四川盆地失去“地震屏障”后怎么办？

admin · 发表于 2013-4-22 17:13

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嵇少丞（加拿大华裔地球物理学家，加拿大蒙特利尔大学工学院地质学教授）

四川汶川大地震是新中国成立以来强度最大、损失惨重、波及范围最广而且
援救最困难的一次地震。损失惨重和波及范围广是因为地震强度大；援救困难是
因为地处山区，高山峡谷，加之地震造成桥断路陷以及滑坡塌方造成道路阻塞。
这些都好理解，关键是为什么这次地震那么强？

龙门山地区历史也曾发生过多次5级左右的地震，最大一次还达到6.5级，发
生于1657年汶川附近。这次汶川大地震的确与众不同，高达8级，震中位于都江
堰向西大约二十公里映秀镇的附近，近三千年有文字记载以来这里从未发生过破
坏性地震，否则2200多年前秦国蜀郡太守李冰也不会选址这里耗巨资修建一座宏
大的水利工程——都江堰。这次汶川8.0级大地震释放出来的能量相当于1000颗
1945年美国扔到日本广岛的原子弹同时爆炸，在两分钟之内在地壳岩石中形成一
条深近20公里，长近300公里的大断裂。这条断裂从映秀镇向北东方向经北川县
一路前进，直达青川县东面的林庵寺，与此同时还从映秀镇向西南方向传到保兴
的北边。震后十几天内还发生了4级以上余震200次，最大达到6.4级。由此可见，
5.12汶川地震不是一般的强、而是非常的强。

5.12汶川地震的震源位于龙门山脉内彭灌杂岩体之中，彭就是彭县的彭，灌
就是灌县的灌，都江堰市以前叫灌县。当初在龙门山填地质图的工程师将这两个
县名连在一起算是给这个杂岩体起了个名字，后来地学界人们就一直这么叫着。
彭灌杂岩体在地面上呈透镜形，北东—南西向上长约105公里，南东—北西方向
上宽约 30公里。所谓杂岩体就是由中酸性的岩浆岩和变质岩混在一起的复合体，
具体地说主要有闪长岩、花岗岩、混合岩、片麻岩等。这些结晶岩石，形成于新
元古代（距今约8.30-7.45亿年），主要组成矿物是石英和长石，岩石的剪切强
度和摩擦强度都特别大，绝不轻易破裂和滑动，除非在外力作用下岩石内应力积
累得非常高。一旦应力达到其破裂强度或摩擦强度，必然要瞬时释放出巨大的能
量，从而形成大地震。由于岩石中内应力积累和弹性应变能积累都需要时间，在
这样强度很大的岩体中发生地震的周期必然很长，上万年才可能有这么一次。但
是，一旦地震发生就肯定是一场灾难性、毁灭性的大地震。

彭灌杂岩体西北侧出现的是前寒武纪的沉积岩，如粉砂岩、板岩、页岩、砾
岩等；在彭灌杂岩体的东北方和东南侧分布的是古生代和中生代的沉积岩和浅变
质岩，如千枚岩、绿泥石片岩、灰岩、煤系地层等。这些成层的沉积岩和浅变质
岩的剪切强度和摩擦强度比彭灌杂岩体中的结晶岩石低得多。正由于如此，从彭
灌杂岩体中形成和传出的地震断裂立刻所向披靡地向东北方向迅速打穿所有的沉
积岩和浅变质岩层，过了北川后又向青川和甘肃文县方向传了近150公里才停下
来。主震后第13天青川县境内还发生一次6.4级余震。所以说，这次5.12汶川大
地震是始于强岩，传之弱岩，故强度大, 波及范围广。

地壳中蛇纹岩、绿泥石片岩、云母片岩、千枚岩等变质岩和页岩、板岩、泥
岩等沉积岩属于屈服强度和摩擦系数都低的岩石，在地质构造应力作用下，这些
岩石常常是作韧性变形即蠕变，“走而不断”，岩石在“走”（变形）但不形成
断裂。灰岩在地表看似很硬，但在地下十几公里深处温度压力较高和有水环境中，
其强度并不太高。在沉积岩和浅变质岩中，力学性质较强的（如砂岩）和较弱的
（如页岩）岩层总是互层出现的，根据最小能原理，断层总是选择在弱岩层中通
过，尽量避免切割强岩层。在弱岩体中形成不了强震。所以，我的观点是，强岩
强震，弱岩弱震，软岩无震。这条规律可以用到区域地震预测中去。

通过这次汶川大地震，龙门山断裂带西边的松潘 —甘孜地块向东边的四川
盆地狠狠地挺进了一大步，这一步在有的地方竟然迈了8-9米，例如在距震中向
东北方向40-50公里远、深约10公里和170- 190公里远、深约12公里两处。四川
盆地这么多年来平安无大地震，一是因为它属于扬子地台的一部分，具冷的较坚
固的上地幔和下地壳；二是因为受到了其西缘龙门山内彭灌杂岩体和康定杂岩体
等“中流砥柱”的保护。5.12汶川8.0级大地震剪断了彭灌杂岩体, 等于说搬掉
了松潘—甘孜地块向东前进道路上一块巨大的绊脚石, 今后松潘—甘孜地块向东
挤压的应力会进一步向四川盆地内部传递,很可能会活动四川盆地内部的隐伏断
层，例如，雅安—大邑—彭县—剑阁断裂、新津—成都—德阳断裂和龙泉山断裂，
形成6.0-7.0级地震的可能性很大。这些断层具逆冲推覆或右旋斜冲推覆性质，
隐伏地下5-15公里深处，地表很少有形迹可循，与之相伴生的往往是一些非对称
性的地层褶皱（即断层传播褶皱），故为隐伏断裂。原先由于龙门山中彭灌杂岩
体对松潘—甘孜地块向东的挤压推进作顽强地抵抗, 成都周围的四川盆地内的隐
伏断层的活动性受到压抑, 故四川盆地内部地震活动性不强。在今后一段较长时
间（几百甚至几千年）内，彭灌杂岩体的抵抗力量消失了。四川盆地失去了一个
重要的“地震屏障”。

四川盆地内上述三条隐伏断层断裂带附近人口稠密、工业发达、那怕一次
6.5级的地震都会给成都这样的大城市带来惨重的社会经济损失和人员伤亡。希
望四川省ld和有关部门从今以后，居安思危，具强烈的忧患意识，密切监测四
川盆地内部上述断裂带的构造活动，同时提高建筑物的抗震标准，并严格把好建
筑质量关。

(XYS20080526)

谈谈四川汶川大地震

嵇少丞

2008年5月12日14:28发生在四川汶川的7.8级大地震是位于青藏高原北部的
松潘—甘孜地块沿龙门山断裂向四川盆地发生强烈推覆逆冲造成的。该地震震源
深度十公里左右，此深度以上所有岩层瞬时破裂，释放出巨大的能量以地震弹性
波的形式迅速传遍中国大陆，特别在震中（汶川县）及其附近地区（如茂县、北
川县、都江堰市），地震波引起的强烈的地面震动造成大量房屋倒塌，从而造成
数以万计的人员伤亡。地震还引发地面隆起和陷落、道路错裂，甚至山崩、滑坡、
塌方、泥石流等严重灾害，造成交通阻塞，给营救工作带来巨大的困难。

青藏高原周界及其高原内部数条大断裂历来是地震的频发区。印度大陆板块
向北漂移并和欧亚大陆板块碰撞挤压，形成了世界屋脊喜马拉雅山和巨大的青藏
高原。青藏高原平均海拔高度达5000米，在重力作用下，巨大的青藏高原就像一
个大胖子突然躺到一个水床上。青藏高原深部地壳的岩石在高温高压下发生部分
熔融，就像水床垫中的水在那个大胖子重重身体的挤压下向四边周界涌动一样，
向高原的周缘挤流。古老的四川盆地下面是强硬的岩石圈，深深地扎根于其下的
上地幔之中，强烈地阻挡着青藏高原向东扩张。在青藏高原扩张和四川盆地反扩
张的前沿阵地，于是就挤压形成了高耸的龙门山，这次四川汶川大地震正是人类
遭遇龙门山造山运动的悲惨一幕。

青藏高原的东界共分南北两支，北支为龙门山断裂（泸定—天全—宝兴—汶
川—茂县—北川—清川一线），走向北东—南西，平行于龙门山。南支是小江断
裂，呈近南北方向，即康定—石棉—冕宁—西昌—东川—宜昌—建水一线，附近
有昆明、攀枝花等重要城市。这两支大断裂的活动是中国西南地区强震的主因，
上述两条断裂的地质性质不同，小江断裂是左行平移为主的剪切带，断裂的水平
错移量是垂直错移量的近10倍。近一千五百万年以来，该断裂东西两侧地块已相
互错动了近100公里，平均每年错移约6-7毫米。龙门山断裂以推覆逆冲为主，右
行走滑为辅，所以这次汶川大地震的烈度呈椭圆状分布，其长轴呈北东向，在该
方向上人员伤亡和财产损失明显更大。例如，四川的北川、甘肃省的陇南以及陕
西的南部虽离震中较远，但由于房屋倒塌造成的人员伤亡依然不少。

1500年以来，仅在小江断裂的云南段上就发生四次近8级大地震：1500年的
宜良大地震、1733年的东川大地震、1833年的嵩明大地震、1970年的通海大地震，
平均每150年就发生一次8级大地震。近四百年来，龙门山断裂带上至少发生过九
次6.5级以上地震。例如：1657年的6.5级汶川地震，1933年7.5级茂县叠溪大地
震，1976年8月16日、22日和23日三天仅在松潘一地就连续发生三次大地震，分
别为7.2、6.7和7.2级。

中国西南的龙门山断裂和小江断裂规模巨大，地震活动极其强烈与频繁，毗
邻该强震带人口密集、工业发达的都市如成都、昆明、攀枝花等，强震对其社会
经济影响重大。这次四川汶川大地震为中国敲响了警钟，我们一定要居安思危，
具强烈的忧患意识，****应加大对该地区地震监测和预报等方面的研究的投入，
让真正有能力的中外华人科学家在这方面做出成绩来。

(XYS20080513)

再谈四川汶川大地震

嵇少丞

5月13日上午，我在蒙特利尔大学工学院的办公室里回答了加拿大<<七天周
刊>>记者胡宪提出的若干问题，现整理如下:

胡宪：请问，这次四川大地震有没有可能事先预测？
嵇少丞：准确预报是很难的，这不仅涉及到科学理论的难度，而且还需要大
量的资金和人力的投入。要在多处地下钻孔中安装精密仪器，测量地应力、流体
压力、电流、地磁、地震波各向异性和剪切波分裂，等等。同时要有敬业的专业
人员在各地震台站全天候坚持不懈的系统观察。所有这些在目前的中国都很难做
到。

胡宪：有人说这次地震是三峡大坝蓄水造成的，还有人说是搞地下核爆炸诱
发了地震，您对这些说法有什么看法？
嵇少丞：这些说法都是没有什么科学根据的。这次地震与人为因素和环境因
素完全无关，正像我昨天说的那样，它是印度大陆板块向北漂移并和欧亚大陆板
块碰撞挤压，所引起的一系列造山运动的必然结果。我这样来形容一下吧，印度
大陆就像一架巨型的推土机，往北使劲地推，推起了青藏高原，当青藏高原增高
到一定的高度后再也推不动了，其下地壳的物质就被挤向东移，碰到了坚硬的四
川盆地地壳，形成了北东走向的龙门山。青藏高原和四川盆地的交接部位——龙
门山破裂带注定是地震的高发区。任何人为破坏因素和环境变化因素全加起来，
也达不到这种造山运动所能产生的能量。这次汶川7.9级大地震释放出来的能量
相当于四、五百颗原子弹同时爆炸，在一分钟之内在地壳岩石中形成一条深10到
12公里，长300公里的大破裂。水库蓄水和地下核爆炸最多也就能诱发3级以下的
地震，而8级地震所产生的能量是3级地震的一千多万倍。

胡宪：那么对这种造山运动所致的强震可不可以预测出其走向，从而加强防
范呢？
嵇少丞：从理论上讲是可以的。据我分析，强震和大地震往往发生在活动断
裂带的转弯处、两组断裂的交汇处，其中以隐伏逆断层尤为危险。这些构造部位
积累应力高或处于闭锁的段落上，一旦应力超过岩石的破裂强度，地震就发生了。
近四十年来，龙门山断裂带北部（从都江堰到九寨沟）和小江断裂带的南部（云
南境内的东川—宜良—建水）已发生了几次6.5级以上的大地震，能量释放了，
近期再发生大地震的可能性相对就减小了。今后五十年内大地震可能会发生在龙
门山断裂带南部（从都江堰到康定）和小江断裂的北部（康定—西昌—攀枝花），
康定—泸定地区是北东向的龙门山断裂带、北西向的鲜水河断裂带和南北向的小
江断裂带交汇处，是应力集中之地，所以可以把预防重点放在上述地区。

胡宪：人们应该从这次地震中汲取哪些经验教训呢？
嵇少丞：这次地震也暴露了中国科学管理体制上的一些问题。现在国内对地
震监测、预报、预警的重视程度还不如七十年代。对于地质灾害的研究和防治投
入比例偏低，而且许多科研经费还没有被用到刀口上。就拿这次地震来说，美国
地质调查局比我们的国家地震局提前报出了地震的震中、震级、震源深度、地面
位移速度分布等数据，按说近水楼台先得月，地震波先到我们的地震台然后才传
到美国的地震台。地震发生在5月12号北京时间下午2点28分，中国是白天而美国
是深夜，尽管如此，美国地质调查局还是比我们中国早报道了。这说明了什么？
最起码说明了美国的地震学家在干活，干活的效率比我们高，人家的预警机制比
我们健全。1976年唐山大地震后中国设立的一些预警机制近些年来被淡化了。经
济发展了，我们更应该居安思危，增强忧患意识。
昨晚7点，全国人大cw、中国国土资源部大陆动力学重点实验室许志琴院
士打来电话，我们就这次地震的成因讨论了很久。她在龙门山断裂带及其相邻的
青藏高原做过许多研究工作，也和我一样，对于中国当今地质灾害的防治和研究
现状深感忧虑。

胡宪：有人说，地震前有许多先兆，如“地震云”、动物迁移等，这些先兆
可靠吗？
嵇少丞：这些现象都可以作为旁证、辅证，但是更重要的事情还需要科学家
来做。70年代，苏北地区专门有人观察井水的水位，如果没有下雨，而水位陡升
或陡降，就可能是地震的前兆，应向上级报告，然后让有关专家来研究。这次大
地震之前可能会出现过一些异常，但是可能没有引起足够的重视。

胡宪：据您估计，还会发生大的余震吗？当地人民应该注意哪些呢？
嵇少丞：会的。一般来讲，这样的大地震之后总要经过上千次、甚至上万次
的余震才能将能量全部释放出来。据我估计，8级左右的大地震不会有了，6.5级
以下的地震还会有，但是许多房屋在5月12号下午的大地震中已经开裂，抗震能
力大为降低，极易在5、6级的余震中倒塌，所以危险依然存在。另外，四川山区
地形起伏大，大地震松动了山上的岩土，加上连日降雨，极易发生滑坡、塌方、
泥石流，泥石流甚至会吞没整个村庄和城镇，这些都是需要当地****和人民注意
的，一旦发现苗头，应立即转移居民，避免更多的人员伤亡。
龙门山地区在历史上就是地震高发区，在楼房的设计上必须有硬性的防震标
准，无论是大城市、中小城市还是乡村都应该严格遵守。特别是学校和医院建的
应该比****的办公大楼更加牢固，都江堰聚源中学1200名师生被埋，这样的悲剧
绝不应该发生。

胡宪：在关心祖国灾情的同时，我还想请您介绍一下加拿大特别是我们居住
的魁北克地区是否可能发生地震？
嵇少丞：加拿大大陆的特点是中间地块稳定，东西两边不稳定。中间是加拿
大地盾，岩石圈有近二百公里厚，地热梯度向下每公里才7、8摄氏度，发生7.5
级以上的地震几乎不太可能。由于太平洋板块向北美和阿拉斯加大陆下面俯冲，
加拿大西海岸地区发生强震的可能性很大，例如Queen Charlotte 岛于1949年8
月22日就曾发生过一次8.1级大地震，温哥华岛1946年6月23日发生过一次7.3级
地震。魁北克省境内有两条地震带，一条呈北东—南西向平行于圣劳伦斯河谷叫
圣劳伦斯断裂带，另一条呈北西—南东向位于渥太华河之北叫西魁北克断裂带，
渥太华和蒙特利尔处于这两条断裂带的交汇处。在离魁北克城东北150公里远的
Charlevoix历史上曾经发生过6.5级的地震，在蒙特利尔地区地震一般不超过5、
6级，人会有震感，就象疾驰的载重大货车从家门口经过那样的感觉，但不会造
成钢和木结构的房屋的倒塌。加拿大历史上因地震死亡的仅有一人，那是1732年
蒙特利尔西北西魁北克断裂带上发生的6级地震。

胡宪：谢谢嵇教授，我们可能还会继续跟进采访，谢谢您！
嵇少丞：不用谢。

(XYS20080514)

台湾专家分析的四川强震成因

2008年05月16日中国新闻网



台湾《联合报》图

中新网5月16日电据台湾《联合报》报道，台湾“zy大学”地球科学系教授王乾盈说，四川强震成因被认为“渐归沉寂”的龙门山断层“复活”发生错动，这个断层自明朝以来被纪录到动的数据不多；十二日的错动使当地地壳抬升九公尺，“喜马拉雅山长高好几公尺”。

王乾盈说，四川过去百年来发生的大小地震，只有少数跟龙门山断层有关，规模不大，“以前长时间地震释放的能量，几乎都被同在四川的鲜水河断层消耗掉”，地震专家都以为龙门山断层的伤口愈合了，不可能再动了。

王乾盈分析，“复活”的龙门断层破裂面，从震央汶川县往北北东方向以每秒三公里速度裂向广元，足足花一百秒裂完，震灾范围长240公里、宽30公里，尤其以破裂至北川县时错动得特别厉害。

他说：“断层错动不是每个位置都很均匀，有的只有几公分，有的则几公尺。”因断层带非常粗糙，每一处错动的力量也不一样。

王乾盈说，大陆地质很古老，台湾则是新生代地质，“台湾每个断层都会动，因为年轻，地质活蹦乱跳”，“龙门山断层整块是老的，大家以为它渐沉寂，没想到竟又复活。”

王乾盈认为，四川地震是因夹在西藏地块、昆仑地块、扬子地块，这三个地块间的松潘酖甘孜地块，向扬子地块逆冲而上，“年轻的盖在老的上面”，龙门山断层要几千年才会有这么大的错动，这次错动使地壳抬升九公尺，“喜马拉雅山至少因此长高几公尺”。

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蛋疼先森 · 发表于 2013-4-23 13:42

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