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对Yongli Zhang《嵇少丞的文章把外行人说明白,把“内行人”说糊涂》一文的一些看法

作者:Gabbro

  从高温高压实验岩石力学的结果看,“强岩强震,弱岩弱震,软岩无震”毫
无疑问是正确的,但是在实际应用时需要考虑实际地质条件。

  从地质图上看,震中附近是强度大的花岗质结晶岩,在北川和青川附近是强
度比较小的沉积岩,但这仅是地表我们看到的结果。地壳深部的物质组成和物理
力学性质需要地球物理与高温高压实验、结合地质学综合判断和解释。因为大陆
地壳深部是纵向、横向都高度非均匀的,而且与地表看到的不一致。因为沉积岩
仅分布在地表一下3-5公里深的浅表,深部是岩浆结晶形成的结晶岩以及变质岩
(各种岩石包括沉积岩在深部高温高压作用下发生变质作用,形成变质结晶岩)。

  问题的关键在于,地震(包括余震)都发生在10-20公里深的地方,在这些
地方,是什么岩石需要研究,但肯定不是地表所看到的软弱沉积岩。

  根据反射地震勘探(利用天然地震或放炮产生的人工地震的反射波)得出的
地壳波速结构表明,在龙门山内,0-3公里内,纵波(P波)速度在4.6-5.2公里/
秒;5-8公里内,纵波(P波)速度在6.0-6.15公里/秒;在8-18公里的深度,纵
波(P波)速度6.4公里/秒;18-20公里内,纵波(P波)速度5.9公里/秒;20-45
公里内,纵波(P波)速度在6.6-6.8公里/秒(见附图)。

  根据在高温高压下测量得到的纵波(P波)速度结果(表1),结合地球物理
结果,我们认为,在龙门山地区,0-3公里是古生代-中生代沉积岩;3-8公里是
浅变质杂岩(低绿片岩相)(寒武系、震旦系、中新元古界),8-18公里是破裂
和摩擦强度都很大的花岗杂岩,与地表见到的彭灌杂岩体一致(在映秀到北川、
青川下面,这一深度都是这种岩石,而不是软弱的沉积岩),地震主要发生在这
一深度;18-20公里是低速的剪切带层,是浅表见到的脆性断层在深部的延伸,
但由于深部高温条件,断层表现为具有塑性变形特征的剪切带。这次发生地震的
断层在深部就沿这条剪切带向上逆冲。

  与龙门山相反,成都平原在15公里左右以上(局部地方达到20公里),纵波
(P波)速度在5.6公里/秒.因此,成都平原0-15公里(或20公里)以上是软弱的
沉积岩,成都平原在这一深度不会出现大地震,但是成都平原下面的隐伏断层
(没有出露于地表的断层)在20公里以下不能完全排除发生地震的可能。 

  北川和青川地区地表破坏非常严重的原因,地震学家根据地震波的特性分析
表明,发生地震的断层是分段破裂的,分别在映秀和北川形成两个大的地表位移。

  目前强余震主要集中在北段表明,南段应力基本完全释放,而北段应力处于
积累状态,并且断层破裂在向被扩展。同时,在北部已经发生的强余震表明,北
部虽然地表是软弱的沉积岩,但在10-20公里深度仍然具备发生强震的条件。

表1 高温高压实验获得的主要大陆地壳岩石的P波深度
岩石类型	Vp(km/s) 
浅变质杂岩	6..0-6.1
花岗片麻岩类	6.20
闪长岩		6.61
酸性麻粒岩	6.51
中性麻粒岩	6.66
基性麻粒岩	6.94 
斜长角闪岩	6.98 
二辉橄榄岩	8.19

表2 根据地球物理和高温高压实验得出的结果,推测龙门山地区的地壳岩石组成和对应的深度

深度km	波速km/s	推测岩石	小震深度	
0-3	4.6-5.2	古生代-中生代沉积岩(T-O)		
3-8	6.0-6.15	浅变质杂岩(低绿片岩相)(寒武系、震旦系、中新元古界)	少量	
8-18	6.4	花岗杂岩	密集	
18-20	5.9	低速层(剪切带)	无	
20-45	6.68-6.8	中--基性麻粒岩或斜长角闪岩	少量	
45	8.0--8.1	二辉橄榄岩		

(XYS20080529)

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