地震的成因

地震的成因

江发世

如同蒸汽掀起盖严的锅盖，地球内部高压气液体掀起围层发生弹跳与撞击作用，以及高压气液体由高压区喷射到低压区产生颤动作用形成地震。这是内力地震的成因。

一、地震

在地球内任何一部位发生的快速颤动叫做地震。

1976年7月28日中国唐山发生7.8级大地震，造成近25万人死亡；2008年5月12日中国汶川发生8.0级大地震，造成近10万人死亡；2010年4月14日中国玉树发生7.1级大地震，造成2千多人死亡。这些地震都给人类造成巨大伤亡和财产损失。

二、地震分类

传统观点将地震划分以下4种类型：

1、构造地震

由于构造运动使岩石圈变形突然断裂引起的地震，称为构造地震。构造地震是地球上数目最多的一类地震，约占地震总数90%以上。其特点是能量大，影响范围广，对地面及建筑物的破坏最强烈，常引起生命财产等重大损失。这类地震活动频繁，分布普遍，延续时间长，造成的灾害最大。

构造地震很少孤立地发生，在一个地区的一定时期内往往出现趋于稳定的一系列地震，称为地震序列。茌地震序列中，最强烈的一次地震称为主震，主震之前的一系列地震称为前震，主震之后的一系列地震称为余震。

2、火山地震

指由于火山活动引起的地震。这类地震可以是直接由火山爆发引起的地震，也可能是因火山活动引起构造变动，从而导致的地震。因此，构造地震与火山地震常有密切的联系。这类地震均为浅源地震，特点是震级较小，地震烈度不大，影响范围也小，很少造成大的损失，占全球地震总数的7%。

3、陷落地震

指由于地面塌陷和陡峭山崖岩块突然崩坠而引发的地震。这类地震震级较小，其波及范围也小，破坏性不大，占地震总数的3%。

4、诱发地震

指由于人工爆炸、水库蓄水、深井注水和矿山开采等人类生产活动而产生的人工诱发地震。当人为因素诱使地下岩块中积蓄的应力超过一定的极限，突然释放就形成了地震。这类地震一般难以造成大的危害。

文本将地震分为两大类：

（1）、内力地震，由地球内部活动产生的作用力引起的地震叫做内力地震，如传统分类的构造地震、火山地震。

（2）、外力地震，由地球外部活动产生的作用力引起的地震叫做外力地震，如传统分类的陷落地震、诱发地震，陨石降落地震。

三、地震的特征

通过地震仪的记录，在地球上每年发生500多万次地震，见表3-1。

表3-1 地震震级与地震次数统计表

地震震级8.0-8.9 7.0-7.9 6.0-6.9 5.0-5.9 4.0-4.9 3.0-3.9 2.5-2.9 <2.5

地震次数 1 18 120 800 6.200 49.000 100.000 4.850.00

1、震中在地表（横向）的分布特征

在地球上，绝大多数地震发生在大洋海脊、大洋边缘和陆地山脉强弯曲地带，图3-1是

世界地震震中分布图。图3-2是中国6级以上地震震中分布图。

图3-1世界地震震中分布图

图3-2中国6级以上地震震中分布图

2、震中在地球深部（纵向）的分布特征

地震大多数发生在地下5-20公里的地壳范围，有的地震震源深度可达地下700多公里。图3-3是地球部分地区震源深度剖面图。

图3-3 中国东北——千岛海沟震源深度剖面图

3、地震前的变化

在地震前，有一些自然现象发生异常变化，这些异常变化与地震的发生有内在的联系，也叫做地震前兆。

地震前兆有：①、地磁场强度和磁偏角发生局部异常变化；②、地面出现升降、水平位移和倾斜现象；⑶、大地电流数值或任意两点自然电位差发生异常；④、水位高低、水的味道、颜色、清混度、含气泡等情况发生异常；⑤、一些动物发生异常反映；⑥、出现地声，声音多种多样，如闷雷、风吼、岩石破裂等等，声后不久地震就会发生；⑦、在地震发生前后，特别是地震发生前的时刻，地震地区的上空往往产生发光现象。

4、地震后的变化

①、地面出现裂隙，如图3-4：

图3-4 地震引起的地面裂隙照片

②、地震后引起地面凹陷，如图3-5：

图3-5 地震引起的地面凹陷照片

③、地震后引起地面隆起，如图3-6：

图3-6 地震引起的地面隆起照片

④、地震引起海啸，如图3-7：

图3-7地震引起海啸照片

⑤、地震引起山体滑坡，如图3-8：

图3-8 地震引起的山体滑坡照片

⑥、地震引起楼倒房塌，图3-9是玉树地震的一组照片：

图3-9 青海玉树县7.1级地震一组照片

四、传统地震成因理论

关于构造地震的成因，目前比较流行的是板块挤压引起的弹性回跳说。可以用弹性钢片变形为例，如图4-1：

A—钢片受力变形，发生断开产生震动B—推测地层压力变形，产生地震

图4-1弹性回跳地震成因示意图

当弹性钢片两端受力后发生弹性变形，积累弹性应变能量，当钢斤弯曲变形到达极限时，便会突然断开，并且两侧的钢片分别向弯曲变形的反方向迅速弹回，在弹回的过程中释放原来所积累的能量并产生弹性波。与此类似，地壳或岩石圈也是具有弹性的刚体物质，在构造运动所产生的构造应力的作用下，也会产生弹性应变，积累大量应变能，当应力逐步增加到超过岩石的强度极限时，岩石就会突然发生断裂或使地壳中原来已存在的断裂再次突然错动，断裂两侧的岩石以弹性回跳的形式恢复变形，同时释放大量的应变能产生地震。地震成因的弹性回跳说是1910年由美国学者里德提出的，该假说不仅已经在实验室中得到证实，并且符合野外的地震形变测量结果，因而得到普遍公认。但有人认为该理论只能解释浅源地震，不能解释中、深源地震，因为那里的岩石处于高温高压下，塑性较强，不可能发生断裂和弹性回跳。本世纪60年代岩石圈板块构造学说提出后，使中、深源地震的成因问题获得了比较合理的解释。

存在的问题是：

①、钢片受力断开并发生回跳，这是单一的钢片试验室试验结果，如果在钢片两侧夹有非钢性物质，钢片就不能发生弹性回跳。所有地质体其周围都是其它地质体，弹性回跳地震成因理论同地质体的客观存在不符。

②、地震都是发生在某一个点，呈点状。如果是板块构造挤压，应呈线状或面状。

③、依据板块构造学说理论，大洋板块在大洋中脊形成并向外扩张，然后俯冲到大陆板块下消亡，如图4-2所示。依据该理论挤压碰撞只是发生在两大板块接触带，地震也只能发生在这一部位，那么在板块内部发生的地震就无法解释了。

图4-2 大洋板块前缘俯冲到大陆板块下示意图

五、内地震的成因

①、在地球内部存在高温高压的熔融岩浆和气液体。

火山喷发如图5-1，说明在地球中存在高温高压的熔融岩浆和气液体。