(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。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。
本文标题:地震的成因和成因类型(2)
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