地震地质学

书籍:现代科技综述大辞典上 更新时间:2018-09-11 02:19:27

出处:按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第574页(3672字)

介于地球物理学和地质学之间的一个边缘分支学科。

它主要是运用地质学的理论和方法研究地震与地质之间的关系,从而认识地震活动的规律,为地震预测和抗震减灾服务。

地震地质学作为一独立的分支学科,是20世纪50年代以后在中国发展起来的,60年代后期才逐步成熟并系统化。

中国李四光地质学的学科形成和发展中起了重要作用。50年代以来,他对地震地质学的概念、内容、任务作过一系列的阐述,其内容可概括为3个方面:查明和研究活动构造带,尤其是活动断裂带,研究地震活动与活动构造带的关系;在活动构造带上开展地震、地应力、地形变及其它各种地球物理场的实地观测;对以上两方面的观测结果进行综合分析,研究构造应力场与地震的关系,判断地震活动的发展趋势,为地震预测和防震抗震服务。

以地质学的观点和方法去研究地震现象,在中国起始较早。20世纪初期,中国就有少数地质学家和外国学者实地调查了中国几次大地震,如1920年甘肃海原地震、1923年四川炉霍地震、1933年四川迭溪地震等,个别地质学家还概略地编制中国地震和强震带分布图,并认识到地震与地质时期活动较新的重大断裂有关。

新中国成立后,由于大规模经济建设的需要,地震及其与地质关系的研究才得到长足的发展。1953年中国科学院建立了以李四光副院长为主任的地震工作委员会,在他的组织下,对中国历史地震记载进行了全面系统整理。在此基础上,编制了中国震中分布图、中国地震目录和全国地震烈度统计图,并着重研究了大地构造和新构造运动与地震活动的关系。

从50年代后期,由于一系列大型水电工程、交通设施、厂矿建设的设计要求,先后开展了一系列重要课题的研究,如地震烈度鉴定和区划、地震预报、地震灾害预测、地震成因等课题,从此以后,地震地质才真正成为一门独立的学科。

在国外尚没有内涵完全与它相对应的这种独立学科,与之相近的有地震构造学(seismotectonics),但其研究的内容,似乎仅相当地震地质学中的一部分,地震地质学的其它研究内容都分属其它学科。从70年代以来,地震地质学研究内容主要涉及以下方面。

地震构造的研究 主要从空间和成因方面研究地震的分布及其与地质构造的关系,研究地震区、带的划分及其地质条件和环境,进而划分地震危险区。其中重点研究两个方面:一个是强震分布的深部构造、环境和条件;一是强震分布与活动构造尤其是与晚更新世晚期以来活动构造的关系。经研究,已基本查明与强震活动有关的主要活动构造带,以及不同类型活动构造带的性质、强度等方面的特征。同时,对强震与地球深部上地幔隆起、地壳内低速层等关系的研究也获得重要进展。

国外在地震构造研究方面一直非常活跃,如美国对其西部的圣安德烈斯断裂带与地震的关系进行了全面系统观测和研究,在地震与断裂活动的关系方面,取得了丰富的定量资料和具有指导意义的新认识。日本对本国地震活动的构造环境和一些主要活动断裂进行了详细工作,并开展了活动断裂地质填图,在断裂活动类型和活动周期与地震活动关系方面作出了有价值的结论。

欧洲一些着名地质学和地球物理学者综合分析了地质学与地球物理学两方面的研究成果,对喜拉雅-阿尔卑斯构造带西段和欧洲一些重点地区的地震构造进行了深入研究。

强震形成构造机制及其地震环境的研究 着重分析研究一些强震的特殊地质环境和条件,包括这些强震的结构、构造活动性质、强度及周期。

通过研究,已经从不同角度认识并区分出不同强震的结构类型,并提出特征地震的存在及其重要性。中国东部和西部地区的强震构造环境和类型显然不同,并分别作了深入研究,总结出不同的地质标志。

同时,对一些典型强地震地区或典型结构类型,在一定介质条件和力学状态下,进行物理模拟、数学模拟,对其强震发生的特有地质环境作理论分析。

强震形成的力学状态与地球动力学关系的研究 地震的发生与区域的地壳应力场的特征和地球动力学过程密切相关,因此,地壳应力场及其与强震的关系成为地震地质学的重要研究内容,尤其是现今构造应力场和现代地球动力学过程成为研究重点。

开展不同学科、不同手段方法对现代构造应力场的研究,如根据震源机制解已获得中国和世界范围的大量而丰富的地应力状态的实际资料。近10~20年来,原地应力测量工作也在不少地区开展,陆续积累了不少世界各地的地应力实测数据。

利用地质最新时期形成的构造形迹来推断构造应力场的研究工作,也由定性研究逐渐走向定量研究,如近年来利用断层滑动矢量反演构造应力场的方法的出现和开始广泛应用。综合上述实际资料和研究成果,开展了中国和世界地壳应力场分区及其与地震分区关系的研究,对中国和世界范围地壳应力场分区已有了概略认识。

近些年来,地球动力学的研究集中于岩石圈动力学的研究,由马杏垣主编的《中国岩石圈动力学图》和《中国岩石圈动力学地图集》集中反映了这一领域综合研究的成果。

古地震的研究 这方面研究开始较早,而且进展很快。因为古地震研究的对象主要是没有文字记载的史前地震,因此主要是通过调查和揭露过去大震所形成并保存遗留下来的地质现象来分析研究,这包括了大震形成的特殊构造形迹、特殊地貌类型和特殊的堆积物。有地震仪器记录才不到百年,有地震文字记载最长也只几千年的历史,由于同一地区大震发生的周期相当长,因此要研究地震活动时间规律,这样短时间的资料显然满足不了要求,所以古地震的研究就显得特别重要,并逐步形成地震地质学研究领域中的一个重要分支。

目前,在中国和世界范围内,已发现大量古地震现象,对古地震标志也取得了系统的认识,通过对中国主要活动断裂带上古地震的研究,总结出大震的原地重复时间间隔一般需数千年,为大震活动周期和大震预测的研究提供了坚实可靠的基础。

震害地质及其预测、预防的研究 主要研究地震所造成的各种地质灾害的成因及地质、地貌条件,从而进行震害的预测、预防,达到最大程度减轻地震灾害的影响,包括不同类型地貌单元、不同构造条件(如断裂带)、不同岩石条件对地震动的影响和作用,平原砂土液化形成条件,以及地震所造成的地表次生地质灾害(如崩塌、滑坡、泥石流等)的预测、预防等。

诱发地震的研究 水库、矿山等大型工程的建设会在不同程度上影响当地的地质条件,改变其稳定状态,从而诱发地震发生,如水库地震、矿山地震等。所以近年来,在这方面的研究取得了较大进展,中国已对若干大型水库进行了系统深入研究,为水库建设提供了重要依据,如三峡水利工程诱发地震的综合研究。

地震地质学当前研究的热点大致集中在活动断裂的细结构和具体特征与地震关系的研究;震源区深部地球物理探测和深部地质环境的研究;地壳现今应力场及其分区的研究;全新世古地震和大震周期的研究等方面。

。【参考文献】:

1 中国科学院地质研究所.地震地质概论.北京:科学出版社,1975

2 李四光.地震地质.北京:科学出版社,1977

3 TapponnierP.Molnar,P.J Geophys Res,1977,82(10):2905~2930

4 Mckenzie D.Geophys,J R astr soc,1978,55;217~254

5 汪一鹏,马宗晋,丁国瑜.地震地质,1979,1(4):1~9

6 国家地震局.中国地震烈度区划工作报告.北京:地震出版社,1981

7 李善邦.中国地震.北京:地震出版社,1981

8 马杏垣主编.中国岩石圈动力学纲要.北京:地质出版社,1987

9 国家地震局《中国岩石圈动力学地图集》编委会.中国岩石圈动力学地图集.北京:中国地图出版社,1989

10 国家地震局.中国地震烈度区划图(附说明书).北京:地震出版社,1992

(国家地震局地壳应力研究所刘光勋研究员撰)

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