登高望远分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qsqhopeiggcas 天马行空,寻求真谛

博文

如何厘定孕震构造块体和相应地震区的边界? 精选

已有 3121 次阅读 2021-2-20 10:11 |个人分类:热点关注|系统分类:科研笔记

1 引子

如果全球的地震具有内在关联,则研究地震活动和规律必须着眼于全球空间尺度,即不能按地震区孤立研究。果真如此,那么可靠地预测单个大地震的时空强参数,难度不亚于大海捞针。幸好,经长期的构造演化,地球内存在不同尺度的断层,其与层间滑动断层共同把岩石圈分割成不同层级的构造块体(图1。那么,每个构造块体内的断层、地震可能具有内在时空关联。然而,到底由什么样的断层围限而成的构造块体,其内部的断层、地震具有内在关联呢?这就提出了孕震构造块体和相应地震区的边界厘定问题,或者说孕震构造块体和相应地震区的划分方法问题。

显然,孕震构造块体涉及到板内和板间块体,不可一概而论。我们知道,板块构造理论是地学研究的一次革命,其极大地推动了地球科学的发展。然而,用刚性板块运动学的理论不能解释大陆内部复杂的构造形变作用和强烈的地震活动以至于有些人士据此否认该理论。我们认为,板块构造理论和断块构造学说各有优势,前者可作为划分板间构造块体的地质依据,后者可作为划分板内构造块体的地质依据,两者均可为划分相应地震区提供理论指导。断块构造学说是由我国地学大家张文佑先生提出来的,尽管板块构造理论目前在地学界占有统治地位,但断块构造学说的主要观点——岩石圈被断层分割成大小不等、深浅不一、厚薄不同和发展历史各异的断块(图1),由此构成岩石圈的多层、多级和多期发展的断块构造格局,无疑是正确的。我们的研究表明,板块构造理论和断块构造学说是互补的,不是对立的,两者的有机结合可揭开板间和板内孕震构造块体的“面纱”。

image.png

1 岩石圈内不同层级断块示意图(据张文佑等1978修改)

2  孕震构造块体和相应地震区边界确定原则

2.1 板内孕震构造块体和相应地震区边界确定原则

某条断层在构造变形与地质演化中所起的作用,主要取决于其切割深度和规模,且断层在平面上的延伸与影响范围,一般也与其深度成正相关。大规模的基底断层、地壳断层、岩石圈断层和超岩石圈断层,往往是构造块体间相对交错运动的构造大变形地带,其可被定义为区域性大断层。如上所述,地球岩石圈由被不同尺度断层(带)分割、可相对运动的层级构造块体组成,如构造板块(Wilson1965)、断块(张文佑,1984)与活动地块(张培震等,2003)。特别地,被区域性大断层围限而成的构造块体,由于其内部变形远小于区域性大断层的构造变形,故其基本上作为一个单元运动(Keilis-Borok and Soloviev2003),这说明区域性大断层可作为块体侧向边界。由此而论,板内构造块体可由区域性大断层或由区域性大断层与板块边界界定。

自从板块构造学说被广为认可后,岩石圈底界面一直被认为是板块运移的主要滑脱面,甚至是惟一滑脱面(万天丰,2004)。然而,在大陆岩石圈构造研究中,诸多学者(金翔龙和高金耀,2001;许志琴等,2003;万天丰,2012;焦煜媛等,2017)逐渐认识到岩石圈内还存在其他滑脱面(图1),如康拉德面和莫霍面,有可能沿其发生不同程度的滑脱。

板内构造块体(图2是否易沿某滑脱面滑脱,取决于该面的发育程度、该面的摩擦阻力与施加的切向构造荷载;而块体能否发生较大地震,则取决于其能否沿滑脱面发生较大的相对运动和其内是否存在锁固段。鉴于此,需厘清块体沿某滑脱面的易滑脱性和块体内锁固段的存在性即需确定孕震构造块体底边界。

image.png

2 板内构造块体、地震区与锁固段示意图

1)岩桥;(2)断层中的坚固体;(3)凹凸体;(4)断层所围限的块体

我们的研究表明,板内构造块体易沿康拉德面或低速高导层滑脱,且锁固段分布在其上覆块体内,故其可作为块体底边界,即其上覆块体为孕震构造块体。由此而论,只要是切穿基底的大规模断层,均可视为广义上的区域性大断层,皆可作为孕震构造块体侧向边界。

2.2 板间孕震构造块体和相应地震区边界确定原则

鉴于板间构造块体涉及到俯冲板块和仰冲板块(图3),故需厘清赋存有锁固段的板块,才能明确孕震构造块体。有些学者(Stern2002;洪汉净等,2009;董金龙等,2015Lay2015)指出板间地震沿板块边界呈带状分布,其产生和分布主要受俯冲板块控制,这意味着锁固段分布在其内,即俯冲板块为孕震构造块体。鉴于此,且参考上述板内构造块体侧向边界确定原则,我们认为板间地震区边界可由区域性大断层和(或)板块边界约束,且应优先考虑汇聚型板块边界约束。

image.png

3 板间构造块体、地震区与锁固段示意图

3  地震区划分方法

显然,在同一个孕震构造块体和同一轮地震周期的地震具有内在联系;相邻块体通过剪切和(或)挤压产生相互作用,但各块体内地震活动所反映的某种演化规律互不影响。因此,地震区是代表相应孕震构造块体地震活动的区域,其可表征相应块体内源自锁固段破裂的地震活动。

基于上述孕震构造块体和相应地震区边界确定原则,我们以全球两大地震带(环太平洋地震带和欧亚地震带)为研究对象,参考《中国活动构造图》(邓起东等,2007)、《中国新疆及邻区地震构造图》(沈军,2014)、《亚欧地震构造图》(张裕明等,1981)、《全球构造体系图》(苗培实,2010)、《亚欧地质图》(李廷栋等,1997)、《Active faults of the world》(Yeats2012)等资料,划分了62个地震区(图4,其中包括中国及其周边地区的33个地震区(图5)。

image.png

4 全球两大地震带地震区划分图(据秦四清等,2016d

image.png

5 中国及其周边地震区划分图(据秦四清等,2016bd

若上述全球两大地震带每个地震区的分区方案可靠,则均能通过多锁固段脆性破裂理论的检验。我们对62个地震区的震例分析表明,全部分区方案均通过了理论检验,即不仅每个地震区历史标志性地震的演化能够被回溯(秦四清等,2016abc),而且对某些地震区标志性地震的前瞻性预测也已得到证实(秦四清等,2011201220132014abc;杨百存等,2018)。

我们的工作,奠定了地震预测和地震危险性评价的地质基础。

包括上述内容的文章“孕震构造块体与相应地震区划分方法”已在《地质论评》(网络版)刊出,欢迎大家阅读并提出宝贵意见。从我们的投稿经历看,该期刊的编辑和审稿专家有担当、有能力、负责任,值得信赖,在此深表谢意!

期刊要办好,刊登的文章质量是关键,这就需要编辑和审稿专家具有一定的学术鉴赏力。我们这篇文章曾投稿到某国内地学大刊,但其邀请的审稿专家相当不靠谱,一位专家在一天内就返回了充斥着情绪化的审稿意见,另一位专家的审稿意见则无厘头地建议改投其他期刊。为此,建议我国某些有影响力的期刊开通辩论渠道,允许作者和审稿专家辩论,编辑做裁判,以尽量避免把创新性强的文章扼杀在摇篮中。

参考(略)



http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1273015.html

上一篇:如何表述国基本子的研究方案才能让人眼前一亮?
下一篇:耍小聪明难以做出卓越成果

10 黄永义 晏成和 吕洪波 郑永军 杜永军 章雨旭 吴斌 杨正瓴 康建 张国宏

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (6 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-9-26 03:37

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部