國(guó)內(nèi)地震地質(zhì)學(xué)研究成果及方向

1、國(guó)內(nèi)地震地質(zhì)學(xué)研究國(guó)內(nèi)地震地質(zhì)學(xué)研究成果及方向成果及方向主講人：王德華 所在單位：中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所組員：馬思遠(yuǎn) 所在單位：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所資料來源：1姚大全.地震學(xué)和地震地質(zhì)學(xué)研究新進(jìn)展第六屆全歐地學(xué)大會(huì)簡(jiǎn)介J.國(guó)際地震動(dòng)態(tài),1991,09:14-18.2顧邁南.會(huì)挽雕弓如滿月記地震地質(zhì)學(xué)家馬宗晉J.瞭望周刊,1992,19:26-28.3曹英.地震地質(zhì)學(xué)發(fā)展動(dòng)向J.地震地質(zhì)譯叢,1993,03:1-9+17.4.“進(jìn)入21世紀(jì)地震地質(zhì)學(xué)發(fā)展方向研討會(huì)”在貴陽召開J.地震地質(zhì),1999,03:214.5.地震地質(zhì)學(xué)一書簡(jiǎn)介J.國(guó)際地震動(dòng)態(tài),1999,11:32.6鄧起東.世紀(jì)之交的

2、地震地質(zhì)學(xué)回顧與展望A.中國(guó)地震學(xué)會(huì).中國(guó)地震學(xué)會(huì)成立20周年紀(jì)念文集C.中國(guó)地震學(xué)會(huì):,1999:7.7馬宗晉.地震地質(zhì)學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望A.中國(guó)地震學(xué)會(huì).中國(guó)地震學(xué)會(huì)第三次全國(guó)地震科學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要匯編C.中國(guó)地震學(xué)會(huì):,1986:1.8葛碧如.關(guān)于地震地質(zhì)的定量研究J.地震地質(zhì)譯叢,1980,04:1-7.9汪一鵬,馬宗晉,丁國(guó)瑜.我國(guó)地震地質(zhì)工作三十年J.地震地質(zhì),1979,04:1-9.10.地震地質(zhì)現(xiàn)狀和發(fā)展方向討論會(huì)記述J.地震學(xué)刊,1983,02:72-74.11孫壽成.中國(guó)地震地質(zhì)現(xiàn)狀和發(fā)展方向討論會(huì)概況J.國(guó)際地震動(dòng)態(tài),1983,08:7-9+32.主要內(nèi)容一，地震地質(zhì)

3、學(xué)的產(chǎn)生以及概念二，目前國(guó)內(nèi)地震地質(zhì)學(xué)的研究現(xiàn)狀和主要成果三，未來國(guó)內(nèi)地震地質(zhì)學(xué)的主要研究及發(fā)展方向介紹一，地震地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)生以及概念 左圖為著名地震地質(zhì)學(xué)家、中科院院士馬宗晉先生?！昂髞?，馬宗晉作為中國(guó)地質(zhì)力學(xué)的第一個(gè)研究生進(jìn)入北京大學(xué)深造。畢業(yè)之后，進(jìn)入科學(xué)院地質(zhì)研究所從事構(gòu)造力學(xué)的研究.。在這之后，中國(guó)接連發(fā)生的大地震，給全國(guó)人們帶來了巨大災(zāi)難，也給馬宗晉和他的同伴們以難得的研究和發(fā)展地震地質(zhì)的機(jī)遇，一門新興的學(xué)科-地震地質(zhì)學(xué)，從此悄然而生?！笔裁唇械卣鸬刭|(zhì)學(xué)國(guó)外說法國(guó)外說法：在國(guó)外,很少直接用地震地質(zhì)學(xué)(seismogeology)一 詞 , 與 之 相 近 或 相 當(dāng) 的 學(xué) 科 術(shù)

4、語 是 構(gòu) 造 物 理 學(xué)(tectonoPhysics),這是廣義的地震地質(zhì)學(xué)。此外,另一些用得較普遍的同義術(shù)語是活動(dòng)構(gòu)造學(xué)(active tectonics)、新構(gòu)造學(xué)(neotectonics)或地震構(gòu)造學(xué)(seismotectonics),這是狹義的地震地質(zhì)學(xué)。國(guó)內(nèi)說法國(guó)內(nèi)說法：地震地質(zhì)學(xué)是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)的理論和方法研究地震成因、地震活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。它是地質(zhì)學(xué)和固體地球物理學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科。 地震是重大自然災(zāi)害之一，是現(xiàn)代地球運(yùn)動(dòng)的直接反映。地震地質(zhì)學(xué)在地震預(yù)報(bào)、減輕地震災(zāi)害及研究地球動(dòng)力學(xué)方面有重要的現(xiàn)實(shí)意義及理論意義。主要研究對(duì)象和內(nèi)容“它的研究對(duì)象不是地震本身,而是蘊(yùn)震的地體環(huán)境

5、和蘊(yùn)震過程的條件。它是在地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)一些單項(xiàng)研究對(duì)象與方法原則的部分交叉基礎(chǔ)之上摸索前進(jìn)的。地球動(dòng)力學(xué)是它的一個(gè)組成,但它更注意一萬年以來短時(shí)限的現(xiàn)今動(dòng)力作用;新構(gòu)造學(xué)是它的一個(gè)組成,但它的目的是通過淺表新構(gòu)造活動(dòng)認(rèn)識(shí)深部蘊(yùn)震構(gòu)造的活動(dòng);各種地學(xué)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)是它的一個(gè)組成,但它的工作要點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)均變場(chǎng)中的異常及其微動(dòng)態(tài)?！瘪R宗晉“我們理解的地震地質(zhì)學(xué)研究領(lǐng)域,應(yīng)以與地震有關(guān)的活動(dòng)構(gòu)造研究為主?？臻g尺度可以大到全球板塊構(gòu)造,小到鏡下觀察的斷層泥顯微構(gòu)造;時(shí)間尺度以第四紀(jì)(約200萬年),特別是全新世(約l萬年)以來為主?！崩钇鹜?，目前國(guó)內(nèi)地震地質(zhì)學(xué)的研究現(xiàn)狀和主要成果1，板塊運(yùn)動(dòng)2，巖石圈應(yīng)力

6、場(chǎng)3，斷層力學(xué)4，活動(dòng)構(gòu)造5，長(zhǎng)期危險(xiǎn)性評(píng)估1，板塊運(yùn)動(dòng)主要成果如下：1，現(xiàn)在把全球劃分為12個(gè)板塊,在12個(gè)板塊邊界上獲得了1122個(gè)數(shù)據(jù),其中包括277個(gè)擴(kuò)張速率,121個(gè)轉(zhuǎn)換斷層方位和724個(gè)地震滑動(dòng)矢量。由于nuvel-1所用新資料更精確了,故可分辨出寬度更小的轉(zhuǎn)換斷層帶。如在典型的慢速滑動(dòng)轉(zhuǎn)換構(gòu)造帶亦能準(zhǔn)確分辨寬僅3一10公里的轉(zhuǎn)換斷層。這樣,可更精確地測(cè)定300萬年內(nèi)的板塊擴(kuò)張速率,如印度洋,滑動(dòng)速率誤差從8一12毫米/年減小為3毫米/年。2,震源機(jī)制解研究又有很大改進(jìn)。以前主要根據(jù)體波初動(dòng),而新的震源機(jī)制研究則綜合考慮了體波、面波及初動(dòng)資料,從而能給出更精確的滑動(dòng)矢量。德梅茨等(

7、C.DeMets,etal、,1990)從全球數(shù)字化地震臺(tái)網(wǎng)提供的5800個(gè)CMT震源機(jī)制解中選出504個(gè)數(shù)據(jù)確定板塊運(yùn)動(dòng)。3,大洋巖石圈中的板塊邊界不總是一條窄帶,而是彌散的邊界；海洋板塊內(nèi)部是剛性的。4，根據(jù)VLBI和SLR大地測(cè)量觀測(cè)資料,發(fā)現(xiàn)板塊運(yùn)動(dòng)是很穩(wěn)定的,從而使板塊構(gòu)造預(yù)測(cè)能力擴(kuò)展到很短的時(shí)間間隔?，F(xiàn)在存在的問題：1，地幔對(duì)流學(xué)說的不完整；2，地殼上地幔構(gòu)造的模型問題；3，超深海海底的地震觀測(cè)問題；4，什么決定了大陸板塊變形分布的寬度和形狀?5，板塊邊界變形有多少是以地震形式釋放的和有多少是以無震蠕動(dòng)形式釋放的?它們受什么控制?2，巖石圈應(yīng)力場(chǎng) 為查明驅(qū)動(dòng)和阻礙板塊運(yùn)動(dòng)的力,有震

8、、無震斷層作用的機(jī)制,地殼、上地慢的流變學(xué),必須研究巖石圈的應(yīng)力狀態(tài)。近幾年在巖石圈應(yīng)力場(chǎng)研究上取得了很大進(jìn)展,突出標(biāo)志是出版了 現(xiàn) 代 世 界 應(yīng) 力 圖(M.D.zoback,etal一1989)。主要成果如下：1，應(yīng)力測(cè)量精度方面：在礦井穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和地下廢棄物儲(chǔ)存等方面都廣泛進(jìn)行了應(yīng)力測(cè)量。地應(yīng)力測(cè)量、鉆孔爆裂觀測(cè)、水壓致裂測(cè)量和震源機(jī)制解等不論是觀測(cè)數(shù)量、還是觀測(cè)質(zhì)量,都有了明顯增加和提高。此外,地殼中活斷層應(yīng)力狀態(tài)和活斷層強(qiáng)度研究也受到了重視。2，區(qū)分應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)方面：佐巴克(zoback,1989)首先區(qū)分出構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和局部應(yīng)力場(chǎng)。佐巴克等提出了識(shí)別構(gòu)造應(yīng)力的方法,如果某種應(yīng)力在彈性

9、板塊厚度二三倍到幾百倍的寬廣范圍內(nèi)是均勻的,則是構(gòu)造應(yīng)力;但局部應(yīng)力延伸距離則比板塊厚度小得多。3，活斷層應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度研究方面：已有相當(dāng)多的證據(jù)說明,有很多(雖不是所有的)活斷層,如圣安德烈斯斷層在很低水平的剪應(yīng)力作用下即可滑動(dòng)。這與傳統(tǒng)看法是矛盾的,以前對(duì)斷層強(qiáng)度的認(rèn)識(shí)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究得出的。目前對(duì)斷層在深部的習(xí)性認(rèn)識(shí)還不一致,今后需協(xié)調(diào)近地表地震地質(zhì)和地球物理測(cè)量、斷層帶流變學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、活斷層帶深部物理性質(zhì)和力學(xué)狀態(tài)測(cè)量。這樣,我們才能確定活斷層弱強(qiáng)度的機(jī)制。3，斷層力學(xué)主要成果以及問題：1，研究應(yīng)力積累和釋放是斷層力學(xué)的重要課題,如活斷層附近的應(yīng)變?cè)跁r(shí)空上是如何積累的。近4年出現(xiàn)的GPS手段,可用來測(cè)量應(yīng)變的積累和釋放,其精度現(xiàn)在雖比地面激光測(cè)距低一點(diǎn),但未來4年在研究與形變有關(guān)的地震時(shí),GPS可能取代地面激光測(cè)距。GPS可測(cè)量相對(duì)位移的3個(gè)分量,而測(cè)站間亦不受通視條件限制,故在未來地震研究中有廣闊的應(yīng)用前景。雖然如此,當(dāng)今關(guān)于應(yīng)變積累的大部分認(rèn)識(shí)仍是來自地面測(cè)量。2，斷層穩(wěn)定滑動(dòng)表現(xiàn)為蠕動(dòng),非穩(wěn)定滑動(dòng)則表現(xiàn)為地震。在很多中強(qiáng)地震發(fā)生前,用鉆孔應(yīng)變儀等觀測(cè)到了高質(zhì)量的應(yīng)變記錄,但不能解決主震前幾周到幾秒的加速變形,這是受震前力矩太小所限制。震前的力矩僅是同震時(shí)的力矩的百分之幾,如1989年美國(guó)加州洛馬普列塔地