西山 的好看簿

从美国地震勘测局的资料试分析汶川地震的成因
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作者: 愚人 于 2008-05-15 12:28:02
　　
楼下hands兄转出美国地震勘测局公布的汶川地震发生以后，四川及与甘肃交界地区所测数据。由于我身边没有现存大地构造详细资料，所以只能大致作出一些粗略分析。要得到进一步的资料，必须仰仗区域地质的大地构造资料，进行对比。这门学问以前在大学读书时学过，但也只是概念学习，知道一些原则。其次，这资料还缺乏更纵深地带的数据，例如陕甘和云南西北部的地震数据。但最重要的是，必须有纵横波，即P波和S波的时间到达接收台站的准确时间。不过，这又牵涉到对地震发生地区的岩石分布特性资料的掌握，因为我们需要用纵横波到达台站的时间差，估算震源深度，但是，纵横波在不同的岩石，不同的深度的传播速度是变化的，结果光有纵横波到达台站的时间差，还不能准确估计震源距离地面的深度。这就是国家地震局通过报界发布的消息里自豪的宣称，中国地震网现已在三分钟之内根据各地建立的地震监测台站，迅速分析出震中的准确位置（采用双曲线交叉法计算，再用众多台站的数据进行修正），然而至今未能得到准确的震源深度。最初的消息说是33公里，美国地震局又修正为10公里，这个修正仍然是一种不准确的估算，真正要得到较准确的数字，还要国家地震局和中国国家地质测量局更据区域地质测量的进一步资料才能得到准确数据（美国人因未能掌握这些数据，因此不可能得到精确数据，我们不可在这个问题上盲目相信美国的科技力量）。
　　
　　我个人认为，分析这次地震的成因，不仅要从大地构造的平面关系着手，而且要从深度着手，才能得到较为全面的结论，但如前面所说，这需要震后数月的时间才能综合各方面的情况得到。
　　
　　现在让我根据美国地震勘探局的测得围绕汶川主震以后的结果来作出局限于平面分布的分析。
　　
　　１）数据陈述
　　
　　5月12日标准时间 06:28:01，发生了震级为７.9级的地震，位置在北纬 31.015，东经103.365，这个位置在理县耿达到汶川映秀之间。１５分钟以后，发生了另一次震级为６.0的地震，位置向东北移动４０公里，大约在彭州复兴镇附近。１１分钟以后，向东南移动１０公里，到达彭州新兴镇附近，震级为5.7级。又４０分钟，再次在新兴镇北偏西约５公里附近，发生震级为 5.4级的地震。又４０分钟，这一串激起的地震的走势向西退回到映秀湾北的１２公里处的沙坪关，发生了震级为５.2级的地震。大约１０分钟以后，地震走势突然发生大幅度的飞跃，向东北方向跨越50公里的距离，在绵竹县城北20公里的汉旺镇发生5.2级的地震。以后还有一次５级地震，又开始向西北北川方向移动。我们可以总结到，在最初２小时的时间内，第一次大地震的后续地震点，强度从7.9级逐渐减少到4.9级，在方圆50公里的范围内来回跳跃。因此，按照一般地震规律，我们猜测，这一系列逐渐减弱的地震是由主震激励起的余震。
　　
　　主震发生2小时１５分钟后，突然在主震点的东北150公里外的平武县城附近，发生了震级为5.0的地震，这个地震的强度略超过主震区最后一次较大的地震（4.9级）。，以后地震向东移动，在东北方向，在青川激起另一次地震，最东达到广元市的宝轮院附近。然后北移至甘南文县的碧口。这时地震的强度开始波浪般地变化，最高达到5.8级，最后减弱到4.4级。我们再次总结：第二波的地震密集期发生在主震以后２小时１５分钟后，时间长达３０个小时。
　　
　　注意在这期间，在主震点附近仍然多次发生超过5级的地震。
　　
　　２）分析：
　　
　　从上面的数据陈述，我们可以看到，汶川映秀湾主震以后的地震分为两个空间群，一个是方圆不超过５０公里的震群；另一个是方圆100公里的震群，两者之间相差约150公里。这两个震群都造成了地面建筑不同程度的破坏与人员伤亡（目前详细完全的数据尚未得到）。如果如国家地震局透露的数据，在汶川映秀湾到北川之间存在一个断层的话，那只能得到主震的震波沿着断裂面向东北移动100公里，因为我们并未从美方资料得到主震源在这个断层面上激起北川县城为中心点的后续地震。反而是在１５０公里外的平武附近发生了一次较大的地震，以后这个地震开始震荡在东北部方圆100公里的范围内。
　　
　　如果从以往粗略的地质构造看，前者发生在龙门山构造的尾部，龙门山是以江油的龙门山命名的一个区域性地质构造，它北起江油，向西南方向绵延到都江堰市的西南青城山附近。后者已经不属于龙门山构造了，从这个事实出发，我们不能简单把此次地震理解成一个区域性构造上断层的移动所造成的冲击波振荡。而应该视为范围更大的康滇地震断裂带上地质力的传递。正因为如此，我们也就不能把此次地震理解成单纯浅源地震所造成的破坏，而应该把它们视为在深度更大的板块错动以后，所造成的应力压迫，逐步引起一系列相邻间各断裂面上小型板块的多米诺效应。既然是这么多小型板块之间的后续运动或者坍塌效应，就不能单纯视为浅源震波在波前突出地表后的表面波传播的结果。如果再进一步考虑到地震破坏远及陕西和云南，就更应该从宏观角度把此次地震理解为一个大的板块的错动和撞击以后，所蕴涵的能力的大释放，否则不可能激励起以后相距150公里的两个震群，也不可能在相距一千公里，宽度达两百公里的范围内造成破坏。顺便说一下，这个破坏带正好吻合康滇地震带的走向。
　　
附：美国地质勘测局探测到的四川区域地震报告
　　
截止到14日晚间，共监测到47次地震。
　　
震级 时间 地理位置（经纬） 区域名称
4.4 2008/05/14 12:27:59 31.787 104.186 10.0 四川东部
4.6 2008/05/14 10:44:37 32.097 104.952 10.0 四川甘肃交界
4.9 2008/05/14 10:00:30 32.454 105.127 10.0 四川甘肃交界
5.3 2008/05/14 09:26:44 31.404 104.022 10.0 四川东部
5.1 2008/05/14 05:54:59 32.111 104.001 10.0 四川甘肃交界
5.4 2008/05/14 02:54:38 31.332 103.495 10.0 四川东部
4.8 2008/05/13 19:51:52 30.987 103.415 10.0 四川东部
4.8 2008/05/13 16:23:51 31.745 104.421 10.0 四川东部
4.8 2008/05/13 13:31:34 32.329 105.166 10.0 四川甘肃交界
5.0 2008/05/13 12:51:38 32.213 105.305 10.0 四川甘肃交界
4.9 2008/05/13 10:16:06 31.744 104.438 10.0 四川东部
4.9 2008/05/13 08:20:51 31.396 103.987 10.0 四川东部
5.0 2008/05/13 07:53:02 32.281 105.054 10.0 四川甘肃交界
5.0 2008/05/13 07:19:16 32.438 105.326 10.0 四川甘肃交界
5.8 2008/05/13 07:07:08 30.915 103.199 10.0 四川东部
4.6 2008/05/13 05:36:29 32.606 105.487 10.0 四川甘肃交界
4.4 2008/05/13 05:25:47 32.600 105.221 10.0 四川甘肃交界
5.0 2008/05/13 03:00:38 31.222 103.671 10.0 四川东部
5.3 2008/05/12 23:54:47 31.307 103.576 10.0 四川东部
5.4 2008/05/12 23:46:19 31.319 103.501 10.0 四川东部
4.6 2008/05/12 21:08:14 31.385 103.436 10.0 四川东部
4.8 2008/05/12 20:51:26 32.312 104.958 10.0 四川甘肃交界
5.3 2008/05/12 20:45:31 31.759 104.420 10.0 四川东部
5.6 2008/05/12 20:08:48 31.420 103.906 10.0 四川东部
4.4 2008/05/12 18:55:21 32.223 104.850 10.0 四川甘肃交界
5.1 2008/05/12 17:54:32 31.250 103.492 10.0 四川东部
4.8 2008/05/12 17:52:23 31.891 104.449 10.0 四川东部
4.9 2008/05/12 17:03:10 31.133 103.586 10.0 四川东部
5.1 2008/05/12 15:28:53 31.056 103.509 10.0 四川东部
5.1 2008/05/12 15:05:31 31.256 103.704 18.3 四川东部
5.1 2008/05/12 14:46:07 32.730 105.610 10.0 四川甘肃交界
5.1 2008/05/12 14:15:26 32.140 104.613 13.8 四川甘肃交界
4.8 2008/05/12 13:40:54 31.038 103.518 10.0 四川东部
4.9 2008/05/12 12:15:41 31.898 104.623 10.0 四川东部
5.8 2008/05/12 11:11:02 31.249 103.693 10.0 四川东部
5.1 2008/05/12 10:23:40 30.992 103.413 10.0 四川东部
5.5 2008/05/12 09:42:25 31.519 104.116 10.0 四川东部
4.9 2008/05/12 09:23:34 32.142 104.894 10.0 四川甘肃交界
5.1 2008/05/12 09:07:00 31.255 103.788 10.0 四川东部
5.0 2008/05/12 08:47:25 32.215 105.029 10.0 四川甘肃交界
4.9 2008/05/12 08:26:12 31.399 103.957 10.0 四川东部
5.2 2008/05/12 08:21:40 31.542 104.085 10.0 四川东部
5.2 2008/05/12 08:10:59 31.225 103.574 10.0 四川东部
5.4 2008/05/12 07:34:42 31.278 103.799 10.0 四川东部
5.7 2008/05/12 06:54:18 31.155 103.826 10.0 四川东部
6.0 2008/05/12 06:43:14 31.225 103.761 10.0 四川东部
7.9 2008/05/12 06:28:01 31.015 103.365 19.0 四川东部
（格林威治时间，西山注）

附：
再谈汶川地震的进一步分析
作者：愚人 于 2008-05-19 02:43:06
http://www.chinagonet.com/bbs/...

我想，再进一步分析不全是马后炮，至少对安定在一些靠近地震震中附近区域，而又没有大危险的居民来讲，也许有一定的安定作用。

据今天得到的地质科学院与国家地震局、四川地震局联合发布的分析，这次地震的强度为8.0级，烈度为１１，深度大概是１０公里到２０公里范围，成因是南亚板块和亚洲板块的挤压。对于深度，我以为还不能确切给出，如我上一篇帖子所说，还需要时间对震区附近区域构造的资料进行综合。至于成因，则和我一直以来的估计是一致的，即这次汶川大地震是深层板块（不是指深源地震那样的定义）挤压后的地质力的大释放，而不是能简单理解成局部断层之间错位造成的，虽然主震造成无数局部小板块的后续错位，包括最严重的龙门山构造里汶川到北川跷跷板式的大振动。（我称为“跷跷板”，是因为我特别注意到从震中映秀镇以西７公里到北川之间的直线段中点茂县的情况，茂县相对破坏不大，比远离这个直线段的许多县市的地震破坏小，这就仿佛像是一个跷跷板，跷跷板是映秀到北川的一个局部板块，它的中点是茂县，跷跷板运动的机制是，中点作为支撑点不动，或基本不动，跷跷板的两端则大幅运动，这就是映秀和北川这两点破坏极大，而茂县破坏不大的原因。）

进一步调查这次主震发生以后震区及其附近的破坏程度发现：成都平原距离其边缘山区较远处（大约二十公里以外）基本上没有大破坏，仅仅只是感觉震动强烈。地震破坏甚至包围成都平原几乎一圈，这个事实告诉我们：

成都平原下沉积了大量的减震物质，造成对邻近强震的阻尼作用。事实上，成都平原粘土层以下，大约有近千米厚度的鹅卵石沉寂，这个鹅卵石加沙土的层正是起到减缓地震破坏的有力坐垫。根据地史资料，成都平原是古代岷江到古上扬子海的入海口三角洲，岷江向这里倾放了大量的泥沙和石头沉积下来，就组成了这个今天的平原。由于青藏高原在第四纪时的大隆起，使得岷江从一个很高的海拔高度冲向低地，结果不像长江、黄河、珠江、黑龙江那样经过漫长的相对高度不大的流程在入海口处沉积，那种沉积把从高山带来的岩石进行长途磨损，使得被磨损后的岩石块体变成细沙，于是沉积的岩石基本是砂岩或者以后地质作用的变质岩。而古岷江的沉积是一个快速沉积，古岷江从山里出发，来不及把带下来的大块石头完全磨成细沙，结果沉积在成都平原粘土层下就有一层鹅卵石和沙土地结构，这就是成都平原下的一个基本特征，这个特征和唐山、邢台等地华北平原上的地下结构有本质的不同，由于这个本质的差异，造成了它们附近发生强震时不同的现象。

让我们再来深入分析一下这次地震的成因，如果我们确定了这次地震的成因在南亚板块对亚洲古陆板块的挤压冲击造成，则可以得到进一步的结果。我们知道，青藏高原隆起是最近一次造山运动，它的隆起也就是南亚板块对亚洲古陆板块的挤压结果，这个过程现在还在持续。这个挤压同时造就了青藏高原地下的新的板块，根据青藏高原形成的时间很近，这样的新板块应该很年轻，这样，我们可以猜测它的厚度相对于古陆板块，如亚洲和南亚板块不大，也就是说，它与下面的地幔接触的厚度不大。正是因为不大，我们可以从地震发生的深度断定这次主震是大板块挤压引起的，因为大板块的运动，必然是板块浮在疑为液态或者塑态的物质上，即地幔上，否则就不是大板块运动造成的这次主震，当然，主震诱发的余震则是小板块被下放大板块的挤压后造成的岩层错位，因而其深度一般比主震小。我们判断这次主震发生之所以是大板块运动的结果，就在于如今天官方公布的数据，地震破坏面达到１０万平方公里，也就是在一条长达１００公里（西山按：笔误，愚人在贴后更正为1000公里），宽达１００公里的带上。这么远的破坏是中国百年未见到的特殊现象，只能理解成较深度发生的地壳运动所造成，于是反过来也就达到大板块运动成因，然后分析得到只能是地幔与地层之间进行。

非但如此，我们还能得到许多额外结果。既然我们认定这次主震是由大板块引起的，这个大板块位于青藏高原与亚洲古陆板块接触点，这当然是最易引起地震的地段，这就是所谓康滇褶皱，它是青藏高原隆起以后挤压亚洲古陆的结果，也就是一条在青藏高原与中国东部地域之间的过渡缓冲带，这个带是无数在接触面的破裂面组成，也就成为统计意义下得到的康滇地震带。由于青藏高原形成年代的年轻，它和亚洲古陆板块之间在厚度上必然有差异，这个差异具体表现在它比较薄，而亚洲古陆则比较厚。在地震发生的地点附近，正好是这两个板块接触的地方，而成都平原，我认为，应该是古陆厚板块地区，结果地震的发生，相当于一块薄块去冲击厚板，情况仿佛一架小车去撞一架大车，由于惯性定律，大车自然损坏不大了。这也就是成都平原上的破坏很小的原因，因此我们可以有把握地断定，未来余震过程里，成都市区受到破坏几乎不可能。

这次地震虽然造成了严重的伤亡损失，但地震发生以后的现象和数据，有利于地质和地震工作者进一步揭示出震区附近，甚至更大范围内地下构造的资料，从而为将来地震预报甚或找矿提供更可靠的依据。