形成地震的原因是各种各样的。地震按其成因,可分为天然地震与人为地震两大类型。人为地震是由人类活动(如开山、开矿、爆破等)引起的。人为地震所引起的地表振动都较轻微,影响范围也很小,且能做到事先预告及预防,不是本节所要讨论的对象,下面所讲皆指天然地震。天然地震按其成因可划分构造地震、火山地震、陷落地震和激发地震。
1.构造地震
由于地质构造作用所产生的地震称为构造地震。这种地震与构造运动的强弱直接有关,它分布于新生代以来地质构造运动剧烈的地区。构造地震是地震的最主要类型,约占地震总数的90%。
构造地震最为普遍的是由地壳断裂活动而引起的地震。这种地震大部分是浅源地震,由于它距地表很近,对地面的影响最显著,一些巨大的破坏性地震都属于这种类型。一般认为这种地震的形成是由于岩层在大地构造应力的作用下产生应变,积累了大量弹性应变能,当应变一旦超过极限数值,岩层就会突然破裂和位移而形成大的断裂,同时释放出大量的能量,以弹性波的形式引起地壳的振动,从而产生地震。此外,在已有的大断裂上,当两断裂盘发生相对运动时,如在断裂面上有坚固的大块岩层伸出,能够阻挡滑动作用,两盘的相对运动在那里就会受阻,局部的应力就越来越集中,一旦超过极限,阻挡的岩块被粉碎,地震就会发生。
根据李四光的研究,这种浅源断层、地震多发生在第三纪、第四纪以来的活动断裂带内,并且具有如下规律。
(1)活动断裂带曲折最突出的部位,往往是震中所在的地点。因为那种部位往往是构造脆弱的地方,也往往是应力集中的地方。
(2)活动断裂带的两头,有时是震中往返跳动的地点。因为活动断裂带在应力加强而被迫向外发展的时候,它的两端是继续发展的最有利的部位。
(3)一条活动断裂带和另一断裂带交叉的地方,往往是震中所在的地点。因为断裂交叉的部位,断面多半崎岖不平,或者有大堆破坏了的岩块聚集在一起,容易导致应力集中。
2.火山地震
由于火山喷发和火山下面岩浆活动而产生的地面振动称为火山地震。在世界一些大火山带都能观测到与火山活动有关的地震。火山活动有时相对猛烈,但地震波及的地区多局限于火山附近数十公里的范围。火山地震在我国很少见,主要分布在日本、印度尼西亚及南美等地。火山地震约占地震总数的7%。(www.xing528.com)
3.陷落地震
由于地下水溶解了可溶性岩石,使岩石出现空洞并逐渐扩大,或由于地下开采形成了巨大的空洞,造成岩石顶部和土层崩塌陷落,引起地震,叫陷落地震。这类地震约占地震总数的3%左右,震级都很小,影响范围小。
4.诱发地震
在构造应力原来处于相对平衡的地区,由于外界力量的作用,破坏了相对稳定状态,发生构造运动并引起地震,称为诱发地震。属于这种类型的地震有水库地震、深井注水地震等,它们为数甚少。
由于建筑水库引起地震的问题,近来很受注意,因为它能达到较高的震级而造成地面的破坏,并进而卷及水坝本身的安全。我国著名的水库地震发生于广东新半江水库,该水库蓄水后地震即加强,震级越来越高,曾发生6.1级地震。
与深井注水有关的地震,最典型的是美国科罗拉多州丹佛地区的例子,该地一口排灌废水的深井(3614m深),开始使用后不久,就发生了地震。地震出现于深井附近,当注水量加大时地震随之增加,当注水量减少时地震随之减弱。其原因可能是注水后,岩石抗剪强度降低,导致破裂面重新滑动。
地下核爆炸、大爆破均可能激发小的地震系列。
应该指出的是,不是所有的水库、深井注水和大爆破都能引起地震,外界的触发只是一个条件,必须通过内在的原因而起作用。这就是说,只有在一定的构造条件下和地层条件下加以激发时,才可能有地震发生。
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