《環(huán)境地質(zhì)學(xué)》第2章 地震

第2章地震2.1地震及災(zāi)害2.2我國地震地質(zhì)的基本特征2.3地震效應(yīng)2.4地震的預(yù)測2.5地震的防治2.1地震及災(zāi)害1、地震有關(guān)概念①地殼任何一部分的快速顫動，叫地震，俗稱地動。地震是地殼運動的一種形式。據(jù)統(tǒng)計，地球上每年發(fā)生地震達(dá)五百萬次，其中人能直接感覺到的只有五萬次左右，僅占其中的1％，約10次左右造成嚴(yán)重災(zāi)害。造成的巨大的財產(chǎn)和生命損失。

②據(jù)震源深度分為：震源深度小于70公里的叫淺源地震深度在70-300公里的叫中源地震深度大于300公里的叫深源地震地震有關(guān)概念③破壞性地震的地面振動最烈處稱為極震區(qū)，極震區(qū)往往也就是震中所在的地區(qū)。

④某地與震中的距離叫震中距。震中距小于100公里的地震稱為地方震，在100-1000公里之間的地震稱為近震，大于1000公里的地震稱為遠(yuǎn)震。地震有關(guān)概念⑤震級

震級是指地震的大小，是表征地震強弱的量度，是以地震儀測定的每次地震活動釋放的能量多少來確定的。我國目前使用的震級標(biāo)準(zhǔn)，是國際上通用的里氏分級表，共分9個等級。震級每相差1.0級，能量相差大約30倍；每相差2.0級，能量相差約900多倍。

一個6級地震釋放的能量相當(dāng)于美國投擲在日本廣島的原子彈所具有的能量。一個7級地震相當(dāng)于32個6級地震，或相當(dāng)于1000個5級地震。

地震有關(guān)概念按震級大小可把地震劃分為以下幾類：

弱震：震級小于3級;有感地震：震級等于或大于3級、小于或等于4.5級。

中強震：震級大于4.5級、小于6級。強震：震級等于或大于6級。其中震級大于等于8級的又稱為巨大地震。地震有關(guān)概念世界震級最大的是1960年5月22日的智利8.9級地震

·中國震級最大的是1950年8月15日的西藏8.6級地震

·死亡人數(shù)最多的是1556年1月23日的陜西華縣8級地震，死亡83萬人

其次是1976年7月27日的唐山7.6級地震，官方數(shù)據(jù)死亡25.5萬人（估計可達(dá)65.5萬人）地震有關(guān)概念

⑥地震烈度同樣大小的地震，造成的破壞不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破壞也不一樣。衡量地震的破壞程度---地震烈度。影響烈度的因素有震級、震源深度、距震源的遠(yuǎn)近、地面狀況和地層構(gòu)造等。

一般來講，地震發(fā)生后，震中區(qū)的破壞最重，烈度最高；這個烈度稱為震中烈度。從震中向四周擴(kuò)展，地震烈度逐漸減小。

地震有關(guān)概念太平洋地震帶幾乎集中了全世界80％以上的淺源地震（0千米～70千米），全部的中源（70千米～300千米）和深源地震，所釋放的地震能量約占全部能量的80%。太平洋地震帶幾乎集中了全世界80％以上的淺源地震（0千米～70千米），全部的中源（70千米～300千米）和深源地震，所釋放的地震能量約占全部能量的80%。⑦地震波有些地震波在地球內(nèi)傳播(體波)，而另一些波則沿地表傳播。體波有兩類：P波和S波。P波是地震波中傳播最快的波，它可在固體和液體兩種介質(zhì)中傳播。P波在花崗巖巖體中的傳播速率為5.5公里／秒，而在液態(tài)物質(zhì)中的傳播速率則要慢得多，如在水中的傳播速率只有1.5公里／秒。S波只能在固態(tài)的地球物質(zhì)中傳播，它們在花崗巖中的傳播速率為3公里／秒。面波包括拉夫波和瑞利波，兩種波的傳播速率都比體波慢。一般而言，拉夫波的傳播速率又比瑞利波的快。地震有關(guān)概念SP地震波的傳播拉夫波和瑞利波殘墻凝固了地震波的形狀地震將華鎣鎮(zhèn)這棟樓變成瓦礫,殘墻凝固了地震波的形狀2.地震災(zāi)害海嘯，或地震海浪(巨大的被浪)，為海底地震所造成的二次影響。海嘯具巨大的破壞作用，也是地震所產(chǎn)生的最嚴(yán)重的二次影響之一。據(jù)稱1964年的阿拉斯加地震中，這種巨大的波浪是極為主要的造成死亡的因素。

地面海拔的區(qū)域性變化是部分大地震的另一個二次影響。1964年的阿拉斯加地震造成了25萬平方公里的垂直變形(隆起或沉陷)，其變形包括兩個主要的翹曲帶，每個翹曲帶約1000公里長和大于40公里寬，向海的那條帶具10米高的隆起，而向陸的那條帶則以在波塔奇附近地區(qū)的中央部位具2.4米的沉陷為特征。地震災(zāi)害強烈的地震引起山崩、地裂、滑坡、泥石流和屋塌等破壞現(xiàn)象，給人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。地震有關(guān)概念汶川地震

次生災(zāi)害

滑波

斜坡前緣切坡造成滑坡的發(fā)生.北川老城區(qū)被山體滑坡掩埋.通往北川的道路被滑坡掩埋2008年5月12日因地震引起山體滑坡堵塞河道形成堰塞湖

1933年四川地震岷江疊溪形成堰塞湖,后發(fā)生堰塞湖決口.造成十萬人被淹.2.2中國的地震中國是個多地震的國家。據(jù)歷史記載，在中國曾發(fā)生過有感地震八千余次，其中破壞性地震就有九百多次，而絕大多數(shù)的省、市、自治區(qū)都遭受過不同程度的破壞性地震的襲擊。從1303年(元代)至今分別在遼寧、山東、河北、河南、內(nèi)蒙古、山西、陜西、甘肅、青海、四川、貴州、海南、廣東、臺灣、新疆和西藏等十六個省及寧夏回族自治區(qū)內(nèi)發(fā)生過大地震。中國和日本一樣是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家.中國這個占世界7﹪土地的國家承受了全球33﹪的大陸強震.

汶川地震震中就位于活動的龍門山中央斷裂上.

中國十二大地震

1556年中國陜西華縣8級地震，死亡人數(shù)高達(dá)83萬人。1668-7-25日晚8時左右，山東郯城大地震震級為8.5級郯城大地震，波及8省161縣，是中國歷史上地震中最大的地震之一，破壞區(qū)面積50萬平方公里以上，史稱“曠古奇災(zāi)”。1920-12-16，20時5分53秒，中國寧夏海原縣發(fā)生震級為8.5級的強烈地震。死亡24萬人，毀城四座，數(shù)十座縣城遭受破壞。1927-5-23，6時32分47秒，中國甘肅古浪發(fā)生震級為8級的強烈地震。死亡4萬余人。地震發(fā)生時，土地開裂，冒出發(fā)綠的黑水，硫磺毒氣橫溢，熏死饑民無數(shù)。

1932-12-25日10時4分，中國甘肅昌馬堡發(fā)生震級為7.6級的大地震。死亡7萬人。地震發(fā)生時，有黃風(fēng)白光在黃土墻頭“撲來撲去”；山巖亂蹦冒出灰塵，中國著名古跡嘉峪關(guān)城樓被震坍一角；疏勒河南岸雪峰崩塌；千佛洞落石滾滾……余震頻頻，持續(xù)竟達(dá)半年。

1933-8-25日15時50分，中國四川茂縣疊溪鎮(zhèn)發(fā)生震級為7.5級的大地震。地震發(fā)生時，地吐黃霧，城郭無存，有一個牧童竟然飛越了兩重山嶺。巨大山崩使岷江斷流，壅壩成湖。

1950年8月15日22時9分34秒，中國西藏察隅縣發(fā)生震級為8.6級的強烈地震。喜馬拉雅山幾十萬平方公里大地瞬間面目全非：雅魯藏布江在山崩中被截成四段；整座村莊被拋到江對岸。

中國大地震邢臺地震由兩個大地震組成：1966年3月8日5時29分14秒，河北省邢臺專區(qū)隆堯縣發(fā)生震級為6.8級的大地震，1966年3月22日16時19分46秒，河北省邢臺專區(qū)寧晉縣發(fā)生震級為7.2級的大地震，共死亡8064人，傷38000人，經(jīng)濟(jì)損失10億元。

1970年1月5日1時0分34秒，中國云南省通海縣發(fā)生震級為7.7級的大地震。死亡15621人，傷殘32431人。為中國1949年以來繼1954年長江大水后第二個死亡萬人以上的重災(zāi)。

1975年2月4日19時36分6秒，中國遼寧省海城縣發(fā)生震級為7.3級的大地震。由于此次地震被成功預(yù)測預(yù)報預(yù)防，使更為巨大和慘重的損失得以避免，它因此被稱為20世紀(jì)地球科學(xué)史和世界科技史上的奇跡。

中國大地震1976年7月28日3時42分54點2秒，中國河北省唐山市發(fā)生震級為7.8級的大地震。死亡24.2萬人，重傷16萬人，一座重工業(yè)城市毀于一旦，直接經(jīng)濟(jì)損失100億元以上，為20世紀(jì)世界上人員傷亡最大的地震。

1988年11月6日21時3分、21時16分，中國云南省瀾滄、耿馬發(fā)生震級為7.6級(瀾滄)、7.2級(耿馬)的兩次大地震。相距120公里的兩次地震，時間僅相隔13分鐘，兩座縣城被夷為平地，傷4105人，死亡743人，經(jīng)濟(jì)損失25.11億元。

中國大地震2008年5月12日14時28分，四川汶川縣（31.0°N，103.4°E），發(fā)生震級為8.0級地震，直接嚴(yán)重受災(zāi)地區(qū)達(dá)10萬平方公里。截至7月4日12時，四川汶川地震已造成遇難：69195人遇難，374159人受傷，失蹤18624人。緊急轉(zhuǎn)移安置1500.6341萬人，累計受災(zāi)人數(shù)4561.2765萬人。2010年4月14日07時49分許，青海省玉樹藏族自治州玉樹縣(北緯33.1，東經(jīng)96.7)發(fā)生7.1級地震，震源深度33千米。此后又發(fā)上上百次余震。造成上萬人死傷。在玉樹縣禪古村附近發(fā)現(xiàn)了連續(xù)延伸長度477米的地震地表破裂帶。中國大地震2.3我國地震地質(zhì)的基本特征①地震空間分布不均一性，基本上沿活動斷裂帶分布，有一定的方向性。中國東部為NNE向，西部為NW向，中部為近SN向和EW向。從中國的地震(尤其特大地展)震中分布上也可以看出地震和地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。如閩粵沿海及臺灣一帶，恰好位于太平洋西岸，它們屬于環(huán)太平洋地震帶的范疇：燕山地區(qū)局于中生代褶皺帶，是華北最活躍的地帶，晉、陜、豫交界地帶，也是有名的汾渭地塹通過的地方，歷史上著名的陜晉豫大地震(1556年)就發(fā)生在這里；甘肅及寧夏一帶處于祁連山脈，地形對北明顯，其間存在著大斷裂．也是歷來的地震活動區(qū)：西部及西南部高山地帶，如天山、昆侖山、橫斷山一帶，近代斷裂上升活動十分強烈，喜馬拉雅山是最年輕的山脈，這些地區(qū)都是新構(gòu)造運動特別活躍的地帶，經(jīng)常有地震發(fā)生。我國地震地質(zhì)的基本特征②具明顯的西強東弱、西多東少的分布規(guī)律。③地震常發(fā)生在斷裂帶應(yīng)力集中的特定部位。a.活動性斷裂帶的轉(zhuǎn)折突出部位b.活動性斷裂帶的端點部位；c.不同方向活動性斷裂帶的交叉復(fù)合部位；d.活動性斷裂的鎖閉段；e.斷面不平滑的活動斷裂及犬牙交錯的活動斷裂帶。我國地震地質(zhì)的基本特征④絕大多數(shù)強震往往發(fā)生于活動性深大斷裂帶和斷陷盆地邊緣地帶，而斷塊內(nèi)部基本上沒有強震分布。如南北向地震帶自云南東部往北，經(jīng)四川西部至隴東，越過秦嶺西至六盤山、賀蘭山一系列活動斷裂帶。四川臺塊、鄂爾多斯臺塊、塔里木臺塊和準(zhǔn)葛爾臺塊等穩(wěn)定斷塊無強震活動，圍繞這些斷塊的深大斷裂帶強震頻發(fā)。我國地震地質(zhì)的基本特征⑤地震活動的周期性和重復(fù)性呈現(xiàn)出成群分布、活躍高潮與低潮相互交替的活動格局。東部地震活動周期為300年左右，西部為100-200年左右。我國地震地質(zhì)的基本特征2.4地震效應(yīng)

2.4.1地震災(zāi)害效應(yīng)1、地面的連續(xù)振動，主要是明顯的晃動。地震造成的災(zāi)害首先是破壞房屋和建筑物，如1976年中國河北唐山地震中，70％～80％的建筑物倒塌，人員傷亡慘重。2、地表變形地面出現(xiàn)斷層和地裂縫與地傾斜。

2.4.13、地震引起山崩、滑坡和泥石流，常造成掩埋村鎮(zhèn)的慘劇。崩塌的山石堵塞江河，在上游形成地震湖。1923年日本關(guān)東大地震時，神奈川縣發(fā)生泥石流，順山谷下滑，遠(yuǎn)達(dá)5千米。1970年秘魯發(fā)生的地震，在那次事件中，有7萬多人喪生，其中2萬人死于巨大的崩塌。1960年的阿拉斯加地震觸發(fā)了數(shù)干次的滑坡和崩塌，其中部分嚴(yán)重摧毀了安克雷奇。

地震災(zāi)害效應(yīng)4、砂土液化飽水砂土因地震而受到強烈震動，使砂粒處于懸浮狀態(tài)而喪失強度、地基失效的現(xiàn)象。5、核設(shè)施泄漏地震災(zāi)害效應(yīng)6、火災(zāi)由地震造成的火災(zāi)可造成危害、甚至是巨大的破壞作用。輸電電線的崩斷和煤氣管道破裂均會導(dǎo)致難以控制的火災(zāi)，因救火設(shè)備可能會遭到損壞，必備的輸水管道也可能會破裂。接近火場的行動常因道路的阻塞和毀壞而受到阻礙，發(fā)生于日本和美國的地震均伴隨有嚴(yán)重的火災(zāi)。1970年舊金山地震曾屢次涉及到“舊金山大火”。事實上，損失的80％均為破壞城市達(dá)數(shù)天之久的大火所造成。1923年在日本的地震造成死亡人數(shù)達(dá)14萬3千人，其中40％的死難者是葬身于火海，大火吞沒了人們?yōu)槊撾x危險而聚集的開闊地。地震災(zāi)害效應(yīng)7、水災(zāi)8、人體健康影響A.地震前后某些化學(xué)元素逸出或含量變化影響人體機(jī)能；B.與地震有關(guān)的電磁擾動對人體的影響；C.地震現(xiàn)象影響，如地光、輻射、病菌傳播、地震對人的心理影響等。9、其他如井水干枯、水質(zhì)惡化、泉水?dāng)嗔?、礦井用水量暴增等。地震災(zāi)害效應(yīng)2.4.2地震效應(yīng)的影響因素1、震中距震中距越遠(yuǎn)的地方受到的影響和破壞越小。2、巖土類型和性質(zhì)

3、發(fā)震斷層4、地形地貌5、地下水6、建筑物結(jié)構(gòu)和質(zhì)地鋼結(jié)構(gòu)和低矮輕質(zhì)建筑物受破壞最小。2.5地震的預(yù)測預(yù)報依據(jù)主要：地震的預(yù)兆形式和發(fā)生頻率、地球物理異常（重力場、電磁場、地溫場、地震波穿過巖石時速率的變化、沿活動斷層的地震空隙，地球電阻率、地應(yīng)力的變化)，地球化學(xué)異常（氫氣、氡氣等），地下水中溶解的放射性氣體(氧)數(shù)量的變化，以及可能的動物異常行為等。地震位置與震級的長期預(yù)報(10萬年到100年)，中期預(yù)報(數(shù)天至數(shù)月)和短期預(yù)報(數(shù)天至數(shù)小時)。

日本利用微震頻率，反復(fù)的水平面測量及磁觀察等資料，作了首次償試，取得了部分成功。他們發(fā)現(xiàn)，在其研究區(qū)內(nèi)的震前數(shù)日內(nèi)．常伴隨有微震群發(fā)生。而地面傾斜與地震活動強烈相關(guān)。有些約5級的地震發(fā)生前不久，地面具不規(guī)則的傾斜和不規(guī)則的磁性變化。地震的預(yù)測地震災(zāi)害的“圍空性”：在過去曾發(fā)生過地震的地區(qū)之間，常存在后期相對寧靜的無震區(qū)（圍空區(qū)）。又是今后相繼出現(xiàn)地震的地區(qū)（填空性）。“免疫性”：一次大地震后，該地段在一定時間內(nèi)不再發(fā)生類似強度的地震，以及一斷裂系上發(fā)生地震，相鄰的平行斷裂系將長期無大震發(fā)生。地震的預(yù)測中國的科學(xué)家在1975年對一主要地震作了首次成功的預(yù)報。1975年2月4日的海城地震具7.3級，摧毀或損壞了具9萬人的城市中約90％的建筑，在地震前從不安全房屋內(nèi)集體疏散人群無疑挽救了數(shù)萬人的生命。地層的短期預(yù)報主要以主地震前四天的一系列前震為基礎(chǔ)。在2月1日和2日，有許多不大于1級的小地震發(fā)生，在主震前不到24小時的2月3日，發(fā)生了一次2.4級的前震。在前約17小時內(nèi)發(fā)生了8次大于3級的地震．然后，突然地在主震前6小時變得異常寧靜。地震的預(yù)測作為中至長期預(yù)測的一個實例，加利福尼亞州的圣安德列斯斷層很典型。該斷層分四個主要部分。通過地理，應(yīng)力測量和野外觀察得知，它們具不同的史期和史前活動特征，產(chǎn)生巨大地震的最大可能性地段為南段，它無史期地震活動，且在近數(shù)百年來無大地震發(fā)生的證據(jù)。然而，最新的地質(zhì)記錄表明，即將有大地震發(fā)生。在加利福尼亞州印弟安附近的某個地方，有數(shù)條小河水平錯動了好幾米，而一更新世晚期沖積扇則水平錯斷了近700米。該部位斷層的滑移速度估計為幾厘米／年，橫截斷層的應(yīng)變速率為2厘米／年。所以圣安德列斯斷層南段可能是近于成熟的地震空區(qū)，具有11米的累加應(yīng)變(保存于巖石中的確切的斷層滑動)。由于這些原因。