作者:本刊记者 唐琳 来源: 发布时间:2013-6-26 18:14:57
从芦山回汶川
一条要命的断裂带

 
2013年4月20日,一场强震使全国人民的目光再度聚焦到中国四川。
 
5年前的春夏之交,汶川让人悲伤;5年后的春末夏初,芦山催人泪下。当所有人为四川省芦山县7.0级地震黯然神伤之时,却也不禁发问:
 
“为什么又是四川?”
 
因果纠缠,芦山和汶川似乎被什么扭在了一起。
 
一条断裂带
 
芦山县是一个拥有2000多年历史的古城。
 
令很多人意想不到的是,这个不大的县境内居然拥有两个世界第一——世界上最大的漏斗和最大最长的砾岩溶洞。
 
芦山县不仅富有“汉魂”和“汉代文物之乡”的美誉,同时还有丰富的红军文化。
 
然而,在2013年4月20日之前,这些却未曾引起世人过多的关注。反而一场天灾,使它聚集了所有人的目光。
 
这是芦山的不幸。
 
芦山更多的不幸,还是来自于它坐落在一条要命的断裂带上。
 
加拿大蒙特利尔最新赚钱方法工学院教授嵇少丞在芦山地震发生后3个小时立刻作出反应,在科学网上对这条致命的断裂带进行了详细描述。
 
“在中国地图上有一条由著名地理学家胡焕庸先生提出的‘胡焕庸线’。这条直线,北起黑龙江爱珲县、西南达云南腾冲,它把中国大陆分成西北和东南两部分,线的东南侧,土地只占整个国土面积的36%,人口却是全国的96%。线的西北侧,情况恰恰相反。而在四川省的地图中,也有这样一条人口分布疏密的对比线,它就是龙门山脉。”
 
四川省地震局西昌地震中心站高级工程师牟雅元也对此有详述。
 
龙门山是青藏高原东缘边界山脉,横亘于青藏高原和四川盆地之间。龙门山断裂带南起泸定、天全,向北东延伸经宝兴、都江堰、江油、广元进入陕西勉县一带,全长约500千米,宽40~50千米,从东到西分别是山前冲积平原、高山地貌和高原地貌,为当今世界上坡度最陡的高原边界。
 
龙门山地区的地形坡度甚至比喜马拉雅山南坡的还大,这就意味着垂直龙门山方向上水平构造应力分量很大。
 
1800年以来,龙门山中段的前山断裂上先后曾发生过4次中强地震,最大一次是1970年发生在大邑西边的6.2级地震。龙门山后山断裂自1597年以来,共发生过4级以上地震13次,最大一次是1657年4月21日(清顺治十四年三月初八)的汶川6.5级地震。龙门山中央断裂自1168~2008年之间只发生过12次4级地震,仅一次6.2级,发生在北川。
 
而震惊世界的汶川地震就发生在映秀镇附近、途经破裂和摩擦强度都大的彭灌杂岩的龙门山中央断裂上。
 
此次芦山地震,龙门山断裂带依旧无法从中全身而退。
 
龙门山断裂带主要由以下3条逆冲断裂组成,分别为:汶川—茂县断裂(即后山断裂),映秀—北川断裂(中央断裂),都江堰—江油断裂(前山断裂)。这几条主要断裂总体走向45度,倾向北西,倾角50~70度。
 
这条断裂带,让持不同观点的各方研究者坐在了一起。
 
无论是国内还是国际上普遍观点都显示,龙门山断裂带是引发地震绝对的“真凶”。
 
中国地震台网中心地震预报部副主任蒋海昆在芦山地震发生后表示,本次地震发生在龙门山断裂带南段。同时,中科院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员滕吉文也指出龙门山断裂是这一次地震的祸根。
 
美国地质勘探局发布的信息显示,龙门山断层是近年来较活跃的一个地质断层。地球物理学家杰西卡·特纳接受新华社记者电话采访时说,此次芦山地震是在南北走向的龙门山断层上发生东西反向运动造成的。
 
实际上,从嵇少丞在地震发生后仅3个小时就发表直指龙门山断裂带的文章中也不难发现,龙门山断裂带一直被学者密切关注着。
 
然而它第一次如此获得“青睐”,正是在5年前的汶川地震之后。
 
沿着“龙门”回汶川
 
5年前,汶川地震发生后的第一时间,龙门山断裂带就被学者们锁定。
 
汶川地震发生后仅仅1小时,日本东京最新赚钱方法地震研究所的网站上就发表了一篇由变动地形学副教授池田安隆撰写的分析报道。报道指出,正是位于四川盆地边缘的龙门山断层整体移动,才引发了汶川大地震。
 
这一结论迅速得到了美国地质调查局相关专家的呼应。
 
美国地质调查局地震专家哈利·本茨认为,引发地震的断层绵延在四川盆地的西北和正北方向,这次地震发生在龙门山断层。
 
随后,中国地震局迅速组织了500多人的队伍对地震灾害损失进行评估和地震地质进行考察。考察结果显示,这次地震正是龙门山断裂带内“映秀—北川”断裂活动的结果。
 
祸起龙门山。汶川地震就发生在四川龙门山逆冲推覆断裂带上。
 
根据中国地震局地质研究所所长、国家汶川地震专家委员会南北带地震构造研究组组长张培震对汶川大地震成因的解释,在地震发生的短短一分多钟时间内,地壳深部的岩石中形成了一条长约300千米、深达30千米的大断裂,其中的200余千米出露地表,形成沿映秀—北川断裂分布的地表破裂带。
 
究竟是为什么?学术界给出了这样的观点。
 
这条断裂带是青藏高原和华南地块的边界构造带,经历了长期的地质演化,具有十分复杂的地质结构和演化历史。
 
正是由于龙门山断裂带三条断裂在垂直剖面上呈叠瓦状向四川盆地内逆冲推覆,断裂倾角在接近地表处较高,随深度向下逐渐变缓,大概到地下20多公里深处,几条断裂收敛合并成一条剪切带,成为青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制构造。
 
强烈的相对运动导致了龙门山与四川盆地的高差十分巨大,在不到60公里的范围内,从海拔约600米迅速上升到4000~5000米,形成巨大的地貌台阶,是中国大陆地形最陡峭的地方。
 
如果说,汶川大地震的凶手直指龙门山断裂带,那么,龙门山断裂带背后的“幕后指使者”又是谁?
 
张培震指出,这次巨大地震的最根本动力来源还是青藏高原和华南地块之间相对运动在断裂带上产生的能量积累和释放。
 
实际上,汶川大地震发生后,学者们就一直对这条致命的断裂带保持高度关注。
 
相关部门也积极展开行动,试图对汶川地震及其背后的龙门山一探究竟。
 
中国地震局立刻开展汶川8.0级地震科学考察项目。他们希望通过此举查明汶川地震的成因与机理,判定汶川地震的强余震以及邻近地区后续强震的潜在危险。整个科学考察工作分2个阶段实施,先后投入1200多人次,历时6个月,取得了超过1000G的珍贵数据,中国科学家第一次获得了大量的第一手考察资料。
 
国内专家聚焦“龙门山断裂带”,相关研究文章数量在汶川地震之后呈井喷之势。
 
1999~2007年间,有关龙门山断裂带的文章总数为508篇,而仅2009年一年,相关文章数量就达到了687篇,而有关“龙门山”的相关文章,2007年只有841篇,而2008年却几乎翻倍,达到1596篇。
 
龙门山断裂带的研究“热得发烫”。
 
在过去的5年中,中外学者集中研究龙门山断裂带,这条要命的断裂带的神秘面纱也正被坚持不懈的研究者们逐渐掀开,学者们在龙门山断裂带的成因等诸多研究点上达成了一致。
 
但这并不意味着龙门山断裂带的庐山真面目被完全透知。究竟这条断裂带还会不会再度发作、爆发大地震?其实这个疑惑,在汶川地震发生之前就一直引发诸多争议。
 
从统计数据看,在汶川地震前,地球物理学家们很少关注这一断裂带,密苏里最新赚钱方法地球物理学家刘勉说“该断层滑动速率较低,数百年来没有发生过大地震”。
 
然而这种说法却受到了业界其他学者的质疑。
 
嵇少丞在《龙门山断裂带的危险性震前被低估,谁之错?》一文中就直指正是由于龙门山断裂带的危险性被低估,从而导致龙门山地区从全国强震重点防范区的名单上剔除。
 
无独有偶。
 
这一说法在中国地震局方面也获得了印证。汶川地震前,地震学界虽对龙门山断裂带的中长期地震危险性有所估计,但对潜在地震强度的估计仅为7级,明显小于实际。
 
然而,震后科学考察结果表明,汶川地震是一种新的地震类型,龙门山断裂的低滑动速率并非反映了低地震危险性,而是反映了断裂的闭锁及伴随的应力积累,反映了高地震危险性。
 
汶川震后五周年。《自然-地球科学》发表一系列评论文章和一篇社论文章,解析这场灾难目前依然存在的影响和风险。
 
其中张培震在 中阐释了自己最新的研究。
 
“龙门山断裂带地震周期的特点为震源区岩石强度较高,地震重复间隔长,震间变形程度小。如果该判断成立,其他处于类似地质背景下的缓慢滑动的断层可能造成相似的威胁,必须有针对性地进行地震危险性评估。”
 
这些存在着的多种未知,使人们对龙门山依旧保持着足够的敬畏和恐惧。
 
“余震”争议
 
芦山地震发生后,除了被认为难以预测,芦山地震是否属于汶川地震的余震,也已成为国内地震专家难以达成一致意见的问题之一。
 
主流观点认为,这次地震虽然是龙门山断裂剧烈活动的结果,但不是发生在汶川地震的同震破裂(北东)延展区域;而芦山地震是从太和村之下的震源向西南方向扩展;它和汶川震中有约80余千米的空段,位于该断裂西南段。所以说芦山地震是龙门山构造一次新的独立地震。
 
另一种观点则正好相反。
 
另一些研究者推断,这次地震不仅是龙门山断裂剧烈活动的结果,而且无论它的力源机制(青藏高原向东南方向的推挤)还是震时破裂方式(逆冲运动),或是震后丰富的余震都和汶川地震相同,是汶川地震导致龙门山断裂向北东方向破裂后转向西南方向惯通破裂,以完成全面释放该区域地下长期积累的巨大能量之承接和发展。
 
“独立地震说”还是“余震说”各有千秋,争执不下。但其都至少证明了一点:汶川大地震与芦山地震存在着某种客观的关系。
 
中国地震台网中心研究员孙士则认为芦山地震“与汶川地震有一定关联性”,因为两次地震的运动过程和动力源有相关性。
 
根据一项“973项目”给出的构造块体划分,龙门山断裂带是青藏块体巴颜拉地块的东边界。
 
青藏块体是强烈隆起变形区,是印度板块和欧亚板块碰撞的结果。其中巴颜拉地块主要向东南方向运动,在东边界与地壳坚硬的四川盆地相遇,运动受到限制,能量在龙门山地震带区域积累并释放。汶川地震和芦山地震就是其积累能量的释放结果。这两次地震相同的逆冲震源机制也说明了这一点。
 
而两次大震的动力来源都是青藏高原和扬子地块之间相对运动在龙门山断裂带上形成长期能量积累后的突然释放。
 
它们的“缘分”,也在中国地震信息网上一篇名为《汶川地震与芦山地震关系》的署名文章中再次被确认。
 
文章中的一张图片展示了汶川地震和芦山地震4级以上余震分布图。两次大震的4级地震余震区边界相距约30千米,芦山地震发生在汶川地震余震区外。因此得出“将其看作另一次地震是合理的,但这两次地震的活动是密切关联的”的结论。
 
正是由于共同的力源作用在同一个构造部位的最终能量释放,决定了这两次大震之间千丝万缕的内在关联。那么,这种联系究竟是什么?
 
中国科学院测量与地球物理研究所等专家通过研究分析芦山地震震源动态破裂过程后认为,芦山地震为一次逆冲为主的内陆强震,这次地震的位置和汶川地震引起的库伦应力增强区一致,因此推测汶川地震对芦山地震具有促进作用。
 
这种“促进说”获得了不少研究者的赞成。
 
成都理工最新赚钱方法地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室许强教授为代表的科学家也认同了这种促进作用。
 
“由于汶川地震是从映秀开始沿龙门山断裂向北东方向扩展,西南段未出现明显的地表破裂;芦山地震则是龙门山断裂带西南段向南西破裂,可能与汶川地震中,龙门山断裂带西南段长期造山运动中地下积累的巨大能量未得到很好释放的再次释放有关。”牟雅元向记者解释说。
 
“这也是科技界我们相当多人这些年来强调和担心的。”牟雅元难掩担忧。
 
聚焦中国地震带
 
汶川和芦山,带给公众的除了沉痛的哀悼,还有不知名的担心。中国的地震带究竟分布在哪里,自己是否正居住在地震多发地带,成了人们最为关心的话题。
 
2011年3月,“地震局公布北京、上海等21个大城市活动断层带”的消息走红各大网络媒体,报道中称“国家地震局在北京、上海、天津、福州和沈阳等21个大城市进行探测研究,基本查明了这些城市,以及邻区的主要断层的分布、最新活动性和发震危险性,同时排除了上海、天津、广州、沈阳、银川、青岛等城市的其中80条断层的活动性”。
 
报道一出立刻引发公众的广泛讨论,然而随即,中国地震局方面却浇下了一盆冷水。
 
“京沪等21个大城市活动断层带”项目的主要负责人、中国地震局地质研究所研究员徐锡伟在媒体发表声明对此进行了解释。
 
“21个大城市活动断层探测与地震危险性评价”这一项目确实已经从109条目标断层中鉴定出了26条活动断层,尽管这一成果已经通过验收,但由于活动断层属于地震灾害源,事关重大,相关图件和文字报告还在整理、修改和完善过程中,尚未正式发表。
 
虽然这次的报道是个乌龙,但却足够折射出公众对于中国城市所处断裂带的担忧。
 
根据2011年的报道,相关人员表示“京沪等21个大城市活动断层带”的最终报告计划于2011年底正式出版,但截止到目前,我们仍无法通过公开途径查询到相关报告内容。
 
公众及媒体对中国城市所处地震带的探究依旧没有止步。
 
在汶川地震发生后,《中国国家地理》随即对中国地震带展开解读,试图找出与中国人如影随形的那些地震高发区。
 
在当期发表的“中国主要地震带与城市近源地震”的地图中,我们可以明确地看到中国的8条主要地震带:环太平洋地震带、喜马拉雅地震带、华北地震带、东南沿海地震带、南北地震带、西北地震带、青藏高原地震带和滇西地震带。同时,中国主要城市所处的地震带位置也一目了然。
 
这张地图中的数据来源于3个方面:1998年版的《中国地震带分布图》;北京师范最新赚钱方法环境演变与自然灾害教育部重点实验室徐伟等人的《中国城市地震灾害危险度评价》;以及中国地震局地质研究所邓起东等人的《中国活动构造与地震活动》一文。
 
相对于中国主要地震带的覆盖情况,一并公布的“中国部分省级城市地震危险度排名”似乎引发了更多人的关注。在这份中国不完全省级城市的排名中,石家庄以0.35的地震危险度指数一路领跑,合肥、西宁、海口则分别以0.25、0.24和0.23的差距紧随其后。而巧合的是,天津、北京、重庆、上海四大直辖市手牵手地一起收尾。
 
实际上,对于地震风险度指数的计算是考虑多方面因素的,不仅仅依靠导致灾害的强度因素。举个例子,北京这些城市虽然近源地震等效震级较高,但如果建筑抗震能力较强,地震的风险也就不会很高。
 
一条条断裂带在中国的版图上触目惊心。
 
虽然,准确预报地震,人们还暂时无能为力。但身处断裂带的宿命,逼着我们,在接下来必须要做些什么。■ 
《科学新闻》 (科学新闻2013年第05期 特别报道)
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