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  • 作者:本刊記者 唐琳 來源: 發布時間:2013-6-26 18:14:57
    從蘆山回汶川
    一條要命的斷裂帶

     
    2013年4月20日,一場強震使全國人民的目光再度聚焦到中國四川。
     
    5年前的春夏之交,汶川讓人悲傷;5年后的春末夏初,蘆山催人淚下。當所有人為四川省蘆山縣7.0級地震黯然神傷之時,卻也不禁發問:
     
    “為什么又是四川?”
     
    因果糾纏,蘆山和汶川似乎被什么扭在了一起。
     
    一條斷裂帶
     
    蘆山縣是一個擁有2000多年歷史的古城。
     
    令很多人意想不到的是,這個不大的縣境內居然擁有兩個世界第一——世界上最大的漏斗和最大最長的礫巖溶洞。
     
    蘆山縣不僅富有“漢魂”和“漢代文物之鄉”的美譽,同時還有豐富的紅軍文化。
     
    然而,在2013年4月20日之前,這些卻未曾引起世人過多的關注。反而一場天災,使它聚集了所有人的目光。
     
    這是蘆山的不幸。
     
    蘆山更多的不幸,還是來自于它坐落在一條要命的斷裂帶上。
     
    加拿大蒙特利爾大學工學院教授嵇少丞在蘆山地震發生后3個小時立刻作出反應,在科學網上對這條致命的斷裂帶進行了詳細描述。
     
    “在中國地圖上有一條由著名地理學家胡煥庸先生提出的‘胡煥庸線’。這條直線,北起黑龍江愛琿縣、西南達云南騰沖,它把中國大陸分成西北和東南兩部分,線的東南側,土地只占整個國土面積的36%,人口卻是全國的96%。線的西北側,情況恰恰相反。而在四川省的地圖中,也有這樣一條人口分布疏密的對比線,它就是龍門山脈。”
     
    四川省地震局西昌地震中心站高級工程師牟雅元也對此有詳述。
     
    龍門山是青藏高原東緣邊界山脈,橫亙于青藏高原和四川盆地之間。龍門山斷裂帶南起瀘定、天全,向北東延伸經寶興、都江堰、江油、廣元進入陜西勉縣一帶,全長約500千米,寬40~50千米,從東到西分別是山前沖積平原、高山地貌和高原地貌,為當今世界上坡度最陡的高原邊界。
     
    龍門山地區的地形坡度甚至比喜馬拉雅山南坡的還大,這就意味著垂直龍門山方向上水平構造應力分量很大。
     
    1800年以來,龍門山中段的前山斷裂上先后曾發生過4次中強地震,最大一次是1970年發生在大邑西邊的6.2級地震。龍門山后山斷裂自1597年以來,共發生過4級以上地震13次,最大一次是1657年4月21日(清順治十四年三月初八)的汶川6.5級地震。龍門山中央斷裂自1168~2008年之間只發生過12次4級地震,僅一次6.2級,發生在北川。
     
    而震驚世界的汶川地震就發生在映秀鎮附近、途經破裂和摩擦強度都大的彭灌雜巖的龍門山中央斷裂上。
     
    此次蘆山地震,龍門山斷裂帶依舊無法從中全身而退。
     
    龍門山斷裂帶主要由以下3條逆沖斷裂組成,分別為:汶川—茂縣斷裂(即后山斷裂),映秀—北川斷裂(中央斷裂),都江堰—江油斷裂(前山斷裂)。這幾條主要斷裂總體走向45度,傾向北西,傾角50~70度。
     
    這條斷裂帶,讓持不同觀點的各方研究者坐在了一起。
     
    無論是國內還是國際上普遍觀點都顯示,龍門山斷裂帶是引發地震絕對的“真兇”。
     
    中國地震臺網中心地震預報部副主任蔣海昆在蘆山地震發生后表示,本次地震發生在龍門山斷裂帶南段。同時,中科院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員滕吉文也指出龍門山斷裂是這一次地震的禍根。
     
    美國地質勘探局發布的信息顯示,龍門山斷層是近年來較活躍的一個地質斷層。地球物理學家杰西卡·特納接受新華社記者電話采訪時說,此次蘆山地震是在南北走向的龍門山斷層上發生東西反向運動造成的。
     
    實際上,從嵇少丞在地震發生后僅3個小時就發表直指龍門山斷裂帶的文章中也不難發現,龍門山斷裂帶一直被學者密切關注著。
     
    然而它第一次如此獲得“青睞”,正是在5年前的汶川地震之后。
     
    沿著“龍門”回汶川
     
    5年前,汶川地震發生后的第一時間,龍門山斷裂帶就被學者們鎖定。
     
    汶川地震發生后僅僅1小時,日本東京大學地震研究所的網站上就發表了一篇由變動地形學副教授池田安隆撰寫的分析報道。報道指出,正是位于四川盆地邊緣的龍門山斷層整體移動,才引發了汶川大地震。
     
    這一結論迅速得到了美國地質調查局相關專家的呼應。
     
    美國地質調查局地震專家哈利·本茨認為,引發地震的斷層綿延在四川盆地的西北和正北方向,這次地震發生在龍門山斷層。
     
    隨后,中國地震局迅速組織了500多人的隊伍對地震災害損失進行評估和地震地質進行考察?疾旖Y果顯示,這次地震正是龍門山斷裂帶內“映秀—北川”斷裂活動的結果。
     
    禍起龍門山。汶川地震就發生在四川龍門山逆沖推覆斷裂帶上。
     
    根據中國地震局地質研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構造研究組組長張培震對汶川大地震成因的解釋,在地震發生的短短一分多鐘時間內,地殼深部的巖石中形成了一條長約300千米、深達30千米的大斷裂,其中的200余千米出露地表,形成沿映秀—北川斷裂分布的地表破裂帶。
     
    究竟是為什么?學術界給出了這樣的觀點。
     
    這條斷裂帶是青藏高原和華南地塊的邊界構造帶,經歷了長期的地質演化,具有十分復雜的地質結構和演化歷史。
     
    正是由于龍門山斷裂帶三條斷裂在垂直剖面上呈疊瓦狀向四川盆地內逆沖推覆,斷裂傾角在接近地表處較高,隨深度向下逐漸變緩,大概到地下20多公里深處,幾條斷裂收斂合并成一條剪切帶,成為青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制構造。
     
    強烈的相對運動導致了龍門山與四川盆地的高差十分巨大,在不到60公里的范圍內,從海拔約600米迅速上升到4000~5000米,形成巨大的地貌臺階,是中國大陸地形最陡峭的地方。
     
    如果說,汶川大地震的兇手直指龍門山斷裂帶,那么,龍門山斷裂帶背后的“幕后指使者”又是誰?
     
    張培震指出,這次巨大地震的最根本動力來源還是青藏高原和華南地塊之間相對運動在斷裂帶上產生的能量積累和釋放。
     
    實際上,汶川大地震發生后,學者們就一直對這條致命的斷裂帶保持高度關注。
     
    相關部門也積極展開行動,試圖對汶川地震及其背后的龍門山一探究竟。
     
    中國地震局立刻開展汶川8.0級地震科學考察項目。他們希望通過此舉查明汶川地震的成因與機理,判定汶川地震的強余震以及鄰近地區后續強震的潛在危險。整個科學考察工作分2個階段實施,先后投入1200多人次,歷時6個月,取得了超過1000G的珍貴數據,中國科學家第一次獲得了大量的第一手考察資料。
     
    國內專家聚焦“龍門山斷裂帶”,相關研究文章數量在汶川地震之后呈井噴之勢。
     
    1999~2007年間,有關龍門山斷裂帶的文章總數為508篇,而僅2009年一年,相關文章數量就達到了687篇,而有關“龍門山”的相關文章,2007年只有841篇,而2008年卻幾乎翻倍,達到1596篇。
     
    龍門山斷裂帶的研究“熱得發燙”。
     
    在過去的5年中,中外學者集中研究龍門山斷裂帶,這條要命的斷裂帶的神秘面紗也正被堅持不懈的研究者們逐漸掀開,學者們在龍門山斷裂帶的成因等諸多研究點上達成了一致。
     
    但這并不意味著龍門山斷裂帶的廬山真面目被完全透知。究竟這條斷裂帶還會不會再度發作、爆發大地震?其實這個疑惑,在汶川地震發生之前就一直引發諸多爭議。
     
    從統計數據看,在汶川地震前,地球物理學家們很少關注這一斷裂帶,密蘇里大學地球物理學家劉勉說“該斷層滑動速率較低,數百年來沒有發生過大地震”。
     
    然而這種說法卻受到了業界其他學者的質疑。
     
    嵇少丞在《龍門山斷裂帶的危險性震前被低估,誰之錯?》一文中就直指正是由于龍門山斷裂帶的危險性被低估,從而導致龍門山地區從全國強震重點防范區的名單上剔除。
     
    無獨有偶。
     
    這一說法在中國地震局方面也獲得了印證。汶川地震前,地震學界雖對龍門山斷裂帶的中長期地震危險性有所估計,但對潛在地震強度的估計僅為7級,明顯小于實際。
     
    然而,震后科學考察結果表明,汶川地震是一種新的地震類型,龍門山斷裂的低滑動速率并非反映了低地震危險性,而是反映了斷裂的閉鎖及伴隨的應力積累,反映了高地震危險性。
     
    汶川震后五周年!蹲匀唬厍蚩茖W》發表一系列評論文章和一篇社論文章,解析這場災難目前依然存在的影響和風險。
     
    其中張培震在 中闡釋了自己最新的研究。
     
    “龍門山斷裂帶地震周期的特點為震源區巖石強度較高,地震重復間隔長,震間變形程度小。如果該判斷成立,其他處于類似地質背景下的緩慢滑動的斷層可能造成相似的威脅,必須有針對性地進行地震危險性評估。”
     
    這些存在著的多種未知,使人們對龍門山依舊保持著足夠的敬畏和恐懼。
     
    “余震”爭議
     
    蘆山地震發生后,除了被認為難以預測,蘆山地震是否屬于汶川地震的余震,也已成為國內地震專家難以達成一致意見的問題之一。
     
    主流觀點認為,這次地震雖然是龍門山斷裂劇烈活動的結果,但不是發生在汶川地震的同震破裂(北東)延展區域;而蘆山地震是從太和村之下的震源向西南方向擴展;它和汶川震中有約80余千米的空段,位于該斷裂西南段。所以說蘆山地震是龍門山構造一次新的獨立地震。
     
    另一種觀點則正好相反。
     
    另一些研究者推斷,這次地震不僅是龍門山斷裂劇烈活動的結果,而且無論它的力源機制(青藏高原向東南方向的推擠)還是震時破裂方式(逆沖運動),或是震后豐富的余震都和汶川地震相同,是汶川地震導致龍門山斷裂向北東方向破裂后轉向西南方向慣通破裂,以完成全面釋放該區域地下長期積累的巨大能量之承接和發展。
     
    “獨立地震說”還是“余震說”各有千秋,爭執不下。但其都至少證明了一點:汶川大地震與蘆山地震存在著某種客觀的關系。
     
    中國地震臺網中心研究員孫士則認為蘆山地震“與汶川地震有一定關聯性”,因為兩次地震的運動過程和動力源有相關性。
     
    根據一項“973項目”給出的構造塊體劃分,龍門山斷裂帶是青藏塊體巴顏拉地塊的東邊界。
     
    青藏塊體是強烈隆起變形區,是印度板塊和歐亞板塊碰撞的結果。其中巴顏拉地塊主要向東南方向運動,在東邊界與地殼堅硬的四川盆地相遇,運動受到限制,能量在龍門山地震帶區域積累并釋放。汶川地震和蘆山地震就是其積累能量的釋放結果。這兩次地震相同的逆沖震源機制也說明了這一點。
     
    而兩次大震的動力來源都是青藏高原和揚子地塊之間相對運動在龍門山斷裂帶上形成長期能量積累后的突然釋放。
     
    它們的“緣分”,也在中國地震信息網上一篇名為《汶川地震與蘆山地震關系》的署名文章中再次被確認。
     
    文章中的一張圖片展示了汶川地震和蘆山地震4級以上余震分布圖。兩次大震的4級地震余震區邊界相距約30千米,蘆山地震發生在汶川地震余震區外。因此得出“將其看作另一次地震是合理的,但這兩次地震的活動是密切關聯的”的結論。
     
    正是由于共同的力源作用在同一個構造部位的最終能量釋放,決定了這兩次大震之間千絲萬縷的內在關聯。那么,這種聯系究竟是什么?
     
    中國科學院測量與地球物理研究所等專家通過研究分析蘆山地震震源動態破裂過程后認為,蘆山地震為一次逆沖為主的內陸強震,這次地震的位置和汶川地震引起的庫倫應力增強區一致,因此推測汶川地震對蘆山地震具有促進作用。
     
    這種“促進說”獲得了不少研究者的贊成。
     
    成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室許強教授為代表的科學家也認同了這種促進作用。
     
    “由于汶川地震是從映秀開始沿龍門山斷裂向北東方向擴展,西南段未出現明顯的地表破裂;蘆山地震則是龍門山斷裂帶西南段向南西破裂,可能與汶川地震中,龍門山斷裂帶西南段長期造山運動中地下積累的巨大能量未得到很好釋放的再次釋放有關。”牟雅元向記者解釋說。
     
    “這也是科技界我們相當多人這些年來強調和擔心的。”牟雅元難掩擔憂。
     
    聚焦中國地震帶
     
    汶川和蘆山,帶給公眾的除了沉痛的哀悼,還有不知名的擔心。中國的地震帶究竟分布在哪里,自己是否正居住在地震多發地帶,成了人們最為關心的話題。
     
    2011年3月,“地震局公布北京、上海等21個大城市活動斷層帶”的消息走紅各大網絡媒體,報道中稱“國家地震局在北京、上海、天津、福州和沈陽等21個大城市進行探測研究,基本查明了這些城市,以及鄰區的主要斷層的分布、最新活動性和發震危險性,同時排除了上海、天津、廣州、沈陽、銀川、青島等城市的其中80條斷層的活動性”。
     
    報道一出立刻引發公眾的廣泛討論,然而隨即,中國地震局方面卻澆下了一盆冷水。
     
    “京滬等21個大城市活動斷層帶”項目的主要負責人、中國地震局地質研究所研究員徐錫偉在媒體發表聲明對此進行了解釋。
     
    “21個大城市活動斷層探測與地震危險性評價”這一項目確實已經從109條目標斷層中鑒定出了26條活動斷層,盡管這一成果已經通過驗收,但由于活動斷層屬于地震災害源,事關重大,相關圖件和文字報告還在整理、修改和完善過程中,尚未正式發表。
     
    雖然這次的報道是個烏龍,但卻足夠折射出公眾對于中國城市所處斷裂帶的擔憂。
     
    根據2011年的報道,相關人員表示“京滬等21個大城市活動斷層帶”的最終報告計劃于2011年底正式出版,但截止到目前,我們仍無法通過公開途徑查詢到相關報告內容。
     
    公眾及媒體對中國城市所處地震帶的探究依舊沒有止步。
     
    在汶川地震發生后,《中國國家地理》隨即對中國地震帶展開解讀,試圖找出與中國人如影隨形的那些地震高發區。
     
    在當期發表的“中國主要地震帶與城市近源地震”的地圖中,我們可以明確地看到中國的8條主要地震帶:環太平洋地震帶、喜馬拉雅地震帶、華北地震帶、東南沿海地震帶、南北地震帶、西北地震帶、青藏高原地震帶和滇西地震帶。同時,中國主要城市所處的地震帶位置也一目了然。
     
    這張地圖中的數據來源于3個方面:1998年版的《中國地震帶分布圖》;北京師范大學環境演變與自然災害教育部重點實驗室徐偉等人的《中國城市地震災害危險度評價》;以及中國地震局地質研究所鄧起東等人的《中國活動構造與地震活動》一文。
     
    相對于中國主要地震帶的覆蓋情況,一并公布的“中國部分省級城市地震危險度排名”似乎引發了更多人的關注。在這份中國不完全省級城市的排名中,石家莊以0.35的地震危險度指數一路領跑,合肥、西寧、?趧t分別以0.25、0.24和0.23的差距緊隨其后。而巧合的是,天津、北京、重慶、上海四大直轄市手牽手地一起收尾。
     
    實際上,對于地震風險度指數的計算是考慮多方面因素的,不僅僅依靠導致災害的強度因素。舉個例子,北京這些城市雖然近源地震等效震級較高,但如果建筑抗震能力較強,地震的風險也就不會很高。
     
    一條條斷裂帶在中國的版圖上觸目驚心。
     
    雖然,準確預報地震,人們還暫時無能為力。但身處斷裂帶的宿命,逼著我們,在接下來必須要做些什么! 
    《科學新聞》 (科學新聞2013年第05期 特別報道)
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