作者:苏德辰 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-17 9:05:36
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苏德辰:古地震的发震频率和周期估算
 
■苏德辰
 
对古地震频率进行估算的关键,一是对地震记录的识别,二是对时间范围的确定。并不是所有的古地震均可找到相应的沉积记录,有些地震因为发生在盆地暴露期,不会在地层中留有任何迹象。有些地震虽然很强,但地层和盆地的水流环境可能恰巧不适于地震记录的保存,甚至破坏了更多以往的变形记录。生物作用、成岩作用和后期的构造作用、火山作用等也会混淆或破坏以往的地震记录。地质记录保存的不完整影响了人们对古地震周期的确定。
 
在其他条件相同时,不同级别的地震所形成的地层记录应该是不同的, 同一地震与震中距离不同,其变形特征也应该不同。根据软沉积物变形特征定量地确定古地震的周期,所识别出的古地震记录频率要远低于实际的发震频率。乔秀夫等(1994,2001) 通过对华北地台上震旦统野外大区域的实际调查与研究,划分出4个地震活跃期;刘鹏举(2001) 对河北平泉中元古界高于庄组震积岩及地震节律进行研究后提出了燕山裂陷槽北部边缘的断裂活动存在着65Ma±(Ma是地质年代单位,相当于百万年)的地震节律;段吉业等(2002) 对华北燕山中—新元古代震积岩系统及其地震节律的研究结果认为,燕山裂陷槽中新元古代有10个地震活跃期。这些认识都是基于当时能够识别出的震积岩而初步估算的,远低于现代人们所认识的大地震的发生频率。
 
目前关于雾迷山组的形成时限有多种数据,比较公认的数据为100Ma(1310±20Ma至1207±10Ma)(王松山等,1995)。
 
梅冥相等(2001)详细研究了天津蓟县中元古界蓟县系雾迷山组旋回层的旋回性及相序模式,根据马尔柯夫分析及长周期三级层序的有序叠加形式研究等,确定了雾迷山组的沉降速率基本为每10万年3米。如果研究区雾迷山组的沉降速率与蓟县相同,则17米厚的庄户洼剖面形成时限应该在57万年左右。
 
研究区雾迷山组的实际厚度大约为1800米,形成时限应与蓟县剖面同为100Ma,因此该区的平均沉降速率应该为每10万年1.8米左右。据此计算的庄户洼17米河床露头的形成时限为94万年。
 
综合以上结果,可以初步认为庄户洼河床剖面地层的形成时限在94万年至57万年之间,而这期间的地震记录目前共识别出29层,以此计算的雾迷山组沉积期古地震发生频率大约在距今3.2万年至2万年之间。
 
尽管这一推算结果仍然明显低于现代强地震的频率周期,但精确度比前人的数据提高了几个数量级。若要进一步弄清古地震的发生规律,需要从成因机理上对软沉积物变形进行更加精细的观察与对比研究,进而可以为大地构造学等其他学科研究提供新的思路。
 
(作者系中国地质科学院地质研究所研究员)
 
《中国科学报》 (2013-05-17 第10版 调查)
 
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