所謂地震周期,是指某一地區(qū)或地震帶,上一次地震結(jié)束后,到下一次地震的時間間隔。地震周期都很長,短的幾十年,長的可達幾百年到上千年不等。地震周期又稱地震活動周期,它不是針對一場地震而言,而是指一段時間內(nèi)連續(xù)發(fā)生的地震群活動。 統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),從古至今地震活動頻率是不均衡的。一段時間發(fā)生的地震較多,震級較大,稱為地震活躍期;另一段時間發(fā)生地震較少,震級較小,稱為地震活動平靜期。活躍期和平靜期交替出現(xiàn),一個地區(qū)或一個地震帶,在地震強烈活動以后,往往需要經(jīng)過一段平靜時期才會再度活動,即地震活動表現(xiàn)出周期性。每個活躍期內(nèi)均可能發(fā)生多次7級以上地震,甚至8級左右的巨大地震。地震活動周期可分為幾百年的長周期和幾十年的短周期,不同地震帶活動周期也不盡相同。[54] 例如,中國1679年的三河、平谷地震和1976年的河北唐山地震同屬燕山震帶,時間相隔297年。而對實際資料的統(tǒng)計表明,華北全區(qū)地震活動存在300年左右的準周期性漲落,因此可以說,中國華北地區(qū)的大地震重復期約為300年。根據(jù)《板內(nèi)陸震綜述》(中國地震局地球物理研究所)統(tǒng)計,板緣地震活動的復發(fā)周期一般只有幾十年,而板內(nèi)陸震活動的復發(fā)周期,則都在100年以上。中國許多地震區(qū)或地震帶大地震活動的復發(fā)周期長達數(shù)百年,甚至千年以上。距離板塊邊界越遠,其周期越長。[55] 在傳統(tǒng)理論中,把地震的起源歸結(jié)為板塊之間相互擠壓、碰撞和摩擦的結(jié)果;因此,對于地震的周期性活動給出的解釋是:由于活躍期內(nèi)陸震釋放了大量能量,因而,需要有足夠的時間重新積累能量。當能量足以使巖石變形、破裂時,地震活動方能再次活躍,每個周期的長短,取決于地殼運動的強烈程度。 與上述觀點不同,舌巖體脫落說認為,地震發(fā)生在軟流圈中,是向下俯沖的下潛板塊前端巖體脫落,引發(fā)地殼巖石層產(chǎn)生了震動現(xiàn)象。地震周期性活動產(chǎn)生原因是:舌巖體是一個不斷生長的巖體,隨著下潛板塊的俯沖運動,舌巖體的長度一直處在增長狀態(tài)。當舌巖體發(fā)育到一定程度以后,在巖漿流的作用下,將一節(jié)一節(jié)地發(fā)生斷裂與脫落。舌巖體每一次斷裂與脫落,都會引發(fā)一場地震,前后兩次斷裂與脫落的時間間隔,即為一個地震周期。由此可見,軟流圈中下潛板塊的俯沖運動,是產(chǎn)生地震周期性活動的根源。 地震周期的長短主要取決于兩種因素,一是下潛板塊在軟流圈中的移動速度,二是下潛板塊向下俯沖的角度。 在地球表面,板塊漂移速度非常緩慢,每年幾個厘米的量級。但是,在軟流圈之中,下潛板塊的移動速度要遠遠超過這個數(shù)值,估計每年幾十米到幾百米的量級。這是因為在板塊碰撞過程中,匯聚型邊界對板塊運動產(chǎn)生了阻礙作用,而板塊的慣性作用又超過了巖石層的結(jié)構(gòu)強度;因此,相互碰撞的兩個板塊將上下錯動,轉(zhuǎn)為滾動摩擦,像水滴一樣滾動前進。上面的板塊向上翹起,稱上仰板塊,如歐亞大陸邊緣的青藏高原就是這樣隆起的。下面的板塊向軟流圈深處俯沖,稱下潛板塊,是引發(fā)地震的主體。按舌巖體每年增長量為500米計算,歷經(jīng)80年的時間,舌巖體縱向長度就會增長到40千米,加上橫向長度數(shù)十千米,如此巨大質(zhì)量的巖體脫落,必然釋放出巨大的彈性勢能,引發(fā)可觀的震動效應(yīng)。 下潛板塊向下俯沖的角度,是影響地震活動周期的另一個關(guān)鍵因素,根據(jù)地震類型的不同,分為以下幾種情況: (1)板緣Ⅰ型地震,其特點是下潛板塊向下俯沖的角度較大。如果舌巖體由深至淺分段脫落,先后形成深源地震、中源地震和淺源地震,那么,整個地震周期由三種地震的孕育期組成,這類地震周期相對較長。如果舌巖體從根部一次性脫落,只形成淺源地震,那么,這類地震周期就會較短,一般在幾十年左右。 (2)板緣Ⅱ型地震,其特點是下潛板塊向下俯沖的彎折點,會隨著巖漿流的作用發(fā)生改變,震源位置具有一定的隨機性,這類地震沒有周期性,常常被列入偶然地震。偶然的地震往往能量巨大,瞬時引發(fā),并不是周期內(nèi)。例如,1964年美國阿拉斯加發(fā)生的9.2級大地震,就屬于偶然性地震。 (3)板內(nèi)陸震,其特點是舌巖體向下俯沖的角度較小,彎折處是形成V型裂隙的部位,也是最靠近震源的地方,它距離板塊邊界越遠,舌巖體的生長時間就越長。 總體來說,中國大陸東部地震活動周期普遍比西部長。東部的活動周期大約300年左右,西部為100至200年左右。如陜西渭河平原地震帶,從公元881年(唐末)到1486年606年間,就沒有破壞性地震的記載。1556年華縣8級大地震后幾十年,地震比較活躍。1570年以后這一帶就沒有6級以上地震,連5級左右的地震也是很少。[56] |
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