| 從活動斷裂帶看地震預(yù)測 |
| 作者：馬志飛 2010年當(dāng)?shù)貢r間1月12日下午4：53分，位于西印度群島的海地共和國發(fā)生7.0級地震，由于震中距離首都太子港較近，僅16公里，而且震源深度很淺，距離地表約8公里，再加上海地是一個經(jīng)濟落后的國家，許多家庭沒有能力建造能承受該級別地震的房屋建筑，所有這些因素的綜合作用，造成了1月12日的地震是在“最糟糕的情況下”發(fā)生的。海地總理13日稱，強震造成的死亡人數(shù)可能高達10萬！ 海地地震災(zāi)難的啟示 根據(jù)美國伍茲霍爾海洋研究所一位地震專家的說法，這次地震發(fā)生在加勒比板塊和北美板塊斂合帶附近的復(fù)雜斷裂區(qū)。在此次地震震中的正北方不遠處有一條長達500多公里的斷裂帶東西方向延伸，橫穿海地，向東到達多米尼加共和國，向西到達牙買加。 這條斷裂帶一直承受著加勒比板塊和北美板塊斂合帶的壓力，根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的研究，它是一條斷層的兩盤在水平方向上朝著相反方向平行錯動的走滑斷層，斷層線以南的加勒比板塊向東滑動，而斷層線以北的板塊是向西滑動。 由于海地是個被水域包圍的島國，國土面積很小，一旦發(fā)生地震，更可怕的就是引發(fā)的海嘯。在海地發(fā)生地震后，美國太平洋海嘯預(yù)警中心曾發(fā)出海嘯警告，稱海嘯可能波及距震中大約100公里范圍內(nèi)的地區(qū)，但警報隨后取消。因為此次地震的震中是在陸地而不是海洋，不具備引發(fā)海嘯的客觀條件。但在1946年時，一場8.1級的地震，比今年1月12日海地地震的能量還要大30多倍，就發(fā)生在伊斯帕尼奧拉島（分屬海地和多米尼加共和國）東北角附近，當(dāng)時的大地震引發(fā)了海嘯導(dǎo)致2萬人無家可歸。 伍茲霍爾海洋研究所的地震專家認為，在未來的一段時間里，海地還會發(fā)生一些余震。該地區(qū)有經(jīng)濟實力的家庭，應(yīng)該想方設(shè)法加固他們的房屋，增強建筑物的穩(wěn)定性。在海地這樣的地方，連總統(tǒng)府都會受到嚴重的傷害，這樣做也許是更為現(xiàn)實的解決辦法。 但是很多人在地震之后也遺忘得很快，沒有把地質(zhì)學(xué)家的話當(dāng)回事。一次又一次的地震災(zāi)害，不斷呼喚著人們覺醒，要注意防患于未然，雖然依現(xiàn)有的科技手段我們還無法準確預(yù)報地震，但我們可以通過查明活動斷裂，在城市規(guī)劃和建設(shè)時避開或遠離它們，即使真的地震了，也能將損失降低至最小。 活動斷裂是什么 由于地球是不斷運動的，地殼中的巖層就會在構(gòu)造運動中不斷受到力的相互作用，當(dāng)巖層因受力達到一定強度時就會發(fā)生破裂，并沿著破裂面有明顯的相對移動，這樣的構(gòu)造就是斷層。各種因素的作用不同，斷層的規(guī)模也就大小不等，長度變化很大，從幾厘米至幾百公里不等。然而，并不是所有的斷裂都會影響到人們現(xiàn)在的生活，只有距離居民點較近的并且繼續(xù)活動的斷裂才是危險的。按照當(dāng)今比較統(tǒng)一的觀點，活動斷裂是指距今10—12 萬年以來發(fā)生過活動、現(xiàn)在正在活動、未來一定時期內(nèi)仍可能發(fā)生活動的斷裂。世界上比較著名的活動斷裂有： 圣安德烈斯活動斷裂帶：貫穿于美國加利福尼亞州，長約1050千米，切割深度超過16千米，是太平洋板塊和北美板塊的重要分界線。 北安那托利亞活動斷裂帶：穿過土耳其北部和黑海南部，長約1500千米，位于非洲板塊和歐亞板塊之間。 菲律賓活動斷裂帶：大致與菲律賓邊緣的活動板塊邊界平行，長約1500千米，是歐亞板塊與菲律賓海板交界之一。 日本中央構(gòu)造線活動斷裂帶：日本最大的活動斷裂系，從九州到關(guān)東延伸長達1000千米，在地貌上形成了顯著的直線狀河谷。 阿爾派恩活動斷裂帶：穿越新西蘭南島，總長度超過600千米，是太平洋板塊與印度—澳大利亞板塊在陸地上的分界線。 瓦沙奇活動斷裂帶：位于美國猶他州，近南北方向延伸約370千米。 塔拉斯—費爾干納活動斷裂帶：中亞最大規(guī)模的斷裂，將中亞地區(qū)的中、南天山錯開成東、西兩段，在中國境內(nèi)長80 km，向西延伸至吉爾吉斯斯坦共和國境內(nèi)。 阿爾金山活動斷裂帶：青藏高原西北邊緣的一條自然邊界，可進一步劃分為兩條大的一級斷裂，即：阿爾金南緣活動斷裂，長1600千米；阿爾金北緣活動斷裂，長600千米。 東昆侖活動斷裂帶：位于青藏高原北部，全長1000余千米。 城市活動斷裂的危害 在地震安全評價、抗震防災(zāi)規(guī)劃、工程地質(zhì)勘察工作中，常常遇到的首先是確定活動斷裂的位置、走向以及破碎帶的寬度、斷層的傾角等問題。因為活動斷裂所在的位置往往是地震發(fā)生時破壞最嚴重的區(qū)域、隧道建設(shè)和水利建設(shè)等工程地質(zhì)的危害區(qū)域，其損失程度均明顯大于斷層兩側(cè)其他區(qū)域。可以毫不夸張地說，雖然地震的成因有多種，但造成重大災(zāi)害的元兇往往是活動斷裂。歷史不止一次地告誡我們：活動斷裂不容忽視。 1906 年美國舊金山發(fā)生7.9級地震（后來修正為8.3級），40秒鐘內(nèi)這座世界名城化為一片廢墟，此次地震就與與圣安德列斯斷裂的活動有關(guān)，由于斷層穿過本市，造成了慘重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。 1923 年日本關(guān)東8.2級地震，震中在東京附近60～80公里的相模灣，這次地震與穿過相模灣的一條斷裂活動有關(guān)。 1976年我國唐山7.8級地震，是我國歷史上一次罕見的城市地震災(zāi)害，包括北京和天津市都受到波及，該地震發(fā)生在滄東斷裂與昌平－豐南活動斷裂的交匯處。 1995年日本大阪神戶7.2級地震，是日本戰(zhàn)后50年來所遭遇的一場最大災(zāi)難，據(jù)研究發(fā)現(xiàn)此次地震也與附近的斷裂活動有關(guān)。 1999 年土耳其伊茲米特7.8地震，發(fā)生在北安那托利亞活動斷裂帶上, 地震時在地表形成的破裂帶長約180公里，最寬處為50余米，使得斷裂帶附近的建筑物遭受到毀滅性的破壞。 1999 年我國臺灣南投縣7.6級地震，與雙冬活動斷裂的大規(guī)模錯動有關(guān), 斷裂帶沿線的道路、橋梁和民房等建筑物被嚴重損毀。 城市，集中了密集的人口和財產(chǎn)，一旦在城市中發(fā)生大規(guī)模的地震，活動斷裂穿越的地方都將會收到空前巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。不僅如此，活動斷裂還容易引發(fā)其他一些地質(zhì)災(zāi)害。由于斷裂帶內(nèi)的巖體破碎，穩(wěn)定性差，很可能誘發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害如崩塌、滑坡、泥石流等，從而給人們的生產(chǎn)和生活造成危害。因此，在城市規(guī)劃和建設(shè)時必須要重視活動斷裂的分布及其活動情況。 城市活動斷裂的探測 現(xiàn)在，世界上很多國家都已經(jīng)充分意識到城市活動斷裂探測的重要性，并開展了相關(guān)研究工作，我國也越來越重視這項工作?！秶鴦?wù)院關(guān)于加強防震減災(zāi)工作的通知》（國務(wù)院2004年25號文件）明確指出：“高度重視城市建設(shè)的地震安全，國土利用規(guī)劃和城鄉(xiāng)規(guī)劃，必須依據(jù)地震活斷層和地震危險性評價結(jié)果，充分考慮潛在的地震危險。” 但是由于城市自然條件特殊，人類工程活動強烈，使得活動斷裂的探測工作變得相對復(fù)雜。通常情況下，地質(zhì)工作者探測活動斷裂主要是采用野外地質(zhì)調(diào)查、槽探、鉆探、地球物理勘探和遙感解譯等手段，并綜合運用，以提高勘探的精確度。 野外地質(zhì)調(diào)查就是深入實地，根據(jù)地質(zhì)地貌特征發(fā)現(xiàn)活動斷裂，如河床縱斷面突然中斷、中斷處出現(xiàn)瀑布而成湖泊等。在海地這個地方，地質(zhì)學(xué)家就是從海地首都太子港正南方綿長而筆直的山谷來判斷有斷裂存在的。 槽探就是人工或機械挖掘溝槽，將斷裂錯動形成的滑動面、地裂縫等要素像壁畫一樣展現(xiàn)在科研人員面前，并經(jīng)過相關(guān)分析以判別活動斷裂的存在與否。 鉆探是通過鉆機設(shè)備從地表向地下鉆進成孔，取得巖石樣品，分析其成分和相關(guān)物理參數(shù)，并幫助解釋所取得的地球物理探測資料。 地球物理勘探是根據(jù)斷裂活動所造成的地球物理場的變化來推測其位置及產(chǎn)狀，由于這種手段技術(shù)先進，方法多樣，而且工作效率高，現(xiàn)在已經(jīng)成為最主要的探測方法。 遙感解譯包括衛(wèi)星影像解譯和航空攝影解譯等，借助計算機技術(shù)，并依靠以往的經(jīng)驗，從遙感圖像中獲取所需要的信息，通?？梢园l(fā)現(xiàn)斷裂的分布位置。 經(jīng)過近年來的不斷發(fā)展，我國在活動斷裂的研究方面也逐漸取得了一些成就。以北京為例，自2004年7月開始， 北京市地勘局數(shù)百名地質(zhì)調(diào)查工作者歷時4年實地勘測，繪制完成了北京智能化三維地質(zhì)信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，進一步明確了6300多平方公里的北京平原上的斷裂帶分布情況。值得稱道的是，在北京奧運公園和五棵松體育館的場址選擇過程中，隱伏斷層的精確探測結(jié)果對規(guī)劃方案起到了重要作用。由于奧運場館位于黃莊—高麗營斷裂帶附近，而且斷裂屬于活動斷裂，最終奧組委和規(guī)劃委等有關(guān)部門根據(jù)北京市地勘局提供的詳細勘查資料，在確定的規(guī)劃方案中，奧運場館的建筑物成功避讓了斷裂帶。目前，正在進行的北京市昌平、大興、懷柔等十一個規(guī)劃新城前期區(qū)域工程地質(zhì)勘查工作中，很重要的一項內(nèi)容就是查明規(guī)劃新城內(nèi)的斷裂分布，不僅要查清楚斷裂分布的位置、埋深、斷層帶的寬度等，還要進一步明確其走向、傾角等產(chǎn)狀要素，為以后的城市規(guī)劃和建設(shè)工作提供可靠的科學(xué)依據(jù)，為防災(zāi)減災(zāi)工作起到指導(dǎo)作用，確保首都城市地質(zhì)安全。 作為首都，北京市的表率作用給了其他城市很好的借鑒和學(xué)習(xí)機會。由于城市活動斷裂的探測是一項復(fù)雜的、要求有創(chuàng)新性的工作，同時也是一件關(guān)系到城市建設(shè)與城市安全的大事，因此，我國政府要求各城市在城市規(guī)劃建設(shè)前期進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估、地震危險性評價，具有重要的現(xiàn)實意義。原文發(fā)表于《生命與災(zāi)害》2010年第2期。 |
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