日本311地震對(duì)中國大陸強(qiáng)震活動(dòng)的影響

宮會(huì)玲　程建武

摘 要：通過對(duì)日本311地震的發(fā)震構(gòu)造、地質(zhì)背景及其主震級(jí)余震情況的分析和總結(jié)，認(rèn)為日本海溝發(fā)生的巨大地震對(duì)中國大陸的地震活動(dòng)影響不明顯，直接影響只會(huì)造成中國東北的深震活動(dòng)，而對(duì)內(nèi)陸破壞性的淺源地震影響不大。根據(jù)日本地震震后的中國地震活動(dòng)特點(diǎn)和大陸動(dòng)力學(xué)過程的分析，結(jié)果表明：在未來數(shù)年內(nèi)，中國大陸特別是西部地區(qū)仍然是發(fā)生7級(jí)地震的主體區(qū)，尤其注意南北地震帶中南段和西南天山地區(qū)。

關(guān)鍵詞：日本9.0地震 俯沖帶 強(qiáng)震活動(dòng) 中國大陸

中圖分類號(hào)：P315.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（a）-0135-03

2011年3月11日，在日本海溝發(fā)生了9.0級(jí)地震，并引起強(qiáng)烈海嘯，導(dǎo)致近30萬人的死亡和失蹤。該地震是全球第3次大地震，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，特別是對(duì)福島核電站對(duì)造成了巨大的影響。地震發(fā)生后，人們普遍關(guān)注的問題主要聚焦在這些問題上，例如：為什么會(huì)發(fā)生這么大的地震？地震的特征是什么？發(fā)震的成因和機(jī)制是什么等。

該文將通過對(duì)該地震的構(gòu)造背景、發(fā)震構(gòu)造、主震及余震情況的分析，探討強(qiáng)震的孕育及發(fā)生特點(diǎn)，結(jié)合地震地質(zhì)及地球物理等相關(guān)資料來探討日本海溝構(gòu)造活動(dòng)與中國大陸動(dòng)力學(xué)環(huán)境的影響，借助現(xiàn)有的資料來分析中國大陸在日本地震后的地震活動(dòng)趨勢。

1 日本地震概況

2011年3月11日14時(shí)46分在日本宮城縣以東130 km海域發(fā)生了9.0級(jí)地震，震源深度：24 km，震中位置：38.322°N，142.369°E。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此次地震是自1960年智利9.5級(jí)地震和1964年阿拉斯加9.2級(jí)地震以來又一次較大的地震。該地震類型為前—主—余型地震序列，前震為3月9日發(fā)生的7.3級(jí)地震，余震豐富，有多次7級(jí)以上余震。震源位于據(jù)仙臺(tái)海岸以東130 km的太平洋板塊俯沖帶上，發(fā)震斷裂為向西緩傾的逆斷層，其傾角幾乎不到15°。地表破裂長度長達(dá)400 km以上，震源機(jī)制解為逆沖型地震構(gòu)造。

該地震發(fā)生在歐亞板塊和太平洋板塊的邊界帶上，根據(jù)地震波層析剖面的研究結(jié)果，現(xiàn)代太平洋板塊在日本列島東側(cè)的海溝向西低角度（約15°）俯沖，一直達(dá)到中國東北660 km深的上下地幔界面，然后呈“S”狀沉入下地幔，一直達(dá)到蒙古或俄羅斯貝加爾湖下面2 900 km深的核幔邊界[2-8]。太平洋板塊的俯沖一直影響著中國東部[9]，這里的巖漿活動(dòng)、火山噴發(fā)（如東北的五大連池火山、河北張北地區(qū)的火山）、裂谷形成、巖石圈減薄等都與太平洋板塊的俯沖有關(guān)。東北地區(qū)的地震活動(dòng)也與太平洋板塊的俯沖深部活動(dòng)密切聯(lián)系。

2 中國大陸強(qiáng)震活動(dòng)特征與日本大震的關(guān)系

2.1 中國大陸及鄰區(qū)構(gòu)造活動(dòng)的動(dòng)力學(xué)環(huán)境

根據(jù)全球構(gòu)造格局，中國大陸在全球板塊構(gòu)造動(dòng)力系統(tǒng)中，一直處于印度板塊北推與歐亞板塊阻擋、太平洋板塊和菲律賓板塊向西俯沖及阿拉伯板塊阻擋的聯(lián)合動(dòng)力中；中國大陸是板塊內(nèi)地震活動(dòng)的主要區(qū)域之一，印度板塊的北推動(dòng)力是引起中國大陸尤其是西部地區(qū)構(gòu)造變形和地震活動(dòng)的最主要應(yīng)力源。在漫長的地質(zhì)活動(dòng)中，中國大陸在整體合圍受壓背景下，西部青藏高原的擠壓隆升、天山褶皺帶、南北地震構(gòu)造帶的形成以及與之伴生的強(qiáng)烈地震活動(dòng)就顯得格外突出[10]。而且中國大陸周邊板塊邊界帶構(gòu)造動(dòng)力環(huán)境變化，對(duì)中國內(nèi)陸構(gòu)造活動(dòng)影響顯著。這些邊界帶構(gòu)造區(qū)域包括興都庫什俯沖帶、喜馬拉雅俯沖帶、緬甸一爪哇俯沖帶、菲律賓俯沖帶、琉球俯沖帶、日本海俯沖帶等。在這些邊界帶的接合部位形成復(fù)雜的構(gòu)造結(jié)點(diǎn)（帕米爾構(gòu)造結(jié)、阿薩姆構(gòu)造結(jié)、臺(tái)灣構(gòu)造結(jié)和日本海構(gòu)造結(jié)）。構(gòu)造地區(qū)強(qiáng)烈的地震活動(dòng)往往與中國內(nèi)陸地震活動(dòng)的關(guān)系更直接一些。

2008年以來中國大陸接連發(fā)生新疆于田7.4級(jí)和四川汶川8.0級(jí)地震，2010年青海玉樹7.1級(jí)地震，2011年緬甸7.2級(jí)地震，都表明地震活動(dòng)呈現(xiàn)出由外到內(nèi)，由弱到強(qiáng)的發(fā)展態(tài)勢。為中國大陸特別是西部地區(qū)發(fā)生7級(jí)以上地震提供了有力的動(dòng)力學(xué)背景。從中國大陸的動(dòng)力學(xué)環(huán)境來分析，日本海溝（西太平洋俯沖帶）的活動(dòng)影響著中國大陸的動(dòng)力學(xué)環(huán)境，但是海溝的個(gè)別地震活動(dòng)對(duì)中國大陸動(dòng)力學(xué)環(huán)境的影響可能是短暫的，并且影響不大。因此，對(duì)中國大陸內(nèi)部地震活動(dòng)的趨勢影響比較微弱。不可能發(fā)生由太平洋俯沖板塊在中國境內(nèi)造成的直接地震，因?yàn)檫@些都屬于深源地震，主要分布在吉林省琿春-汪清一帶，震源深度可達(dá)500～660 km，但這種深源地震一般對(duì)地面工程建筑破壞性較小。例如，2002年6月29日01時(shí)19分，在吉林省汪清縣（43.5°N，130.6°E）發(fā)生的7.2級(jí)地震，震源深度540 km。盡管震級(jí)較高，影響范圍較大，但因其屬于深源地震，地震波在傳播過程中，能量大大衰減，當(dāng)?shù)竭_(dá)地面后對(duì)地表幾乎沒有造成破壞。

2.2 日本及其海溝地區(qū)8級(jí)以上大震對(duì)中國大陸強(qiáng)震活動(dòng)的影響

在地震預(yù)測統(tǒng)計(jì)研究中，許多學(xué)者根據(jù)中國大陸強(qiáng)震活動(dòng)與日本海溝8.0級(jí)以上地震進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和探討。一些地震學(xué)者認(rèn)為，日本及其海溝地區(qū)發(fā)生的8.0級(jí)大震對(duì)中國大陸地震活動(dòng)有一定的影響，并提出了一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，認(rèn)為日本及其海溝地區(qū)發(fā)生8.0級(jí)大震后短時(shí)間內(nèi)（3年內(nèi)），中國大陸將有7級(jí)以上地震與之對(duì)應(yīng)。但是如果我們仔細(xì)來推敲和分析這種統(tǒng)計(jì)關(guān)系的結(jié)論，不難看出，這種分析只是表面的，不客觀，也比較模糊[11]，其統(tǒng)計(jì)關(guān)系中存在很多人為的主觀因素。綜合分析，認(rèn)為這種類似的統(tǒng)計(jì)關(guān)系研究都受到人為因素的控制成分較多，不確定性太大，因此，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果可信度不高。

綜上所述，根據(jù)中國大陸構(gòu)造動(dòng)力學(xué)環(huán)境與日本海溝（俯沖帶）活動(dòng)關(guān)系，結(jié)合大陸強(qiáng)震活動(dòng)與日本海溝8.0級(jí)地震的相關(guān)性分析，認(rèn)為日本海溝地區(qū)的8.0級(jí)以上地震活動(dòng)對(duì)中國大陸的強(qiáng)震活動(dòng)沒有必然的聯(lián)系，對(duì)中國大陸強(qiáng)震活動(dòng)趨勢影響不大。

3 日本地震后中國大陸及鄰區(qū)地震活動(dòng)狀態(tài)

3.1 中國大陸強(qiáng)震活動(dòng)準(zhǔn)周期分析

張國民等[10]（1990）對(duì)中國大陸7級(jí)以上地震進(jìn)行了劃分，結(jié)果表明：活躍期為1897～1912年、1920～1934年、1944～1957年、1966～1976年，但對(duì)于第5次活躍期仍有多種劃法，薛艷等[13]利用小波變換對(duì)中國大陸的活躍期進(jìn)行了劃分，結(jié)果表明：昆侖山口西8.1級(jí)地震釋放的特征是之后能量釋放穩(wěn)定持續(xù)幾年即判定活躍期的結(jié)束。第5次活躍期能量加速釋放后也穩(wěn)定釋放持續(xù)了7年左右（到2007年），因此2001（8.1級(jí)地震后）～2007年可以視為中國大陸的平靜期。在2008年汶川8.0級(jí)地震后，程建武等[14]和孫文福等[11]結(jié)合中國大陸地震的活動(dòng)特征認(rèn)為，2008年是中國大陸第6次活躍期的開始。根據(jù)地震活動(dòng)周期的劃分，地震活躍期持續(xù)時(shí)間一般在13年左右，因此未來數(shù)年中國大陸仍然處于7級(jí)以上地震的高發(fā)期。

從中國大陸的外部地震環(huán)境來分析，自2004年印尼M9級(jí)地震到2011年的日本9級(jí)地震，在這7年中全球地震活動(dòng)水平顯著提高，可能進(jìn)入了地震活動(dòng)大的釋放期。根據(jù)地震活動(dòng)特點(diǎn)，在全球高水平地震活動(dòng)的動(dòng)力環(huán)境下，大陸也容易發(fā)強(qiáng)震。

3.2 近幾年來中國大陸地震活動(dòng)圖像特征

從中國大陸及周緣2009年以來5級(jí)以上地震分布來看，5級(jí)以上地震主要分布在青藏塊體和新疆的天山構(gòu)造帶。特別是2010年以來，在青藏塊體的中部瑪尼-玉樹斷裂帶-鮮水河斷裂帶及附件形成了5級(jí)地震條帶，條帶的西端為新疆于田地區(qū)，東端在四川的石棉縣（鮮水河斷裂與安寧河斷裂交界地區(qū)）。根據(jù)前人對(duì)于條帶的總結(jié)和分析，該條帶是由5級(jí)以上地震組成，可稱之為背景性的條帶，條帶也是中強(qiáng)地震活動(dòng)的主體區(qū)，條帶與未來主震的位置關(guān)系為：在條帶的端部附近或其延長線方向易發(fā)較大地震[15，16]。從目前這個(gè)圖像來分析，最后一個(gè)地震是新疆9月15日于田5.5級(jí)地震，而且條帶圖像還在發(fā)展，因此，根據(jù)目前的圖像可以推斷：條帶東端以南的川滇交界地區(qū)潛在7級(jí)地震的危險(xiǎn)；目前，已經(jīng)在南北地震帶最南端緬甸發(fā)生了2011年3月24日7.2級(jí)地震，而在龍門山2008年發(fā)生了汶川8級(jí)地震，而在這兩個(gè)地震之間是7級(jí)地震的空白區(qū)，因此，是值得關(guān)注的地區(qū)。條帶的西端延長線方向的西南天山構(gòu)造帶—塔里木盆地西緣近期中強(qiáng)地震活動(dòng)頻繁，而該區(qū)自1988年以來一直呈現(xiàn)出7級(jí)地震的平靜現(xiàn)象，因此，這也是一個(gè)易發(fā)7級(jí)地震的地方。這種分析的依據(jù)是地表的地震活動(dòng)圖像往往與深部的構(gòu)造活動(dòng)控制有關(guān)，深部的應(yīng)力場有序變化有可能是7級(jí)以上地震的孕育的先兆[17]。

4 結(jié)語

（1） 2011年日本9.0級(jí)地震是一次發(fā)生在俯沖帶上的巨大地震，是太平洋板塊與歐亞大陸板塊相互作用的結(jié)果，同時(shí)也與深部構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)。

（2） 日本大震后中國大陸地震活動(dòng)趨勢：根據(jù)俯沖帶構(gòu)造、地球動(dòng)力學(xué)過程，綜合分析認(rèn)為日本9.0級(jí)地震的發(fā)生對(duì)近期中國大陸內(nèi)部的強(qiáng)震活動(dòng)趨勢影響不大。根據(jù)日本9.0級(jí)地震后中國大陸的強(qiáng)震活動(dòng)狀態(tài)表明，中國大陸地震活動(dòng)處于2008年汶川地震8.0級(jí)后的第6活躍期，3月24日緬甸7.2級(jí)地震發(fā)生表明中國大陸地震活動(dòng)隨著應(yīng)力場向大陸內(nèi)部推移，大陸內(nèi)部的強(qiáng)震危險(xiǎn)性在增強(qiáng)。最近數(shù)年是7級(jí)以上地震的高發(fā)期，7級(jí)地震的危險(xiǎn)性很高。值得關(guān)注的地區(qū)是南北地震帶中—南段（川滇交界地區(qū)）和新疆西南天山—塔里木盆地西緣。

（3） 日本9.0級(jí)地震給人們的啟示：日本地震的發(fā)生警示我們地震的災(zāi)害是巨大，目前對(duì)于地震活動(dòng)規(guī)律的研究尚處于探索階段，是地學(xué)研究者值得努力探索和研究的科學(xué)問題。

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