环境地质学_第2章 地震.ppt

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1、第2章 地震,2.1 地震及灾害2.2 我国地震地质的基本特征2.3 地震效应2.4 地震的预测2.5 地震的防治,2.1 地震及灾害,1、地震有关概念 地壳任何一部分的快速颤动，叫地震，俗称地动。地震是地壳运动的一种形式。据统计，地球上每年发生地震达五百万次，其中人能直接感觉到的只有五万次左右，仅占其中的1，约10次左右造成严重灾害。造成的巨大的财产和生命损失。,据震源深度分为：震源深度小于70公里的叫浅源地震深度在70-300公里的叫中源地震深度大于300公里的叫深源地震,地震有关概念,破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。某地与震中的距离叫震中距。震中距小

2、于100公里的地震称为地方震，在100-1000公里之间的地震称为近震，大于1000公里的地震称为远震。,地震有关概念,震级震级是指地震的大小，是表征地震强弱的量度，是以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。我国目前使用的震级标准，是国际上通用的里氏分级表，共分9个等级。震级每相差1.0级，能量相差大约30倍；每相差2.0级，能量相差约900多倍。一个6级地震释放的能量相当于美国投掷在日本广岛的原子弹所具有的能量。一个7级地震相当于32个6级地震，或相当于1000个5级地震。,地震有关概念,按震级大小可把地震划分为以下几类：弱震：震级小于3级;有感地震：震级等于或大于3级、小于或等于

3、4.5级。中强震：震级大于4.5级、小于6级。强震：震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震。,地震有关概念,世界震级最大的是1960年5月22日的智利8.9级地震中国震级最大的是1950年8月15日的西藏8.6级地震死亡人数最多的是1556年1月23日的陕西华县8级地震，死亡83万人其次是1976年7月27日的唐山7.6级地震，官方数据死亡25.5万人（估计可达65.5万人）,地震有关概念,地震烈度 同样大小的地震，造成的破坏不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。衡量地震的破坏程度-地震烈度。影响烈度的因素有震级、震源深度、距震源的远近、地面状况和地层构造等

4、。一般来讲，地震发生后，震中区的破坏最重，烈度最高；这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展，地震烈度逐渐减小。,地震有关概念,太平洋地震带几乎集中了全世界80以上的浅源地震（0千米70千米），全部的中源（70千米300千米）和深源地震，所释放的地震能量约占全部能量的80%。,太平洋地震带几乎集中了全世界80以上的浅源地震（0千米70千米），全部的中源（70千米300千米）和深源地震，所释放的地震能量约占全部能量的80%。,地震波有些地震波在地球内传播(体波)，而另一些波则沿地表传播。体波有两类：P波和S波。P波是地震波中传播最快的波，它可在固体和液体两种介质中传播。P波在花岗岩岩体中的传播速率

5、为5.5公里秒，而在液态物质中的传播速率则要慢得多，如在水中的传播速率只有1.5公里秒。S波只能在固态的地球物质中传播，它们在花岗岩中的传播速率为3公里秒。面波包括拉夫波和瑞利波，两种波的传播速率都比体波慢。一般而言，拉夫波的传播速率又比瑞利波的快。,地震有关概念,S,P,地 震 波 的 传 播,拉夫波和瑞利波,残墙凝固了地震波的形状,地震将华蓥镇这栋楼变成瓦砾,残墙凝固了地震波的形状,2. 地震灾害,海啸，或地震海浪(巨大的被浪)，为海底地震所造成的二次影响。海啸具巨大的破坏作用，也是地震所产生的最严重的二次影响之一。据称1964年的阿拉斯加地震中，这种巨大的波浪是极为主要的造成死亡的因素。

6、,地面海拔的区域性变化是部分大地震的另一个二次影响。1964年的阿拉斯加地震造成了25万平方公里的垂直变形(隆起或沉陷)，其变形包括两个主要的翘曲带，每个翘曲带约1000公里长和大于40公里宽，向海的那条带具10米高的隆起，而向陆的那条带则以在波塔奇附近地区的中央部位具2.4米的沉陷为特征。,地震灾害,强烈的地震引起山崩、地裂、滑坡、泥石流和屋塌等破坏现象，给人民生命财产造成巨大损失。,地震有关概念,汶川地震次生灾害,滑 波 斜坡前缘切坡造成滑坡的发生.北川老城区被山体滑坡掩埋.,通往北川的道路被滑坡掩埋,2008年5月12日,因地震引起山体滑坡堵塞河道形成堰塞湖 1933年四川地震岷江叠溪形

7、成堰塞湖,后发生堰塞湖决口.造成十万人被淹.,2.2 中国的地震,中国是个多地震的国家。据历史记载，在中国曾发生过有感地震八千余次，其中破坏性地震就有九百多次，而绝大多数的省、市、自治区都遭受过不同程度的破坏性地震的袭击。从1303年(元代)至今分别在辽宁、山东、河北、河南、内蒙古、山西、陕西、甘肃、青海、四川、贵州、海南、广东、台湾、新疆和西藏等十六个省及宁夏回族自治区内发生过大地震。,中国和日本一样是世界上地震灾害最严重的国家.中国这个占世界7土地的国家承受了全球33的大陆强震. 汶川地震震中就位于活动的龙门山中央断裂上.,中国十二大地震,1556年中国陕西华县8级地震，死亡人数高达83万

8、人。1668-7-25日晚8时左右，山东郯城大地震震级为8.5级郯城大地震，波及8省161县，是中国历史上地震中最大的地震之一，破坏区面积50万平方公里以上，史称“旷古奇灾” 。 1920-12-16，20时5分53秒，中国宁夏海原县发生震级为8.5级的强烈地震。死亡24万人，毁城四座，数十座县城遭受破坏。1927-5-23，6时32分47秒，中国甘肃古浪发生震级为8级的强烈地震。死亡4万余人。地震发生时，土地开裂，冒出发绿的黑水，硫磺毒气横溢，熏死饥民无数。,1932-12-25日10时4分，中国甘肃昌马堡发生震级为7.6级的大地震。死亡7万人。地震发生时，有黄风白光在黄土墙头“扑来扑去”；

9、山岩乱蹦冒出灰尘，中国著名古迹嘉峪关城楼被震坍一角；疏勒河南岸雪峰崩塌；千佛洞落石滚滚余震频频，持续竟达半年。1933-8-25日15时50分，中国四川茂县叠溪镇发生震级为7.5级的大地震。地震发生时，地吐黄雾，城郭无存，有一个牧童竟然飞越了两重山岭。巨大山崩使岷江断流，壅坝成湖。1950年8月15日22时9分34秒，中国西藏察隅县发生震级为8.6级的强烈地震。喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非：雅鲁藏布江在山崩中被截成四段；整座村庄被抛到江对岸。,中国大地震,邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县发生震级为6.8级的大地震，1966年3月22

10、日16时19分46秒，河北省邢台专区宁晋县发生震级为7.2级的大地震，共死亡8064人，伤38000人，经济损失10亿元。1970年1月5日1时0分34秒，中国云南省通海县发生震级为7.7级的大地震。死亡15621人，伤残32431人。为中国1949年以来继1954年长江大水后第二个死亡万人以上的重灾。1975年2月4日19时36分6秒，中国辽宁省海城县发生震级为7.3级的大地震。由于此次地震被成功预测预报预防，使更为巨大和惨重的损失得以避免，它因此被称为20世纪地球科学史和世界科技史上的奇迹。,中国大地震,1976年7月28日3时42分54点2秒，中国河北省唐山市发生震级为7.8级的大地震。

11、死亡24.2万人，重伤16万人，一座重工业城市毁于一旦，直接经济损失100亿元以上，为20世纪世界上人员伤亡最大的地震。1988年11月6日21时3分、21时16分，中国云南省澜沧、耿马发生震级为7.6级(澜沧)、7.2级(耿马)的两次大地震。相距120公里的两次地震，时间仅相隔13分钟，两座县城被夷为平地，伤4105人，死亡743人，经济损失25.11亿元。,中国大地震,2008年5月12日14时28分，四川汶川县（31.0N，103.4E），发生震级为8.0级地震，直接严重受灾地区达10万平方公里。截至7月4日12时，四川汶川地震已造成遇难：69195人遇难，374159人受伤，失踪186

12、24人。紧急转移安置1500.6341万人，累计受灾人数4561.2765万人。2010年4月14日07时49分许，青海省玉树藏族自治州玉树县(北纬33.1，东经96.7)发生7.1级地震，震源深度33千米。此后又发上上百次余震。造成上万人死伤 。在玉树县禅古村附近发现了连续延伸长度477米的地震地表破裂带。,中国大地震,2.3 我国地震地质的基本特征,地震空间分布不均一性，基本上沿活动断裂带分布，有一定的方向性。中国东部为NNE向，西部为NW向，中部为近SN向和EW向。,从中国的地震(尤其特大地展)震中分布上也可以看出地震和地质构造密切相关。如闽粤沿海及台湾一带，恰好位于太平洋西岸，它们属于

13、环太平洋地震带的范畴：燕山地区局于中生代褶皱带，是华北最活跃的地带，晋、陕、豫交界地带，也是有名的汾渭地堑通过的地方，历史上著名的陕晋豫大地震(1556年)就发生在这里；甘肃及宁夏一带处于祁连山脉，地形对北明显，其间存在着大断裂也是历来的地震活动区：西部及西南部高山地带，如天山、昆仑山、横断山一带，近代断裂上升活动十分强烈，喜马拉雅山是最年轻的山脉，这些地区都是新构造运动特别活跃的地带，经常有地震发生。,我国地震地质的基本特征,具明显的西强东弱、西多东少的分布规律。地震常发生在断裂带应力集中的特定部位。a.活动性断裂带的转折突出部位b.活动性断裂带的端点部位；c.不同方向活动性断裂带的交叉复合

14、部位；d.活动性断裂的锁闭段；e.断面不平滑的活动断裂及犬牙交错的活动断裂带。,我国地震地质的基本特征,绝大多数强震往往发生于活动性深大断裂带和断陷盆地边缘地带，而断块内部基本上没有强震分布。如南北向地震带自云南东部往北，经四川西部至陇东，越过秦岭西至六盘山、贺兰山一系列活动断裂带。四川台块、鄂尔多斯台块、塔里木台块和准葛尔台块等稳定断块无强震活动，围绕这些断块的深大断裂带强震频发。,我国地震地质的基本特征,地震活动的周期性和重复性呈现出成群分布、活跃高潮与低潮相互交替的活动格局。东部地震活动周期为300年左右，西部为100-200年左右。,我国地震地质的基本特征,2.4地震效应2.4.1地震

15、灾害效应,1、地面的连续振动，主要是明显的晃动。地震造成的灾害首先是破坏房屋和建筑物，如1976年中国河北唐山地震中，7080的建筑物倒塌，人员伤亡惨重。2、地表变形地面出现断层和地裂缝与地倾斜。,2.4.1,3、地震引起山崩、滑坡和泥石流，常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河，在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时，神奈川县发生泥石流，顺山谷下滑，远达5千米。 1970年秘鲁发生的地震，在那次事件中，有7万多人丧生，其中2万人死于巨大的崩塌。1960年的阿拉斯加地震触发了数干次的滑坡和崩塌，其中部分严重摧毁了安克雷奇。,地震灾害效应,4、砂土液化饱水砂土因地震而受到强烈震动，使砂粒

16、处于悬浮状态而丧失强度、地基失效的现象。5、核设施泄漏,地震灾害效应,6、火灾由地震造成的火灾可造成危害、甚至是巨大的破坏作用。输电电线的崩断和煤气管道破裂均会导致难以控制的火灾，因救火设备可能会遭到损坏，必备的输水管道也可能会破裂。接近火场的行动常因道路的阻塞和毁坏而受到阻碍，发生于日本和美国的地震均伴随有严重的火灾。1970年旧金山地震曾屡次涉及到“旧金山大火”。事实上，损失的80均为破坏城市达数天之久的大火所造成。1923年在日本的地震造成死亡人数达14万3千人，其中40的死难者是葬身于火海，大火吞没了人们为脱离危险而聚集的开阔地。,地震灾害效应,7、水灾8、人体健康影响A.地震前后某些

17、化学元素逸出或含量变化影响人体机能；B.与地震有关的电磁扰动对人体的影响；C.地震现象影响，如地光、辐射、病菌传播、地震对人的心理影响等。9、其他如井水干枯、水质恶化、泉水断流、矿井用水量暴增等。,地震灾害效应,2.4.2地震效应的影响因素,1、震中距震中距越远的地方受到的影响和破坏越小。2、岩土类型和性质3、发震断层4、地形地貌5、地下水6、建筑物结构和质地钢结构和低矮轻质建筑物受破坏最小。,2.5 地震的预测,预报依据主要：地震的预兆形式和发生频率、地球物理异常（重力场、电磁场、地温场、地震波穿过岩石时速率的变化、沿活动断层的地震空隙，地球电阻率、地应力的变化) ，地球化学异常（氢气、氡气

18、等），地下水中溶解的放射性气体(氧)数量的变化，以及可能的动物异常行为等。地震位置与震级的长期预报(10万年到100年)，中期预报(数天至数月)和短期预报(数天至数小时)。,日本利用微震频率，反复的水平面测量及磁观察等资料，作了首次偿试，取得了部分成功。他们发现，在其研究区内的震前数日内常伴随有微震群发生。而地面倾斜与地震活动强烈相关。有些约5级的地震发生前不久，地面具不规则的倾斜和不规则的磁性变化。,地震的预测,地震灾害的“围空性”：在过去曾发生过地震的地区之间，常存在后期相对宁静的无震区（围空区）。又是今后相继出现地震的地区（填空性）。“免疫性”：一次大地震后，该地段在一定时间内不再发生类

19、似强度的地震，以及一断裂系上发生地震，相邻的平行断裂系将长期无大震发生。,地震的预测,中国的科学家在1975年对一主要地震作了首次成功的预报。1975年2月4日的海城地震具7.3级，摧毁或损坏了具9万人的城市中约90的建筑，在地震前从不安全房屋内集体疏散人群无疑挽救了数万人的生命。地层的短期预报主要以主地震前四天的一系列前震为基础。在2月1日和2日，有许多不大于1级的小地震发生，在主震前不到24小时的2月3日，发生了一次2.4级的前震。在前约17小时内发生了8次大于3级的地震然后，突然地在主震前6小时变得异常宁静。,地震的预测,作为中至长期预测的一个实例，加利福尼亚州的圣安德列斯断层很典型。该

20、断层分四个主要部分。通过地理，应力测量和野外观察得知，它们具不同的史期和史前活动特征，产生巨大地震的最大可能性地段为南段，它无史期地震活动，且在近数百年来无大地震发生的证据。然而，最新的地质记录表明，即将有大地震发生。在加利福尼亚州印弟安附近的某个地方，有数条小河水平错动了好几米，而一更新世晚期冲积扇则水平错断了近700米。该部位断层的滑移速度估计为几厘米年，横截断层的应变速率为2厘米年。所以圣安德列斯断层南段可能是近于成熟的地震空区，具有11米的累加应变(保存于岩石中的确切的断层滑动)。由于这些原因。地质学家们认为断层的这一部位，是在不久的将来产生大地震的可能场所。,地震的预测,地震空区是沿

21、断裂带分布的区域，是能产生大地震而在最近没有产生大地震的地区。这些地区被认为是贮存构造应力的场所。因而是产生大地霞的可能地区。地震空区的研究在中期地震预报中极为有用。自从1965年以来，最起码有10次大的板块边缘地震得到了成功的预报，其中包括阿拉斯加1次，墨西哥3次，南美1次以及日本3次。,地震的预测,2.6地震的防治,对地震机制我们仍知之甚少，所以诸如警报系统和地层预报的对策，仍非可靠的办法。然而，我们可采用可靠的防护办法。首先是结构防护，大建筑的结构起码要经得住中级地震的袭击。第二是土地使用规划大的建筑设施、学校、医院、灾难救济设施以及通讯系统不要建在活动断层上或其附近，或位于敏感地区、未

22、固结的粘土沉积区或饱水的粉砂(岩)或砂岩地区之上。这些起地区有可能增强地震波，因此是高危险的地区。第三是保险和救援措施。,2.6地震的防治,“安全岛”：由于地壳表层介质、结构不均一性和地貌形态的差异，在地震高烈度地区出现低烈度异常区，可以认为是相对稳定的“安全岛”.“危险区”：,“安全岛”与“地震空区”区别：,地表构造条件：都可受深大断裂切割，有相似区域构造条件，场区构造不同：地震空区内断裂具活动性；安全岛内断裂未见明显活动。深部构造条件：地震空区大都位于地壳界面隆起、凹陷或梯度带上，可能伴有深切地壳界面的隐伏构造或深部构造。安全岛地壳界面延续平缓、无切割地壳的深大断裂。地震活动图像:中强地震活动图上有类似的地震活动背景；而小、微震活动图像中有明显差异。,本章学习要求了解地震基本概念，了解我国地震地质的基本特征、地震的预测和防治。,