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    西夏·青史淡淡千百年

    2024-12-31 00:00:00馮銳
    地震科學(xué)進(jìn)展 2024年8期
    關(guān)鍵詞:西夏

    [摘要] """西夏是一個(gè)生機(jī)蓬勃而神秘的王朝,它的興亡都伴有地震的發(fā)生,而甘肅—寧夏地區(qū)恰是地震高發(fā)區(qū),值得關(guān)注這里的地震活動(dòng)。對于存疑的996年地震事件,從小震密集、史料記載、地質(zhì)探槽、地震強(qiáng)度上做了初步探討,推測了這次地震位置和大小。介紹了1739年平羅地震的水患教訓(xùn)。注意到1920年海原8.5級(jí)地震的新研究中,發(fā)現(xiàn)了許多有價(jià)值的新信息,揭示了全球地震活動(dòng)的大背景。甘肅—寧夏三角區(qū)的力學(xué)關(guān)系是三體問題,不可忽視旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);對于發(fā)震條件,除斷層帶外,還要重視深部物性的結(jié)構(gòu)差異。

    [關(guān)鍵詞] 西夏地震活動(dòng); 996年地震; 地震水患; 海原地震; 甘寧三角區(qū)

    [DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2024-048

    0 "引言

    提起西夏,恐怕要先給人家平個(gè)反。

    《楊門女將》唱得離了譜:可恨那西夏王興兵犯境,宗保元帥為國捐生。錯(cuò)了!楊家將是和遼作戰(zhàn)的,楊宗保是杜撰的,跟人家西夏無關(guān)。更何況佘太君本就是西夏人?黨項(xiàng)族折氏部落的一員[1-2]。

    岳飛的《滿江紅》也被誤解了?!榜{長車,踏破賀蘭山缺。壯志饑餐胡虜肉,笑談渴飲匈奴血”幾句是岳飛1136年跟金打仗時(shí)寫的,詩中的匈奴、賀蘭山都跟西夏無關(guān)。西夏是黨項(xiàng)羌族人,不是匈奴。岳飛說的賀蘭山也不是寧夏的那座,而是河北磁縣的一座同名小山,今日還在呢。

    西夏,是歷史上的一個(gè)生機(jī)蓬勃的王朝,縱橫捭闔,很有特色的族群。

    五代十國不過五十年,西夏(1038—1227)延續(xù)近200年,比北宋的年頭還長!從漠北到嘉峪關(guān),他們有自己的文字、法律和生活,維護(hù)過絲綢之路的暢通,繪制過莫高窟的飛天仙女;對于唐僧、孫猴和小白馬的故事,早在《西游記》問世前的300多年,他們已經(jīng)畫在石窟里了(圖1)……

    西夏人的歡歌笑語潤澤了西北的芳草,塞外江南的美景有過他們縱馬飛馳的一筆。

    然而,這段文化卻悄無聲息地泯滅了,連二十四史都沒有專門的一冊,真可惜。

    青史淡淡,您能留步片刻嗎?

    我欲了解您的歷史,傾聽您的心聲,更想探尋你們家鄉(xiāng)的地震風(fēng)云。即便迷霧重重,哪怕只言片語。

    1 "千年前的西夏王朝

    大漠孤煙直,長河落日圓。

    這句傳頌千年的妙筆出自唐·王維,連《紅樓夢》四十八回都要反復(fù)推敲,贊口不絕。王維在737年出塞涼州(今武威)之時(shí),寫于今日寧夏的西海固(西吉、海原、固原一帶)。

    我們的故事就圍繞這里?甘肅寧夏地區(qū),信馬由韁邁步了……

    1.1 "神秘的王朝

    青藏東北角的河曲很早就有人居住,主要是羌族,黨項(xiàng)人便出自羌族。羌漢是同源的民族,《史記》寫有:禹興于西羌。

    唐太宗時(shí)期(627—649),黨項(xiàng)30余萬人于635年歸入大唐屬民。641年文成公主入藏不久,在唐廷的幫助下黨項(xiàng)羌人于649年開始向西北的黃土高原遷徙,安史之亂后的765年定居于銀川盆地與河套平原?一個(gè)相對安定的、宜牧宜農(nóng)的落腳點(diǎn)。這里自古為產(chǎn)糧基地,引黃河水灌溉,最早修筑了秦渠、漢渠、唐渠等水利設(shè)施,譽(yù)為“塞外江南”。

    有了這個(gè)緣分,黨項(xiàng)羌人在756年安史之亂、882年黃巢起義的關(guān)鍵時(shí)刻,均有過“救駕”之功,遂被賜予皇姓?李,又在883年被封“夏國公”、1021年封為“大夏國王”、1032年封為“夏國王”。夏國人便一直以“大唐嫡親、大唐后裔”的身份傲居天下、縱橫捭闔。西夏的正史為1038—1227,但若從883年受封“夏國公”算起的話,它的資歷可就絕非其他民族政權(quán)能比肩的了。

    更有一樁大事:1036年他們創(chuàng)建了自己的文字。

    最早印刷的西夏字典是《西夏國書字典音同》,收錄 6000 多個(gè)西夏字,每字還注有字義。九州大地從此有了6種流行文字:梵、藏、蒙、回鶻、漢和西夏。西夏文接近漢文,遠(yuǎn)播北京、杭州等地,一直使用到明朝中葉,持續(xù)了約460多年。

    西夏大量吸收了中原文化,一些西夏文本竟成漢文典籍拾遺補(bǔ)缺的校本。1991年發(fā)現(xiàn)的西夏佛經(jīng)《吉祥遍至口和本續(xù)》,240多頁約10萬字,是迄今世界上發(fā)現(xiàn)的最早中國木活字版印本的實(shí)物(圖2)。1997年,西夏巖畫還被國際巖畫委員會(huì)列入非正式世界遺產(chǎn)名錄,那些獨(dú)特的剽悍豪邁、開放飛舞的藝術(shù)造型至今熠熠生輝。夏國佩劍天下第一,宋欽宗的佩劍和欽差大臣的尚方寶劍都是夏國劍,蘇軾曾經(jīng)慕名賦詩。

    五代十國至兩宋,我國氣候轉(zhuǎn)入了1000—1200年間的第3個(gè)寒冷期?北方水旱頻發(fā),南方結(jié)冰傷稼。

    宋夏遼之間的無窮戰(zhàn)事,迫使軍隊(duì)的物資和燃料只能就地解決,遂出現(xiàn)了大規(guī)模的屯田墾地、砍盡樹林、割光灌木、清除林草的惡性循環(huán)。蘇軾1061年的首次任職是在西北邊陲的鳳翔,3年里的重任有二:一是砍樹,編成木筏,從渭水放入黃河轉(zhuǎn)至開封,供皇家之用;二是向邊防軍運(yùn)送糧草,甚至還得為與西夏的交易努力供貨。1073年,他調(diào)到山東密州,終于“聊發(fā)少年狂”,寫了一篇狂想曲:

    左牽黃,右擎蒼……,

    會(huì)挽雕弓如滿月,西北望,射天狼。

    其實(shí),他根本就沒跟西夏打過仗。

    正是在這個(gè)氣候大轉(zhuǎn)折點(diǎn),北方的遼夏金元被迫南下尋糧草,中原百姓南遷尋生計(jì)。

    西北地區(qū)日漸荒蕪,長河落日,羌笛嗚咽。

    1.2 "西夏興亡,地震有責(zé)

    1.2.1 "大夏建國

    《宋史》《西夏書事》《續(xù)資治通鑒長編》《宋太宗實(shí)錄》里,多有地震記載:

    996年5—6月,靈武一帶小震頻頻,盛暑之月,水泉乏絕,地震二百余日,城中糧糗(qiǔ)皆絕。11月7日發(fā)生大震,塌損城墻,毀壞廬舍,死者十余萬。波及到環(huán)縣、慶陽、西安、延安、同心、天水、潼關(guān),甚至山西的臨汾(圖3)。余震延續(xù)到11月、12月,黨項(xiàng)軍趁機(jī)攻城略地一年多。

    地震者,兇象也。何況996年的大地震!

    果然,3個(gè)月后宋太宗駕崩。

    宋真宗趙恒997年一上臺(tái),干脆低頭讓步“從其所請”?夏、銀、綏、宥、靜5個(gè)州全部劃歸黨項(xiàng),高調(diào)授予夏主李繼遷為“夏州刺史”[3]。

    隨后,宋遼雙方1004年訂立“澶淵之盟”?遼稱宋為兄,宋每年“賞賜”遼以銀10萬兩、絹20萬匹……1006年宋夏訂立“景德和約”?夏對宋稱臣,宋封夏主為西平王(后封為“夏王”),每年“賞賜”夏以銀萬兩、絹萬匹、錢三萬貫、茶二萬斤……由此,換來了30年的和平。

    丟臉嗎?不。

    高官范仲淹和諸大臣算過賬:給遼朝的歲幣不及每年軍費(fèi)開支的百分之一二,還不及越州(現(xiàn)紹興)的財(cái)政收入多。小錢換休兵,劃算!

    怎奈地震不聽話,非要折騰。

    1038年1月15日,山西的定襄、忻州發(fā)生7?級(jí)大震?華北地區(qū)4次高活動(dòng)期的第1個(gè)高點(diǎn)(其后的3次高點(diǎn)分別是1303年洪洞地震、1668年郯城地震和1976年唐山地震)[6-7]。造成1500里內(nèi)大面積的地裂縫、涌水和堰塞壩,壞廬寺、殺人畜,凡十之六……一日四五震,地裂泉涌,火出入黑沙狀。3月7日的太原、忻縣、代縣一帶地震出火,焚蕩幾盡。延續(xù)六七年,每震則有聲如雷,死者32300余人。經(jīng)考證,此時(shí)大同地區(qū)出現(xiàn)的“地震出火“現(xiàn)象,并不是真正的火山噴發(fā),最可能的是地下煤礦自燃。

    更詭異的是,遠(yuǎn)在500 km外的開封竟然在1038年1月14日也鬧起了地震,延續(xù)到2月12日,還引起黃河水患,地大震裂涌水,壞屋廬城堞,殺民畜幾十萬,三月不止。直到1039年1月5日還有地震。

    宋皇下詔救急,朝廷內(nèi)外忙于救災(zāi),祭祀天地,改年號(hào)赦天下、圍堵河堤修屋宇……折騰一年有余。

    黃河對岸的西夏,洞若觀火。

    早在1032年,黨項(xiàng)羌人已掌控了整個(gè)河西走廊的遼闊地域,正按部就班地推進(jìn)著建國事宜:改年號(hào)、立軍名、制禮樂、定兵規(guī)、建文武官制、著官民服飾、創(chuàng)西夏文字……。1038年北宋鬧地震,恰逢其時(shí)!于是興慶府(今銀川)在10月11日鼓樂齊鳴,李元昊榮耀登基,從容淡定地建國“大夏”,人口二三百萬,地盤近20個(gè)州,經(jīng)濟(jì)文化今非昔比。

    地震,也算為開國建業(yè)立了一功。

    1.2.2 "天下大亂

    常言:家家有本難念的經(jīng),誰也甭跑!

    1.2.2.1 "北宋?地震黃泛

    1045—1046年的地震在開封、雄安、蓬萊頻發(fā),導(dǎo)致1048年黃河在澶州(今濮陽)決口泛濫。1057年寶坻7.5級(jí)地震[4],數(shù)萬人遇難。1068 年大城 6.5級(jí)地震又引黃河泛濫,再次死亡數(shù)萬人,高達(dá)30多萬的民工被急調(diào)筑堤。1144年的河間又發(fā)生6級(jí)強(qiáng)震(圖3)。為了黃河的改道和抗震,包括王安石和包拯在內(nèi)的大小官員都卷入無盡的救災(zāi)、祈禱、祭祀和爭吵之中,沈括還在《夢溪筆談》卷二一中寫了一筆:登州巨嵎,山下臨大海,其山有時(shí)震動(dòng),山之大石皆頹入海中,如此已五十余年。

    多事之秋的北宋逼出了范仲淹1043年和王安石1069年的改革。

    1.2.2.2 "西夏?地震砂涌

    1143年3—5月間的銀川6.5級(jí)地震(圖3),發(fā)生了嚴(yán)重砂涌。史載

    地裂、泉涌、出黑沙。夏州地裂,阜高數(shù)丈,廣若長堤,林木皆沒,陷民居數(shù)千。(《宋史》卷四八六,《西夏書事》卷三五)

    阜,指噴出的砂涌所成的丘體。這次地震的災(zāi)情有甚于2023年12月甘肅積石山6.2級(jí)地震。經(jīng)查,積石山震區(qū)的烈度為Ⅷ度,逆沖型破裂,噴出的高達(dá)3 m的砂涌掩埋了村莊,百余人死亡。這些村落位于黃河故道,富含地下水,盡管地面高出黃河河床幾十米,但在地震波強(qiáng)大的壓力下,地下水和泥沙難以外泄,遂一并擠出地面。

    1143年地震的社會(huì)影響很大,當(dāng)時(shí)的西夏百姓揭竿而起紛紛起義,大的州有萬余人參加,小的州也有五六千人,無法忍受戰(zhàn)爭與震災(zāi)。遂殺富濟(jì)貧,攻打州城[2]。

    1.2.2.3 "遼國?地震火山

    宋遼邊境1057年的7.5級(jí)大震,萬人死亡,直到1076年還有余震。更糟糕的是,940年的長白山天池火山大爆發(fā),火山噴發(fā)指數(shù)7級(jí),是全球最近千年間的第2位火山噴發(fā)事件(第1位是1815年印尼坦博拉火山噴發(fā)),影響到北半球的氣溫下降。1014年、1018年天池火山再次噴發(fā),一直活動(dòng)到遼國滅亡前的1118年和1124年。

    后院起火,折騰百年,宋夏遼都不好過。

    1.2.3 "大夏滅亡

    1125年蘭州的7級(jí)地震吹響了金國女真滅遼的沖鋒號(hào),隔一年又滅掉北宋。

    百年之后的1227年,成吉思汗親帥蒙古大軍包圍中興府(今銀川)半年。在疾病流行、糧食短缺的關(guān)鍵時(shí)刻,銀川又在7月22日發(fā)生強(qiáng)烈地震,延續(xù)到 8月20日,造成房屋倒塌、人員傷亡、民心潰散。信奉天譴的西夏只能遵照地震的授意?舉手投降。

    孰不知,8月25日成吉思汗已經(jīng)病逝于六盤山清水縣。

    不知情的夏主李元昊攜帶金佛、國璽、財(cái)寶、高官一行前來獻(xiàn)城,蒙軍按照成吉思汗的遺囑:殺掉全部官員,夏亡。

    一代天驕隕落西夏,也許是蒙古人承受不了的,他們在 1234年滅金建元之后,謹(jǐn)遵成吉思汗的戒律:防范外族人。于是把全國人口分成四等,非蒙族為下三等,“下三濫”不得為官掌權(quán)。元末1343年編寫了遼史、金史和宋史?二十四史中篇幅最龐大的官修史書,唯獨(dú)不修夏史,且有意毀掉了西夏史料。

    空白,就這樣形成了。

    2 "古地震,新認(rèn)識(shí)

    2.1 "996年和1057年地震釋疑

    就在北宋跟鄰居鬧別扭的時(shí)候,邊界地區(qū)發(fā)生了這兩次地震,災(zāi)情嚴(yán)重,萬人死亡。但史料不全,雙方的史書都怠于提及對方的情況。害得后人費(fèi)了幾十年的牛勁,才略有眉目。

    目前,1057年地震的參數(shù)已基本解決。王健 2011年做了綜合研究[4]:補(bǔ)充了文物部門的新成果,有了1983年維修獨(dú)樂寺時(shí)發(fā)現(xiàn)的新證據(jù),利用了地震活動(dòng)性的定量化研究方法,給出了地震密集值的空間分布……結(jié)論如下:1057年事件是兩次地震,一次在河北固安北,3月30日,6?級(jí);另一次在天津?qū)氎鏂|南,4月份,7.5級(jí)。

    第2個(gè)事件,即996年大地震,仍尚未收入全國地震目錄[5],恐不宜久拖不決,下文做一點(diǎn)探討。

    經(jīng)驗(yàn)表明:在一次大震后的數(shù)十年或數(shù)百年里,小震會(huì)圍繞著同一個(gè)發(fā)震區(qū)活動(dòng),能形成一個(gè)相對集中的分布。則可以利用地震密集的辦法來反推古地震的大體位置[4]。對甘南地區(qū)已做過統(tǒng)計(jì)[8-9],大約七、八成的密集區(qū)都會(huì)對應(yīng)歷史強(qiáng)地震,只是未涉及到996年事件。

    從寧夏地區(qū)1950年至今的當(dāng)代資料看(圖4),上述現(xiàn)象同樣存在:6個(gè)小震群地區(qū)?銀川、吉蘭泰、中衛(wèi)—中寧、固原—海原、五原和景泰區(qū)[10],小震的分布都是圍繞著某次早期強(qiáng)震的位置,粗看的對應(yīng)性還不錯(cuò)。

    目前,996年地震的情況在逐漸清晰:

    (1)根據(jù)996年地震的有感地點(diǎn)、震后約500年間的史載中小地震的分布(圖3),銀川盆地的南端最有可能是古代大震區(qū)。這個(gè)位置與史料記載吻合:

    ● 洎靈州送糧草回來,死者十有余萬;(《續(xù)資治通鑒長編》)

    ● 此次地震,靈州發(fā)震,時(shí)在盛暑。(《西夏書事》)

    洎(jì),到達(dá)的意思,系指到靈州送完糧草才得知有大量死亡事件,古靈州在今靈武的西南。對比一下876年7—8月的雄州地震史料,按《新唐書·地理志》“雄州,在靈州西南百八十里”。這至少說明,靈武西南地區(qū)早在996年大震之前就是個(gè)比較活躍的地震區(qū)。

    (2)1997年以來,在海原斷裂帶的不同部位開挖了地質(zhì)探槽,做了14C 年代測定。其中 4個(gè)古地震地點(diǎn)的測定值都在誤差范圍內(nèi)給出了同樣的結(jié)果(表1),對比在其他重要斷裂(比如中衛(wèi)—同心、羅山東麓、賀蘭山東麓和靈武斷裂帶)的探槽研究[11-13](圖5),可得結(jié)論?在距今1000年內(nèi)的時(shí)段內(nèi),海原斷裂帶上只發(fā)現(xiàn)了兩次古地震事件,一次是1920年海原地震,還有一次事件的時(shí)間能夠與史料記載的 996年靈州地震相吻,而此期間在公元1000年左右,未見有其他的重大地質(zhì)事件,這不會(huì)是偶然的巧合。

    當(dāng)然,斷裂位置與災(zāi)情最重的靈州并不嚴(yán)格重合,也可能受到工程地質(zhì)條件的影響所致,1739年平羅8級(jí)大震也是這樣的[19-20]。

    (3)夏州對這次地震的記載是:城郭廬舍多壞,不敢駐營(《西夏書事》),則當(dāng)?shù)亓叶葢?yīng)在Ⅵ度以上,由于夏州的震中距約250 km,按照甘肅省地震烈度衰減關(guān)系來推算[21],996年靈州地震的震級(jí)可能在7.5級(jí)以上。

    上述分析可供今后的研究參考。

    2.2 "1739年地震的教訓(xùn)

    就在中衛(wèi)1709 年7.5級(jí)地震30周年之際,1739年1月3日深夜平羅發(fā)生8級(jí)地震,這是銀川斷陷盆地迄今最大的地震。兩次地震相距約200 km,明長城遭錯(cuò)斷(圖6)。平羅地震造成的右旋水平錯(cuò)距為1.45 m,垂直錯(cuò)距0.9 m,5 萬余人在隆冬中喪生[19-20]。

    這次地震引發(fā)的水患災(zāi)難可能是有史以來最嚴(yán)重的一次。 按清朝地方志[20]

    ● 黃河水上泛,灌注兩邑,而地中涌泉直立丈余者不計(jì)其數(shù)。四散溢水,深七八尺至丈余不等。

    ● 自新渠而起二三十里以外,東連黃河、西連賀蘭山,周回一二百里竟成一片水海……

    ● 到處是高達(dá)丈余的涌泉,黃河水上泛,變成水海澤國,被壓溺而死者甚多。

    原因在于,青藏高原的隆起,使周圍地區(qū)的冰川堆積物多,巖石破碎而多孔隙,黃土高原土質(zhì)疏松,河床下切很深,不少河流從地下水獲得的補(bǔ)給量可以達(dá)到 50%~60%以上。黃河兩岸和它的故道都是富含地下水的區(qū)域(圖7),地下水埋深淺,沙土層巨厚。在那些泄流不暢的地點(diǎn),地下水就會(huì)溢積地表、鹽漬嚴(yán)重。一旦遭遇地震波的強(qiáng)烈震蕩,土壤會(huì)液化,地基沉陷、噴沙冒水、嚴(yán)重砂涌。

    這種災(zāi)難在黃河中下游的地震中已經(jīng)不止一次發(fā)生過。比如1556年華縣地震:

    ● 渭南縣中,街之南北皆下陷一二丈許……赤水山幾乎全部下陷入地。

    ● 渭河北徙四五里。山多崩斷,潼關(guān)道壅,河逆流,清三日。

    公元前7年和1996年的包頭地震、1038年定襄地震、1920年海原地震、1815年平陸地震,直至邢臺(tái)、河間和唐山的地震,都出現(xiàn)過這種地震的水患災(zāi)難,只是嚴(yán)重程度不同。2008年汶川地震時(shí),湔江畔的北川有不少樓房就因土壤液化而沉入地下,校舍大樓的最嚴(yán)重者竟會(huì)沉入地下二、三層樓。

    目前,華北平原、關(guān)渭平原、淮河平原等地的人口已達(dá) 8億以上,地下遍布古河道和古湖泊。位于唐山—磁縣地震帶附近的白洋淀和衡水湖、郯廬斷裂帶附近的駱馬湖和洪澤湖等地,都是地下水既淺又豐富的部位,當(dāng)?shù)貏?wù)必高度警惕地震水患。

    3 "百年海原地震

    3.1 "海原地震

    2020年,學(xué)術(shù)界以多種形式紀(jì)念了海原8.5級(jí)地震百年(圖8)[22],悼念27.3萬遇難同胞[23]。這是中國大陸地區(qū)近代的最大地震,也是我國開始現(xiàn)代地震學(xué)研究的奠基點(diǎn)。

    圖9是翁文灝和謝家榮1921年在現(xiàn)場拍攝到的地面旋轉(zhuǎn)的珍貴照片。翁寫道[24]

    固原南鄉(xiāng)有一個(gè)董福祥的神道碑,外有碑亭,宣統(tǒng)二年(1910年)所立,建筑甚為堅(jiān)固。地震后碑裂為上下二截,但未傾塌,碑亭亦然。但上截與下截比較,像是下截自西至南,或上截自東至南旋轉(zhuǎn)。此可證明地震時(shí)地面有一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

    董福祥是清末的一個(gè)西北王,該神道石碑和墓葬品在文革中遭破壞,現(xiàn)僅存地基遺跡。

    海原地震造成的斷裂帶總長度246.6 km,最大左旋水平位移量達(dá)15 m,年均走滑量19 mm,外媒稱之“群山走動(dòng)的地方”。圖10是黃家洼山處地貌左旋錯(cuò)位的衛(wèi)片圖像[22],由環(huán)文林處理。在我國同類資料中,它可能是水平位錯(cuò)最明顯的一幅,也十分寶貴。

    新的研究還揭示,海原地震前后的 6級(jí)以上的強(qiáng)震分布存在大范圍的空區(qū)異常(圖11)。說明它不是一次孤立的事件,需要與7年后被它誘發(fā)的古浪 8級(jí)地震視為一個(gè)整體,并且要從更大的區(qū)域、更廣的視野上來分析和認(rèn)識(shí)它。

    3.2 "全球活動(dòng)的背景

    地球上8級(jí)以上的大地震經(jīng)常會(huì)具有全球活動(dòng)的背景。

    20世紀(jì)20年代,在40°N附近集中發(fā)生了一系列的大地震(圖12),譬如美國1906年、意大利1908年、日本1923年、中國1920和1927年的8級(jí)左右的地震,至今都是這4個(gè)國家的頂級(jí)災(zāi)難。

    在全球構(gòu)造體系上,40°N附近(主體區(qū)間在30°N~50°N)是地球的一條陡變帶(圖13)。比如地球的南半球膨脹、北半球收縮,在這里出現(xiàn)了大地水準(zhǔn)面的緊縮圈;南北緯度35°16′附近,還是固體潮長波段垂直位移的正負(fù)交界帶;地表存在一條橫貫包括伊朗、土耳其和地中海在內(nèi)的大陸緯向構(gòu)造帶。

    圍繞40°N線 ,還有如下數(shù)字值得注意:海原地震36.6°N、古浪地震37.6°N、唐山地震39.4°N。

    地震的全球活動(dòng)規(guī)律性,目前很難掌握。只是從表面上注意到幾個(gè)現(xiàn)象:

    ● 大地震的發(fā)生與錢德勒擺動(dòng)(包括地球自轉(zhuǎn)角速度變化),符合得比較好;

    ● 2000年前,8.8級(jí)以上的大地震集中在太平洋的東北側(cè),過后都發(fā)生在太平洋的西南側(cè);

    ● 20世紀(jì)20年代在40°N附近發(fā)生系列性大地震后,百年間的活動(dòng)都轉(zhuǎn)入低潮期……

    4 "甘寧三角區(qū)

    4.1 "力學(xué)環(huán)境

    甘肅和寧夏的交界處有個(gè)地震三角區(qū),位于阿拉善地塊、鄂爾多斯地塊和青藏高原3大塊體夾擊的部位,屬于南北地震帶的北端。它的3個(gè)頂點(diǎn)以1739年平羅、1927年古浪、780 BC岐山大地震為標(biāo)志(圖14)。

    這里是南北和東西向兩大地震帶的交匯處?俗稱“隴西”地震大十字區(qū)。時(shí)間上,高發(fā)期與平靜期的差異非常明顯(圖15),地震活動(dòng)的同步性好、整體性強(qiáng),能量的孕育和釋放都是作為一個(gè)整體而完成的[22, 25]。夾在堅(jiān)硬穩(wěn)定塊體中的三角區(qū)巖體,其本身應(yīng)變能量的積蓄自然缺乏足夠的存量,故而地震的復(fù)發(fā)取決于大塊體的運(yùn)動(dòng),緩慢而集中。能量一旦釋放出來,受益的、減負(fù)的范圍也會(huì)遠(yuǎn)超過常規(guī)地區(qū)。

    于是,甘寧三角區(qū)的地震活動(dòng)水平,就變成了西北地區(qū)的晴雨表。

    它的邊界有3條,力學(xué)性質(zhì)有3種:祁連—河西走廊斷裂帶,左旋擠壓;銀川—臨河斷陷盆地帶,右旋拉張;六盤山斷裂,逆沖擠壓(圖16),組成了一個(gè)整體的力學(xué)體系。海洋板塊間的3種基本形式?轉(zhuǎn)換、分離、聚合,它都擁有,只是在大陸內(nèi)部不會(huì)表現(xiàn)得那么單純。

    它們的力學(xué)關(guān)系是三體問題,不是二體,其特殊的結(jié)構(gòu)在地質(zhì)學(xué)上稱之“三聯(lián)點(diǎn)構(gòu)造”(triple junctions)。

    在這種構(gòu)造環(huán)境中,一個(gè)斷裂帶發(fā)生的地震,會(huì)釋放另外兩個(gè)邊界積累的能量;由于彼此間存在依存和制約關(guān)系,便不可能在3個(gè)斷裂帶上同時(shí)發(fā)震;三個(gè)女孩一臺(tái)戲,三個(gè)塊體鬧起事無邊際。中長期的預(yù)測,也就不能用常規(guī)的思路來理解這里的地震活動(dòng)。

    經(jīng)典力學(xué)有結(jié)論:剛體運(yùn)動(dòng)只有兩種基本形式?平移和旋轉(zhuǎn),而且球面上任一點(diǎn)的位移都是圍繞某一瞬間軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

    甘寧地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)受到印度板塊與歐亞板塊碰撞的強(qiáng)大影響,GPS速度矢量都是某種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),只是瞬間旋轉(zhuǎn)軸(即歐拉極點(diǎn))的位置不同罷了,而且在小區(qū)域里的直覺分析中不容易看出旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。地殼塊體的旋轉(zhuǎn)是地殼中主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),張性斷裂區(qū)里的各局部的、小的塊體是以繞水平軸旋轉(zhuǎn)的掀斜運(yùn)動(dòng)為主,剪切斷裂區(qū)的各塊體以繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主。在分析甘寧三角區(qū)的力學(xué)關(guān)系時(shí),特別要注意旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的地質(zhì)效應(yīng)[25-26]。

    在圖16的分析中,3個(gè)塊體的“彼此之間相對運(yùn)動(dòng)速度”的矢量和應(yīng)該為零,它們的理論幾何中心大體在吳忠—中衛(wèi)附近。任何破壞這個(gè)“零值”的殘差運(yùn)動(dòng)矢量必然又產(chǎn)生出一個(gè)會(huì)圍繞該幾何中心的旋轉(zhuǎn)力矩,引起整體的轉(zhuǎn)動(dòng)。只有旋轉(zhuǎn)力矩的出現(xiàn),才會(huì)導(dǎo)致破裂帶上的走滑與擠壓兩分量出現(xiàn)分離性的、獨(dú)立的變化;拉張盆地的兩側(cè)正斷層才會(huì)在不同時(shí)段有反方向受力;擠壓斷裂上也會(huì)出現(xiàn)走滑分量;斷裂帶才會(huì)出現(xiàn)雁行排列和扭曲現(xiàn)象。這類問題的研究有個(gè)很大的增長空間。

    甘寧三角區(qū)以順旋為主,夾有逆旋的時(shí)變量。一些預(yù)計(jì)的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象已經(jīng)被地形變監(jiān)測、GPS、地應(yīng)力的觀測證實(shí)[27-29]

    4.2 "深部根源

    4.2.1 "上地幔各向異性和渦度

    地殼塊體旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力源主要來自上地幔的流變運(yùn)動(dòng),大陸巖體的轉(zhuǎn)動(dòng)往往具有被動(dòng)性質(zhì),盡管1800 km外的印度板塊碰撞也有遠(yuǎn)程效應(yīng)。

    利用遠(yuǎn)震SKS波的偏振和S波分裂的快慢波時(shí)差,可以分析該區(qū)上地幔的各向異性,而地幔流體的運(yùn)動(dòng)不僅有全球和大區(qū)域的,還存在很強(qiáng)的小尺度渦旋。這個(gè)旋轉(zhuǎn)量可以用運(yùn)動(dòng)渦度(kinematic vorticity)來表征,它是流體速度場的旋度向量,垂直于流體平面。北半球的渦度正值為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),渦度負(fù)值是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),零值是非旋轉(zhuǎn)流體,反映純剪切變形狀態(tài)。

    研究表明[30-32],該區(qū)的地表變形與上地幔的變形是一致的,這種地殼與上地幔的緊密耦合,是一種垂直連貫變形模式,相距不過百余km。甘寧地區(qū)小尺度的渦度分布見圖17"[32],祁連—海原斷裂帶的上地幔存在很強(qiáng)的(左旋)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),直接牽動(dòng)了地殼中的各小塊體的逆旋,促使斷裂帶的右旋剪切變形;在銀川盆地一直向南延伸到南北地震帶的位置上,則發(fā)育了大范圍的(右旋)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(圖17中的綠色和蘭色圓圈),對地殼塊體的左旋剪切變形起著作用。1920年海原地震恰位于這兩種反方向旋轉(zhuǎn)條帶的交匯部位,扭力狀況會(huì)極其復(fù)雜。其他地域的渦度在零值附近,屬于純剪切變形。

    鄂爾多斯地塊本身的變形很弱,它存在整體性的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),歐拉極位于貝加爾湖東南側(cè)的赤塔和滿洲里之間(不屬于圖17展示的內(nèi)容)。

    對上地幔旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的探測結(jié)果,深化了動(dòng)力源的認(rèn)識(shí)。

    4.2.2 "物性結(jié)構(gòu)的研究

    孕震條件的兩種觀念都要重視:一種是現(xiàn)存的斷層破裂帶,另一種是物性的結(jié)構(gòu)差異。

    新的工作已經(jīng)加強(qiáng)了對物性結(jié)構(gòu)的研究,諸如獲取地球化學(xué)、大地電磁、各向異性、非彈性的Q值、介質(zhì)泊松比、重力異常、熱流分布等物理參數(shù),避免把科學(xué)思路掉入狹窄的“斷層帶”里。

    利用縱波接收函數(shù)法來獲取深部信息是另一種新嘗試。從海原地震區(qū)的共轉(zhuǎn)換點(diǎn)疊加剖面看(圖18,圖19)"[33],除了50 km深度的莫霍界面比較連續(xù)外,殼內(nèi)界面并不明顯。甚至在地震深反射剖面當(dāng)中,連莫霍界面都是個(gè)過渡層而非尖銳的間斷面,地表斷層向下的延續(xù)深度并沒有想象的那么大[26],在上地殼的脆性斷裂進(jìn)入中下地殼的高溫、韌性環(huán)境里,淺部的斷裂產(chǎn)狀會(huì)被改造甚至消失。

    由此,就容易理解甘寧地區(qū)地震機(jī)制的復(fù)雜特點(diǎn),震源機(jī)制的解平面和滑動(dòng)矢量都會(huì)與地表斷裂不吻合、甚至矛盾,深淺構(gòu)造會(huì)出現(xiàn)立交關(guān)系。這些都是正常的。

    另一個(gè)重要問題是青藏高原的北界邊緣在何處?它關(guān)系到地震中長期預(yù)測的底線。

    傳統(tǒng)的觀念是劃在河西走廊南側(cè)的祁連山,沿著祁連山—海原—六盤山斷裂帶。

    新的認(rèn)識(shí)是:根據(jù)地震轉(zhuǎn)換波SKS波得到了上地幔各向異性分布[30-31],2010年發(fā)現(xiàn)青藏高原的北向推擠已經(jīng)越過了青藏高原的“舊邊界”和河西走廊,到達(dá)了阿拉善塊體地區(qū),還促進(jìn)了銀川地塹的裂開下陷。2021年的成果進(jìn)一步確認(rèn)了這個(gè)最新邊界[34],他們通過遙感圖像、GPS數(shù)據(jù)、野外調(diào)查、年代測試,發(fā)現(xiàn)青藏高原的北界自15 Ma前到2 Ma前是在逐步向北推進(jìn)的(圖19),阿拉善地塊的南緣已經(jīng)形成了一系列新生的活動(dòng)斷裂,抑或古斷裂的復(fù)活。

    由于阿拉善地塊南緣已成為青藏高原東北緣的最新組成部分,它的東西兩個(gè)端點(diǎn)?阿爾金—玉門地區(qū)和銀川—吳忠地區(qū),必會(huì)出現(xiàn)更加強(qiáng)勁的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),順旋或逆旋。

    圖19給出的1920年海原大震至2023年的百年地震分布,亦反映當(dāng)前的地應(yīng)力狀態(tài)。

    海原和古浪兩次8級(jí)大震猶如威震天下的雄獅,森林里的老虎已經(jīng)嚇到300~400 km之外(只有阿拉善南緣還出現(xiàn)過兩只1954年的小老虎),近處有幾只狼,后院僅剩下了幾群兔子和老鼠。這種應(yīng)力狀態(tài)只能是高原上地幔的運(yùn)動(dòng)所造成、并由它來維系,地殼的脆性巖體控制不了這么大的區(qū)域應(yīng)力場。

    我們的任務(wù)就是監(jiān)測它的變化和集中部位。

    西夏已經(jīng)遠(yuǎn)去,它的故土依然回蕩著一個(gè)美麗的傳說?柳毅傳書。說的是,窮秀才柳毅接受了一個(gè)女孩托付的家書,投書之地遠(yuǎn)在湖南岳陽,得救的牧羊女原來是洞庭龍王之女,他倆最終喜結(jié)良緣(圖20)。聽說不只一個(gè)省市都在爭奪傳說的“地理版權(quán)”,后經(jīng)郵電部調(diào)查,《柳毅傳書》的郵票首發(fā)式?jīng)Q定于2004年7月17日在寧夏固原市的涇川縣舉行,塵埃落了地。

    西北高原的花兒,一遍一遍的傳來,令人如癡如醉。淡淡青史的漣漪,只是在觸摸到它才知精彩深厚。

    但愿人生的道路上我們能永遠(yuǎn)相伴。

    ""致謝

    成文過程同寧夏地震局的馬禾青研究員做過有益的討論,劉珠妹、劉傳金和劉文義繪制了地形底圖、提供了地震資料和數(shù)據(jù),高繼宗細(xì)致修改了原稿、提出了有見地的意見,致以誠摯的感謝。

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    Western Xia: Mysterious history

    Feng Rui*

    China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China

    [Abstract] """"Western Xia is a vibrant and mysterious dynasty whose rise and fall has been accompanied by seismic activity. Because the Gansu-Ningxia region happens to be a high seismicity area, and I would like to take this opportunity to talk about the seismic activity here. For the doubts about the 996 AD earthquake event, a preliminary discussion was made based on the intensity of small earthquakes, historical records, geological trenching, and the intensity of earthquakes. The location and magnitude of this earthquake are tentatively estimated. Additionally, the lessons learned from the flooding caused by the 1739 Pingluo earthquake are discussed. Recent research on the 1920 Haiyuan earthquake with magnitude 8.5 has revealed valuable new information regarding its occurrence background within the context of global activity. The emergence of Gansu-Ningxia triangle area is the result of deep material transport, where the mechanical relationship is a three-body problem. Analyzing its mode of movement requires consideration of rotation. When assessing seismic conditions, it is crucial to emphasize not only fault zones but also structural differences in deep physical properties.

    [Keywords] seismicity in Western Xia; 996 AD earthquake; earthquake flooding; Haiyuan earthquake; Gansu-Ningxia triangle area

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