板块构造学说与地震.pdf

邮电设计技术 第期“年月 潘绍焕 板块构造学说与地震 邮电专用建筑 “0/. 0; /83-, 0..1-7 6.22-,-201 ,16 0816, 0; 5,-.37 .,-201 . -..1 5,-. -./-012/3 ,16 .,-AB8,.CD,83.3 ,16 5032-201 0; 90, .,-AB8,.3 ,. .45,21.6CE- 5021-3 08- -A,- -A. ,F0 3.232/ .- 2.3 01 5,-. 0816,CE- 5026.3 250-,1- 6./23201 ,323 ;0 8 12/25, /013-8/-201 ,16 50F./- 32-. 3../-201C 7/896D83-, 0..1-G,-AB8,.*0F./- /013-8/-201 “ ’*’ , - ./-012 .- 邮电设计技术 第期“年月 图中脊、 板块俯冲、 海沟示意图 西北方向的大别山、 秦岭， 一直到达 柴达木盆地北沿，是目前发现的世 界上最长的板块拼合线。 “板块的分界线 在每个板块内部一般都是比较 稳定的，但板块之间的交界处则是 地壳活动比较频繁的地带，其表现 是这一带常有火山喷发、地震活动 以及地壳之间的挤压、 褶皱、 断裂、 地热增高、岩浆上升和地壳俯冲等 地质现象的出现。 板块的分界线有种类型。 “海岭 一般指大洋底部的山岭。在大 西洋中间有中大西洋海岭，在印度 洋中间有中印度洋海岭和西南印度 洋海岭。 这些海岭具有地震活动性， 也有称之为中脊的。中脊由两条平 行的脊峰和中间的峡谷构成。太平 洋也有地震活动性的海岭，但不在 太平洋的中间， 而偏在东边， 其形状 不甚突出， 没有两排脊峰， 一般将其 称为东太平洋中隆。海岭是海底分 裂产生新地壳的地带，地幔物质从 海岭中涌出后向两侧扩散，是板块 生长扩张的边界。 ““转换断层 连续绵延的中脊被许多横断层 切成小段，这不是一般简单的平移 断层。 海岭虽被切成许多小段， 但仍 保持海底分裂的作用，另一方面是 各段之间发生水平错动，这种断层 称为转换断层（ 见图“） 。在转换断 层的错断带上， 岩石破碎， 容易被侵 蚀， 在海底形成明显的海槽。 “俯冲带和深海沟 当大洋地壳板块由海岭向两 侧扩张移动遇到大陆板块与其相碰 撞时， 由于洋壳的岩石密度大， 位置 较低， 便俯冲到大陆板块之下， 此处 称之为俯冲带，俯冲的角度通常是 。 洋壳继续向下俯冲， 进入地幔， 最后被温度很高的地幔熔融而消 失。 所以俯冲带也是板块消亡带。 在 俯冲带上两个板块之间生成一个海 沟， 此沟平行于两个板块的边界， 多 位于俯冲板块一侧， 延长很远。 沟底 的海水温度常在’左右，沟底 地壳的温度则更高，处于半塑性状 态（ 见图） 。如太平洋板块被深达 * 的深海沟所环绕。 南美洲西海岸外侧有一条很长的秘 鲁智利海沟，在印度洋的东北角有 深达 “, 的爪哇海沟。所以， 俯 冲带与深海沟和大陆板块上由于挤 压碰撞而产生的新生山脉，三者相 伴是板块分界线的重要特征。 图地球的六大岩石圈板块 图“转换断层示意图 潘绍焕 板块构造学说与地震 邮电专用建筑 ’’*, -. /-,0, 1* 2334-55*’410’-*, 邮电设计技术 第期“年月 “地缝合线 两个大陆板块相撞，直接接触 地带岩石挤压变形， 构成褶皱山脉， 使原来分离的两块大陆缝合起来， 称地缝合线。如亚欧大陆与南亚次 大陆之间，原来是古地中海的一部 分。由于坚硬的印度洋板块北上向 亚欧板块南缘俯冲，古海槽褶皱成 喜马拉雅山，就是二大板块的地缝 合线， 既有频繁的地震， 又有继续上 升的迹象。我国青藏高原也因此强 烈抬升。喜马拉雅山山脉海拔高度 平均 “ ， 主峰珠穆朗玛峰的高 度是 ’“ ，这个高度是“* 年由我国公布的。 我国“年月 在珠峰地区测定的数据及资料统计 分析表明，珠峰每年上升“’,* -， 证明该地区有继续上升的迹象。很 明显， ’“ 只是珠峰历史上 的高度了。如果把测量精度放宽到 以为单位，则 可以适用 较长的时间。 板块运动的动力 地球由地壳、地幔和地核三部 分构成。地壳下面是厚约, . 的地幔，接近地核的地幔物质的温 度比接近地壳的上地幔的温度要 高。因此， 地幔物质产生对流现象， 这就是板块运动的动力。 地壳的生成和板块相互水平移 动的原理，主要是按海底扩张学说 进行解释的。大洋中的海岭是地幔 对流上升的地方，地幔物质不断从 这里涌出，冷却固结成新的大洋地 壳。后涌出的地幔物质又把先前形 成的大洋地壳向外推移，自海岭向 西侧每年以’/ -速度扩展， 不 断为海洋地壳增添新的条带。当移 动的大洋地壳遇到大陆地壳时， 就 俯冲钻入地幔之中。在俯冲地带由 于拖曳作用， 形成了很深的海沟， 如 太平洋周边的深海沟，主要有秘鲁 智利海沟、 中亚美利亚海沟、 阿留申 海沟、 千岛海沟、 日本海沟、 小笠原 海沟、 马里亚纳海沟、 菲律宾海沟、 汤加海沟和克马德克海沟。它们的 深度在 /““ 之间。也由 于大洋地壳的俯冲挤压作用，在深 海沟旁边的大陆板块上形成了新生 的山脉。有的地方则为一连串的岛 弧（ 弧形列岛） ， 亚洲大陆东缘的弧 形列岛上的山脉与极深的海沟伴 生。 俯冲带实际上是一个面，洋壳 大约以0的倾斜角钻入大陆地壳 下， 逐渐为地幔吸收同化， 所以， 海 洋地壳是由大洋中脊诞生，到海沟 岛弧带消失。因为它一面生长一面 消亡， 不断更新， 大约,亿年至多 亿年就可以全部更新一次，所以海 底岩石都很年青，没有比中生代更 老的沉积岩和基岩，而中生代距今 仅为,’,亿年。 大洋的发生与发展 按照板块构造学说的理论， 地 幔对流不仅在海洋中发生，而且在 大陆中也进行着。上升的地幔热流 涌出的地方将发生破裂， 形成地沟， 如东非大裂谷。这条大裂谷分东西 两支。东支南起莫桑比克的希雷河 河口， 经马拉维湖、 坦桑尼亚、 肯尼 亚、埃塞俄比亚，过红海至死海北 部， 自南至北纵贯东非大陆， 全长约 .。西支则较短， 但长度也有 “ * .。裂谷带一般深达“ / , ，宽数十.到 .， 形 成一系列狭长而深陷的谷地和湖 泊， 这是非洲大陆开始开裂的表现。 正处于产生新地壳而两旁陆地将要 外移的前夕， 火山活动强烈， 这个大 裂谷可视作大洋地壳发生的胚胎 期。 作为世界地理上的奇观， 我国领 导人访问肯尼亚时也去参观了这个 大裂谷。今后， 继续发展的结果， 将 迎进海水， 裂缝宽度由小到大， 达到 相当于现今的红海和亚丁湾那样的 程度时，可称为大洋地壳发展的幼 年期。 如果继续再扩展下去， 在漂移 离开的两块陆地之间就会形成大 洋。 据专家估计， 如果扩展速度以每 年 -计， 最多经过“亿年即可造 成一个新的大西洋。 太平洋是地球上最老的大洋。 它的最古老的沉积岩是侏罗纪沉积 层， 距今只有“/,亿年。这说明侏 罗纪之前，西太平洋已经有深海沟 和俯冲带存在了。而那时大西洋可 能还没有，或者只是处于大陆开裂 阶段。 因此， 可以认为现在的大西洋 正处于大洋地壳发展的成年期， 而 太平洋则处于衰退期，地中海可代 表大洋地壳发展的终了期，它是宽 阔的古地中海经过长期变化后的残 留部分。 次大陆长期北移， 最后和欧 大陆相撞， 合为一体。 在两者的缝合 线上，由于挤压形成巍峨的喜马拉 雅山脉，可以代表大洋地壳发展的 遗痕。 按照板块学说， 大洋的发展可 以分为个阶段（ 见表“） 。 大陆漂移的学说认为，大西洋 两岸的地形是互补的，南美大陆东 部亚马逊河流域地区凸出部分与非 洲大陆西部海岸的刚果至几内亚的 凹进部位相对应，可以把它们完全 拼合在一起。魏格纳从收集的大量 地质学和古生物学资料中发现， 除 了海岸线形状一致以外，地质剖面 上层次和年龄也是一致的。说明两 块大陆过去是一个整体。后来大陆 分裂了，板块飘移了，出现了大西 洋。 潘绍焕 板块构造学说与地震 邮电专用建筑 ’’*, -. /-,0, 1* 2334-55*’410’-*, 邮电设计技术 第期“年月 阶段举例活动沉积变质程度 胚胎期东非大裂谷上升很少轻 幼年期红海、 亚丁湾上升与扩展窄小的陆架、 蒸发岩轻 成年期大西洋扩展广大的大陆架、 冒地槽式沉积轻 衰退期太平洋挤压岛弧、 优地槽式沉积有些 终了期地中海挤压与上升各样沉积可观的 遗痕（ 地缝合线）喜马拉雅山挤压与上升红层与碎屑岩重大的 表大洋发展阶段 “板块构造学说与地震 “产生地震的原因 按照板块学说的解释，由于板 块分界线处板块顶端部分相互挤 压、 碰撞、 拖曳、 摩擦等导致岩石中 产生应力（ 静挤压力） ， 其应力以岩 石弹性的形式储存积累，当应力超 过岩石弹性极限后，岩石以突然断 裂、 破碎、 错位为契机， 立即发生回 弹， 释放原积累的弹性应力， 产生地 震。 一处应力的突然释放， 必然引起 附近上下岩石应力的改变，再通过 一段时间余震以达到新的力学平 衡。因而， 是挤压引起了岩石断裂， 突然断裂引起了地震。这就是构造 地震成因的 “ 断层回弹”说或称为 “ 弹性回弹” 说。此学说比较科学地 揭示了构造地震的发生机制。 “产生地震的位置 简单地说，板块分界线处就是 地震活动频繁的地带， 具体地说， 地 震位于 ） 中脊和中脊两侧。 “） 大陆分裂带及其两侧。 此两处地质构造简单，地震带 狭窄， 都是浅源地震（ ’） ， 震 级小。 ）地缝合线处， 此处地质构造 复杂， 附近以浅源地震为主， 偶有中 源地震。 ）俯冲带的*,俯冲面处。该 处地质构造复杂， 地震带较宽， 浅中 深发地震都有。 其规律是 在海沟与 岛弧之间多为浅源地震， 地震频繁， 由海沟-岛弧向大陆方向震源逐渐 加深， 多为中源地震（. ’） ， 再 向 前 则 为 深 源 地 震 （. ’） ， 它们构成一个*,坡度的从海 沟岛弧开始向大陆下面倾斜的地 震带， 这是实际的地震带。 它与板块 学说的俯冲面完全一致。千岛群岛 和日本群岛东边的太平洋千岛海 沟、 日本海沟， 地震裂度度（ 相当 于我国///0度）的特大地震， 每 /年发生一次，我国地震也有 /年活跃，/年平静，反复发作的 规律。 据我国国家地震局观测得知， 中国大陆板块作为亚欧板块的一部 分， 正在向东南方向仰冲， 而菲律宾 板块是随太平洋板块向西北方向俯 冲。于是两者之间的接触面上形成 了挤压和碰撞， 造成菲律宾、 日本以 及我国台湾等地频繁的强烈地震。 “世界上主要地震带的分布 世界上有两个主要地震带， 分 别是环太平洋地震带和地中海南亚 地震带， 世界上12的地震发生在 这两大地震带上。 环太平洋地震带是指太平洋东 西两岸的南北走向的地带，全球约 32浅源地震和12的中源和深源 地震发生在此地震带上。 地中海南亚地震带是略呈东西 向， 横贯亚洲、 欧洲南部和非洲北部 的地带。全球约02的浅源地震和 /2的中源和深源地震基本上发生 在此地震带上。 上述两大地震带是现在世界上 火山和地震活动最频繁的地带。 以上两大地震带都在板块的分 界线处。 如环太平洋地震带， 实际的 位置是美洲大陆以西的东太平洋的 中亚美利亚海沟、秘鲁智利海沟以 及亚洲的俄国、 日本、 菲律宾以东的 西太平洋的千岛海沟、 日本海沟、 琉 球海沟、 马里亚纳海沟、 菲律宾海沟 以及澳大利亚以东的汤加海沟和克 马德克海沟。而南亚地中海地震带 则位于印度洋板块和非洲板块与亚 欧板块南端的分界线处。 由此可知，板块的划分与全球 地震的分布是一致的。 有人认为， 板 块构造学说是目前解释地震带分布 的完善理论。 我国是多地震国家，位于世界 两大地震带之间。东边是太平洋板 块， 南边是印度洋板块， 地震频繁， 给生命和财产造成巨大的损失。抗 震防灾任务十分繁重。除了做好个 体建筑的抗震设计外，更应在城市 建设， 重大工程建设的局址选择， 通 信线路的网络设计等多方面慎重考 虑两大地震带及我国大陆内部的一 些小板块的地震影响， 趋利避害， 以 收到事半功倍的效果，为抗震建设 多作贡献。 收稿日期“““（编辑李薇薇） 潘绍焕 板块构造学说与地震 邮电专用建筑 ’*,- ./ 0.-1- 2* 3445.66’521.- “