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2008年汶川8級地震成因的地震地熱說解釋 陳 立 軍 摘要：本文討論2008年汶川8級地震與緬甸地震柱構造的關系，無果而終?？晒┯行娜藚⒖肌?/span> 1 引言 殼內強震指發(fā)生在殼內的6.5或7級以上地震，其成因的解釋五花八門，希望本文的解釋，也能成為其中的一花或者一門。作者提出的地震地熱說原理[1-4]，解釋過一些殼內強震的成因[5-13]，也做過一些地震預測的試驗與設想[14-16]，似乎可以為人類的地震預測事業(yè)展現絲絲曙光。 2008年5月12日中國四川省的汶川8.0級強震，發(fā)生在全球所劃分的第17號緬甸地震柱構造內（圖1）。本文將闡釋強震與該地震柱構造的關系。
 圖1 汶川地震與緬甸地震柱構造的位置圖 2 資料整理 地震地熱說的研究原理與方法，完全依賴于有高精度震源深度資料的地震目錄。為此，本文從公網上獲取并整理了4套地震目錄。 2.1 地震目錄的獲取和整理 2.1.1 CEDC統一地震目錄 該目錄來自中國國家地震科學數據共享中心（China Earthquake Data Center），網址http://data./data/datashare_tyml_query.jsp，時段1965-2019.5，包含-0.1級以上共860,581個中國及周邊地震。 2.1.2 ANSS復合地震目錄 該目錄來自北加利福利亞地震數據中心（Northern California Earthquake Data Center），時段1963-2019.5，復合地震目錄（comcat）。其中1963-2003年時段取自https://earthquake./earthquakes/search/，2004-2019年時段取自https://earthquake./earthquakes/search/#site-sectionnav，共計包括全球4級以上地震456,888個記錄。 2.1.3 EMSC地震目錄 該目錄來自歐洲-地中海地震中心（The European-Mediterranean Seismological Centre ），時段2004.10-2019.5，主要包含經度-40°至110°E地區(qū)，其中0-39°E地區(qū)震級1級以上，其它地區(qū)2-3級以上，共計241,545個地震。網址https://www./Earthquake/?filter=yes。 2.1.4 JMA地震目錄 該目錄來自日本氣象廳（Japan Meteorological Agency），時段1997.10-2017.12，包含-0.1級以上日本及周邊地區(qū)2,955,365個地震。網址http://www.data.jma./svd/eqev/data/bulletin/eqdoc.html。本文主要為考察震源深度測定精度所用。 2.2 地震目錄的適用性分析 本文主要利用前3套地震目錄做分析處理，因而進行一般的比較分析。 表1為由不同地震目錄所采集的緬甸地震柱構造地震統計表。由表1可見： （1）CEDC目錄與ANSS目錄的4級以上地震基本相當，前者6815次，后者8654次，其原因與CEDC目錄監(jiān)測范圍郁于中國境內有關，對于中國地震活動的研究相對影響不大。相比之下，EMSC目錄對中國地區(qū)監(jiān)測能力較弱，只宜參考。 （2）緬甸地震柱構造的最大震源深度可達200-300km。已知震源深度與地震臺網的監(jiān)測能力有關。比如北美洲，按照4級以上地震目錄，最大深度只有96km，而按照1級以上地震目錄則可達600km以上。地中海也是類似情形。 （3）鑒于目前地震目錄的科技水平，地震地熱說當前最為關注的是未來殼內強震活動的時間和地點，暫不考慮能量關系，因此不對相關地震集的震級-頻度關系做過分要求。 根據以上分析，認為這3套地震目錄均可不同程度地用于汶川地震與緬甸地震柱構造關系的研究。 表1 由不同地震目錄所采集的緬甸地震柱構造地震統計表
關于地震震源深度的精度，可以從ANSS和JMA兩個地震目錄獲得（圖2）。這兩個目錄的深度測定誤差具有很好的一致性。ANSS目錄包含全球地震，大量地震的深度誤差均在幾公里的量級，個別偏遠地區(qū)的深部地震誤差可達20多公里。JMA目錄的深度誤差均在幾公里的量級。
圖2 震源深度測定精度實例 （上圖據ANSS地震目錄，下圖據JMA地震目錄） 3 緬甸地震柱構造的研究 作者于2011年曾兩度關注緬甸地震柱構造的研究[17-18]，提出了緬甸地震柱構造的三維立體圖像和平面的棋盤格式構造，探討了殼內強震和火山與地震柱構造的關系，并提出過在棋盤格式構造尋找深部地幔礦床的前景。本文在此基礎上作進一步的闡述。 3.1 緬甸地震柱構造地震活動的平面分布 由CEDC、ANSS和EMSC等3個地震目錄所得到的緬甸地震柱構造地震分層分布如圖3、圖4、圖5所示。這3張圖都顯示了緬甸地震柱構造深部的新月形構造，最大深度可達200-300km。新月形構造的頂部，即地殼內，圖3和圖4上呈現一個4級以上地震構成的圓圈，似乎是圍繞地震柱構造出地點的一個暈圈，相當于地震柱構造樹型構造的樹冠。新月形的內弧構成新月形的懷部，懷部及其北翼正好指向中國的南北地震帶，從騰沖直至海原?；鹕蕉喟l(fā)生在地震柱構造的出地點附近，比如1609年的騰沖火山噴發(fā)，而殼內強震則多發(fā)生在新月形的懷部及其北翼的指向上，包括汶川地震和海原大地震。從松潘往昆侖山口西，似乎還存在一個次級的暈圈，控制著外圍的強震活動。2015年的尼泊爾7.7級地震，位于新月形弓背以遠，有一條4級以上地震的密集帶從新月形的弓背指向那里（圖4、圖5）。
圖3 緬甸地震柱構造依據CEDC地震目錄的地震分層分布 （1965-2019.5，M≥4.0）
圖4 緬甸地震柱構造依據ANSS地震目錄的地震分層分布 （1963-2019.5，M≥4.0）
圖5 緬甸地震柱構造依據EMSC地震目錄的地震分層分布 （2004.10-2019.5，M≥2.0） 3.2 緬甸地震柱構造的殼下地震活動 所謂殼下地震，是指全球平均地殼厚度35km以下的地震。只有地震柱構造和熱機帶才有殼下地震活動，大洋中脊和冷機帶基本沒有殼下地震活動。 由CEDC地震目錄和ANSS地震目錄得到的緬甸地震柱構造殼下地震分布如圖6和圖7所示。這2張圖都顯示汶川的強震活動與當地的殼下地震活動有密切關系。至于如何密切，下一節(jié)討論。
圖6 緬甸地震柱構造依據CEDC地震目錄的殼下地震分布 （1965-2019.5，M≥1.0）
圖7 緬甸地震柱構造依據ANSS地震目錄的殼下地震分布 （1963-2019.5，M≥4.0） 3.3 緬甸地震柱構造的三維立體圖像 由CEDC、ANSS和EMSC等3個地震目錄所得到的緬甸地震柱構造三維立體圖像如圖8、圖9和圖10所示。 由圖8可見，緬甸地震柱構造似乎包含龍門山和騰沖兩個子柱。 圖9中，緬甸地震柱構造本體最為完整，但由于地震較為密集，難以區(qū)分子柱。 圖10能較好地區(qū)分龍門山子柱，但緬甸地震柱構造的本體結構不太完整。 這3張圖都可以明顯標示汶川地震與殼下地震活動的聯系。
圖8 緬甸地震柱構造依據CEDC地震目錄的三維圖像 （1965-2019.5，M≥3.0）
圖9 緬甸地震柱構造依據ANSS地震目錄的三維圖像 （1963-2019.5，M≥4.0） 圖10 緬甸地震柱構造依據EMSC地震目錄的三維圖像 （2004.10-2019.5，M≥2.0） 3.4 關于緬甸地震柱構造的子柱 上一節(jié)發(fā)現了緬甸地震柱構造的子柱，進一步考察發(fā)現，龍門山子柱和尼泊爾子柱具有較為完整的圖像，如圖11和圖12所示。 由圖11可見，龍門山子柱除包含汶川子柱、甘南子柱外，還有2個可期的子柱。汶川子柱顯然與汶川地震直接相關，而甘南子柱與1976年的松潘7.3級、平武7.3級地震似乎關聯。 由圖12可見，尼泊爾子柱也具有良好的圖像，其殼下地震活動或許與2015年的尼泊爾7.7級地震有關。 按照圖6的圖像，由此推測，沿著南北地震帶的騰沖、麗江、海原等地都應該存在地震子柱，只是目前資料不夠充分而已。 地震子柱的研究，完全依賴于地震目錄中震源深度的測定精度。 圖11 緬甸地震柱構造龍門山子柱的三維圖像 （1965-2019.5，M≥1.0，據CEDC地震目錄）
圖12 緬甸地震柱構造尼泊爾子柱的三維圖像 （1965-2019.5，M≥1.0，據CEDC地震目錄） 4 汶川地震預測信息 地震地熱說通過地震柱構造的殼下地震活動來預測殼內強震的危險性，首先將未來地震的強度定義在7級左右及7級以上的地震，因而不對未來地震的強度做過細地評估。那么，剩下來的問題就是地震發(fā)生的時段和大致地點，為此通過三項技術實現，一是地震柱構造的震源深度時序圖，二是殼下地震的平面分布，三是地震子柱殼下地震的三維分布。 4.1 緬甸地震柱構造的震源深度時序圖 圖13為根據CEDC地震目錄1.0級以上殼下地震所制作的震源深度時序圖，時段取強震發(fā)生前的十多年，即從1995年1月1日至2008年5月5日。由圖可見，緬甸地震柱構造的殼下地震自2003年底在接近100km的深度開始積累能量，2004年底出現200km以下的地震活動，隨后迅速向上轉移，加速100km深度內的能量積累，至2005年中期維持最大深度在50-60km以內的地震活動，直至2008年5月12日的8級強震的發(fā)生。 圖中的綠色曲線描述了這個全過程，其上升段標示著深部能量的積累，接近地表的平直段標示著地表構造的僵持，或稱閉鎖，預示著該地震柱構造內未來某地或有強震活動。 由此判斷，2006年以后的一段時期內，務必密切關注強震活動態(tài)勢。
圖13 緬甸地震柱構造的殼下地震活動時序圖 （1995.1.1-2008.5.5，M≥1.0，據CEDC地震目錄） 4.2 緬甸地震柱構造的殼下地震活動平面分布 圖14為根據CEDC地震目錄0.0級以上殼下地震所制作的殼下地震活動平面分布，時段取強震發(fā)生前的十多年，即從1995年1月1日至2008年5月5日。由圖可見，十多年內，緬甸地震柱構造的殼下地震較為分散，相對集中的只有河西走廊、甘南及汶川三地。河西走廊近幾十年來沒有顯著的大震活動，而且距離緬甸地震柱構造較遠，姑且不論，則唯有坐落在緬甸地震柱構造新月形北翼指向線上的甘南和汶川兩地應予重大關注，劃分為兩個預警區(qū)。 圖中左上角北天山的地震多與18號興都庫什地震柱構造相關聯，不在此列。 圖15為根據ANSS地震目錄4.0級以上殼下地震所制作的殼下地震活動平面分布，時段同圖14。 比較圖14和圖15，存在一個巨大的差異。圖14上新疆和甘肅0級以上的殼下地震明顯多于圖15中4級以上的殼下地震，而四川、云南、青海和西藏的0級以上殼下地震則大大少于圖15中4級以上的殼下地震。前者應屬正常，后者則令人不可思議。
圖14 汶川8級地震之前緬甸地震柱構造的殼下地震活動分布 （1995.1.1-2008.5.5，M≥0.0，據CEDC地震目錄）
圖15 汶川8級地震之前緬甸地震柱構造的殼下地震活動分布 （1995.1.1-2008.5.5，M≥4.0，據ANSS地震目錄） 4.3 汶川子柱預警區(qū)和甘南子柱預警區(qū)的殼下地震三維分布 進一步考察甘南子柱預警區(qū)和汶川子柱預警區(qū)的殼下地震活動，分別列于表2和表3。 由表2可見，甘南子柱最大震源深度可達170km，顯然有利于對周邊強震活動的監(jiān)視。 表3則不敢恭維了。汶川8級大震之前的13年多，汶川子柱的形象不見蹤影，2000年6月9日至2008年5月的8年間，汶川子柱內居然一個殼下地震都沒有。 鑒于此，本文只好就此打住。 臨門一腳，居然毀于我們自己的地震目錄。 相比之下，EMSC地震目錄于2004年10月才剛剛起步，但該目錄對于2014年愛琴海6.9級地震的震前過程描述得淋漓盡致[7]，實在令人羨慕！ 表2 甘南子柱預警區(qū)*的殼下地震活動（1995.1.1-2008.5.5，M≥1.0，據CEDC目錄）
*甘南地區(qū)坐標：32-36°N，104-106°E 表3 汶川子柱預警區(qū)*的殼下地震活動（1995.1.1-2008.5.5，M≥0.0，據CEDC目錄）
*汶川預警區(qū)坐標：29-32°N，102-104°E 5 討論 5.1 關于地震震源深度的重要性 地震地熱說的工作，依賴于地震目錄的震源深度測定資料?？疾?/span>ANSS、EMSC和JMA地震目錄，目前震源深度的測定技術已日臻完善，但是我們的CEDC目錄卻故步自封，良莠不一。由圖14可見，CEDC目錄中，中國西部，只有新疆、甘肅等蘭州地震研究所所轄地區(qū)的震源深度資料精度較高，王海濤研究員及其科研團隊在這方面的工作功不可沒[19-20]。中國西部是全球死亡地震（造成1000人以上死亡的）最多的地區(qū)之一（圖1）[21]，又面臨17號緬甸地震柱構造和18號興都庫什地震柱構造的裹挾，相關強震活動極為頻發(fā)的地區(qū)卻長期監(jiān)測不到殼下地震活動，豈非怪事！長此下去，要想捕捉到蜀道之震，恐怕是難于上青天。 5.2 作者的愿景——關于亞洲-喜馬拉雅地震中心的設想 上述問題的解決辦法，唯有借鑒歐洲-地中海地震中心的經驗，借助一帶一路的東風，加強國際合作，建立一個類似的“亞洲-喜馬拉雅地震中心”，做到地震參數的規(guī)范化，實現對相關兩大地震柱構造的完全控制，地震預測或有希望。 6 結論 本文因地震目錄的缺陷而夭折，不能給出結論，請讀者自悟。謝謝！ 致謝 感謝中國國家地震科學數據共享中心(http://data./)、美國北加利福利亞地震數據中心（Northern California Earthquake Data Center）、歐洲-地中海地震中心（The European-Mediterranean Seismological Centre ）以及日本氣象廳（Japan Meteorological Agency）提供的數據支撐。地震目錄編輯中，黎品忠高級工程師提供了多邊形區(qū)域提取地震記錄的算法與程序和雙字節(jié)數據文件的讀取方法，謹此特別鳴謝！ 后記：作者經歷3年的生活磨難，新生后寫出第一篇科學論文，本來信心滿滿的，可惜了。 （2019.6.15 初稿，2020.7.22 校訂） 初見：http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-1185193.html 參考文獻 [1] 陳立軍 (2000) 中國地震震源深度與強震活動狀態(tài)研究. 地震地質，22(4): 360-370 [2] 陳立軍 (2012) 地震地熱說原理與應用. 內陸地震，26 (2), 108-122 [3] 陳立軍 (2013) 地震柱構造的概念及其基本特征. 華南地震，33 (1), 1-14 [4] 陳立軍,胡奉湘,陳曉逢 (2013)全球地震柱構造的地震層析成像證據. 華南地震，33(4): 1-10 [5] 陳立軍 (2015) 2013年巴基斯坦7.7級地震與興都庫什的地震構造. 內陸地震，29(1): 15-27. http://dx./10.16256/j.issn.101-8956.2015.01.002 [6] 陳立軍. (2013)青藏高原的地震構造與地震活動. 地震研究，36(1): 123-131 [7] Chen, L.J. (2016) Study on the Seismogenic Mechanism of the Earthquake Mw6.9 in 2014 in the Aegean Sea Seismic Cone.International Journal of Geosciences, 7, 669-684. http://dx./10.4236/ijg.2016.75052. [8] 陳立軍 (2014) 中天山地區(qū)強震活動成因探討—以2012年6月30日新源6.6級地震為例. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-829373.html [9]陳立軍 (2015) 內蒙古阿拉善左旗5.8級地震的前兆現象. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-882681.html [10] 陳立軍 (2012) 印尼9級地震的成因分析. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-571677.html [11] 陳立軍 (2011) 緬甸7.2級地震成因的探討. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-426720.html [12] 陳立軍 (2011)對日本9.0級地震成因的新解說. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-422577.html，2011.3.15 [13] 陳立軍 (2012)日本9級地震與碰撞和俯沖無關. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-565201.html [14] 陳立軍. 2012年0419預測卡片(3年期)的試驗總結—地震地熱說的殼內強震與火山預測方法介紹. 自然科學, 2015, 3(4): 147-164. http://dx./10.12677/OJNS.2015.34019 [15] Chen, L.J., Chen, X.F. and Shao, L. (2015) Method Research of Earthquake Prediction and Volcano Prediction in Italy. International Journal of Geosciences, 6, 963-971. http://dx./10.4236/ijg.2015.69076; Chinese see: http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-920796.html [16] 陳立軍 (2015) 全球熱機帶和冷機帶火山活動的比較研究—兼論對熱機帶火山預測研究思路的改進. 地球科學前沿, 5, 334-357. http://dx./10.12677/AG.2015.55034 [17] 陳立軍 (2011) 地震地熱說原理—17緬甸地震柱構造. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-444507.html [18] 陳立軍 (2011) 地震地熱說應用—初議緬甸地震柱構造的找礦前景. http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-430338.html [19] 王海濤,李志海,趙翠萍,曲延軍 (2007) 新疆北天山地區(qū)Ms≥2.0地震震源參數的重新測定. 中國地震, 23(1), 47-55 [20] 曲延軍,李志海 (2006) 北天山地區(qū)部分中強震前小震震源深度變化特征. 地震, 26(4), 76-81 [21] USGS (2015) Earthquakes with 1,000 or More Deaths 1900-2014. http://earthquake./earthquakes/world/world_deaths.php |
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