專家詳解四川汶川特大地震的特征與成因
新華網(wǎng)北京6月26日電（記者張景勇 鄒聲文 周婷玉）5月12日四川汶川發(fā)生8級(jí)強(qiáng)烈地震，造成了極其巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。這場(chǎng)特大地震具有哪些特征？地表破裂帶在哪里？大區(qū)域地表如何變形？地震的根本原因是什么？
就這些社會(huì)關(guān)注的問題，中國(guó)地震局地質(zhì)研究所所長(zhǎng)、國(guó)家汶川地震專家委員會(huì)南北帶地震構(gòu)造研究組組長(zhǎng)張培震26日向全國(guó)人大常委會(huì)組成人員作了詳細(xì)講解。
強(qiáng)震能量傳遍整個(gè)地球 形成長(zhǎng)達(dá)300公里的余震帶
據(jù)張培震介紹，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定“5·12”汶川大地震的震級(jí)為8級(jí)，震源深度約為14公里，地震主要能量的釋放是在一分多鐘內(nèi)完成的。
到目前為止，已發(fā)生余震1．3萬(wàn)余次，并且還會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，其中最大強(qiáng)余震震級(jí)達(dá)6．4級(jí)。這些余震主要分布在從映秀鎮(zhèn)到青川縣的龍門山斷裂帶的中北段，形成長(zhǎng)達(dá)300公里的余震帶。
這次地震釋放出巨大的能量以地震彈性波的形式傳遍中國(guó)大陸乃至整個(gè)地球，地震波引起強(qiáng)烈地面震動(dòng)造成大量房屋倒塌和近7萬(wàn)人的死亡。地震還引發(fā)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的山崩、滑坡、塌方、泥石流等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害，毀壞了交通、通信等生命線系統(tǒng)，還形成眾多的堰塞湖，對(duì)下游人民群眾帶來(lái)極大威脅。這次地震是新中國(guó)成立以來(lái)發(fā)生的破壞性最為嚴(yán)重的地震。
地震形成長(zhǎng)300公里、深30公里的大斷裂 最大垂直和水平錯(cuò)距分別達(dá)5米和4．8米
張培震說，地震發(fā)生后，中國(guó)地震局迅速組織了500多人的隊(duì)伍對(duì)地震災(zāi)害損失進(jìn)行評(píng)估和地震地質(zhì)進(jìn)行考察。考察結(jié)果顯示，這次地震是龍門山斷裂帶內(nèi)映秀—北川斷裂活動(dòng)的結(jié)果。
在地震發(fā)生的短短一分多鐘時(shí)間內(nèi)，地殼深部的巖石中形成了一條長(zhǎng)約300公里、深達(dá)30公里的大斷裂，其中的200余公里出露地表，形成沿映秀—北川斷裂分布的地表破裂帶。該帶從映秀鎮(zhèn)以南開始向東北方向延伸，經(jīng)北川縣，過平通鎮(zhèn)和南壩鎮(zhèn)，終止在青川縣的石坎鄉(xiāng)附近。另外，龍門山與成都平原交界的都江堰—江油斷裂也發(fā)生了60多公里的破裂。
地震地表破裂帶延伸方向是從西南到東北，斷裂面向西北方向傾斜，相對(duì)于四川盆地，龍門山沿這條地表破裂帶既有向上的運(yùn)動(dòng)，又有向東北方向的運(yùn)動(dòng)，其最大垂直錯(cuò)距和水平錯(cuò)距分別達(dá)到5米和4．8米，沿整個(gè)破裂帶的平均錯(cuò)距可達(dá)2米左右。在地表破裂帶經(jīng)過之處，所有的山脊水系和人類建筑均被錯(cuò)斷毀壞，并形成大量的滑坡、山崩、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，與之相對(duì)應(yīng)的地表均是震災(zāi)最嚴(yán)重的地方。
張培震表示，由于地震的能量主要沿?cái)嗔厌尫?，造成地震破壞在垂直于斷裂的方向上衰減很快，所以這次地震對(duì)成都平原沒有造成太大的破壞。
因破裂起始點(diǎn)在汶川 地震因此命名為“汶川大地震”
張培震表示，這次地震的破裂起始點(diǎn)在地面的投影對(duì)應(yīng)著汶川縣，所以被稱為“5·12”汶川大地震。
通過地震波反演獲得的沿地震斷裂面的位移分布表明，破裂帶南段的映秀鎮(zhèn)和中北段的擂鼓鎮(zhèn)—北川縣城一帶的位移量最大，地表地震地質(zhì)調(diào)查證實(shí)了這一點(diǎn)，這兩個(gè)地段可能是能量釋放最集中的地方，地震災(zāi)害也最嚴(yán)重。
四大原因?qū)е卤贝h城遭到毀滅性破壞
張培震說，這次地震破壞嚴(yán)重的地方無(wú)一例外地都坐落在斷裂帶上。
他特地分析指出，北川縣城遭到毀滅性破壞的原因有四條：映秀—北川發(fā)震斷裂從整個(gè)縣城通過；縣城附近的地震破裂位移量大，地震在這里釋放的能量也大；縣城坐落在河灘松散堆積物之上，場(chǎng)地效應(yīng)和地基失效使破壞加?。淮罅康纳襟w滑坡和巖石崩塌使得災(zāi)害雪上加霜。
全球定位系統(tǒng)觀測(cè)顯示：地震引起大區(qū)域地表變形
張培震指出，這次地震還引起了大區(qū)域的地表變形。震后的全球定位系統(tǒng)ＧＰＳ觀測(cè)表明，龍門山和四川盆地除了在水平方向上發(fā)生大幅度的相向運(yùn)動(dòng)外，龍門山大幅度上升，其幅度正在測(cè)算過程中。
四川盆地相對(duì)下降，下降幅度在沿龍門山前的安縣、都江堰一帶最大，達(dá)30—60厘米，向東迅速變小，到重慶一帶反而表現(xiàn)出數(shù)毫米的上升現(xiàn)象，但誤差較大。
這種大尺度的地表變形圖像是地震引起的彈性暫態(tài)形變，隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸停息，恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
強(qiáng)震最根本動(dòng)力來(lái)源：青藏高原和華南地塊之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)在斷裂帶上產(chǎn)生能量積累和釋放
張培震說，汶川地震發(fā)生在四川龍門山逆沖推覆斷裂帶上。該斷裂帶是青藏高原和華南地塊的邊界構(gòu)造帶，經(jīng)歷了長(zhǎng)期的地質(zhì)演化，具有十分復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和演化歷史。
他指出，龍門山斷裂帶由三條具有發(fā)生強(qiáng)烈地震能力的主干斷裂所組成：西邊一條叫龍門山后山斷裂（或汶川—茂縣斷裂），大體上沿汶川到茂縣的高深峽谷延伸，這次地震時(shí)沒有發(fā)生破裂，但滑坡等地質(zhì)災(zāi)害十分嚴(yán)重；中間的一條叫龍門山主中央斷裂（或映秀—北川斷裂），沿映秀—北川—平通—南壩展布，連續(xù)性較好，這次8級(jí)地震破裂主要發(fā)生在這條斷裂上；東邊的一條叫龍門山前山斷裂（或灌縣—江油斷裂），沿龍門山與成都平原交界處分布，這次地震形成了60多公里長(zhǎng)的地表破裂。上述三條斷裂在垂直剖面上呈疊瓦狀向四川盆地內(nèi)逆沖推覆，斷裂傾角在接近地表處較高（50—60度），隨深度向下逐漸變緩，大概到地下20多公里深處，三條斷裂收斂合并成一條剪切帶，成為青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制構(gòu)造。強(qiáng)烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了龍門山與四川盆地的高差十分巨大，在不到60公里的范圍內(nèi)，從海拔約600米迅速上升到4000—5000米，形成巨大的地貌臺(tái)階，是中國(guó)大陸地形最陡峭的地方。
張培震指出，這次巨大地震的最根本動(dòng)力來(lái)源還是青藏高原和華南地塊之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)在斷裂帶上產(chǎn)生的能量積累和釋放。印度大陸向北推擠，形成了“世界屋脊”青藏高原，其平均海拔高度超過5000米，地下的地殼厚度達(dá)60—70公里，比四川盆地厚40公里的地殼多出20—30公里。在這種狀態(tài)下，青藏高原不可能再向上升高和向下增厚，高原內(nèi)部的地殼物質(zhì)只能向東和向北擴(kuò)展，導(dǎo)致高原在這兩個(gè)方向上的增生。由于強(qiáng)硬四川盆地的阻擋，在青藏高原東部與四川盆地交界地帶就形成了南起瀘定和天全，北達(dá)廣元和陜西勉縣、長(zhǎng)近500公里、寬40—50公里、北東走向的龍門山脈。構(gòu)成龍門山山脈的重要巖石單元是古老的雜巖體，這種巖石抵抗破壞和斷裂的強(qiáng)度特別大，能夠積累很大的能量在瞬間釋放形成強(qiáng)烈地震。
龍門山斷裂帶8級(jí)強(qiáng)震的復(fù)發(fā)間隔估計(jì)在3000—5000年以上
張培震說，震前的ＧＰＳ觀測(cè)表明，整個(gè)龍門山推覆斷裂帶的構(gòu)造變形速率很小，只有每年3－4毫米，每條斷裂上的滑動(dòng)速率只有平均1－2毫米，地震地質(zhì)研究得到的萬(wàn)年時(shí)間尺度的斷裂滑動(dòng)速率也證實(shí)了這一量值。但是，從若爾蓋草原向西的整個(gè)青藏高原東部向東和向北的運(yùn)動(dòng)速率都很大，到龍門山的突然變慢說明應(yīng)變和能量在龍門山發(fā)生積累。另外，龍門山斷裂在地殼上部?jī)A角很陡，到20公里以下才變緩，這種結(jié)構(gòu)也有利于能量的高度積累，形成如此巨大的8級(jí)強(qiáng)震。
龍門山斷裂帶滑動(dòng)速率的緩慢還導(dǎo)致強(qiáng)震復(fù)發(fā)周期的加長(zhǎng)，估計(jì)龍門山斷裂帶8級(jí)強(qiáng)震的復(fù)發(fā)間隔至少在3000—5000年以上，這就是為什么在幾千年的歷史記錄中龍門山斷裂帶上沒有發(fā)生過強(qiáng)震的原因。
汶川8級(jí)地震是值得重視和深入研究的新地震類型
張培震表示，5月12日突然爆發(fā)的汶川8級(jí)地震是一次低速率、長(zhǎng)周期和高強(qiáng)度的巨大地震。這次地震的特點(diǎn)是能量積累慢、復(fù)發(fā)周期長(zhǎng)、影響范圍大、破壞強(qiáng)度高、次生災(zāi)害重。
他說，由于這種地震發(fā)生在大陸內(nèi)部，對(duì)人類社會(huì)的破壞性極強(qiáng)，并且難以預(yù)測(cè)，是一種值得重視和深入研究的新的地震類型。
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