地震地質學

地震地質學

地震地質學運用地質學的理論和方法研究地震成因、地震活動規律的學科。它是地質學和固體地球物理學之間的一門邊緣學科。地震是重大自然災害之一,是現代地球運動的直接反映。地震地質學在地震預報、減輕地震災害及研究地球動力學方面有重要的現實意義及理論意義。地震地質學的研究內容主要有地震構造的研究、活動斷層與古地震研究、地震區劃、誘發地震和震害研究等幾個方面。地震地質學著重研究晚第四紀地殼運動,因而廣泛採用了遙感信息技術,包括經過各種技術處理的衛星照片和不同種類的航空照片。

發展簡史

地震地質學[中國的主要地震帶
20世紀初期人們已經注意到地震活動都集中於最近時期火山和構造活動強烈的地帶。1907年,美國的W.H.霍布斯提出地震構造線的概念。1911年,美國的H.F.里德根據對1906年舊金山大地震的研究提出了關於地震成因的“彈性回跳”假說,把地震的發生和斷層活動相聯繫。40年代至50年代,蘇聯的И.Е.古賓以地質、地球物理、地震以及其他定性與定量的資料綜合分析的地震構造法來分析地發生的過程與原因,並作為中長期地震預報與地震區劃的主要依據。

50年代中期,蘇聯的В·П·索洛年科首先使用地震地質學這一術語,並在用地質學方法發現與確定古地震方面做了開創性工作。60年代,美國的L.R.賽克斯運用板塊學說對板緣地震帶的地質背景作了有說服力的論證。美國R.E.華萊士首次提出用斷層長期平均滑動速率計算強震重複間隔的方法,並用於聖安德列斯斷層的地震危險性分析。1977年他又對盆地山脈省正斷層崖坡度與年齡關係作了定量分析,奠定了活動斷層研究的基礎。1978年美國K.E.西沿聖安德列斯斷層開挖了探槽,建立了6世紀以來的古地震事件年表。

內容

地震地質學的研究內容可歸納為 4個方面:

地震地質學地震引起山體滑坡
地震構造。主要研究地震活動的空間分布及其強度、頻度等特點與各種不同類型地質構造之間的關係。如一個地區的構造活動性、深部地質特徵、地貌發育特徵、地殼形變特徵等與該區地震活動之間的定性和定量關係。並依此劃分發震構造與非發震構造。

②活動斷層與古地震。查明活動斷層上全新世以來的古地震事件,以及活動斷層活動的性質、方式和速率,以判斷斷層的強震重複間隔及今後地震危險性。

③地震區劃。包括建立正確的地震區劃的原則與方法,潛在

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震源區的預測與劃分,地震影響場的研究,地震危險性分析等多方面的課題。其中,關鍵性的潛在震源區劃分很大程度上依賴於地震地質研究的深入程度。

誘發地震與震害地質研究。水庫地震是誘發地震的主要類型,其形成與發生已被證實與水庫的地質構造條件有關。地震災害在不同的地質地貌條件下有相當大的差異,對震害地質與誘發地震的研究對於工程防震、抗震和地震小區劃都有重要價值。

研究

地震災害對於人類社會來說,實在是太可怕了,人類對地震的研究始於對它的恐懼。人們研究地震災害通過以下幾個方面進行。

地震調查直接對地震區域各種地震現象進行調查、分析、研究和評估。這是了解掌握地震發生全過程必不可少的

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重要環節,特別是震中及極震區的調查。調查是綜合性的,目的有判斷地震的性質、成因,為了防震、抗震或地震的預報。

地震區劃
按一定標準劃出各個地震活動帶的活動情況和危險程度。地震區劃方法各異、通常以地震的地理分布、次數和強度為依據、即以統計的方法劃分地震帶。還可以用地震地質的方法,也就是根據地震地質條件結合統計結果,進行地震的地區劃分。也有根據地震能量和頻度分布情況來劃分的。

地震預防專門研究地震對建築物,人造結構的影響和破壞規律。為了尋求最科學最合理的抗震設計,在地震發生時不致於受到嚴重破壞,是地震作用條件下的結構動力學及結構材料力學問題。

地震預報地震學研究的一個極為重要的目標就是儘可能準確的預報地震。為地震預報提供依據的方法和手段很多,有的是尋找與地震內在因素有關的現象和數據,如地形變、地應力、能量積累、斷層移動、大地構造因素等等;有的是尋找與地震發生的外部因素有關的現象和數據,如氣象條件、天文情況等等;有的則是依據地震前的許多前兆現象來預報。

地震控制這還是地震學研究的一個相當遙遠的目標。用各種方法,改變地震發生的地點,改變發震的時間,改變地震釋放能量的過程,化大為小,化整為零,減少地震的破壞和損失。

地震物理地震的發生過程基本上是一種物理過程。可以作為一種物理現象來研究,有以下幾個方面:
a.地震波理論
研究地震波在地球表面和內部的傳播過程,傳播規律能量的傳遞過程。
b.地震機制
研究地震的成因,震源附近地區應力和應變情況,地震發生的力學過程。
c.地震現象的固體物理學
由地震發生過程中得到的全球性的各種數據,推斷地球內部物質的物理性質,如溫度、壓力、密度、剛性、彈性模量隨深度大小的變化規律,以及在特殊條件下地球深處高溫高壓下固體介質的各種特性和變化規律。
d.地震信息
地球的地殼、大洋、地殼內的地幔、地核都能傳遞地震信息,研究地震信息在地球本身傳遞的規律,有助於研究地球內部及地殼的構造。

(2)套用
利用地震學的基本原理探測地下資源,找油、找氣、找礦物,這就是地震勘探。還可以利用地震資料研究地球內部的構造及地殼構造。地震也給出地質活動的信息,有助於地質學的研究。研究地震發生的地質條件,由地質條件及地質活動的情報對地震作出估計和準確的預報是地震地質的重要目標

研究方法

地震地質學地震現場
地震地質學的研究方法從根本上來說仍然是地質學的類比方法,但由於地震地質學研究對象的特殊性以及現代化技術的發展,也採用許多特殊的研究方法、手段和技術。地震地質學著重研究晚第四紀地殼運動,因而廣泛採用了遙感信息技術,包括野外地震地質調查中使用的經過各種技術處理的衛星照片和不同種類的航空照片。大範圍系統的專題製圖和大比例尺地貌填圖,活動斷層幾何學與運動學特徵的實測圖件的測制越來越成為重要手段。在研究古地震狀況時,對確認為有地震危險性的活動斷層廣泛採用了開挖探槽的方法。

各種大地測量法常用於觀測與地震活動直接相關的現代地殼變動,其中除常規的水準複測和三角測量外,還廣泛採用了跨活動斷層的流動觀測及固定點連續觀測。近年來,一些國家還使用人造衛星雷射測距、超長基線測量(VLBI)和全球定位系統 (GPS)來了解地殼各大塊體及大斷裂的運動狀況。地震地質工作中也往往使用地球物理探測手段。尤其是採用淺層地球物理勘探了解活動斷裂的特徵,如淺層地震、地震雷達等。實驗室途徑也是地震地質研究中不可缺少的手段。地質年代測定技術,如碳-14法鉀-氬法熱釋光法等在地震研究中被廣泛套用來確定古地震年代及斷層滑動速率。斷層岩的顯微構造研究是地震地質學近年來發展很快的一個方面,可望提供多方面的斷層活動信息。數理模擬在研究地震構造及地震區劃中常被使用。

展望

為了預測和減輕地震災害,做好地震烈度區劃,探索包括中長期預報在內的地震預報,除了繼續深入研究強震區表層構造特徵外,還要加強對深部構造,包括多震層、震源構造、深部與表層構造關係等問題的研究,加強地球動力學,特別是現代地殼運動和應力場狀態與地震活動關係的研究,了解地震發生的過程與機制。

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