中國地震戰(zhàn)略判斷求解

葛江濤

云南魯?shù)榈卣穑?008年以來中國大陸發(fā)生的第四次6級以上地震。

在地震震級的劃分中，通常將5級左右的地震定義為中等地震，6級以上屬于強震，大于7級為大震。

“以2008年汶川地震為標(biāo)志，我國已進入新一輪的地震活躍期?！敝袊刭|(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所研究員吳中海告訴《瞭望東方周刊》，從“5.12”汶川地震，到玉樹、雅安，每1.5年一次6級以上的強震，“這個活躍期現(xiàn)在只是剛剛開始，未來肯定還將持續(xù)。”

按照近百年來中國大陸地區(qū)強震活動的歷史規(guī)律，每個地震活躍期一般都會持續(xù)約20到30年時間。

四川“5.12”大地震發(fā)生初期，還有專家認(rèn)為它與唐山大地震同屬一個活躍期，而目前中國進入新的地震活躍期已經(jīng)成為共識。

歷經(jīng)唐山大地震后30多年社會經(jīng)濟快速發(fā)展，中國已經(jīng)具有強大的物質(zhì)儲備和技術(shù)力量應(yīng)對地震。

爭議在于，到底仍然以純粹救災(zāi)的被動形式應(yīng)對地震，還是有所準(zhǔn)備積極主動抗震防災(zāi)？

“地震預(yù)報的基礎(chǔ)是對深部、地殼的研究，其實正是由于地殼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和地震活動機理的不確定性，地震預(yù)報作為全球的重大科學(xué)問題，在短時間內(nèi)是難以實現(xiàn)的。”中國地質(zhì)科學(xué)院副院長董樹文告訴本刊記者，通過對地殼運動的深層次了解，可以對地震成因有更深刻認(rèn)識。

這將為中國的抗震戰(zhàn)略提供基礎(chǔ)：比如將相關(guān)資源投入相關(guān)區(qū)域，同時按照防災(zāi)情況規(guī)劃，不再建設(shè)大型國防設(shè)施、核電設(shè)施等。

地震原因的已知與未知

此次云南魯?shù)榈卣鸢l(fā)生在滇東北區(qū)域。吳中海告訴本刊，發(fā)生地震的是魯?shù)檎淹〝嗔褞?，“是其西南段發(fā)生右旋走滑活動的結(jié)果?！?/p>

魯?shù)檎淹〝嗔褞L約190公里，東北端從川滇交界的小林口一帶向西南方向穿過彝良、昭通和魯?shù)橹笠恢毖由斓叫〗瓟嗔褞А?/p>

之前在2012年，這個斷裂帶上中段位置的彝良就曾經(jīng)連續(xù)發(fā)生過5.7、5.6級地震，造成81人死亡、821人受傷。

魯?shù)榈卣饎t發(fā)生在斷裂帶的西南端，而且都是右旋走滑型地震。

斷層右旋走滑的意思是：站在斷層運動相對緩慢和固定的一側(cè)，運動較快的另一側(cè)向右運動；而走滑，則顯示該運動以水平運動為主。

魯?shù)檎淹ㄎ挥诖ǖ釚|南部，臨近川滇地塊和揚子地塊的交接部位，西南端到小江斷裂帶。

小江斷裂帶是一條南北走向的斷裂帶，從巧家縣，過嵩明、宜良、澄江，可一直延伸到紅河斷裂帶上，全長超過500公里。

從區(qū)域活動構(gòu)造體系的角度來看，川滇地塊沿大涼山和小江斷裂帶向南移動、同時順時針旋轉(zhuǎn)的過程中，拖曳其東側(cè)的揚子地塊發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)，結(jié)果導(dǎo)致魯?shù)檎淹〝嗔褞У挠倚呋?/p>

此次地震位置，恰好是小江斷裂帶和魯?shù)檎淹〝嗔褞У倪吔缥恢谩?/p>

魯?shù)樗诘脑瀑F川三省交界處，歷史上曾經(jīng)連續(xù)發(fā)生中、強地震活動。川滇地塊和揚子地塊的運動是造成這樣結(jié)果的主要原因。

川滇地塊一直自青藏高原東南部主動向南發(fā)生移動，非?；钴S。而其東北方向的揚子地塊則相對穩(wěn)定，但是川滇地塊運動過程中，不斷擠壓、牽引和拖曳揚子地塊，引發(fā)一系列地質(zhì)變動。

作為調(diào)節(jié)兩個不同地塊的邊界，小江斷裂帶經(jīng)常發(fā)生活動，也就經(jīng)常發(fā)生地震以釋放能量，包括1833年的云南嵩明8級大地震。

“近期云南地區(qū)頻繁發(fā)生的地震，都出現(xiàn)在川滇地塊的兩側(cè)區(qū)域。”吳中海說，這表明川滇地塊在向南的運動過程中，在兩邊都受到了阻力。反過來講，就是川滇地塊的運動導(dǎo)致了兩側(cè)塊體邊緣的活躍狀態(tài)。

“就好比一個人要往前跑，但是兩只胳膊都被拽住了。”吳中海比喻說，如果兩邊都通過地震將能量釋放出去，“沒人拽胳膊”，失去阻力的川滇地塊就可能引發(fā)更強的地震，“這就是為什么說當(dāng)前以云南地區(qū)為主的川滇地塊的地震形勢嚴(yán)峻?！?/p>

川滇地塊目前正以平均每年10毫米左右的速度相對揚子地塊向南東方向運動，其中的絕大部分能量必須以地震的形式來釋放，“如果積累100年，運動量就是1米，引發(fā)的地震震級就將達到7級以上?！?/p>

董樹文告訴《瞭望東方周刊》，川滇地塊向南東方向的移動已經(jīng)發(fā)生了3000萬年，至少自1000萬年前以來，這個趨勢變得非常明顯，“所以這里一直是地震發(fā)生的集中區(qū)域，中國陸地地震有80%都集中在這個地方。川滇地塊由青藏高原擠出來之后，一直往南東方向運動，包括泰國、緬甸、越南這些地方，都是從這里擠出來的。”

雖然可以從結(jié)果說清楚地塊運動導(dǎo)致的地震原因，但是塊體之間的運動在何時發(fā)生、運動幅度多大，“過去一直缺乏基礎(chǔ)了解?！倍瓨湮恼f，但是如果想更準(zhǔn)確地掌握運動的信息，必須更多、更準(zhǔn)確地了解地殼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

“正是因為內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，所以預(yù)報才難以做到。”董樹文說。

大陸碰撞的基礎(chǔ)性問題

震后中國地震局和美國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的震源機制解都表明：這次地震是地殼在區(qū)域上北西西南東東方向下發(fā)生的破裂，這與青藏高原東緣的構(gòu)造應(yīng)力場大體一致。

“這個運動，從本質(zhì)上來說，還是對青藏高原板塊和印度板塊碰撞所產(chǎn)生能量的調(diào)節(jié)和吸收?！眳侵泻Ｕf。

從更大的板塊構(gòu)造角度來說，在印度次大陸板塊和歐亞大陸板塊的碰撞過程中，中國西南地區(qū)恰好處于該碰撞帶的東側(cè)位置。

從5000萬年以前一直持續(xù)到現(xiàn)在的碰撞過程產(chǎn)生巨大能量，相當(dāng)一部分需要被處于云南的地殼運動所吸收和釋放，“所以，這個位置的一系列地震，還有大的地殼運動動力背景，都是跟印度板塊和歐亞板塊的碰撞直接相關(guān)的?！眳侵泻Ｕf。

但是，在這種宏大的運動過程中，“哪些地方的斷裂活動性強、哪些地方活動性弱，這些需要普查，需要我們把家底摸清楚。”吳中海說，只有把活動斷裂帶調(diào)查清楚，掌握了斷裂帶的規(guī)模、活動強度等，才能進一步分析它們的地震危險性，最終評價建筑物所需要的抗震強度和抗震措施。endprint

但這些對于中國來說，大多還是空白。

比如滇東北地區(qū)，雖然這里一直地震活動頻繁，但是針對這個地區(qū)的活動斷裂帶研究并不多，“大家更多的是在研究活動性強的斷裂帶?！眳侵泻Ｕf，針對大型和活動性強的斷裂帶進行研究，一方面容易出成果，另一方面也好發(fā)文章，現(xiàn)在的學(xué)術(shù)評價體系導(dǎo)致很少有人去關(guān)注活動性并不十分強的斷裂帶，“要解決這個問題，僅靠單個部門是沒有辦法的?！?/p>

斷裂帶其實還不足以反映中國國土的深層次運動，從而為國家布局提供參考。

中國大陸處在世界三大成礦域——環(huán)太平洋成礦域、中亞成礦域和特提斯成礦域——的懷抱之中，是現(xiàn)今歐亞大陸的重要組成部分，地殼組成與地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜特異，演化歷史漫長。

中國和東亞大陸的主體是距今2.2億萬年之前的印支期以來，由諸多微陸塊碰撞、拼接而成的聯(lián)合陸塊，具有復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和巖石圈結(jié)構(gòu)，是解決諸多地球系統(tǒng)一級科學(xué)問題的關(guān)鍵所在。

“新生代的印度亞洲碰撞造就了世界屋脊青藏高原和我國東、西部巨大的地貌差異，是影響亞洲乃至全球碳循環(huán)、氣候和環(huán)境變化的重要因素。同時，我國還是世界上強烈的地震區(qū)與新構(gòu)造活動區(qū)?！倍瓨湮恼f，因此對中國大陸的基礎(chǔ)性研究，牽扯整個國家乃至全球的諸多根本性問題。

他說，以近年來持續(xù)發(fā)生在青藏高原邊緣的強震原因為例，印度亞洲大陸碰撞和喜馬拉雅青藏高原動力學(xué)研究，一直是國際地球科學(xué)研究的熱點。

到5000萬年前開始的印度古亞洲大陸陸陸碰撞，是中國西部大陸構(gòu)造的起點，也就是印度次大陸插入青藏高原之下。

自1.1億萬年以來，拉薩地塊與穩(wěn)定亞洲之間的南北向地殼縮短870公里。云南的思茅地區(qū)自白堊紀(jì)以來，相對于華南地塊向南滑移了最多570公里。

到3200萬年至1700萬年之間，印支地塊相對華南發(fā)生了南東方向的擠出和20度順時針旋轉(zhuǎn)。1700萬年以來，印支地塊南部又發(fā)生了相對華南的15度順時針旋轉(zhuǎn)。

這些看起來比恐龍時代還早就開始的運動，正是促發(fā)今天一系列大地震的根本原因。

然而，正如吳中海所說，我們國家的地殼極為活躍，大陸地震最為頻繁，是受到地震危害最嚴(yán)重的國家之一。但中國對地殼活動構(gòu)造的研究程度與深度明顯不足。

未盡的大科學(xué)項目

以美國、日本和新西蘭為例，吳中海說，這些國家現(xiàn)在都已經(jīng)基本掌握了國土上主要活動斷裂帶的具體情況，而且將相應(yīng)的建筑物抗震標(biāo)準(zhǔn)制定成法律加以實施，“這些都值得我們學(xué)習(xí)”。

對于中國來說，此前對于地震的預(yù)報問題一直糾結(jié)于“前兆預(yù)報”，也就是水文、生物、氣象等方面的“前兆”。

2008年“5.12”大地震后，董樹文領(lǐng)導(dǎo)的“深部探測專項”獲批，成為中國地質(zhì)研究理想最遠(yuǎn)大的大科學(xué)計劃。它將在2014年底進行結(jié)題總結(jié)。

“斷裂帶也是‘深部探測專項的重點研究方向，特別是龍門山這樣的大型斷裂帶，也正是地殼運動最為危險和薄弱的地方，是地震、火山、巖漿集中的地方，同時也是成礦物集中的地方?！倍瓨湮恼f。

雖然正在進行總結(jié)，“深部探測專項”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多新的成果。

“對地殼運動也有了一些新的認(rèn)識。”董樹文告訴本刊，在深部探測專項中，有很多新的地殼結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)。通過新的研究成果模擬出來的地殼運動，與過去有了很大差別。

比如龍門山斷裂帶，一直是中國地殼活動最為活躍的地方。過去西方研究人員提出“下地殼隧道流”機制，認(rèn)為青藏高原板塊在向東擴散的時候，下地殼是軟的，物質(zhì)在重力的作用下，向東流動。

“深部探測專項”的最新結(jié)果則顯示，龍門山斷裂帶地下有很多陡立的巖片，形成水平位移的斷層，從而分解了地殼向東位移的能量，“這個結(jié)果，否定了過去的模型，也可以重新解釋地震在這里發(fā)生的原因。”

基于這個研究結(jié)果，董樹文說，龍門山斷裂帶再向東，發(fā)生大地震的可能性比較小。

另一個是應(yīng)力問題。它是固體地殼最重要的性質(zhì)之一，與斷裂等各種構(gòu)造現(xiàn)象及伴生地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系密切，地應(yīng)力測量與監(jiān)測也是強震預(yù)測和地球動力學(xué)研究的重要基礎(chǔ)，也為國家重大工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

“深部探測專項”在青藏高原東南緣建立了16個地應(yīng)力監(jiān)測臺站，獲得了這些地點關(guān)于應(yīng)力的基本數(shù)據(jù)，從而對其斷裂帶等地質(zhì)運動進行了基礎(chǔ)性了解。這些檢測臺站集中于四川地區(qū)，對龍門山斷裂帶的數(shù)據(jù)就取自這些監(jiān)測臺站。

一些結(jié)論說包括“5.12”和多次余震的發(fā)生并沒有完全釋放所聚集的能量。

“在青藏高原東南緣和華北地區(qū)建立的地應(yīng)力測量與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，為研究地震與地質(zhì)災(zāi)害鏈成因提供了地殼活動性關(guān)鍵數(shù)據(jù)。”董樹文總結(jié)說。

然而，受制于多種因素，“深部探測專項”無法在實施期間建立更多的地應(yīng)力監(jiān)測臺站，比如在云南。

地殼速度結(jié)構(gòu)與地震活動性之間的關(guān)系一直是國際研究的熱點。研究確認(rèn)了中國不同地區(qū)震源與其上下地層的運動速度差異。比如在華南和西北地區(qū)，不易發(fā)生地震的層位與震層的速度差異一般大于每秒0.9 公里。

董樹文介紹說，其實這些研究地下深部情況的方法、技術(shù)都已經(jīng)掌握，唯一需要的就是國家對此進行更多的支撐和支持，“只要有更多的工作量，就能進行更多了解?！?/p>

隨著對過去階段研究成果的總結(jié)，董樹文說，“深部探測專項”類似項目往后將根據(jù)國家的需要進行相應(yīng)的調(diào)整，在進行深部研究的同時，著重為地震、滑坡、火山噴發(fā)等災(zāi)害研究提供最基礎(chǔ)的地殼運動研究成果。

“首先從基礎(chǔ)做起，掌握地下的結(jié)構(gòu)和組成?！倍瓨湮恼f，“這會加深對深部災(zāi)害的理解，解決深部地殼運動的預(yù)警問題，還會大大推動深部找礦、找油的工作?！倍瓨湮恼f，繼續(xù)進行這個研究的關(guān)鍵，還是需要國家級的進一步部署。endprint