强祖基,姚清林
(中国地震局地质研究所,北京100029)
中国现今构造运动的形成与应力状态有关。20世纪80年代末俄国人利用卫星红外波段侦测出中亚断裂带上与地震活动有关的增温。到了20世纪90年代我们开始利用卫星红外波段来研究中国大陆现今构造应力场,十多年的资料积累,使我们发现此项手段是研究现今构造应力场有效工具之一。
我们利用卫星遥感技术对地壳热应力场进行过多年的深入研究,结合地应力测量、地形变测量、大地震地表破裂的野外地质考察与力学分析、地震烈度展布以及震源机制解的资料,对中国现今构造体系与地壳运动模式有了新的认识。然而,我们这里所说的热是由地应力活动引起的应力热,因此,热的测量可以在一定意义上反映地壳应力场,以及与地应力场有关的构造体系状况与地壳运动方式。这里所说的地壳运动不仅是水平运动,还有垂直运动;地球旋转的速度变化或非均匀性为水平运动提供了力源,而地球深部流体的上涌则可能是垂直运动的动力。反映在应力的场效上,既有水平应力热场,也有垂直应力热场,有时以水平应力为主,有时两者共同作用,垂直应力的作用也很明显。因此,我们应该把水平运动和垂直运动结合起来,从地球的整体行为来研究现今构造运动和地震成因。地震是现今地壳运动的表现形式之一。地震前,大范围内岩石受力增强,红外谱段的辐射能量也增强。卫星热红外扫描图像能给出震前应力热场的强度、分布及其变化特征。
在现代应力场的作用下,由于地壳岩体结构的多样性与不均匀性,新新华夏构造体系中也会出现山字型等不同类型的构造组合形态。在强震孕育过程中,这种构造组合形态与运动方式可以从应力热场的演变得到反映。2004年12月26日印度洋苏门答腊发生了Mw9.0特大地震,震前26天在北纬2º~35º,东经70º~135º,SN长3 000多km,EW宽6 000~7 000km出现了巨型山字型应力热场。SN向脊柱在东经91º~-96º展布,西翼在印度半岛西侧,东翼在菲律宾群岛西侧太平洋;然后,随着时间的推移,这种山字型结构的形态、规模、位置又会发生相应的变化。
此类由热应力场反映的特殊构造形态,有些是长期稳定的,也有些是地壳不均衡运动过程中临时或相对较短暂的时期内产生的,特别是大震前的热应力场,往往可以看到其山字型或局域圈层、x型、条状、块状、串珠状、叠山,以及其他单一或复合的构造应力形态有着复杂而迅速的演化关系。这些现象在2004年12月26日印度洋苏门答腊Mw9.0特大地震和不少其他强震前都可以看到。这些构造形态的产生与水平旋转运动有密切关系,特别是我们发现的一些下洼边隆旋转运动,更是一种在孕震过程中易见的典型现象。
(储著斌整理)
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