活動構造帶

activetectoniczone斷層、褶皺和它們在地表所反映出的形態，並非雜亂無章，而是相互聯繫確有規律的。我們常把那些在一定的範圍內有著共同的成因和內在聯繫的斷層、褶皺等地質構造現象，

歸為一個構造帶。在我國，有許許多多構造帶，它們的延伸方向有北東向的，還有東西向的、南北向的等等。有些構造帶相對來說比較穩定。另外一些構造帶則還在活動，這就是活動構造帶。它在地面上常呈狹長形，那裡經常表現為地面較大幅度的升沉及水平方向的錯動，有些地方還表現為火山噴發以及地震的頻繁活動。

引起地震的原因很多，據此可分為構造地震、火山地震和衝擊地震，人類活動也可以導致發生地震，稱為誘發地震，如水庫地震。

構造地震是由構造變動特別是斷裂活動所產生的地震。全球絕大多數地震是構造地震，約佔地震總數的90%。其中大多數又屬於淺源地震，影響範圍廣，對地面及建築物的破壞非常強烈，常引起生命財產的重大損失。

我國的強震絕大部分是淺源構造地震，其中80%以上均與斷裂活動有關。如1970年1月5日雲南通海地震（7.7級），是曲江斷裂重新活動造成的。1973年2月四川甘孜、爐霍地震（7.9級），是鮮水河斷裂重新活動造成的，並在地震后在地面形成一條走向NW310°、長100多km的地裂縫。

世界上許多著名的大地震也都屬於構造地震。1906年美國舊金山大地震（8.3級）與聖安德列斯大斷裂活動有關。1923年日本關東大地震（8.3級）與穿過相模灣的NW-SE向的斷裂活動有關。1960年5月21日至6月22日在智利發生一系列強震（3次8級以上的地震，10餘次7級以上的地震），都發生在南北長達1400km的秘魯海溝斷裂帶上。

（一）構造地震的成因和震源機制

這個問題是地震預報理論中最核心的問題，也是目前仍在繼續探討和需要解決的問題。

在地殼及上地幔中，由於物質不斷運動，經常產生一種互相擠壓和推動岩石的巨大力量，即地應力。岩石在地應力作用下，積累了大量的應變能；當這種能一旦超過岩石所能承受的極限數值時，就會使岩石在一剎那間發生突然斷裂，釋放出大量能量，其中一部分以彈性波（地震波）的形式傳播出來，當地震波傳到地面時，地面就震動起來，這就是地震。

從已發生的地震來看，它的發生跟已經存在的活動構造（特別是活斷層）有密切關係，許多強震的震中都分佈在活動斷裂帶上。如果從全球範圍來看，地震帶的分佈與板塊邊界密切相關。這些邊界實際上也是張性的、擠壓性的或水平錯開的一些斷裂構造。

斷裂活動何以產生能量很大的地震，其活動方式如何，目前存在若干有關的假說。

1.彈性回跳說

是出現最早、應用最廣的關於地震成因的假說，是根據1906年美國舊金山大地震時發現聖安德列斯斷層產生水平移動而提出的一種假說。假說認為地震的發生，是由於地殼中岩石發生了斷裂錯動，而岩石本身具有彈性，在斷裂發生時已經發生彈性變形的岩石，在力消失之後便向相反的方向整體回跳，恢復到未變形前的狀態。這種彈跳可以產生驚人的速度和力量，把長期積蓄的能量於霎那間釋放出來，造成地震。總之，地震波是由於斷層面兩側岩石發生整體的彈性回跳而產生的，來源於斷層面。如圖8-3，岩層受力發生彈性變形（B），力量超過岩石彈性強度，發生斷裂（C），接著斷層兩盤岩石整體彈跳回去，恢復到原來的狀態，於是地震就發生了。這一假說能夠較好地解釋淺源地震的成因，但對於中、深源地震則不好解釋。因為在地下相當深的地方，岩石已具有塑性，不可能發生彈性回跳的現象。

2.蠕動說

蠕動又稱潛移、潛動。地表土石層在重力作用下可以長期緩慢地向下移動，其移動體和基座之間沒有明顯的界面，並且形變數和移動量均屬過渡關係，這種變形和移動稱為蠕動。蠕動速率每年不過數毫米至數厘米。

人們發現建築在活動斷層上的建築物和活動斷層本身在沒有地震的情況下也有這種蠕動現象，即相對緩慢穩定的滑動。如在土耳其安卡拉以北110km處有一條安納托里亞活動斷層帶，位於此斷層帶上的建築物牆壁被發現有錯斷現象，其蠕動量每年約為2cm。也有人對中東一帶發生地震以後的斷層進行觀測，發現有些地段伴有無震蠕動，其蠕動量每年約為1cm。

在什麼情況下容易產生蠕動，還未十分清楚。有些實驗表明，在高壓低溫，岩石孔隙度高（含水），含有軟弱性礦物如白雲石、方解石、蛇紋石等岩石的條件下，容易產生穩定蠕動。也有人認為在更高的圍壓或更高的溫度下容易產生蠕動。

有一種現象逐漸為事實所證明，即岩層中長期蠕動的地段或在活動斷層中蠕動占長期活動的百分比較高的地段，由於能量通過緩慢的蠕動而逐漸釋放，反而很少發生強烈地震。在我國阿爾金山地區有規模很大的剪切斷層，是正在活動的斷層，通過衛星影像分析，發現有蠕動現象，現代水系被切穿，位移明顯，錯距也很大，但是有史以來卻少有地震記錄，推測此斷層的活動方式是以無震蠕動為主。

根據蠕動與地震大小關係的資料表明：蠕動占長期活動的50%以上的地段，最大地震只能為5級，而蠕動占長期活動的10%以下的地段，可能發生8級以上的大地震。

3.粘滑說

在地下較深的部位，斷層兩側的岩石若要滑動必須克服強大的摩擦力，因此在通常情況下兩盤岩石好像互相粘在一起，誰也動彈不了。但當應力積累到等於或大於摩擦力時，兩盤岩石便發生突然滑動。通過突然滑動，能量釋放出來，兩盤又粘結不動，直到能量再積累到一定程度導致下一次突然滑動。實驗證明，物體在高壓下的破壞形式，是沿著斷裂面粘結和滑動交替進行，斷面發生斷續的急跳滑動現象，經過多次應力降落，把積累的應變能釋放出來，這種說法就叫粘滑說。

影響斷層活動方式的因素很多：一是溫度，溫度低於500℃，斷層面兩側岩體易產生粘滑；溫度高於500℃，則易產生蠕動和蠕變。二是岩石成分，岩性脆硬（如石英岩、石英砂岩等），斷層兩側岩石往往以粘滑為主；岩性柔軟，則以蠕動為主。三是岩石的孔隙度和水分含量，岩石孔隙大，孔隙度高，含水分多，當然容易蠕動；相反，岩石孔隙小，孔隙度低，含水分少，則多呈粘滑形式。此外，圍壓的大小也會影響斷層的活動方式。如果斷層兩盤連續發生粘滑，便是地震頻繁的時期。

實際上，同一活動斷層在不同的深度可以有不同的活動方式，同一斷層在不同的時期也可以有不同的活動方式。例如，聖安德列斯斷層，深度在4km以上為無震的穩定蠕動；4—12km則為伴隨有地震的粘滑運動；12km以下（由於高溫）又以穩定的蠕動為主。因此，聖安德列斯斷層帶上的地震震源深度均不超過20km。

4.相變說

有人認為深源地震是由於深部物質的相變過程引起的。地下物質在高溫高壓條件下，引起岩石的礦物晶體結構發生突然改變，導致岩石體積驟然收縮或膨脹，形成一個爆髮式振動源，於是發生地震。此說未能從多方面給出具體論證，因而未能得到廣泛流行。近年根據地震縱波在地下深部傳播情況分析，深源地震所在部位也同樣發生了斷裂和錯動，證明地震發生與斷裂活動有關。同時，板塊構造學說指出，當岩石圈板塊向地下俯衝時，中、深源地震發生在向地幔消減的板塊內部，而並非發生在地幔軟流圈物質中，因此相變說自然失去了存在的依據。

構造地震的特點是活動頻繁，延續時間長，波及範圍廣，破壞性強。

1.地震序列任何一次地震的發生都經過長期的孕育過程即應力積累過程，這一過程可以長達十幾年、幾十年甚至幾百年。

但在一定時間內（幾天，幾周，幾年），在同一地質構造帶上或同一震源體內，卻可發生一系列大大小小具有成因聯繫的地震，這樣的一系列地震叫做地震序列。在一個地震序列中，如果有一次地震特別大，稱為主震；在主震之前往往發生一系列微弱或較小的地震，稱為前震；在主震之後也常常發生一系列小於主震的地震，稱為餘震。

構造地震的重要特徵之一，就是常呈這種有序列的發生。這種特徵可能和構造地震產生的過程有關。一般說來，當地應力即將加強到超過岩石所承受的強度時，岩層首先產生一系列較小的錯動（或者沿著斷層帶粘滑開始交替過程），從而形成許多小震，即前震。接著地應力繼續增大，到了岩層承受不了的時候，就會引起岩層的整體滑動或新斷裂滑動，形成大震，即主震。主震發生后，岩層之間的平衡狀態還需要經過一段時間的活動和調整，把岩層中剩餘能量釋放出來，從而引起一些小的餘震。在地震現場，常可見到在破裂的地面上，又出現許多次一級裂隙，錯雜其間，表明運動沒有完全停止，直到使許多尚未破壞的地點徹底破壞，所剩餘的應變能全部得到釋放。這種情況類似壓緊彈簧過程，當作用力消失后，所蓄位能即轉化為動能反跳回來，恢復原來狀態，但又難於一下復原，還需經過一段時間的慢慢顫動調整，才能恢復原來的平衡位置。這種現象稱為彈簧效應。岩石也是具有彈性的，所以也應有這種彈性效應。1920年寧夏（原甘肅）海原大地震，餘震三年未消。其強度與頻度時高時低，但總的趨勢是逐漸衰減直到平靜下來。

2.地震序列類型

雖說構造地震常呈一定序列，但其能量釋放規律、大小地震的活動時間和比例等又常各不相同。根據1949年10月以來的我國所發生強震的分析研究，地震序列可以歸納為3種類型：

（1）單髮型地震

又稱孤立型地震。這種地震的前震和餘震都很少而且微弱，並與主震震級相差懸殊，整個序列的地震能量幾乎全部通過主震釋放出來。此類地震較少，1966年秋安徽定遠地震、1967年3月山東臨沂地震，均未觀測到前震和餘震，震級很小，只有4—4.5級。

（2）主震型地震

是一種最常見的類型，主震震級特別突出，釋放出的能量約佔全系列的90%以上；前震或有或無，但有很多餘震。1975年2月4日遼寧海城地震（7.3級），發震前24小時內共發生了500多次前震，主震后又發生很多次餘震。1976年7月28日唐山大地震（7.8級），則基本沒有前震，但餘震連續數年不斷。

（3）震群型地震

由許多次震級相似的地震組成地震序列，沒有突出的主震。此類地震的前震和餘震多而且較大，常成群出現，活動時間持續較長，衰減速度較慢，活動範圍較大。如1966年邢台地震，從2月28日至3月22日，震級由3.6、4.6、5.3、6.8、6.8逐步升到7.2，發生大震。有時這種類型的地震是由兩個主震型地震組合或混淆在一起形成的。

有時地震序列比較複雜，彷彿是由若干單髮型、主震型、震群型組合而成。如1971年8—9月四川省馬邊地震。

地震序列類型可能與岩石和構造的均勻程度及複雜性有關。據實驗，當介質均勻，且介質內應力不集中時，主破裂前無小破裂，主破裂后也很少小破裂；當介質不均一且應力有一定的局部集中或高度集中時，主破裂前後都會產生一定的或很多的小破裂。

研究地震序列類型，可以有助於預測和預報地震活動的趨勢。如1967年河間地震，當主震發生后，根據其前震少和震級小（2.3級），被判斷為主震型地震，主震后不會有較大的餘震。事實表明推斷正確。

二、火山地震

指火山活動引起的地震。這種地震可以是直接由火山爆發引起地震；也可能是因火山活動引起構造變動，從而發生地震；或者是因構造變動引起火山噴發，從而導致地震。因此，火山地震與構造地震常有密切關係。

火山地震為數不多，約佔總數的7%。震源深度不大，一般不超過10km。有些地震發生在火山附近，震源深度為1—10km，其發生與火山噴發活動沒有直接的或明確的關係，但與地下岩漿或氣體狀態變化所產生的地應力分佈的變化有關，這種地震稱為A型火山地震。還有些地震集中發生在活火山口附近的狹小範圍內，震源深度淺於1km，影響範圍很小，稱為B型火山地震。有時地下岩漿沖至接近地面，但未噴出地表，也可以產生地震，稱為潛火山地震。

現代火山帶如義大利、日本、菲律賓、印度尼西亞、堪察加半島等最容易發生火山地震。

三、衝擊地震

這種地震，因山崩、滑坡等原因引起，或因碳酸鹽岩地區岩層受地下水長期溶蝕形成許多地下溶洞，洞頂塌落引起。後者又稱塌陷地震。本類地震為數很少，約佔地震總數的3%。震源很淺，影響範圍小，震級也不大。1935年廣西百壽縣曾發生塌陷地震，崩塌面積約4萬m2，地面崩落成深潭，聲聞數十里，附近屋瓦震動。又如，1972年3月在山西大同西部煤礦採空區，大面積頂板塌落引起了地震，其最大震級為3.4級，震中區建築物有輕微破壞。

四、水庫地震

有些地方原來沒有或很少發生地震，後來由於修了水庫，經常發生地震，稱為水庫地震。說明這種地震與水的作用有關，當然也與一定的構造和地層條件有關，而水的作用只是一種誘發因素。如廣東河源新豐江水庫，自1959年蓄水后，在庫區周圍地震頻度逐漸增加，於1962年3月19日發生了一次6.4級地震，震中烈度達到8度，是已知最大水庫地震之一。截至1972年，該區共記錄了近26萬次地震（圖8－4）。又如，著名的埃及阿斯旺水庫，壩高110m，庫容達165億m3，1960年正式開工，1964年截流蓄水，1968年正式投入運行。此地區在建庫前歷史上無地震，從1980年起出現小震、微震，於1981年11月在壩址西南60km庫區發生了5.6級地震；於1982年同一地點又發生了5級和4.6級地震。

此外，因深井注水、地下抽水等也可觸發地震。如美國科羅拉多州有一座落基山軍工廠，為處理廢水鑿了一口3614m的深井，用高壓注水於地下，於1962年發生頻繁的地震。以後停止注水，地震活動減弱；恢復注水，地震又有所增加。

上述地震，特別是水庫地震的成因引起人們極大關注。一般認為，在一定的有利於發震的地質構造條件（如有活動斷層、密集或交叉的斷裂存在，或在升降差異運動的過渡部位等）下，水庫蓄水可誘發地震。除去人為因素誘發地震外，某些自然因素如太陽黑子活動期，陰曆的朔、望期等，也容易誘發地震。各種觸發機理正有待於人們深入研究。現代科學對地震的成因作了以下解釋：

由於地球在不斷運動和變化，逐漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成岩層突然發生破裂，或者引發原有斷層的錯動，這就是地震。地震絕大部分都發生在地殼中。

地震共分為構造地震、火山地震、陷落地震和誘發地震四種。

構造地震是指在構造運動作用下，當地應力達到並超過岩層的強度極限時，岩層就會突然產生變形，乃至破裂，將能量一下子釋放出來，就引起大地震動，這類地震被稱為構造地震，佔地震總數90%以上。

火山地震是指在火山爆發后，由於大量岩漿損失，地下壓力減少或地下深處岩漿來不及補充，出現空洞，引起上覆岩層的斷裂或塌陷而產生地震。這類地震數量不多，只佔地震總數量7%左右。

陷落地震是由於地下溶洞或礦山採空區的陷落引起的局部地震。陷落地震都是重力作用的結果，規模小，次數更少，只佔地震總數的3%左右。

人工地震和誘發地震是由於人工爆破，礦山開採，軍事施工及地下核試驗等引起的地震。由於人類的生產活動觸發某些斷層活動，引起的地震稱誘發地震，主要有水庫地震，深井抽水和注水誘發地震，核試驗引發地震，採礦活動、灌溉等也能誘發地震。

地震(earthquake)就是地球表層的快速振動，在古代又稱為地動。它就象颳風、下雨、閃電、山崩、火山爆發一樣，是地球上經常發生的一種自然現象。它發源於地下某一點，該點稱為震源(focus)。振動從震源傳出，在地球中傳播。地面上離震源最近的一點稱為震中，它是接受振動最早的部位。大地振動是地震最直觀、最普遍的表現。在海底或濱海地區發生的強烈地震，能引起巨大的波浪，稱為海嘯。地震是極其頻繁的，全球每年發生地震約500萬次，對整個社會有著很大的影響。

【地震現象】

地震發生時，最基本的現象是地面的連續振動，主要是明顯的晃動。極震區的人在感到大的晃動之前，有時首先感到上下跳動。這是因為地震波從地內向地面傳來，縱波首先到達的緣故。橫波接著產生大振幅的水平方向的晃動，是造成地震災害的主要原因。1960年智利大地震時，最大的晃動持續了3分鐘。地震造成的災害首先是破壞房屋和構築物，造成人畜的傷亡，如1976年中國河北唐山地震中，70%～80%的建築物倒塌，人員傷亡慘重。地震對自然界景觀也有很大影響。最主要的後果是地面出現斷層和地裂縫。大地震的地表斷層常綿延幾十至幾百千米，往往具有較明顯的垂直錯距和水平錯距，能反映出震源處的構造變動特徵（見濃尾大地震，舊金山大地震）。但並不是所有的地表斷裂都直接與震源的運動相聯繫，它們也可能是由於地震波造成的次生影響。特別是地表沉積層較厚的地區，坡地邊緣、河岸和道路兩旁常出現地裂縫，這往往是由於地形因素，在一側沒有依託的條件下晃動使表土松垮和崩裂。地震的晃動使表土下沉，淺層的地下水受擠壓會沿地裂縫上升至地表，形成噴沙冒水現象。大地震能使局部地形改觀，或隆起，或沉降。使城鄉道路坼裂、鐵軌扭曲、橋樑折斷。在現代化城市中，由於地下管道破裂和電纜被切斷造成停水、停電和通訊受阻。煤氣、有毒氣體和放射性物質泄漏可導致火災和毒物、放射性污染等次生災害。在山區，地震還能引起山崩和滑坡，常造成掩埋村鎮的慘劇。崩塌的山石堵塞江河，在上游形成地震湖。1923年日本關東大地震時，神奈川縣發生泥石流，順山谷下滑，遠達5千米。