專家詳解四川汶川特大地震的特征與成因
新華網(wǎng)北京6月26日電（記者張景勇 鄒聲文 周婷玉）5月12日四川汶川發(fā)生8級強(qiáng)烈地震，造成了極其巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。這場特大地震具有哪些特征？地表破裂帶在哪里？大區(qū)域地表如何變形？地震的根本原因是什么？
就這些社會關(guān)注的問題，中國地震局地質(zhì)研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構(gòu)造研究組組長張培震26日向全國人大常委會組成人員作了詳細(xì)講解。
強(qiáng)震能量傳遍整個地球 形成長達(dá)300公里的余震帶
據(jù)張培震介紹，中國地震臺網(wǎng)測定“5·12”汶川大地震的震級為8級，震源深度約為14公里，地震主要能量的釋放是在一分多鐘內(nèi)完成的。
到目前為止，已發(fā)生余震1．3萬余次，并且還會持續(xù)相當(dāng)長的一段時間，其中最大強(qiáng)余震震級達(dá)6．4級。這些余震主要分布在從映秀鎮(zhèn)到青川縣的龍門山斷裂帶的中北段，形成長達(dá)300公里的余震帶。
這次地震釋放出巨大的能量以地震彈性波的形式傳遍中國大陸乃至整個地球，地震波引起強(qiáng)烈地面震動造成大量房屋倒塌和近7萬人的死亡。地震還引發(fā)數(shù)以萬計的山崩、滑坡、塌方、泥石流等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害，毀壞了交通、通信等生命線系統(tǒng)，還形成眾多的堰塞湖，對下游人民群眾帶來極大威脅。這次地震是新中國成立以來發(fā)生的破壞性最為嚴(yán)重的地震。
地震形成長300公里、深30公里的大斷裂 最大垂直和水平錯距分別達(dá)5米和4．8米
張培震說，地震發(fā)生后，中國地震局迅速組織了500多人的隊伍對地震災(zāi)害損失進(jìn)行評估和地震地質(zhì)進(jìn)行考察?？疾旖Y(jié)果顯示，這次地震是龍門山斷裂帶內(nèi)映秀—北川斷裂活動的結(jié)果。
在地震發(fā)生的短短一分多鐘時間內(nèi)，地殼深部的巖石中形成了一條長約300公里、深達(dá)30公里的大斷裂，其中的200余公里出露地表，形成沿映秀—北川斷裂分布的地表破裂帶。該帶從映秀鎮(zhèn)以南開始向東北方向延伸，經(jīng)北川縣，過平通鎮(zhèn)和南壩鎮(zhèn)，終止在青川縣的石坎鄉(xiāng)附近。另外，龍門山與成都平原交界的都江堰—江油斷裂也發(fā)生了60多公里的破裂。
地震地表破裂帶延伸方向是從西南到東北，斷裂面向西北方向傾斜，相對于四川盆地，龍門山沿這條地表破裂帶既有向上的運(yùn)動，又有向東北方向的運(yùn)動，其最大垂直錯距和水平錯距分別達(dá)到5米和4．8米，沿整個破裂帶的平均錯距可達(dá)2米左右。在地表破裂帶經(jīng)過之處，所有的山脊水系和人類建筑均被錯斷毀壞，并形成大量的滑坡、山崩、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，與之相對應(yīng)的地表均是震災(zāi)最嚴(yán)重的地方。
張培震表示，由于地震的能量主要沿斷裂釋放，造成地震破壞在垂直于斷裂的方向上衰減很快，所以這次地震對成都平原沒有造成太大的破壞。
因破裂起始點(diǎn)在汶川 地震因此命名為“汶川大地震”
張培震表示，這次地震的破裂起始點(diǎn)在地面的投影對應(yīng)著汶川縣，所以被稱為“5·12”汶川大地震。
通過地震波反演獲得的沿地震斷裂面的位移分布表明，破裂帶南段的映秀鎮(zhèn)和中北段的擂鼓鎮(zhèn)—北川縣城一帶的位移量最大，地表地震地質(zhì)調(diào)查證實(shí)了這一點(diǎn)，這兩個地段可能是能量釋放最集中的地方，地震災(zāi)害也最嚴(yán)重。
四大原因?qū)е卤贝h城遭到毀滅性破壞
張培震說，這次地震破壞嚴(yán)重的地方無一例外地都坐落在斷裂帶上。
他特地分析指出，北川縣城遭到毀滅性破壞的原因有四條：映秀—北川發(fā)震斷裂從整個縣城通過；縣城附近的地震破裂位移量大，地震在這里釋放的能量也大；縣城坐落在河灘松散堆積物之上，場地效應(yīng)和地基失效使破壞加劇；大量的山體滑坡和巖石崩塌使得災(zāi)害雪上加霜。
全球定位系統(tǒng)觀測顯示：地震引起大區(qū)域地表變形
張培震指出，這次地震還引起了大區(qū)域的地表變形。震后的全球定位系統(tǒng)ＧＰＳ觀測表明，龍門山和四川盆地除了在水平方向上發(fā)生大幅度的相向運(yùn)動外，龍門山大幅度上升，其幅度正在測算過程中。
四川盆地相對下降，下降幅度在沿龍門山前的安縣、都江堰一帶最大，達(dá)30—60厘米，向東迅速變小，到重慶一帶反而表現(xiàn)出數(shù)毫米的上升現(xiàn)象，但誤差較大。
這種大尺度的地表變形圖像是地震引起的彈性暫態(tài)形變，隨著時間的推移會逐漸停息，恢復(fù)到原來的穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)。
強(qiáng)震最根本動力來源：青藏高原和華南地塊之間相對運(yùn)動在斷裂帶上產(chǎn)生能量積累和釋放
張培震說，汶川地震發(fā)生在四川龍門山逆沖推覆斷裂帶上。該斷裂帶是青藏高原和華南地塊的邊界構(gòu)造帶，經(jīng)歷了長期的地質(zhì)演化，具有十分復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和演化歷史。
他指出，龍門山斷裂帶由三條具有發(fā)生強(qiáng)烈地震能力的主干斷裂所組成：西邊一條叫龍門山后山斷裂（或汶川—茂縣斷裂），大體上沿汶川到茂縣的高深峽谷延伸，這次地震時沒有發(fā)生破裂，但滑坡等地質(zhì)災(zāi)害十分嚴(yán)重；中間的一條叫龍門山主中央斷裂（或映秀—北川斷裂），沿映秀—北川—平通—南壩展布，連續(xù)性較好，這次8級地震破裂主要發(fā)生在這條斷裂上；東邊的一條叫龍門山前山斷裂（或灌縣—江油斷裂），沿龍門山與成都平原交界處分布，這次地震形成了60多公里長的地表破裂。上述三條斷裂在垂直剖面上呈疊瓦狀向四川盆地內(nèi)逆沖推覆，斷裂傾角在接近地表處較高（50—60度），隨深度向下逐漸變緩，大概到地下20多公里深處，三條斷裂收斂合并成一條剪切帶，成為青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制構(gòu)造。強(qiáng)烈的相對運(yùn)動導(dǎo)致了龍門山與四川盆地的高差十分巨大，在不到60公里的范圍內(nèi)，從海拔約600米迅速上升到4000—5000米，形成巨大的地貌臺階，是中國大陸地形最陡峭的地方。
張培震指出，這次巨大地震的最根本動力來源還是青藏高原和華南地塊之間相對運(yùn)動在斷裂帶上產(chǎn)生的能量積累和釋放。印度大陸向北推擠，形成了“世界屋脊”青藏高原，其平均海拔高度超過5000米，地下的地殼厚度達(dá)60—70公里，比四川盆地厚40公里的地殼多出20—30公里。在這種狀態(tài)下，青藏高原不可能再向上升高和向下增厚，高原內(nèi)部的地殼物質(zhì)只能向東和向北擴(kuò)展，導(dǎo)致高原在這兩個方向上的增生。由于強(qiáng)硬四川盆地的阻擋，在青藏高原東部與四川盆地交界地帶就形成了南起瀘定和天全，北達(dá)廣元和陜西勉縣、長近500公里、寬40—50公里、北東走向的龍門山脈。構(gòu)成龍門山山脈的重要巖石單元是古老的雜巖體，這種巖石抵抗破壞和斷裂的強(qiáng)度特別大，能夠積累很大的能量在瞬間釋放形成強(qiáng)烈地震。
龍門山斷裂帶8級強(qiáng)震的復(fù)發(fā)間隔估計在3000—5000年以上
張培震說，震前的ＧＰＳ觀測表明，整個龍門山推覆斷裂帶的構(gòu)造變形速率很小，只有每年3－4毫米，每條斷裂上的滑動速率只有平均1－2毫米，地震地質(zhì)研究得到的萬年時間尺度的斷裂滑動速率也證實(shí)了這一量值。但是，從若爾蓋草原向西的整個青藏高原東部向東和向北的運(yùn)動速率都很大，到龍門山的突然變慢說明應(yīng)變和能量在龍門山發(fā)生積累。另外，龍門山斷裂在地殼上部傾角很陡，到20公里以下才變緩，這種結(jié)構(gòu)也有利于能量的高度積累，形成如此巨大的8級強(qiáng)震。
龍門山斷裂帶滑動速率的緩慢還導(dǎo)致強(qiáng)震復(fù)發(fā)周期的加長，估計龍門山斷裂帶8級強(qiáng)震的復(fù)發(fā)間隔至少在3000—5000年以上，這就是為什么在幾千年的歷史記錄中龍門山斷裂帶上沒有發(fā)生過強(qiáng)震的原因。
汶川8級地震是值得重視和深入研究的新地震類型
張培震表示，5月12日突然爆發(fā)的汶川8級地震是一次低速率、長周期和高強(qiáng)度的巨大地震。這次地震的特點(diǎn)是能量積累慢、復(fù)發(fā)周期長、影響范圍大、破壞強(qiáng)度高、次生災(zāi)害重。
他說，由于這種地震發(fā)生在大陸內(nèi)部，對人類社會的破壞性極強(qiáng)，并且難以預(yù)測，是一種值得重視和深入研究的新的地震類型。
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