地质学报
地質學報
지질학보
Acta Geologica Sinica
2015年
8期
1495-1529
,共35页
东秦岭熊耳山%隐爆成因地震%地震成因%隐爆系列岩%硅化封闭%古地震遗迹%震源遗迹
東秦嶺熊耳山%隱爆成因地震%地震成因%隱爆繫列巖%硅化封閉%古地震遺跡%震源遺跡
동진령웅이산%은폭성인지진%지진성인%은폭계렬암%규화봉폐%고지진유적%진원유적
China Eastern Qinling%cryptoexplosion earthquake%cryptoexplosive breccia%silicified closed%supercritical fluid%Ancient earthquake ruins%earthquake source ruins
地震预测是公认的世界性科学难题,而地震成因问题又是地震预测的基础与关键.由于人们不能进入因而不能直接观察和研究发生地震的震源,使得认识地震的成因非常困难.本文依据地质勘查、地球物理探测和工程揭露等事实,在东秦岭熊耳山南麓发现一个形成于216.8±4.0Ma(等时线年龄227±8.4Ma)前古地震的震源遗迹.通过隐爆角砾岩体、隐爆系列角砾岩、岩石地球化学、同位素示踪、同位素测年、稀土元素、多相包裹体、角砾岩微观破碎特征等分析表明,该震源遗迹是一个在杨子板块与华北板块碰撞对接的印支-燕山主造山阶段晚期,上地幔或下地壳经深熔形成的Ⅰ型造山带花岗质母岩浆结晶分异产生高温高压气液流体乃至超临界流体,沿断裂等薄弱部位上升到局部硅化封闭空间内积聚,产生高温高压气液流体膨胀压力并逐渐积累,当积累的巨大压力超过其所处深度的静岩压力与围岩破裂强度可承受的压力之和时,便在深部产生剧烈的隐蔽爆炸即隐爆所形成.根据上覆地层厚度、临近可参照深成岩体的侵位时代与深度、现代相对高度比较、震源遗迹主震的现代地表尺度并参照地下核爆炸试验相关数据等估算,东秦岭熊耳山震源遗迹的隐爆深度位于当时地表约10km之下,形成震源遗迹隐爆主震的隐爆总能量约为1.55×1017J,相应的主震面波震级Ms为7.0.同理得知中国印支-燕山期19个典型隐爆角砾岩型多金属矿床隐爆所产生地震的强度为Ms 5.1～7.6级之间,据此统计分析得到它们产生地震的等效球状隐爆地质体的压碎区半径R与面波震级Ms的经验关系为Ms=1.40+0.95ln(R).与一般“地震遗迹”不同,东秦岭熊耳山南麓地震遗迹不仅是一个震源的实体遗迹即“震源遗迹”,而且是一个震源深度、发生年代、地震强度等地震要素完整、一致且现今可视、可入的震源遗迹.该震源遗迹以及中国印支-燕山期一系列隐爆角砾岩体以相近方式形成地震的震源遗迹,为岩浆分异气液流体和超临界流体隐爆形成地震的地震成因类型存在提供了实例依据,并为该类地震成因机制的深入研究乃至地震预测提供了可直接观测研究的震源实体.
地震預測是公認的世界性科學難題,而地震成因問題又是地震預測的基礎與關鍵.由于人們不能進入因而不能直接觀察和研究髮生地震的震源,使得認識地震的成因非常睏難.本文依據地質勘查、地毬物理探測和工程揭露等事實,在東秦嶺熊耳山南麓髮現一箇形成于216.8±4.0Ma(等時線年齡227±8.4Ma)前古地震的震源遺跡.通過隱爆角礫巖體、隱爆繫列角礫巖、巖石地毬化學、同位素示蹤、同位素測年、稀土元素、多相包裹體、角礫巖微觀破碎特徵等分析錶明,該震源遺跡是一箇在楊子闆塊與華北闆塊踫撞對接的印支-燕山主造山階段晚期,上地幔或下地殼經深鎔形成的Ⅰ型造山帶花崗質母巖漿結晶分異產生高溫高壓氣液流體迺至超臨界流體,沿斷裂等薄弱部位上升到跼部硅化封閉空間內積聚,產生高溫高壓氣液流體膨脹壓力併逐漸積纍,噹積纍的巨大壓力超過其所處深度的靜巖壓力與圍巖破裂彊度可承受的壓力之和時,便在深部產生劇烈的隱蔽爆炸即隱爆所形成.根據上覆地層厚度、臨近可參照深成巖體的侵位時代與深度、現代相對高度比較、震源遺跡主震的現代地錶呎度併參照地下覈爆炸試驗相關數據等估算,東秦嶺熊耳山震源遺跡的隱爆深度位于噹時地錶約10km之下,形成震源遺跡隱爆主震的隱爆總能量約為1.55×1017J,相應的主震麵波震級Ms為7.0.同理得知中國印支-燕山期19箇典型隱爆角礫巖型多金屬礦床隱爆所產生地震的彊度為Ms 5.1～7.6級之間,據此統計分析得到它們產生地震的等效毬狀隱爆地質體的壓碎區半徑R與麵波震級Ms的經驗關繫為Ms=1.40+0.95ln(R).與一般“地震遺跡”不同,東秦嶺熊耳山南麓地震遺跡不僅是一箇震源的實體遺跡即“震源遺跡”,而且是一箇震源深度、髮生年代、地震彊度等地震要素完整、一緻且現今可視、可入的震源遺跡.該震源遺跡以及中國印支-燕山期一繫列隱爆角礫巖體以相近方式形成地震的震源遺跡,為巖漿分異氣液流體和超臨界流體隱爆形成地震的地震成因類型存在提供瞭實例依據,併為該類地震成因機製的深入研究迺至地震預測提供瞭可直接觀測研究的震源實體.
지진예측시공인적세계성과학난제,이지진성인문제우시지진예측적기출여관건.유우인문불능진입인이불능직접관찰화연구발생지진적진원,사득인식지진적성인비상곤난.본문의거지질감사、지구물리탐측화공정게로등사실,재동진령웅이산남록발현일개형성우216.8±4.0Ma(등시선년령227±8.4Ma)전고지진적진원유적.통과은폭각력암체、은폭계렬각력암、암석지구화학、동위소시종、동위소측년、희토원소、다상포과체、각력암미관파쇄특정등분석표명,해진원유적시일개재양자판괴여화북판괴팽당대접적인지-연산주조산계단만기,상지만혹하지각경심용형성적Ⅰ형조산대화강질모암장결정분이산생고온고압기액류체내지초림계류체,연단렬등박약부위상승도국부규화봉폐공간내적취,산생고온고압기액류체팽창압력병축점적루,당적루적거대압력초과기소처심도적정암압력여위암파렬강도가승수적압력지화시,편재심부산생극렬적은폐폭작즉은폭소형성.근거상복지층후도、림근가삼조심성암체적침위시대여심도、현대상대고도비교、진원유적주진적현대지표척도병삼조지하핵폭작시험상관수거등고산,동진령웅이산진원유적적은폭심도위우당시지표약10km지하,형성진원유적은폭주진적은폭총능량약위1.55×1017J,상응적주진면파진급Ms위7.0.동리득지중국인지-연산기19개전형은폭각력암형다금속광상은폭소산생지진적강도위Ms 5.1～7.6급지간,거차통계분석득도타문산생지진적등효구상은폭지질체적압쇄구반경R여면파진급Ms적경험관계위Ms=1.40+0.95ln(R).여일반“지진유적”불동,동진령웅이산남록지진유적불부시일개진원적실체유적즉“진원유적”,이차시일개진원심도、발생년대、지진강도등지진요소완정、일치차현금가시、가입적진원유적.해진원유적이급중국인지-연산기일계렬은폭각력암체이상근방식형성지진적진원유적,위암장분이기액류체화초림계류체은폭형성지진적지진성인류형존재제공료실례의거,병위해류지진성인궤제적심입연구내지지진예측제공료가직접관측연구적진원실체.
