来,从山上看下去,一片绿色的海洋。 “哈哈,书呆子。”陈师傅说:“自己想!”他用的是祈使句。 我傻乎乎地站着。同行的小侯师傅看我发呆,轻声告诉我:“你想,两边地层差距那么大,山又一样高,倾斜方向有不一样,不是中间有个大断层吗?” 陈师傅显然感到不完整,说:“这样一个大沟,如果没有断层破碎,如何能侵蚀下去,一定是断层,不是褶皱。” 我木然地站住了,感到很丢人,还说要发现大断层呢?大断层摆在我面前都找不到,我连基本的知识都连不起来。这件事我后来一直记着,我常提醒自己:科学研究的知识的关联,需要经验。 又走了一会,陈师傅说:“撒尿,撒尿!”我早就感到尿涨了,停下来,看了看,前面是起起伏伏的马车道,路那边是个山头,山下有片小树林,左右两边都是一望无际的玉米地。哪里有厕所?小侯师傅看着我一脸茫然,笑了:“三个大男人,连个女人的笑声都听不见,看什么,就在路边撒。”陈师傅很严肃地说:“不要冲在玉米根上,尿会把的玉米辣死,农民还靠它活呢!” 我们走过小树林,突然从小树林边的小溪边“冒”出几个年轻姑娘,她们坐在河边,脚伸在河里,蹬着水,锄头放在身边,正在中午午休。看着我们过来,突然叫起来: “地质队,地质队,睡到半夜淌眼泪。” 其中,那个穿红格子衣服的短头发叫得最响: “地质队,地质队,睡到半夜淌眼泪。” 我们慢慢走远了,打赤脚,涉着哗哗流淌的河,最后爬上了前面的山头,姑娘们的声音听不见了。 注:龙潭煤系:二叠纪华南形成的含煤地层。二叠系,三叠系分别是二叠纪、三叠纪形成的地层 断层:地层中的断裂,断裂两面地层有位置错动 褶皱:地层发生了弯曲 倾斜方向:准确讲,我们讲产状,这里为了通俗化。 山字型结构:李四光提出的一种构造体系,隆起与凹陷的空间格局类似希腊字母poshal,也想像中文“山”
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从断层中心论、活动地块论向地震区论的转变
热度 2 qsqhopeiggcas 2011-10-24 17:05
自 Reid 于 1910 年在分析旧金山地震时提出断层回跳理论后,关于地震与断层的关系得到很多学者的注意和研究 。美国、日本等位于板块边缘的国家以断层为中心对地震的成因、机理进行过多方面的研究。多年来中国学者或多或少也按此思路来研究中国的地震,发现以断层为中心的思想在分析中国地震在空间上的变迁、地震前兆的时空分布以及地震前后应力场的演化上遇到不少困难。 为解决此困难,中国的地震学家 提出了活动地块的概念。中国大陆晚新生代和现代构造变形以活动地块运动为主要特征 , 活动地块是被形成于晚新生代、晚第四纪( 10-12 万年)至现今强烈活动的构造带所分割和围限、具有相对统一运动方式的地质单元。活动地块边界构造活动强烈 , 绝大多数强震都发生在其边界的活动构造带上。 在上述原则的指导下 , 中国大陆及其邻区的活动地块可作两级划分 : I 级为活动地块区 , I I 级为活动地块。 中国大陆及邻区可以划分出 6 个 I 级活动地块区 , 它们是:青藏、西域、南华、滇缅、华北和东北亚。还可以进一步划分出拉萨、羌塘、巴颜喀拉、柴达木、祁连、川滇、滇西、滇南、塔里木、天山、准噶尔、萨彦、阿尔泰、阿拉善、兴安一东蒙、东北、鄂尔多斯、燕山、华北平原、鲁东一黄海、华南、南海等活动地块。 除有学者进行活动地块的研究外,还有学者提出了地震区的概念。 地震活动频繁而强烈的区域称为地震区。我国现有 6 个地震区,分别是天山地震区、青藏地震区、华北地震区、东北地震区、华南地震区及台湾地震区。 不管是活动地块或地震区的划分实际上都是定性的,缺乏严格的地质、物理与力学依据。 断层中心论的核心意义是强震的发生仅与单个特定的活动断层有关,这种认识是狭义的。实际上强震或巨震的发生与多个断层的相互作用有关。 活动地块划分的主要依据是地质单元的几何和运动性质,依靠反映地面运动的 GPS 观测数据难以反映深部位移的实际变化,其划分具有人为性。尤其是活动地块的边界如何厘定,也是有待深化的问题。 基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论 ,我们实现了中国及其边境地区地震区的定量划分,为科学地预测强震奠定了地质基础。研究表明,各地震区强震的孕育是完全独立的,无直接的关联性。 参考文献 马瑾,从断层中心论向块体中心论转变——论活动块体在地震活动中的作用, 地学前缘, Vol.6,No.4,363-369. 张培 震,邓 起东,张 国民等, 中国大陆的强震活动与活动地块, 中国科学 D 辑, 2003 (增刊), Vol.33,12-20 。 秦四清,徐锡伟,胡 平等.孕震断层的多锁固段脆性破裂机制与地震预测新方法的探索.地球物理学报, 2010, 53(4):1001-1014.
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2011版《中国地震和火山分布图》 鄂尔多斯地块周边断陷系与地震
readnet 2011-3-24 22:01
2011版《中国地震和火山分布图》 鄂尔多斯地块周边断陷系与地震
杨正瓴 2011 版《中国地震和火山分布图》 中国地震局地质研究所网站 http://www.eq-igl.ac.cn/html/8a834a81158a15aa01158a1bbbd40003/keyan/dza.jpg 俺不懂是什么意思。 请专家们给讲解一下吧! 谢谢您的讲解! 举报 wya 2011-3-24 17:09 要谈今后地震就是预测的问题了。有些人认为地震不可预测,有些人认为可以预测,所以官方是不会给出预测结论的,不会告诉你今后地震在哪里。这幅图告诉我们,发生过地震的地方比较危险,存在继续发生地震的可能。但这个可能的时间可能是明天,也可能是100万年后 举报 wya 2011-3-24 15:08 就是把发生过的地震按照地理位置标在地图上了吧? 博主回复(2011-3-24 17:04) : 今后地震在哪里? 举报 lixuekuan 2011-3-24 12:27 那些是活的? 博主回复(2011-3-24 12:33) : 不懂。 贴出来就是想请专家讲解一下。 http://www.eq-igl.ac.cn/html/8a834a81158a15aa01158a1bbbd40003/keyan/dza.jpg 里面有大图。 IP: 210.72.154.* 举报 匿名 2011-3-24 12:26 杨老师这是转载了吧? 大漠孤魂 博主回复(2011-3-24 12:32) : 肯定不是俺画的 。 从给出网址转载的,《国家地震局专家回应“21个大城市活动断层带”报道》 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/3/245343-1.shtm 嵇少丞 嵇少丞: 鄂尔多斯地块周边断陷系与地震 鄂尔多斯地块是一稳定地块,其结晶基底有早前寒武纪(太古宙 - 早元古代)高级变质岩石组成。鄂尔多斯地块内部没发生 6 级以上地震,它的北缘以阴山为界,南缘以秦岭和伏牛山为界,西缘以贺兰山和六盘山为界,东缘以太行山为界,包括的范围是 33.1-42N , 103.5-114.5E 。鄂尔多斯地块现代的受力情况很像简单剪切糜棱岩中的一个碎斑晶,以 2-4 mm/a 的速率向北东方向运动,同时逆时针旋转使其东西两边缘受力拉张形成两个断陷系,西边的是银川地堑,东边的是山西裂谷。鄂尔多斯地块南北两侧分别是渭河和河套盆地,它们分别受控于近东西向左旋正走滑断裂。控制渭河盆地的是华山-秦岭北缘断裂,垂直滑移速率 2-3mm/a ,水平滑移速率 1.5-2.2mm/a 。渭河断陷带在宝鸡、西安、渭南、华县等地的震源机制解分析显示,最大主应力 近 NW 向,中间主应力 垂直, 最小主应力 近 NS 向 ( 张学民等, 2005) 。控制河套盆地的是阴山断裂带,其垂直滑移速率 2.4-6.5mm/a ,左旋走滑速率为 5mm/a ( 徐锡伟等, 1990 ;江娃利等, 2001) 。鄂尔多斯地块周边断陷系是中国重要的地震活跃区之一,据历史记载,近 2000 年期间该区曾发生 5 次 8 级地震, 6 次 7.0-7.5 级地震, 28 次 6.0-6.75 级地震。鄂尔多斯地块周边断陷区的古地震原地复发周期一般为 1500-2000 年,有些可达 2000-3000 年 ( 邓起东, 2002) 。鄂尔多斯地块周边断裂带上或附近地区分布有许多大中城市,如大同、太原、呼和浩特、包头、银川、西安、咸阳、宝鸡等,其中四个是省会城市,所以防震防灾工作尤为重要。 蒋溥等 (2005) 年统计了鄂尔多斯周缘中小地震的滑移矢量数据,发现 80% 的断裂属于斜滑型, 23% 属于倾滑型, 17% 属于走滑型。 阴山断裂带西起内蒙古的乌海、磴口、经临河、五原、包头、呼河浩特、东到山西大同。该断裂在鄂尔多斯地块和阴山山脉 ( 狼山、色尔腾山、乌拉山和大青山 ) 之间形成一系列地堑式断陷盆地,即河套盆地。阴山断裂带曾于公元前 7 年发生过一次 7.0 级地震,以后好像一直没有 7.0 级以上的地震记录。近一百年来发生几次 6 级多地震,例如, 1934 年 1 月 21 日内蒙古五原的 6.3 级地震 (40.70N , 111.30E) , 1976 年 4 月 6 日内蒙古和林格尔的 6.3 级地震 (40.23N , 112.20E) , 1976 年 9 月 23 日内蒙古巴音木仁的 6.2 级地震 (40.08N , 106.35) , 1979 年 8 月 25 日内蒙古五原的 6.0 级地震 (41.23N , 108.12E) , 1996 年 5 月 3 日内蒙古包头西 6.4 级地震 (40.78N , 109.68E) , 1998 年 1 月 10 日河北省张北 6.2 级地震 (41.10N , 114.30E) 。薛丁等 (2001) 认为阴山断裂带西部的五原 - 乌海之间是长期存在的明显的地震空区,有发生 7.0 级大地震的危险性。 银川地堑的西边界断层是贺兰山东麓山前断裂,银川地堑的东边界断层即黄河断层,银川地堑内部还有两条主要断层,它们分别是永宁 - 贺兰 - 姚伏断裂和平吉堡 - 潮湖 - 筒泉断裂。这四条断层都呈 NNE 向, 西边两条向东倾,东边两条向西倾,都是活动断层,平均位移速率约 5mm/a ,它们的活动控制着银川地堑中第四纪沉积与地震灾害,宁夏省会银川正位于银川地堑的中央。银川可能是中国唯一个受过直下型地震严重破坏的省会城市。 1739 年 1 月 3 日宁夏回族自治区银川市与平罗县之间发生 8.0 级特大地震,震中位于 38.8N , 106.50E ,震发于贺兰山东麓山前断裂,断裂呈 NNE 向延伸, SEE 倾、震源深度约 15-20 km, 形成长约 180 km 的右旋正断同震破裂带。建于明嘉靖十九年 (1540 年 ) 的明长城在这次地震中被右旋错断 1.45 m ,垂直错断 0.9 m ( 白铭学,焦德成, 2005) 。据清朝王绎辰《银川小志》记载, “ 地忽震有声。地下如雷,来自西北往东南,地摇荡掀簸,衙署即倾倒, 太守顾尔昌,全家死焉 ” 。堂堂银川府太守坚固的衙署即刻倒塌,何况那时候普通老百姓的民房? “ 倒塌无存。男妇人口,被压大半 ” 。地震压死官民五万余人,被溺、被冻死者亦复不少,这在当时人口稀少的宁夏可是一个巨大的数字。 “ 房倒火起,火势甚炽,延烧彻夜,三四日不息 ” 。 鄂尔多斯地块的东缘是山西裂谷,它是由一系列断陷盆地组成的断陷带 ( 例如,大同盆地、忻定盆地、灵丘盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地等 ) (Xu et al., 1993) ,历史上曾发生过许多次强震。例如,公元 512 年 7.5 级山西大同地震,发震断裂是一条长 90 余公里、走向 NE 、倾角 40-75 的正断层,名叫黄花梁 - 山自皂断层, 同震断距约 2.3 米 ( 丁学文等, 1999) 。 1989 年 10 月 18 日大同盆地许家堡乡一带( 39.37 N, 113.43 E )发生 6.1 级地震,发震断裂是 NE 向右旋走滑正断层(赵根模, 1990 )。大同盆地内, 1022 年和 1305 年成曾分别发生两次 6.5 级地震。 1303 年 9 月 17 日位于临汾盆地山西省洪洞赵城发生 7.5 地震,等烈度线呈长椭圆形,长轴 NE 向 ( 武烈, 1995) 。 烈度 9 度以上的极震区北起太原盆地的平遥和介休、南达临汾盆地南端的侯马和曲沃,死亡数至少 20 余万人。地震发生在霍山断裂上 ( 徐锡伟、邓起东, 1990) ,这是一条 NNE 向、倾向西、高角度( 70 )的右旋走滑兼具正断分量的断层,构成临汾盆地的东界。 1614 年平遥附近发生 6.5 级地震, 1695 年临汾盆地里又发生另一次 7.75 级地震,史称平阳地震或临汾地震,死亡 52 , 000 余人,震中位于 36.0N , 111.5E ,震源深度 15 km 。 1815 年 10 月 23 日,山西运城平陆县 (34.8N, 111.20E) 发生 6.8 地震 ( 顾功叙, 1983) ,死亡 6800 多人。据史料记载,受灾严重的原因是“平陆、芮城、本系土山环绕,居民多于通衢两旁,负岩穿穴,聚族而居,一经震动,岩土被卸,窑孔全坍,遂致初次地震,该二县所属之地,被灾独重”。 1556 年 1 月 23 日陕西华县地震发生 8.25 级强烈地震,震中位于 34.5N , 109.70E 。此次地震是在中国历史记载中最惨烈的一次,死亡人口高达 83 万,为古今中外之罕见。陕、甘、宁、晋、豫 5 省 101 个县遭受了地震的破坏,总面积约 28 万平方公里。震中区为西安市以东的渭南、华县、华阴、潼关、朝邑至山西省永济县等,约 2700 平方公里。震灾损失极其严重。民房、官署、庙宇、书院荡为废墟 , 即使较坚固的高大建筑物如城楼、宝塔和宫殿也全部倒塌。地震造成华阴县城北大员村地裂数丈,水涌数尺。黄河南岸的大庆关和蒲州河堤尽数崩塌。震时正值隆冬,灾民冻死、饿死和次年的瘟疫大流行及震后其它次生灾害造成的死者无数可计。地表出现大规模形变,如山崩、滑坡、地裂缝、地陷、地隆、喷水、冒砂等。历史文献记载地震裂缝“裂之大者,水出火出,怪不可状,人有坠于穴而复出者。有附于水穴之下,地复合,他日掘一丈余得之者”。据历史地震学家分析,华县地震之所以造成巨大损失,还与震中位于河谷盆地和冲积平原,松散沉积物厚,地下水位高,地基失效,黄土窑洞极易倒塌;且地震发生在午夜时分,大多数人正在熟睡之中;加之地震前两年关中地区大旱,岁荒粮歉,地震后完全丧失了抗御灾害的能力。 山西裂谷中地震的震源深度一般都介于 10-20 km 之间,之下往往有明显的低速高导层存在 ( 白来旺和候廷爱, 1994) ,这些低速高导层可能是含水层,说明流体压力可能对发震起到一定的促进作用。 1966 年河北省邢台 7.2 级地震发生在一条 NNE 走向、倾向 NWW 、约 70 多 km 长、右旋正断的隐伏断裂上 , 名叫新河断裂 , 它是束鹿盆地 - 半地堑东边界铲形主断层。地震在地表断断续续形成长约 50 km 的地裂缝带 ( 李传友等, 2007 ;张宏志等, 2007) 。 1830 年河北省邯郸市磁县 7.5 级地震也发生在 NNE 向 NWW 向两组断裂的交汇部位。
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需要加深对责任二字的理解
liwei999 2010-12-4 01:22
需要加深对责任二字的理解。 (153801) Posted by: mirror Date: May 16, 2008 06:13PM 历史是那么的相似,今天学生对政府的要求与当年(GCD)对当时政府的要求居然是一模一样。这就要分析为什么了。 俗话讲,不当家不知柴米贵。这里面责任不同、立场不同。当局发预报,边界条件不在地震有没有前兆、可不可测这类不着边际的讨论,而是在具体的 数量化上。 1)时间24小时以内, 2)位置100公里范围 3)大约的震级 4)地点、时间和震级综合评估后的概率。 要保证综合概率大于60%,3个因子平均每个就要大于84%。照这里常议论的高考分数来说,各科都能考84分以上的不在多数吧?有这个分数了基本上考大学就是所向披靡了。 一个因子要保证有84%的可靠性需要多大的投入?这也可以定量化。更困难的是地震震级越高,数量就越少,给预测的准确性带来很大的不利。 这些话是对文科的情绪化的人们说的。对理科情绪化的人们,就要讲,不要看不起师范的、文科人的分析文章。不能有这样的偏见。在星湖里给了一个Bayesian model说法。恐怕灾害学里投稿的龙先生也不知道这个Bayesian model说的是什么。这个东西是分析这类事情的数理保证。不要以为曾经是理工的高才生,就以为是理解了数理了,不着(L4)地批判人家。 又及,定义这类事儿要说匀乎了。 引用: 断层:因为板块运动形成的可以产生位错(断层平行错开的位移)的岩石破裂带。 就不匀乎。断层:由于岩层受应力变形产生位错破裂带。 下课。 -------- 就是论事儿,就事儿论是,就事儿论事儿。 镜子兄的定义不对 (273 字节) 建议你give up, 从他下面帖子看他根本没有学过力学,别浪费时间了 连位错都没有听说过的人也敢来论对错?位错是微观的术语,宏观的就是断层了。随便找一本讲晶体位错的教科书都有描述。这个学问是伴随着半导体晶体的发达而发达起来的。国内大约南大作得不错吧。 (144 字节) - mirror 08-05-16, 08:14PM (153815) 断层:由于岩层受应力变形产生位错破裂带。, (157 字节) 学问还不到家。一定是要用应力,因为后边有位错。 位错论里讲应力变形。应力仅仅是弹性论。有变形是为了突出这个过程的不可逆性。 (74 字节) - mirror 08-05-16, 06:55PM (153806) 镜子兄,你是在狡辩 (552 字节) 学识不足啊。 (388 字节) - mirror 08-05-16, 08:10PM (153813) 学识不足啊。 (153813) Posted by: mirror Date: May 16, 2008 08:10PM 引用: 外力,内力,应力,应变,弹性变形,塑性变形 云云的不过是些工科的技巧罢了,根本就不具备基于原子模型的现代科学微观见识。 连《位错论》都没有听说过就不要来开牙了。微观尺度的理论、实验都是物理学上证实了的东西。然后再物理放大应用到宏观的岩石(层)上,形成了今天的地震动力学。基于这样的理论,才有今天可以知道哪里震了,断裂层有多么大等一系列的分析结果。塑性变形?还是省省吧。 -------- 就是论事儿,就事儿论是,就事儿论事儿。 明白你为什么能横扫一切了, (77 字节) 你到底是学什么的,怎么什么话题都敢开口乱说 (空) 这么说吧, 除了你懂的,他全懂 (空) 老中医了,懂不敢讲。不过能照出一些更不懂的人罢了。不用亮牌子。 先帝语录:一个人搞懂一个事并不难。难的是在搞懂了一件事之后还能搞懂第二件事、搞清第一件事与第二件事之间的关系,一辈子都搞下去。 心有余而力不足可以原谅。心都没有就不是爷们了。 (210 字节) - mirror 08-05-16, 08:25PM (153818) 大师所言极是, (62 字节) 无知的见过不少,没见过这么无知而厚颜的 知道什么叫镜子了吧?知道什么叫无知而厚颜的么?不知道的话对着镜子说就是了。可着劲儿地、咬牙切齿地。据心理学考证,只有猴子一类的才不知道那镜子里面的影像是什么。 (122 字节) - mirror 08-05-16, 08:37PM (153822)
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嵇少丞:断层死活不能轻易下结论
majorite 2010-10-29 10:36
嵇少丞:断层死活不能轻易下结论 今年年5月23日,中国一些新闻媒体相继报道了国家重大科学工程项目中国地震活动断层探测技术系统大城市活动断层探测与地震危险性评价。   该项目耗资5亿元,历时近4年,对经济发达、人口密集的北京、乌鲁木齐、上海、天津、昆明、西安、兰州、银川、海口、广州、呼和浩特、沈阳、南京、太原、郑州、宁波、长春、西宁、拉萨、青岛等大城市的断层活动性和地震危险性进行了评估。在总共近130条断层中,定性为活动断裂的仅有26条,另外80多条原先认为活动断层的被改判为不活动或死断层。例如,被判了死刑的断层中,有北京的南苑-通州断裂和小汤山-东北旺断裂,天津市的天津断裂和沧东断裂,郑州市的老鸦陈断层等。   《大城市活动断层探测与地震危险性评价》发表后, 一些地方媒体陆续发表了当地不地震的断言。例如:天津:7级以上地震难发生,郑州相当长时间不会有地震等。有文章称断层活动性的排除,有效地减轻了大城市抗震设防的负担。   如果是活断层,设计建筑物时要避开,现在断层被判死刑,原先不能被建筑商开发盖楼的大片土地,又可以上市拍卖了,从而大大提高城市的发展空间,有助于改善相应城市的投资环境,促进当地的经济大力发展。另外,这些大城市的建筑设计标准、抗震标准也可以降低了,可以节省与抗震设防相关的大量建设资金了。其实,国家地震部门于2000年就提出大城市活动断层探测与地震危险性评价项目,经过3年多立项论证于2004年6月正式实施。该项目历时近4年,于2008年4月就顺利完成、验收结题。后因发生了汶川大地震和地震部门的反思,该探测与评价项目的相关宣传工作不得不搁浅。   也就是说,这80多条断裂在2008年4月前就被有关专家判了死刑,当时被判死刑的断裂中还包括四川龙门山断裂带。2008年5月12日之前,作为探测与评价重大项目的一部分,成都市(都江堰、彭州都属成都市)有关专家也对其地区断层活动性和地震危险性进行过评估,结论是龙门山不是一条地震活动断裂带。   在2008年之前的几年,龙门山地区从全国强震重点防范区的名单上被剔除,低估龙门山断裂带地震危险性的重要原因是其低的GPS测量的滑动速率,不同时间尺度、不同方法的研究均表明,龙门山断裂带的滑动速率不到2-3毫米/年。由于地震部门有关专家对地震断层的黏滑性质没有正确认识,错误地以为断裂滑动速率低,其地震危险性也低,横跨龙门山GPS位移速率低,故构造活动性不强,地震危险性低, 在2008年5月12日之前曾作为地震部门有关专家重大的创新性研究成果,在公开发表的数篇中英文论文中反复论述,获得过地震系统和国家有关部门的奖励。   四川成都市和都江堰地区绝对不可能发生唐山那么大的地震,这是地震学界专家达成的一致共识,这里没有发生大地震的地质构造条件。但从结果来看,中国某些地震专家的判断这回是错了。   由于地震内部的不可入性、大地震的非频发性和地震成因机理的复杂性等因素,目前人类还不能有效、准确地鉴定出地下的断裂是死是活。   断裂带上地震的复发间隔时间有长有短。有的断层,休眠成千上万年,人们以为它死了,其实它在午休(装死),积累能量,一觉醒来,会吓人一大跳。同一断裂带中的各条分支断层的活动性和表现方式也不一样,并不是每一次地震中,同一断裂带中每条分支断裂都要同时活动的,它们有时联手作案,有时彼此独立行凶。   例如,不能因为在汶川大地震中,四川省宝兴-天全断裂没有活动,就判断它一定是条死断层,它不是不动,可能只是时候没到。还有的断裂在地表之下深几百米甚至1-2公里都不留痕迹,哪怕发生地震了,也跟没有发生一样,不留蛛丝马迹,即下断上不断,这种叫盲断层,隐蔽发作起来是很凶的。有些断层尽管 死了,但死而复活,这叫构造活化、再活动或重新活动,在地质上这样的例子比比皆是。   现代科学已经让天文学家看到一百多亿光年之外的遥远天体,可是人类对于我们祖祖辈辈生活的地球,花了12年才深入到12公里苏联在克拉半岛打的一口科学钻井,也仅是一孔之见而已(直径才10厘米)。我们对地球内部实在了解得太少。所以,笔者以为,不要轻易给断层判死刑,断层死亡证明会让经济发达、人口密集、高楼林立的大城市的政府和民众放松抗震设防和对地震的警惕,尤其是在中国很多城市的建筑质量有提高空间的情况下。   把房子建得结实些,最终受益的是人。人住在里面放心,自知它有抗震能力,即使地震来临,居民也可以自信从容地应对。即使无震无灾,这样的楼房也能经久耐用,其使用寿命大大提高。所以,从长远计和从全局计,建设高质量的房屋,不仅不浪费,而且还能节省大量的建设资金。西方发达国家,100多年、200多年乃至更久时期的老房子都还在正常使用,正是这个道理。 (今天刚发现我的这篇文章于2010-06-07在《第一财经日报》发表,现转载于此,尚未过时。《第一财经日报》在文章后面还注明:作者系加拿大蒙特利尔大学工学院民用、地质与采矿工程系教授,中国科学院海外评审专家)
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[转载]地球变得“好动” 日本东海断层将翻身
xupeiyang 2010-3-6 08:33
 台海网3月5日讯 今年以来,海地、琉球、智利接连发生规模七到八点八强震,强震频仍,专家认为从长期角度看不足为奇,不过,从一九七○年到一九九五年,地球确实比较好动。   据台湾东森新闻报道,密苏里科技大学地球物理学家史蒂芬.高指出,全球规模八上下的地震平均每年一次左右,现在却远远超过这个频率,不太寻常。史蒂芬.高表示,地球变得比较好动的原因还无法确知,一个可能是地球岩石圈压力场有些暂时的变化。   下一次大震可能在哪里,地球科学家无法精确提出日期或时辰,但根据地球板块知识,应该在欧亚大陆。亚洲和欧洲是地球两大地震频繁区,一个是太平洋盆地周围的火环,日本和美国加州的大多数地震,以及智利最近的强震都在火环带。另一是通称欧亚地震带的阿尔卑斯-喜马拉雅带,一九九九年的土耳其大震,二○○五年的克什米尔地震及二○○八年的四川大震,都在欧亚地震带。   哥伦比亚大学地震学家萧兹指出,这两个地震带在板块交界,板块经常碰撞、分开或重迭,全球百分之九十九地震发生在此。    萧兹还表示,日本的东海断层大约每一百五十年发生一次规模八的地震,上次是一八五六年,再发时间已到,大家必须有心理准备。
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[小红猪]袭来的隆隆声:征服地震的堡垒
songshuhui 2009-9-11 13:12
小红猪小分队 发表于 2009-09-02 23:41 译者:Sunny,劳模Sunny,她的译作短短时间内已经达到五篇! 这里 , 这里 , 这里 ,还有 那里 。(原文瞧 这 ) 当吉普车的车身突然发生倾斜时,雅恩克林格尔的整个车队距离西藏昆仑断层带还有30多公里。克林格尔是一名来自于法国巴黎地球物理学研究所的地质学家。他们一路遇上了一系列平行的地面裂缝之前发生的7.8级特大地震的产物。就好像你是在台阶上开汽车一样。他回忆道。 裂缝清楚地表明这片地面曾像一块海绵一样被挤压又放开,剧烈的扭曲让它开裂。但是,它们离地震所造成的断层还远得很哪。小组的成员们有些困惑,他们做了些测量,然后继续前进。 后来才知道,克林格尔和他的小组偶然间发现了超级剪力地震的后果。这种地震以极高速进行滑移,从而使得地表的断裂的速度超越了地震本身所产生的地震波的速度。这个结果使得地震的破坏力足以与音爆相当,能够像锤击一样垂直的摧毁其道路上的任何东西。不过有一些地震学家曾经置疑过发生这种地震的可能性,因为一直以来都缺乏支持这种动力的物理证据。 七年过去,越来越多的证据却表明这种地震可能比我们想像的要普遍得多,而且并不仅仅发生在像西藏一样的偏远地区。一系列新的地图显示出全球有大量被称为超级高速公路的断层带,这些地方的情况正符合地震高速撕裂地面的情形。全世界有6千万人居住在这些地带其中许多人从未考虑过地震可能带来的危险。就算在那些建筑物被设计成能经受最大震级地震的地方,也没有人知道它们是否有能力承受超级剪力地震。 直到上个世纪90年代,超级剪力地震真正出现之前,地震的速度都被认为是受限的。当断层向脆弱的地层滑移时,裂缝就会沿着断层带蔓延。数学公式表明断裂不能在所谓的禁区速度上扩散,也就是每秒3至3.5公里。如果处于这段速度中,断层的摩擦滑动就势必将热能转化成机械能这在热力学上是不可能发生的事。既然断裂在这个区间中不能被加速,那么地震的传播速度能超过每秒3.5公里的论断也自然被否决了。 多年以来,只有一个观测证据能够反驳这个已被广泛接受的真理。1984年,圣芭芭拉加州大学的拉尔夫阿楚莱塔报告说, 1979年袭击加利福尼亚的帝王谷地震曾短暂地以高于每秒3.5公里的速度传播,而每秒3.5公里是一种被称为剪切波*的典型地震波的传播速度。(地理学研究期刊,vol 89,p 4599) (*剪切波:地震波分为纵波和横波,横波又叫剪切波) 然而,由于这是唯一一个超级剪力地震曾发生过的间接证据,而且数学上认为其发生的可能性不大,再加上缺乏任何其它报告支持地震能以如此不可思议的速度传播,这篇论文几乎无人在意。那次观测结果在地震学家中很不受赞同。帕萨迪纳市加州科技研究所的阿瑞斯罗萨基斯说道。 阿楚莱塔的观测结果在几近二十年的时间中郁郁地被人忽视着,直到有一天,一个工程师和一个地质学家的一次打赌让结果最终在实验室中被验证了。 罗萨基斯曾研究过在不同设定下的断裂力学,比如在人造材料下。在之前一些由美国海军投资进行的实验中,罗萨基斯一直在观察爆炸对那些曾被粘合过的材料都有着怎样的影响,随后他亲眼看见沿着粘合处表面发生了超级剪力断裂。既然如此,这样的情形发生在地球自己身上又有什么不行呢?然而,他那工作于加州理工大学地理系,颇具怀疑精神的同事金森博雄却不同意这点。毕竟,受到压力的断层与粘合过的表面毫无相似之处,何况地震也并不是由爆炸触发的。二人以一瓶昂贵的红酒作为赌注定下了赌约。 为了模拟地震,罗萨基斯和金森博雄将两片一受压力便会发光的聚合厚板挤压在一起,用这样的连接代表地质学上的断层。他们将一束光射过断层区域,接着触发一小股电流脉冲沿着断层带制造断裂。灯光闪耀的方式可以让他们看出断裂通过断层时所制造出的地震波。毫无疑问,震动制造出了地震波首先是压缩波,随之而来的是剪切波。而正如金森博雄所预测的一样,断裂在它的地震波后方紧紧相随。 眼看罗萨基斯几乎就要输掉赌注时,他们将断层压得更紧了些,好让加在聚合板上的压力再稍许提高一点。接着,当他们又触发了一次断裂时,奇怪的事情发生了:一个全新的子裂口突然出现在了主体母断裂的前方,速度还要快得多。子裂口迅速蔓延开来并且与母断裂相接,致使整个断裂的传播速度立刻比剪切波快了许多,超越了禁速区。 四处震荡 这些在实验室中进行的试验仅仅开始在理论上表明地震能够产生超级剪力波。而在现实世界中提供证据的正是地球自己。1999年,20世纪地震活动最活跃的大陆断层土耳其北安那托利亚断层发生滑移,导致了艾兹密特7.6级的特大地震。与1979年加利福尼亚地震所不同的是,这回在断层附近的地震局没有任何问题地记录下了地震产生的剪切波。地表运动的测量同时提供了断层滑移速度的证据。这些证据都表明地震确实可以成为超级剪力地震,法国格勒诺布尔大学的麦克布让说道,在艾兹密特地震中有两个小组分别测出了那次地震传播的速度达到了每秒5公里,而其中一个小组就是由布让带领的。(地球物理学研究成果集,vol 28,p 2723) 现在,不论是在理论还是实践上都不再有任何否认之辞了,地震确实会演变成超级剪力地震,全世界的地震学家们也不再期望在新的地震中寻找更多证据了。他们已经有够多了。自从艾兹密特地震成为超级剪力地震后,现在全世界至少又在三个大地震中看到了证据,包括在昆仑断层时,克林格尔的小组所发现的在那时看来神秘无比的裂口。幸运的是,最近这样的地震发生的不多,而且大多都发生在偏远地区。 当然,事情不会总是这样。一些地理学家现在怀疑1906年发生在旧金山的毁灭性大地震很可能就是一次超级剪力地震。加州帕洛阿尔托市斯坦弗大学的格利高里贝罗萨和他的同事们提出,这样一种断裂现象可以解释一个长久以来的谜题。从地表测量中我们知道,地壳曾经滑移过一段距离,但是由相距很远的地震局所记录下的地震数据显示出地震并没有持续足够长的时间以产生如此长距离的一段位移。然而,以超级剪力波速度前进的断裂却可以更快地撕裂大地,比普通的地震在更短的时间里制造出可测的裂口。 然而,在事件之后了解地震只是战役的一半。每个人都想知道的是,下一次地震可能会发生在哪里。现在,牛津大学的地震学家大卫罗宾逊、撒密塔戴丝和他们的同事们认为他们已经接近了答案。他们将已知的超级剪力地震与相似的情形作比较,然后用这些数据尝试预测下一次超级剪力地震最有可能发生在世界上的哪一个地方。 目前已知唯一可以产生超级剪力地震的断层是走向平移断层,在这些断层中,岩石的侧壁相互之间磨擦,而极少发生垂直运动。由于这个原因,罗宾逊指出其它类型的断层,比如岩石滑移到另一块岩石之上的类型就可以忽略。接下来,他又将海底的走向平移断层排除在外,因为目前为止没有发现过它们达到超级剪力速度的现象,此外这些断层上的地震对人类造成重大危害的可能性也不大。海洋地震能造成的最大威胁是海啸,不过走向平移断层似乎不会造成海啸,因为它们不会引起海啸所特需的显著海床升高。 剩下需要筛检的走向平移断层还有很多。不过罗宾逊解释说,目前所观测到的所有超级剪力断裂现象都是发生在长而直的断层区域。这也许是因为断裂不能在迂回的断层路径上被加速到超级剪力速度。我们可以把它比作沿着公路行驶,他说在拐角处断裂总会慢下来,就像汽车在拐弯时一样。根据以往的理论模型以及已知的类似于昆仑断层的长直断层,罗宾逊搜寻了陆地上还未经受过破坏的断层,而且它们的走向偏移不能超过5度,或者延伸距离要至少超过100公里。这样一来,范围便缩小到了11个不同断层系统下的26个区域,包括加利福尼亚州的圣安德里亚断层。罗宾逊把它们称作超级高速路。 令人担忧的是,当他们对分布在这些断层50公里半径范围内的人口进行累加计算后,他们发现超级高速路断层所形成的网络正蓄势待发地威胁着附近的大城市。26个超级高速路中有7个就分布在人口密集地区之上,每一个所带来的威胁都可能影响超过2百万人。其中一个直接横穿旧金山,而缅甸的仰光和曼德勒两座城市就坐落在最长的一个超级高速路两端。我们发现在亚洲的一些地区人口的密集度极高,这真让我吃惊。罗宾逊说道。在四月份举行的美国地震学会年会上,他公布了他的这些发现。 这些分布地图很受地质学家们的欢迎。罗宾逊的成果太棒了,布让说,目前为止我们观测到的超级剪力地震都是发生在较长的走向平移断层之上,这些断层的线条都相当直而且几何结构简单。不过,罗萨基斯指出断层表面的崎岖和断层的倾斜度也可能起着一些作用。照我的观点,将断层的长直当作唯一的特征可能过于简单了。他表明。 危险地带 如果罗宾逊的地图是正确的,那意味着之前所认为的即使在最糟的情况下也能不受地震影响的地区,还有甚至根本不在地震范围内的地区,也可能出其不意地被超级剪力地震所波及。超级剪力地震的马赫波前*的幅度极广,这意味着它会比一般的剪切波沿地面传播得更远,从而多将数百万人置于危险之中。 (*波前(仅地震学中):地震波在介质中传播时,某时刻刚刚开始位移的质点构成的面,称为 波前 。它代表某时刻地震波能量到达的空间位置,它是运动着的。波前与地震射线成正交。因此,使用射线或波前来研究地震波是等效的。) 在美国,上世纪90年代末所制定的最新建筑规定中,对于在活跃断层5公里范围内的建筑物设计有着极高的规定。这是因为这些地区被认为是地震所谓的近震源的敏感地带,来自于加州理工学院地震工程模拟小组的克里什南说。不过,他又说道,对于超级剪力地震来说,在比如说旧金山或者洛杉矶某些地区的五公里区域之外,很多相对防震能力较低的建筑物也可能很危险。 与一般地震相比,超级剪力地震的马赫波前对于地面的震动方式也有很大区别,这意味着即使像在加州这样做足充份地震防备的地区,现行的建筑标准可能也不够了。实验室中的试验显示出震动波前所带来的冲击比典型的地震波要凶狠得多。建筑物可能需要瞬间承受地震累积的所有剪切波的能量。如果一个单独的地震波可以算作温柔一掌的话,那么马赫波前就是万佛朝宗了,哈撒拜特如是解释道,他是来自于洛杉矶加利弗尼亚大学的地震学家。那对于建筑结构来说就是一次突然的猛烈冲击。 斯坦弗大学的艾力克邓汉姆与拜特最近一起进行的研究也表明,建筑物很有可能快速被两股马赫波前连续袭击,一股来自于剪切波,随后而来的是累积起的瑞利波,一种以3公里每秒的速度沿地表传播的地震波。现在要判断哪个的马赫波前更具毁灭性还言时过早。拜特道。 不幸的是,大多数城市规划和民用工程师似乎都对这些地震学家们所发出的,建立在实验室试验基础上的警告不以为然。工程师们都是实践性生物,克里什南说,可我们还没有足够的数据支持这些理论。 这正是克里什南目前与罗萨基斯共同展开了一个项目的原因,在这个项目中他们用一个三维电脑模型来模拟当不同规模的建筑物被马赫波前袭击时会发生的状况。如果我们的模拟所展现出的后果很严重,那就会带来许多讨论。他说。然而,邓汉姆却指出能够证明马赫波前危害力的血证将会来自于一次真正的地震中。观测结果将最具说服力,他说,为了能真正作出这个结论,我们需要许多相当接近的地震观测台。 现在所需要的是更多来自于现实中、真的演变成了超级剪力地震的数据。当地质学家们正等待着下一次大地震的袭来时,他们同时也希望着能够证明他们正确的证据发生在一片荒无人烟的沙漠中当然,别靠近任何一个大城市。 理查德弗舍尔是新科学家杂志的新闻副总编 译后记:首先万分感谢 空错 对这篇文章进行的专业性指导和校对!!是你让这篇文章更加完整和顺畅。 (另外,8月16号超从电视上看到了苏门达腊6.9级地震的新闻,心里一动,翻查刚译完的本文图表,果然苏门达腊赫然在图上闪烁(只是不知道是不是一次级剪力地震)。 科学和我们的生活本来就是如此的紧密,一点也不遥远,实在值得每个人的关注和了解。 只是以这篇文章的内容来说,这样的紧密实在是让人有些又幸又忧罢了。)
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