环境地质学课件：汶川地震.ppt

1、中国汶川地震专题中国汶川地震专题 汶 川 地 震 波 全 球 传 播 图汶川地震发生时中国境内有感地区 USGS网站提供的这张图直观表现了此次地震的波及面，和波及城市受到的影响程度，图上看出对成都、西安的影响最大。国内除新疆、吉林、黑龙江三省区未报告震感外，其它地区均报告有震感龙门山地震带沿北东-南西方向延伸北起青川经北川茂县都江堰江堰市兴宝天全至泸定附近横断山东缘与四川盆地相邻地带长四百公里宽约七十公里龙门山地震带位于我国南北地震带的中部.该地震带是我国历史上大震强震集中的区域此次地震为板内地震 1933年以来汶川二百公里范围内的历史地震汶 川 地 震 区 区 域 地 质 图 一.龙门山地质

2、构造： 汶川地震发生在四川龙门山逆冲推覆构造带上。该构造带是青藏高原内部巴颜喀喇地块和中国东部华南地块的边界构造带.至地震发生前,青藏高原以相对于四川盆地3mm/年的速度上升. 龙门山逆冲推覆构造带以三条大断裂为主,将龙门山分成二个条带.自西向东分别为: 1.茂县-汶川大断裂 (龙门山主后缘断裂). 2.后龙门山(高龙门山)包括耿达-汶川推覆带和映秀-白水河推覆带:中高山为主,海拔3500米以上,由寒武系花岗岩及下古生界地层和岩石构成. 3. 映秀-北川大断裂(龙门山主中央断裂).走向NESW,倾向NW,倾角40 - 46 4.前龙门山(低龙门山)彭灌推覆带:台地、低、中山为主,海拔2500米

3、以下.山体由 D 、C 、P 、T 、J 、K 地层及岩石构成. 5.江油-都江堰大断裂(龙门山主边界断裂;主前缘断裂 )资料来源:成都理工学院学报2001年第三期马永旺 已确认,除主干断裂外,发育着与主干断裂平行的密集断层群,构成阿尔卑斯式推覆构造,较老的二叠纪石灰岩叠覆在较新的三叠纪煤层之上,甚至可见断层面之上寒武系花岗岩叠覆在较新的三叠纪砂岩、泥岩之上,形成一系列飞来峰. 映秀-北川断裂全新世（10000年）以来具有明显的活动性，其长期地质滑动速率小于每年1毫米。GPS观测表明龙门山构造带的现今构造变形也是以逆冲和右旋剪切为特征，但变形速度不大。 晚新生代的构造变形主要集中在灌县-江油断

4、裂（前山断裂）、映秀-北川断裂（中央断裂）和汶川-茂县（后山断裂）及其相关褶皱之上.龙门山断裂带及邻区的主要活动断裂及地壳运动速度场 二.汶川地震特征 1.震中位于震中位于30.94N, 103.47E ;龙门山逆冲推覆构造带主龙门山逆冲推覆构造带主中央中央大断裂即北川大断裂即北川-映秀大断裂映秀大断裂上.震级震级8级级,烈度烈度11级级,相当1070颗原子弹威力. 2.汶川地震是逆冲为主逆冲为主,伴有顺时针走向滑动伴有顺时针走向滑动(右旋右旋)的挤压型的挤压型断层断层地震地震,属薄皮逆冲薄皮逆冲地震. 发震构造是龙门山构造带中央断裂带，在挤压应力作用下，由南西向北东逆冲运动地震破裂面南段以逆

5、冲为主兼具右旋走滑分量,北段以右旋走滑为主兼具逆冲分量。该破裂面从震中汶川县开始向北偏东49破裂.破裂长度约300km,最大错动量达9米. 这次地震属于单向破裂地震，由南西向北东迁移，致使余震向北东方向扩张。 挤压型逆冲断层地震在主震之后，应力传播和释放过程比较缓慢，导致余震强度较大，持续时间较长。 5月12日20时5.7级强余震以逆冲破裂并具有明显右旋走滑分量，破裂面走向与主震相近. 5月13日7时6.1级强余震以逆冲为主具有少量右旋走滑分量，破裂面走向较主震破裂面走向逆时针旋转约25. 震源断裂总体走向震源断裂总体走向46-226 ,倾向倾向NW, 倾角倾角 40 - 46 3.汶川地震是

6、浅源地震 汶川地震不属于深板块边界的效应，发生在地壳脆-韧性转带，震源深度为10-20公里，因此破坏性巨大.二次震级较大的强余震震源深度亦约为10公里. 4.地震带扩展效应与扩展速度: 震中的断层突然破裂,并使龙门山主中央断裂界面迅速扩展,同时使位于两侧的龙门山主边界断裂和主后缘断裂加速运动和变形. 断层破裂长达300公里,其中约200公里向NE延伸,而向SW扩展的距离较短. 破裂延展的速度高达 2.8-3.1KM秒. 5.地震发生断裂及破裂延伸的断层带是死亡与毁灭的走廊.位于主中央断裂的三江、映秀、 银厂沟、 红白、清平 、北川等;位于主边界断裂的都江堰、汉旺 、江油 和主后缘断裂的汶川、茂

7、县、青川破坏严重,尤以位于主中央断裂的城镇破坏更甚位于主中央断裂的城镇破坏更甚. 汶川地震震源参数汶川地震震源参数震中位置： 30.94N, 103.47E震源深度：南段较深20km；北段较浅10km震源机制：走向230，倾向西北，倾角40，逆冲兼右旋走滑断层长度：300km断层宽度：南端30km，北端15km破裂方式：向北东方向的单侧破裂破裂速度：2.83.1km/s破裂持续时间：总持续时间约120s，但主要的能量释放时间约70s滑动分布：5个块体（映秀镇汶川两个，北川，青川，康定南50km）汶 川 地 震 烈 度 分 布 汶 川 地 震 烈 度 分 布 图三三.汶川地震成因汶川地震成因 我

8、国地质地震学家认为我国地质地震学家认为: 汶川地震是印度板块惹的祸汶川地震是印度板块惹的祸 印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升。印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升。高原物质向高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累累,最终在龙最终在龙门山北川门山北川-映秀地区突然释放映秀地区突然释放 汶川地震可能是沿着断层线分两个不同阶段爆发的，汶川地震可能是沿着断层线分两个不同阶段爆发的，这种情况非这种情况

9、非 常罕见。因此而导致地震强度增大、时间延长。常罕见。因此而导致地震强度增大、时间延长。该研究小组称，第一阶段是沿着龙门山断层线的运动，该研究小组称，第一阶段是沿着龙门山断层线的运动，造成造成23英尺宽的地壳断裂，约为时英尺宽的地壳断裂，约为时50秒。随后不久，秒。随后不久，沿着该断层线的另外一个部分很可能发生了持续沿着该断层线的另外一个部分很可能发生了持续60秒秒的小滑移的小滑移 中国所在大陆板块年代已久，很多地区地壳都很脆，且构造相似。东京大中国所在大陆板块年代已久，很多地区地壳都很脆，且构造相似。东京大学学(Tokyo University)地震研究所的地震研究所的Teruyuki Ka

10、to说，这样，地震形成的说，这样，地震形成的冲击波能传播数百英里，而能量却没有明显衰减，就像光波在光纤里传播冲击波能传播数百英里，而能量却没有明显衰减，就像光波在光纤里传播一样。离震中约一样。离震中约1,000英里远的上海都有震感。英里远的上海都有震感。三三.汶川地震成因汶川地震成因 青藏高原向北和向东运动对龙门山构造带形成的挤压构造示意图 图像显示汶川512大地震产生的变形从InSAR图像上可以看到沿着这样一条断裂，它的变形以一个中心向四周扩展，因此影响了成都，影响了绵阳以及周围一圈地带都遭到了强烈的破坏。n台湾中山大学王乾盈教授认为:松潘-甘孜造山带（位在西藏高原、昆仑山、华南地块围城的三

11、角形区域）,由于喜马拉雅山造山运动推挤，逆冲到扬子地块（成都平原）上方，引发地震。龙门山断层要几千年才会有这么大的错动，这次错动使地壳抬升九公尺，喜马拉雅山至少因此长高几公尺。四川过去百年来发生的大小地震，只有少数跟龙门山断层有关,规模不大,“以前长时间地震释放的能量,几乎都被同在四川的鲜水河断层消耗掉”，许多地震专家都以为龙门山断层的伤口愈合了，不可能再动了。鲜鲜水水河河断断层层 中科院地质与地球物理研究所研究员、青藏高原研究专家王二七分析:印度洋板块向北运动，挤压欧亚板块、造成青藏高原印度洋板块向北运动，挤压欧亚板块、造成青藏高原的隆的隆升。高原在隆升的同时，也同时向东运动，挤压四川盆地。

12、升。高原在隆升的同时，也同时向东运动，挤压四川盆地。四川盆四川盆地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动性不性不强，但是可能是处在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，强，但是可能是处在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，地壳地壳就会破裂，从而发生地震。就会破裂，从而发生地震。 美国南加州地震研究中心教授郦永刚指出:来自青藏高原来自青藏高原深部的深部的物质向东流动到四川盆地受阻，向上运动，两者边界即为断物质向东流动到四川盆地受阻，向上运动，两者边界即为断层面。层面。如果断裂每年运动数厘米，每隔如果断裂每年运动数厘米，每隔50米至米至

13、70米，积聚的应力和米，积聚的应力和能量就能量就能产生一次里氏能产生一次里氏7级以上的大地震。由于震源较浅，而且震级以上的大地震。由于震源较浅，而且震源机制源机制为向东的逆冲运动，加上震区土质松软，地震波向东能传播为向东的逆冲运动，加上震区土质松软，地震波向东能传播很长距很长距离，使得远至上海和北京等城市的人都普遍有震感离，使得远至上海和北京等城市的人都普遍有震感. 该研究小组称，第一阶段是沿着龙门山断层线的运动，造成23英尺宽的地壳断裂，约为时50秒。随后不久，沿着该断层线的另外一个部分很可能发生了持续60秒的小滑移.四. 地 震 带 的 迁 移 全球地震活动在时间和空间分布上是有规律的.

14、近年地震科学研究表明: 20世纪近100年以来 1.地震带的地震迁移方向基本上是自西向东的.逐次发生的地震在地表造成的破裂大体首尾衔接. 2.地震迁移的实质是构造断裂带的定向延伸. 3.迁移过程代表着已经锁定的断裂再次活动的过程. 全球地震带自西向东迁移的原因全球地震带自西向东迁移的原因: 1.大西洋脊间歇性的张裂大西洋脊间歇性的张裂 2.非洲非洲阿拉伯板块和印度板块对欧亚板块自西向东阿拉伯板块和印度板块对欧亚板块自西向东的的推压推压 3.全球上地幔层总体上伴随地球自转自西向东旋转漂全球上地幔层总体上伴随地球自转自西向东旋转漂移移 中国地震专家李献智、张国民分析认为: 1.中国地震带的地震迁移

15、方向总趋势与全球地震带的地震自西向东的迁移自西向东的迁移方向比较一致,中国地震与全球地震有关. 2.中国大陆处于欧亚地震带地震流的下游地域,欧亚地震带内的印度板块北界地区的地震活动与中国大陆地震高潮期具同步性同步性, 发生在中国地震平静期的兴都库什地区的中深源地震对预报中国地震高潮期的开始具前兆意义前兆意义. 位于印度板块北界的缅甸中深源地震与中国地震有强的相关性相关性 中国随同世界一道进入地震活跃期中国随同世界一道进入地震活跃期 多国地震学家预言全球地震进入活跃期全球地震进入活跃期 1.美地勘局指出美加洲在未来30年内发生造成大面积破坏强地震的可能性为99.在2038年前发生7.5级以上地震

16、的可能性为46. 2.俄科学家预言2018年前世界将发生大地震,其破坏力堪比2004年印尼海啸,并推测了可能发生地震的五个地区, 美加西部交界带; 智利; 克什米尔; 苏门达腊岛; 安达曼群岛的印度洋. 3.我国吉林大学教授杨学祥根椐天文、气象 、海洋学数椐通过数学 、物理模拟计算,认为从2004年印尼海啸开始,全球进入特大地震频发期. 4.汶川地震全球进入特大地震频发期的其中一环,也许是2004年印度洋地震海啸的某种能量的转移和呼应. 我们已经可以利用先进的探测系统对可能对可能造成地震的城市活造成地震的城市活断层进行探测断层进行探测. 中国于2008年4月完成了20个城市的活断层的探测鉴定工

17、作本章学习要求与习题掌握我国地震的分布及特征，认识地震灾害，了解掌握我国地震的分布及特征，认识地震灾害，了解活断层与地震的关系；了解地震的预测和防治。活断层与地震的关系；了解地震的预测和防治。思考题：1. 1.地震效应影响因素有哪些？地震效应影响因素有哪些？2. 2.什么是什么是地震灾害的围空性与免疫地震灾害的围空性与免疫性？有何研究意义？性？有何研究意义？ 3.3.什么是安全岛，安全岛在工程什么是安全岛，安全岛在工程建设中有何意义？建设中有何意义？本章学习要求本章学习要求 新西兰南岛2010-8-4日凌晨发生里氏71级强烈地震，地震导致电力中断、部分建筑物和道路损坏、至少2人重伤，但至昨晚尚

18、未传出人员死亡的消息。震中位于南岛最大城市克赖斯特彻奇（christchurch)以西55公里处，震源深度12公里. 1新西兰地广人稀 2行之有效的抗震减灾体系 (采用了结构隔震减震装置 ,在房屋建筑方面加强立法，严把质量关新西兰隔震技术处于世界领先水平。科研人员早在20世纪60年代末70年代初就已将特制的橡胶垫用于基础隔震。轻型木结构建筑方式 地中海地震帶（Mediter raneanseismic zone）：從地中海北岸開始，包括意大利半島、西西里島，經土耳其、伊朗、巴基斯坦、印度北部，直至我國康藏邊境。此帶又分支伸入新疆，轉甘肅、陝西。 意大利中部2009-4-6日凌晨,罗马东北面城市

19、拉奎拉发生的里氏6.3级地震,造成的死亡人数7日已升至179人，另有34人失踪。 全球可能要进入地震活动活跃时代全球可能要进入地震活动活跃时代 进入21世纪以来，全球连续发生一些造成巨大灾难的大地震，最典型的就是2004年印尼的8.7级地震，2008年5月汶川8.0级地震，前不久的海地7.3级地震，南美智利中部2010年2月27日发生的里氏8.8级大地震，这些地震都造成了巨大的人员伤亡。针对地震活动出现明显增强的态势，中国地震台网中心孙士鋐研究员个人认为全球可能要进入地震活动活跃的时代。 孙士鋐说：“目前全球的地震活动确实是比较频繁，尤其是灾害性地震比较显著，这种8.5级以上地震这么频发，确实是很少见，那么尤其是这些地震现在是在较大的范围内，环太平洋地震带的东半球西半球，印度洋板块欧亚地震带这块活动水平也是很高，所以，从强度上，8.5级以上地震频发，从空间上，地震分布广，我个人认为现在这个迹象已经比较明朗，全球地震活动应该关注频发、增强的这种态势，所以，我个人认为，全球地震活动出现一个明显增强的态势，也就是说有可能要进入地震活动活跃时代。”