地球無限動(dòng)

巖石的風(fēng)化、剝蝕、彎曲變形；山體的抬升、盆地的下沉；板塊間的碰撞、俯沖等相對運(yùn)動(dòng)都是地殼運(yùn)動(dòng)的證據(jù)。但這些變動(dòng)過程比較緩慢，持續(xù)時(shí)間達(dá)幾千年、上萬年，甚至更長，不易被人類所察覺，這被稱之為地殼運(yùn)動(dòng)的漸變形式。最能明確表現(xiàn)地球仍在激烈活動(dòng)的莫過于地震和火山。地震是一種很普通的自然現(xiàn)象，它是地下巖石發(fā)生破裂而釋放彈性波并傳到地表所引起的振動(dòng)。地球上天天都有地震發(fā)生。據(jù)觀測統(tǒng)計(jì)，一年約有500萬次，當(dāng)然，其中約99%的地震震級都很小很小，只有用靈敏的儀器才能測到，剩下的1%約5萬次，才是人可以感覺得到的。其中6級以上強(qiáng)震每年平均發(fā)生100-200次，7級以上大震平均每年18次，達(dá)到8級的巨大地震平均每年1到2次。

全球地震可分為海洋地震和大陸地震兩大類。海洋地震占地震總數(shù)的85%，大陸地震只占15%。我國是大陸地震最多的國家，占全球大陸地震的三分之一左右。而且我國大陸地區(qū)的地震活動(dòng)有頻度高、強(qiáng)度大、分布廣、震源淺的特點(diǎn)。再加上我國人口稠密、建筑物抗震能力較低，因此我國的地震災(zāi)害可謂全球之最。

上世紀(jì)60年代末，科學(xué)家提出的板塊構(gòu)造假說把全球的巖石圈（地殼加上一部分上地幔，厚度約100多公里）劃分成六大板塊：太平洋板塊、歐亞板塊、非洲板塊、澳大利亞-印度板塊、美洲板塊（可分為北美和南美板塊）、南極板塊。后來在此基礎(chǔ)上又劃分出一些小板塊，如菲律賓海板塊、納斯卡板塊、柯柯斯板塊等。這些板塊由于地幔對流的推動(dòng)，不停地在做球面運(yùn)動(dòng)，由于有些板塊之間互相碰撞，有的板塊又會(huì)斜插到另外一個(gè)板塊之下，于是使得這個(gè)地球很不消停。

我國東面的太平洋就是一個(gè)完整的大板塊（除了洋中脊之外），稱為太平洋板塊，它是一個(gè)強(qiáng)度和剛性都很大的洋殼板塊，其內(nèi)部基本上沒有地震。而太平洋板塊與相鄰的歐亞板塊、北美南美板塊等接觸的邊界，則是全球最大的地震、火山帶（也稱作環(huán)太平洋地震帶）。太平洋板塊的西半部邊界主要是一系列弧形海島，與島弧伴生的是深10公里左右的海溝。從最北邊的阿留申?。ê仙?855米）向西南到千島弧（10542米）、日本島?。?0680米）和琉球?。?790米）。在菲律賓海板塊的東側(cè)是馬利亞納海溝（11034米）。最南邊有湯加海溝（10882米）和克馬德克海溝（10047米）。

與我國有關(guān)的板塊主要有三個(gè)：太平洋板塊、菲律賓海板塊和印度板塊（屬澳大利亞-印度板塊）。

禍起印度板塊

中國周邊的三大板塊對中國大陸的地貌格局、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地震分布的影響是有差別的。太平洋板塊與亞洲大陸的接觸邊界是板塊的消減帶，大洋板塊以某一角度“斜插”探入大陸板塊之下，其水平分力不如碰撞邊界大。另外這些接觸邊界離開中國大陸有一定距離，因此它的影響相對較小。菲律賓海板塊在臺(tái)灣以“碰撞”形式與中國大陸接觸，由于接觸邊界只有200公里長，應(yīng)力會(huì)向接觸邊的兩端和前進(jìn)方向迅速衰減，所以它只影響到福建沿海，對華南和華北不產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。只有印度板塊以每年5厘米的速度向北“推擠”的形式，能夠強(qiáng)烈影響到中國西部乃至華北的地貌形態(tài)和地震分布。

印度板塊與中國大陸的碰撞邊界由一個(gè)向南突出的大弧形線（青藏高原南界）及其兩端各一個(gè)向北突出的小弧形線組成。西部的小弧形邊界位于帕米爾附近，東部的小弧形邊界位于印度的阿薩姆邦附近（有人稱之為阿薩姆楔體）。根據(jù)多種資料分析，中間一段邊界上受到的作用力相對要小一些，東西兩個(gè)小弧形邊界上受到的作用力要大很多。正是由于這兩個(gè)楔體的強(qiáng)大作用，才造成了圖2中兩個(gè)地震頻度和強(qiáng)度最大的區(qū)域（藍(lán)色橢圓線包圍的地方）。帕米爾楔體強(qiáng)烈影響了中國新疆以及阿富汗、哈薩克斯坦、俄羅斯和蒙古，僅新疆一地8級地震就發(fā)生過3次。阿薩姆楔體則強(qiáng)烈影響了云南、四川、青海、甘肅、陜西直至華北，在此影響區(qū)內(nèi)發(fā)生的大于等于8級的地震有5、6次之多，其中包括了最近發(fā)生的汶川8級地震。

大地震帶分布

大地震的發(fā)生至少需要兩個(gè)條件。一是要有強(qiáng)大的應(yīng)力積累，二是應(yīng)力作用的對象（地質(zhì)介質(zhì)）需要具有很大的強(qiáng)度。全球兩大地震帶就位于巖石圈板塊的接觸邊界，因?yàn)檫@里不僅應(yīng)力很大，巖石的強(qiáng)度也很大。在大陸板塊內(nèi)部距離板塊邊界較近的地方應(yīng)力也比較大，而且應(yīng)力還可以隨時(shí)間不斷積累。符合第二個(gè)條件的是一些古老地塊如塔里木地塊、準(zhǔn)噶爾地塊，華北地臺(tái)的阿拉善地塊、鄂爾多斯地塊，華南地臺(tái)的四川地塊等（圖2中綠色虛線所示）。我們可以把這些地塊看作為剛性地塊，在剛性地塊的內(nèi)部一般來說是不會(huì)發(fā)生大地震的。比如塔里木地塊和鄂爾多斯地塊內(nèi)部就沒有發(fā)生過7級地震。大地震通常發(fā)生在兩個(gè)剛性地塊的接觸邊界部位（如華北），或者發(fā)生在剛性塊體邊界幾何形狀突出的邊緣部位。

因此，在大陸板塊內(nèi)部尋找剛性地塊并確定其邊界形狀的細(xì)節(jié)輪廓對于預(yù)測未來大地震的位置是至關(guān)重要的。

有了以上的分析，我們似乎可以對中國周邊的三個(gè)板塊說點(diǎn)看法了。

印度板塊對亞洲大陸的碰撞作用，從細(xì)節(jié)上說擠壓力大小是不均勻的。東西兩個(gè)楔體的部位，外力強(qiáng)度大，因此能影響到新疆和華北地區(qū)。青藏南界的大弧形段，板塊邊界力分布較均勻，但強(qiáng)度要小一些。

塔里木、準(zhǔn)噶爾和吐魯番是剛性地塊，在南北向強(qiáng)烈擠壓作用下，塊體之間的地層褶皺成山（如天山），同時(shí)，山體逆沖到剛性塊之上，塊體被迫下沉成為盆地。

新疆的大地震發(fā)生在剛性塊體邊界，估計(jì)是剛性塊之間的摩擦或剛性塊邊緣部位的破裂造成的。

華北地區(qū)的大地震也發(fā)生在小剛性塊體（阿拉善、鄂爾多斯等）的邊界部位。雖然有4個(gè)8級地震剛好在盆地內(nèi)，但盆地只是地殼淺部的地貌單元類型，真正的構(gòu)造部位還是剛性塊體的邊界。

菲律賓板塊除了在臺(tái)灣碰撞外，還在琉球海溝處俯沖。由于海溝地方的深度有將近10公里，如果忽略水體的話，這里是一個(gè)臨空面，對亞洲大陸不具備約束條件，在重力作用下，處于高位的大陸必定要向處于低位的海洋移動(dòng)。這就是北京（包括華北）正在向海洋漂移的原因。中國東部長江以北的海岸線偏向陸地也是由于伸展環(huán)境使陸地下沉導(dǎo)致海進(jìn)。

菲律賓板塊在臺(tái)灣的碰撞造成臺(tái)灣地震強(qiáng)度和頻度都引人注目，同時(shí)還影響到福建沿海。但是由于臺(tái)灣碰撞邊界長度僅有200公里，這樣的受力方式使應(yīng)力向西衰減很快，過了福建省已是強(qiáng)弩之末了。

總而言之，中國的地震分布雖然廣泛，似乎到處都會(huì)發(fā)生地震，但是大地震絕不會(huì)到處開花，大地震的發(fā)生地點(diǎn)是有一定規(guī)律的。

5·12地震大推演

汶川為什么會(huì)發(fā)生如此巨大的地震，上文說到印度板塊的阿薩姆楔體強(qiáng)烈推擠華南地塊西部的云南、四川地區(qū)，為了進(jìn)一步說明這個(gè)原因，我們來分析在印度板塊的推擠下中國川滇青藏塊體是如何變形的。

圖3簡要畫出了川滇青藏地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)情況?？梢悦黠@的看出各地塊在印度板塊的強(qiáng)烈擠壓下不同程度的壓扁。地塊1和地塊2還是比較均勻的東西向長條，地塊3西部較寬，往東變窄且方向往南偏轉(zhuǎn)，形成非常明顯的凸向東北方向的一個(gè)大弧。地塊4的變形類似于地塊3。從中我們不難看出阿薩姆楔體的擠壓使地層壓扁，幾條塊體邊界線被擠成一束狀長條。三江（怒江、瀾滄江、金沙江）并流的奇觀就出現(xiàn)在這里。根據(jù)地塊變形后的形狀還可以推測地塊的軟硬（強(qiáng)度），可以想象地塊3和地塊4是相對比較軟的。

地塊5就是汶川所在的松潘－甘孜地塊。它和其他地塊都不一樣，它變形后的形狀像個(gè)等腰三角形，底邊沿龍門山斷裂帶（圖3②）并從康定向西南延伸到云南大理附近。在地塊5內(nèi)部有一條著名的鮮水河走滑斷裂（圖3①）。在東經(jīng)95度以西，松潘－甘孜地塊和其他地塊的變形類似，都是南北方向壓縮成為東西走向的條狀塊，但在東經(jīng)95度以東部分，松潘－甘孜地塊和其他塊體有很大差別。似乎說明這個(gè)地塊與其他地塊相比要堅(jiān)硬一些。

四川盆地的西部邊界大致從廣元沿西南方向經(jīng)劍閣、綿陽、都江堰到寶興，然后折向北西方向到宜賓附近。但四川剛性地塊的西部邊界不太確切，至少要向西擴(kuò)展到茂縣、汶川和康定一帶。

印度板塊的阿薩姆楔體在向北推擠過程中可能會(huì)受到四川剛性地塊的阻擋，由于四川地塊很強(qiáng)硬，發(fā)生破裂很難。當(dāng)應(yīng)力還沒有積累到發(fā)生8級大震的一段時(shí)間里，可能會(huì)選擇在抵抗稍微薄弱的地方突破。松潘－甘孜地塊中的鮮水河斷裂可能是釋放部分能量的最好地點(diǎn)。鮮水河斷裂連同南面的安寧河斷裂、則木河斷裂和紅河斷裂共同構(gòu)成了所謂的“川滇菱形塊體”的北東邊界，該塊體的西南邊界是紅河斷裂帶。印度板塊強(qiáng)烈擠壓這個(gè)菱形塊體的北端，迫使它整體向南東方向移動(dòng)。這好比一個(gè)剛硬物體夾在兩側(cè)的柔軟物質(zhì)中，當(dāng)軟硬相間的整體受到橫向的強(qiáng)烈擠壓時(shí)，硬塊會(huì)向縱線方向移動(dòng)。

川滇菱形塊體向南東移動(dòng)時(shí)，鮮水河斷裂恰好處于菱形地塊和另一半松潘－甘孜地塊的接觸邊界，必定會(huì)發(fā)生地震。圖4中標(biāo)出了該斷裂帶上發(fā)生過的5個(gè)7級以上地震的震中位置。龍門山斷裂帶附近歷史上也發(fā)生過多次7級以上地震。如1933年8月25日在茂縣以北的疊溪發(fā)生了7.5級地震，1976年8月16日和23日松潘、平武之間相繼發(fā)生了兩個(gè)7.2級地震。

經(jīng)過歷史上這些7級地震和更多6級地震的能量釋放，短期內(nèi)斷裂帶已無能力分擔(dān)阿薩姆楔體向北的推擠力了，于是四川地塊只能孤軍奮戰(zhàn)。就好像四個(gè)人一起抬轎子，其中一個(gè)人倒下，那么轎子的重量就由剩下的三人承擔(dān)，每個(gè)人分擔(dān)的重量就多了，對這三人而言也就相當(dāng)于應(yīng)力積累增加了。于是汶川8級特大地震就爆發(fā)了。

這次汶川地震造成的次生地質(zhì)災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重，特別是崩塌、滑坡、泥石流在震區(qū)極為普遍，由此形成的堰塞湖達(dá)35個(gè)之多，這也是很罕見的。究其原因，除了8級特大地震的巨大能量釋放之外，震區(qū)地質(zhì)條件差也是值得注意的。山高坡陡已是抗震的不利條件，而且組成山體的巖石特別疏松。岷江流經(jīng)的大部分地區(qū)露出的是地質(zhì)上所謂的志留紀(jì)時(shí)代沉積的巖石，在茂汶地區(qū)這套巖石稱為茂縣群，主要由板巖、千枚巖夾少量石灰?guī)r組成。板巖和千枚巖是由沉積巖中的頁巖經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)而形成的。根據(jù)變質(zhì)程度由淺到深，頁巖可以依次變?yōu)榘鍘r、千枚巖、片巖和片麻巖。板巖顧名思義像薄板，農(nóng)村有些地方蓋房子用板巖當(dāng)屋頂。千枚巖也是薄片狀的，表面發(fā)絹絲光澤，這種光澤是由組成千枚巖的鱗片狀礦物如絹云母顯示的。光是云母和鱗片狀這兩個(gè)詞就不難想象這種巖石質(zhì)地不堅(jiān)硬，容易碎裂，地震的劇烈震動(dòng)極易造成崩塌和滑坡。

預(yù)測還是預(yù)防？

我國對1975年遼寧海城7.3級地震的成功預(yù)報(bào)，曾經(jīng)讓世界地震界為之一振。然而，上世紀(jì)80年代末以來，世界幾大著名地震毫無預(yù)報(bào)地頻頻發(fā)生，卻一次次否定了因海城成功預(yù)報(bào)而來的樂觀。在地震震級越大烈度越大的同時(shí)，人們對大地震預(yù)測的質(zhì)疑也在同比增大。

海城地震屬于“前兆異常”非常明顯（尤其是小震密集）的典型地震，我國對這種類型的地震進(jìn)行預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)相對豐富。但是，更多其他類型的地震具備相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性和無對比性，要對它們進(jìn)行適時(shí)和臨震預(yù)報(bào)的難度仍非常大。那么，對于那些震前異常較少的地震該怎么辦呢，我們又可以做些什么？

一方面需要繼續(xù)深入探討大地震的規(guī)律，要真正弄清楚大地震發(fā)生的地點(diǎn)。為此，搞清地下深處地質(zhì)構(gòu)造的細(xì)節(jié)是至關(guān)重要的，因?yàn)椴荒苌钊氲降叵乱恢笔亲璧K地震預(yù)測的最大局限。另一方面，建筑物要符合抗震要求和保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。汶川地震中許多中小學(xué)的教學(xué)樓整體坍塌，而它旁邊有些辦公樓卻基本完好，是單純因?yàn)榻虒W(xué)樓的跨度大這樣的建筑因素，還是其中也包含了質(zhì)量問題呢？我們從中能夠獲得警示的是，建筑物并不僅僅是一堆沒有生命的樓板，在地震發(fā)生的時(shí)候，它應(yīng)該在一定程度上成為我們生命的保護(hù)傘。日本把中小學(xué)建成學(xué)生的地震避難場所，這一點(diǎn)是值得我們借鑒的。