地震科普|中國大陸強震在時間-空間的活動特點

中國大陸地處歐亞板塊的東南部,為印度板塊、太平洋板塊和菲律賓海板塊所挾持,板塊間的相互作用和板內深部地球動力作用造就了中國大陸不同構造型別、不同運動狀態和不同力學性質的活動構造,使得強震在時間-空間上具有明顯的分佈廣泛、西強東弱、動靜交替和分塊成帶的活動特點。中國大陸及鄰區活動斷裂與5級以上強震分佈(截止至論文發表時間,下同)黑色粗線條是現今活動的主要斷裂,灰色細線條是第四紀以來活動過的斷裂,不同顏色和不同大小的圓點代表不同震級的地震分佈廣泛我國是一個地震災害嚴重的國家,強震主要發生在天山、青藏高原和華北地區,其他地區的7級以上破壞性強震相對較弱。天山的強震主要發生在山體兩側的前陸逆衝推覆帶上,山體內部也發生構造變形並控制著一系列中強地震的發生。△天山的活動斷裂與5級以上強震分佈青藏高原的活動斷裂和強震發生均與海拔高度相關:逆沖斷裂和逆衝型強震主要發生在高原周邊的低海拔區,高海拔的高原內部則以拉張性質的南北向正斷裂和共軛走滑斷裂為主,走滑斷裂發育在高原的不同海拔不同部位,但北部是左旋走滑運動,南部是右旋走滑運動。△青藏高原活動斷裂圖華北西部鄂爾多斯內部構造活動性微弱,周邊的地震活動卻十分強烈。華北平原的強震主要發生在平原內部的北北東走向隱伏斷裂上,特別是這些北北東走向隱伏斷裂與燕山南緣張家口-渤海斷裂帶的交匯部位是巨大地震的發生場所。△華北地區的活動斷裂與地震分佈西強東弱中國大陸強震分佈的另一個顯著特徵是西強東弱。以107°E為界,東部的強震主要發生在華北地區,特別是華北平原內部和山西斷陷帶,整個東北、華南以及鄂爾多斯內部的強震活動相對微弱。西部除了塔里木、阿拉善和準噶爾地區之外,強震在青藏高原、天山和川滇地區廣泛分佈,不論是頻度和強度都大於東部地區。例如,有歷史記載以來,西部共發生7級以上強震90多次,東部只發生不到30次。但是由於東部人煙稠密經濟發達,地震形成的災害要遠大於西部。造成這種地震“西強東弱”的原因是現今構造變形的西強東弱,西部由於印度板塊與歐亞大陸的碰撞和推擠,形成了寬達數千公里的新生代陸內變形帶,活動斷裂和褶皺廣泛發育,構造變形十分強烈,控制了眾多強震的發生 。而東部主要受太平洋和菲律賓板塊向歐亞大陸之下深俯衝的影響,但日本-臺灣島弧的屏障使得中國大陸東部的新生代構造變形相對微弱,活動斷裂不甚發育,強震活動也相對較弱,只是在華北平原地區由於深部熱作用導致的岩石圈破壞形成了一系列活動斷裂及其伴隨的強震活動。動靜交替中國大陸的強震在時間分佈上是不均勻的,表現出明顯的活躍期與平靜期相交替的輪迴性活動,也就是具有“動靜交替”的特徵。從1900~2010年的110年間6。5級以上地震的時間分佈圖來看,可以根據強震發生的頻度和強度的變化,識別出6個強震活躍期,每個活躍期的時間長短不一,長的可達十幾年,短者只有數年,一般在同一活躍期內有多次7。5級以上強震發生。平靜期位於活躍期之間,其長度也在幾年到十幾年之間變化,少有或沒有7。5級以上地震發生。分塊成帶中國大陸強震活動還展現出分割槽差異和分帶活動的特點。中國大陸經過了長期複雜的地質作用和構造變形,使得不同地區的岩石圈結構各不相同,構造變形的演化歷史和現今狀態千差萬別,對強震的控制作用也不同。以華北地區為例,東部華北平原的強震以右旋走滑為主兼具很大的拉張分量,主要發生在平原內部北北東走向斷裂與北西西走向斷裂的交匯部位,例如1679年三河-平谷地震和1975年的唐山7。8級地震等。由於強震主要沿巨大的、往往構成地塊邊界的斷裂帶發生,其分佈呈帶狀,形成一系列的地震帶,如天山地震帶、祁連山地震帶、南北地震帶等等。總結中國大陸的強震總體上具有分佈廣泛、西強東弱、動靜交替和分塊成帶的特徵,形成這種地震活動影象的原因是中國大陸的強震受控於活動地塊的運動和變形。活動地塊是被形成於晚新生代、至今強烈活動的構造帶所分割和圍限的地質單元,其內部相對穩定,具有相對統一的運動方式,主要構造變形和強震都發生在邊界帶上,有歷史記載以來的全部8級強震和80%以上的7級以上強震都發生在活動地塊邊界帶上。在板塊擠壓、板內地幔對流等動力作用下,大陸活動地塊發生相對運動和變形,上地殼的剛性地塊運動和非剛性連續變形都是深部黏塑性流動的地表響應,中國大陸的現今構造變形可以用耦合的地塊運動和連續變形模式來描述,活動地塊的運動和變形是“陸內變形”的重要方式之一。

END參考資料:《中國大陸的活動斷裂、地震災害及其動力過程》張培震 鄧起東 張竹琪 李海兵