地震预报与跨断层位移测量研究

2015-11-26杜石磊王生文

中国科技信息 2015年22期

杜石磊王宁王生文

地震预报与跨断层位移测量研究

杜石磊王宁王生文

地震作为一种地壳运动与人们的生活息息相关，现阶段人们对地震能否预报普遍存在争议，但地震发生前的一些前兆异常还是经常出现在地震的形成过程当中。我国的地震预报工作面临着复杂地质构造，地震地质工作基础仍然薄弱，中长期的地震预报工作需要加强，中短期的预报衔接不足，对于大地震的防范意识还不足。当前关于活动断裂的方式、地震复发规律及概率预测，国内外都提出了很多理论模型，促进和完善了地震预报发展。本文以实际地震案例为例，结合地震预报的困难，分析了跨断层测量在地震预报中的应用。

地震预报的困难

现实情况说明，地震预报是一个全球性的难题。当前，阻碍地震预报的主要因素是地球本身是一个复杂的系统，地球内部的活动频繁，而且往往处于非线性的发展过程当中。一般情况，地震常常发生在距地表10～20Km处及以下，这个深度远远超过人类能够通过仪器设备探测到的深度。目前的技术手段只允许我们在地表及地表浅层通过零星分布的地震台网进行观测，利用这些原本就没有深度的信息去分析地震的发生，显然是不能满足要求的。与此同时，发生在陆地的地震具有小概率性，通过这些零星的资料分析地壳变化规律、地震孕育模式规律都是不科学的。所以当前对于地震的预测都是基于对地震的演化、孕育和发生规律都不知晓的情况下进行的，这在很大程度上制约了地震预报水平的发展。从地震发生的情况来看，地震预报的困难主要集中在以下几个方面:一是地震发生的随机性和自组织性，地震发生的影响因素多，其涉及复杂的地球运动，预报困难大。二是由于科学水平的原因，人们还无法在地壳深处直接观察地震发生的实际过程，比如，关于地震的成因是因为地下岩石应力达到了岩石强度时发生的，我们只需要观察岩石硬度与应力的变化便可预报地震，实际情况是我们无法观察硬度与应力。三是陆地大震发生的孕育实时长，一般百年一遇或千年一遇，在一个地区难以进行长时间的重复试验，也不能观测地震发生的全过程。四是地球本身构造多样，岩石圈不均一，地质构造在不同的地点存在不同，比如，在一个发生地震之前的地方观察到大地电场和磁场的变化，但并不适用其他地方，有的地方由于岩石组成，压电压磁效应显著，比如花岗岩，而有的地方压电压磁效应不显著，如玄武岩或沉积岩。五是地震预报靠的是前兆，但前兆多样，有不明确性，使人难以判断。并且，有的前兆并非是经验的累积，而顶多是强相关现象。

断层位移测量法

断层位移测量法是由李四光教授提出的，强调地震就是岩石受到力的作用，当力达到一定临界程度时，岩石便发生断裂产生震动。地震作为地壳运动的形式，反映了地壳的阶段运动。它结合了地质学和大地测量学，对断裂进行观测，对以万年为单位的断层活动进行微观观测，了解地震发展过程中断层的时空活动特征，推测该地的岩石受力状态，预测可能发生的地震。

以大灰厂断层位移测点为例，分别从断裂的结构和特征以及相关资料对华北地区的不同时期的断层活动进行分析。通过现场观测采样发现，断层破碎带中多条错断面形状各异。在新生代以来活动频繁，发生在中更新世以前、中更新世（Q2）、上更新世（Q3）以及全新世（Q4）。从特征上来看，不同时期断层的活动方式也不一样。

a主断面

此断面呈上窄下宽的条带，依次为4cm，6cm，20cm。整个断面向上呈分叉结构。通过观察发现，断面上的结构以桔皮状为主，表明断层有过蠕动摩擦。

b断面

该断面的位置在主断面下盘，整个岩性细腻，比较柔滑，碎砾表面主要是苔藓状结构和虫蛀状结构，活动时期为全新世（Q4）。

c断面

有褐绿色断层泥组成，厚达3cm。根据石英碎砾微观形貌观察，此断面有三次活动轨迹，中更新世之前，中更新世，晚更新世。

d断面

有灰紫色糜稜岩组成，厚达4cm，根据断层泥石英碎砾表面形貌观察，活动时期在中更新世之前。

e断面

通过观察发现，其活动时间是晚更新世。

以上观测结构表明，大灰厂断层至少有过4次活动，每次活动不相同。反映断层在强应力的作用下发生或运动。相关资料也表明，跨断层极限、水准曲线反映的断层与地震活动有相关性。证实断层位移测量能反映地震孕育的异常信息，可以作为地震活动的依据。

小结

地震作为一种地壳运动与人们的生活息息相关，现阶段人们对地震能否预报普遍存在争议，但地震发生前的一些前兆异常还是经常出现在地震的形成过程当中。我国的地震预报工作面临着复杂地质构造，地震地质工作基础仍然薄弱，中长期的地震预报工作需要加强，中短期的预报衔接不足，对于大地震的防范意识还不足。跨断层位移测量可以反映地震孕育的异常信息，可以作为地震活动的依据。