杜石磊 王 寧 王生文

地震預報與跨斷層位移測量研究

杜石磊 王 寧 王生文

地震作為一種地殼運動與人們的生活息息相關，現(xiàn)階段人們對地震能否預報普遍存在爭議，但地震發(fā)生前的一些前兆異常還是經(jīng)常出現(xiàn)在地震的形成過程當中。我國的地震預報工作面臨著復雜地質(zhì)構造，地震地質(zhì)工作基礎仍然薄弱，中長期的地震預報工作需要加強，中短期的預報銜接不足，對于大地震的防范意識還不足。當前關于活動斷裂的方式、地震復發(fā)規(guī)律及概率預測，國內(nèi)外都提出了很多理論模型，促進和完善了地震預報發(fā)展。本文以實際地震案例為例，結合地震預報的困難，分析了跨斷層測量在地震預報中的應用。

地震預報的困難

現(xiàn)實情況說明，地震預報是一個全球性的難題。當前，阻礙地震預報的主要因素是地球本身是一個復雜的系統(tǒng)，地球內(nèi)部的活動頻繁，而且往往處于非線性的發(fā)展過程當中。一般情況，地震常常發(fā)生在距地表10～20Km處及以下，這個深度遠遠超過人類能夠通過儀器設備探測到的深度。目前的技術手段只允許我們在地表及地表淺層通過零星分布的地震臺網(wǎng)進行觀測，利用這些原本就沒有深度的信息去分析地震的發(fā)生，顯然是不能滿足要求的。 與此同時，發(fā)生在陸地的地震具有小概率性，通過這些零星的資料分析地殼變化規(guī)律、地震孕育模式規(guī)律都是不科學的。所以當前對于地震的預測都是基于對地震的演化、孕育和發(fā)生規(guī)律都不知曉的情況下進行的，這在很大程度上制約了地震預報水平的發(fā)展。從地震發(fā)生的情況來看，地震預報的困難主要集中在以下幾個方面:一是地震發(fā)生的隨機性和自組織性，地震發(fā)生的影響因素多，其涉及復雜的地球運動，預報困難大。二是由于科學水平的原因，人們還無法在地殼深處直接觀察地震發(fā)生的實際過程，比如，關于地震的成因是因為地下巖石應力達到了巖石強度時發(fā)生的，我們只需要觀察巖石硬度與應力的變化便可預報地震，實際情況是我們無法觀察硬度與應力。三是陸地大震發(fā)生的孕育實時長，一般百年一遇或千年一遇，在一個地區(qū)難以進行長時間的重復試驗，也不能觀測地震發(fā)生的全過程。四是地球本身構造多樣，巖石圈不均一，地質(zhì)構造在不同的地點存在不同，比如，在一個發(fā)生地震之前的地方觀察到大地電場和磁場的變化，但并不適用其他地方，有的地方由于巖石組成，壓電壓磁效應顯著，比如花崗巖，而有的地方壓電壓磁效應不顯著，如玄武巖或沉積巖。五是地震預報靠的是前兆，但前兆多樣，有不明確性，使人難以判斷。并且，有的前兆并非是經(jīng)驗的累積，而頂多是強相關現(xiàn)象。

斷層位移測量法

斷層位移測量法是由李四光教授提出的，強調(diào)地震就是巖石受到力的作用，當力達到一定臨界程度時，巖石便發(fā)生斷裂產(chǎn)生震動。地震作為地殼運動的形式，反映了地殼的階段運動。它結合了地質(zhì)學和大地測量學，對斷裂進行觀測 ，對以萬年為單位的斷層活動進行微觀觀測，了解地震發(fā)展過程中斷層的時空活動特征，推測該地的巖石受力狀態(tài)，預測可能發(fā)生的地震。

以大灰廠斷層位移測點為例，分別從斷裂的結構和特征以及相關資料對華北地區(qū)的不同時期的斷層活動進行分析。通過現(xiàn)場觀測采樣發(fā)現(xiàn)，斷層破碎帶中多條錯斷面形狀各異。在新生代以來活動頻繁，發(fā)生在中更新世以前、中更新世（Q2）、上更新世（Q3）以及全新世（Q4）。從特征上來看，不同時期斷層的活動方式也不一樣。

a主斷面

此斷面呈上窄下寬的條帶，依次為4cm，6cm，20cm。整個斷面向上呈分叉結構。通過觀察發(fā)現(xiàn)，斷面上的結構以桔皮狀為主，表明斷層有過蠕動摩擦。

b斷面

該斷面的位置在主斷面下盤，整個巖性細膩，比較柔滑，碎礫表面主要是苔蘚狀結構和蟲蛀狀結構，活動時期為全新世（Q4）。

c斷面

有褐綠色斷層泥組成，厚達3cm。根據(jù)石英碎礫微觀形貌觀察，此斷面有三次活動軌跡，中更新世之前，中更新世，晚更新世。

d斷面

有灰紫色糜稜巖組成，厚達4cm，根據(jù)斷層泥石英碎礫表面形貌觀察，活動時期在中更新世之前。

e斷面

通過觀察發(fā)現(xiàn)，其活動時間是晚更新世。

以上觀測結構表明，大灰廠斷層至少有過4次活動，每次活動不相同。反映斷層在強應力的作用下發(fā)生或運動。相關資料也表明，跨斷層極限、水準曲線反映的斷層與地震活動有相關性。證實斷層位移測量能反映地震孕育的異常信息，可以作為地震活動的依據(jù)。

小結

地震作為一種地殼運動與人們的生活息息相關，現(xiàn)階段人們對地震能否預報普遍存在爭議，但地震發(fā)生前的一些前兆異常還是經(jīng)常出現(xiàn)在地震的形成過程當中。我國的地震預報工作面臨著復雜地質(zhì)構造，地震地質(zhì)工作基礎仍然薄弱，中長期的地震預報工作需要加強，中短期的預報銜接不足，對于大地震的防范意識還不足?？鐢鄬游灰茰y量可以反映地震孕育的異常信息，可以作為地震活動的依據(jù)。

杜石磊 王 寧 王生文

中國地震局第一監(jiān)測中心

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001