國內地震地質學研究成果及方向

1、國內地震地質學研究國內地震地質學研究成果及方向成果及方向主講人：王德華 所在單位：中國地震局地殼應力研究所組員：馬思遠 所在單位：中國地震局地質研究所資料來源：1姚大全.地震學和地震地質學研究新進展第六屆全歐地學大會簡介J.國際地震動態(tài),1991,09:14-18.2顧邁南.會挽雕弓如滿月記地震地質學家馬宗晉J.瞭望周刊,1992,19:26-28.3曹英.地震地質學發(fā)展動向J.地震地質譯叢,1993,03:1-9+17.4.“進入21世紀地震地質學發(fā)展方向研討會”在貴陽召開J.地震地質,1999,03:214.5.地震地質學一書簡介J.國際地震動態(tài),1999,11:32.6鄧起東.世紀之交的

2、地震地質學回顧與展望A.中國地震學會.中國地震學會成立20周年紀念文集C.中國地震學會:,1999:7.7馬宗晉.地震地質學的研究現(xiàn)狀與展望A.中國地震學會.中國地震學會第三次全國地震科學學術討論會論文摘要匯編C.中國地震學會:,1986:1.8葛碧如.關于地震地質的定量研究J.地震地質譯叢,1980,04:1-7.9汪一鵬,馬宗晉,丁國瑜.我國地震地質工作三十年J.地震地質,1979,04:1-9.10.地震地質現(xiàn)狀和發(fā)展方向討論會記述J.地震學刊,1983,02:72-74.11孫壽成.中國地震地質現(xiàn)狀和發(fā)展方向討論會概況J.國際地震動態(tài),1983,08:7-9+32.主要內容一，地震地質

3、學的產生以及概念二，目前國內地震地質學的研究現(xiàn)狀和主要成果三，未來國內地震地質學的主要研究及發(fā)展方向介紹一，地震地質學的產生以及概念 左圖為著名地震地質學家、中科院院士馬宗晉先生?！昂髞?，馬宗晉作為中國地質力學的第一個研究生進入北京大學深造。畢業(yè)之后，進入科學院地質研究所從事構造力學的研究.。在這之后，中國接連發(fā)生的大地震，給全國人們帶來了巨大災難，也給馬宗晉和他的同伴們以難得的研究和發(fā)展地震地質的機遇，一門新興的學科-地震地質學，從此悄然而生?！笔裁唇械卣鸬刭|學國外說法國外說法：在國外,很少直接用地震地質學(seismogeology)一 詞 , 與 之 相 近 或 相 當 的 學 科 術

4、語 是 構 造 物 理 學(tectonoPhysics),這是廣義的地震地質學。此外,另一些用得較普遍的同義術語是活動構造學(active tectonics)、新構造學(neotectonics)或地震構造學(seismotectonics),這是狹義的地震地質學。國內說法國內說法：地震地質學是運用地質學的理論和方法研究地震成因、地震活動規(guī)律的學科。它是地質學和固體地球物理學之間的一門邊緣學科。 地震是重大自然災害之一，是現(xiàn)代地球運動的直接反映。地震地質學在地震預報、減輕地震災害及研究地球動力學方面有重要的現(xiàn)實意義及理論意義。主要研究對象和內容“它的研究對象不是地震本身,而是蘊震的地體環(huán)境

5、和蘊震過程的條件。它是在地質學和地球物理學一些單項研究對象與方法原則的部分交叉基礎之上摸索前進的。地球動力學是它的一個組成,但它更注意一萬年以來短時限的現(xiàn)今動力作用;新構造學是它的一個組成,但它的目的是通過淺表新構造活動認識深部蘊震構造的活動;各種地學場的監(jiān)測是它的一個組成,但它的工作要點是發(fā)現(xiàn)均變場中的異常及其微動態(tài)?！瘪R宗晉“我們理解的地震地質學研究領域,應以與地震有關的活動構造研究為主?？臻g尺度可以大到全球板塊構造,小到鏡下觀察的斷層泥顯微構造;時間尺度以第四紀(約200萬年),特別是全新世(約l萬年)以來為主?！崩钇鹜?，目前國內地震地質學的研究現(xiàn)狀和主要成果1，板塊運動2，巖石圈應力

6、場3，斷層力學4，活動構造5，長期危險性評估1，板塊運動主要成果如下：1，現(xiàn)在把全球劃分為12個板塊,在12個板塊邊界上獲得了1122個數(shù)據,其中包括277個擴張速率,121個轉換斷層方位和724個地震滑動矢量。由于nuvel-1所用新資料更精確了,故可分辨出寬度更小的轉換斷層帶。如在典型的慢速滑動轉換構造帶亦能準確分辨寬僅3一10公里的轉換斷層。這樣,可更精確地測定300萬年內的板塊擴張速率,如印度洋,滑動速率誤差從8一12毫米/年減小為3毫米/年。2,震源機制解研究又有很大改進。以前主要根據體波初動,而新的震源機制研究則綜合考慮了體波、面波及初動資料,從而能給出更精確的滑動矢量。德梅茨等(

7、C.DeMets,etal、,1990)從全球數(shù)字化地震臺網提供的5800個CMT震源機制解中選出504個數(shù)據確定板塊運動。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；海洋板塊內部是剛性的。4，根據VLBI和SLR大地測量觀測資料,發(fā)現(xiàn)板塊運動是很穩(wěn)定的,從而使板塊構造預測能力擴展到很短的時間間隔。現(xiàn)在存在的問題：1，地幔對流學說的不完整；2，地殼上地幔構造的模型問題；3，超深海海底的地震觀測問題；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形式釋放的?它們受什么控制?2，巖石圈應力場 為查明驅動和阻礙板塊運動的力,有震

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

9、板塊厚度二三倍到幾百倍的寬廣范圍內是均勻的,則是構造應力;但局部應力延伸距離則比板塊厚度小得多。3，活斷層應力狀態(tài)和強度研究方面：已有相當多的證據說明,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力作用下即可滑動。這與傳統(tǒng)看法是矛盾的,以前對斷層強度的認識是根據實驗研究得出的。目前對斷層在深部的習性認識還不一致,今后需協(xié)調近地表地震地質和地球物理測量、斷層帶流變學實驗研究、活斷層帶深部物理性質和力學狀態(tài)測量。這樣,我們才能確定活斷層弱強度的機制。3，斷層力學主要成果以及問題：1，研究應力積累和釋放是斷層力學的重要課題,如活斷層附近的應變在時空上是如何積累的。近4年出現(xiàn)的GPS手段,可用來測量應變的積累和釋放,其精度現(xiàn)在雖比地面激光測距低一點,但未來4年在研究與形變有關的地震時,GPS可能取代地面激光測距。GPS可測量相對位移的3個分量,而測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用前景。雖然如此,當今關于應變積累的大部分認識仍是來自地面測量。2，斷層穩(wěn)定滑動表現(xiàn)為蠕動,非穩(wěn)定滑動則表現(xiàn)為地震。在很多中強地震發(fā)生前,用鉆孔應變儀等觀測到了高質量的應變記錄,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的力矩的百分之幾,如1989年美國加州洛馬普列塔地