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学习大地构造学的一点体会

归档日期:09-16       文本归类:大地构造学      文章编辑:爱尚语录

  上大学时,学过武汉地质学院、成都地质学院、南京大学地质系和河北地质学院合编的《构造地质学》(年前从事斜坡稳定性和基坑支护研究,主要涉及较小规模的断层、褶皱、节理等,鲜有涉及较大尺度的地质构造,故对

  2009年开始研究地震物理预测后,亟需恶补下大地构造学方面的知识。这方面的学说不少,如100多年前欧美学者建立的槽台学说,上世纪60年代以来兴起的板块构造学说(从魏格纳提出的大陆漂移说发展而来),以及我国学者上世纪40-70年代建立的多旋回构造运动说(黄汲清)、地洼学说(陈国达)、地质力学(李四光)、断块构造学说(张文佑)等。

  写到这里,忍不住多说两句。在过去那么艰苦的条件下,我国上述学者提出了自创的大地构造学说,先不管其含金量如何,就这种敢为天下先的精神就值得后辈学习。反观现在,生活与工作环境比过去要好得多,但诸多学者唯洋人马首是瞻,除了为洋人的学说做点捡漏补遗的工作外,已几乎没有自己独创的有影响力的学说了,这实在让人汗颜呐。

  在板块构造学说的发展史上,奠基者魏格纳起到了关键作用,应“隆重推出”。魏格纳不是地质学家,而是一名气象学家。他提出的大陆漂移说,在地学界具有划时代的意义,但当时传统的固定论思想已根深蒂固,可以想象突破传统观念的束缚有多么困难,当时的反对声音有多么强烈。有位西方学者曾评论道“正因为魏格纳不是地质学家,没有受传统观点的束缚,所以才能提出这样一个带有革命性的地质学说”。嗯,科研突破得脱离惯性思维的约束,才能另辟蹊径啊,除此还不要在乎别人的热嘲冷讽。科研嘛,只要符合逻辑自洽性原则,且能得到诸多证据的支撑,就要勇敢走下去。

  在网上经常看到有人批评板块构造学说,认为其不能解释板内地震成因。当然,任何学术观点都可以批评和质疑,但质疑者得拿出铁的证据才行,因为自己理解不了或者认识有误胡乱质疑,那叫扯淡,人家可以默克杠()。具体到板块构造学说,我认为其是目前最好的大地构造学说,尽管在动力学机制等方面仍需要发展和完善,但用之不仅能解释板间地震成因,也能解释板内地震成因。因为板间地震区的地震主要受俯冲板块控制,而板内地震区的地震受板块运动驱动下大断裂约束的块体控制,尽管块体尺度有大小,但块体内的锁固段破裂机制和规律相同,两者并无本质不同呐。

  学说这么多,都看明白得花费不少时间,在大致了解这些学说的基本原理后,感觉板块构造学说和断块构造学说分别对我们在板间和板内地震区(构造块体)的划分研究大有裨益,用之可解决地震区边界断裂选择问题,于是重点看与之有关的文献。

  过去的地震区划分一般仅考虑某条断裂(带)或强震频发的条带,几乎不考虑区域性大断裂对构造块体内地震活动的制约,且缺乏定量的地震区或研究区划分方法,故地震危险性评价人为性较强,结果令人失望。

  古人云“不谋万世者,不足谋一时;不谋全局者,不足谋一域。”刘光鼎先生也多次强调“区域约束局部,深层制约浅层。”这些道理告诉我们,研究大地构造分区与地震区划分时,应具有足够的时空视野。

  我们认为,岩石圈发生地震的区域,由被区域性大断裂(带)分割的、可相对运动的层次块体组成,如构造板块(图1)(Wilson,1965)、断块(张文佑,1984)与活动地块(张培震等,2003)等,可视为非线性耗散系统,具有部分自相似、分形和自组织特性(Keilis-Borok,1994)。由于区域性大断裂(带)强度远低于块体强度,构造变形主要集中于断裂(带),而内部变形速率较小的块体基本上作为一个整体运动。我们已证实,块体内部断裂与地震活动密切相关,相邻块体以剪切、压剪或挤压方式影响其加载或卸载模式,但不影响其内部地震活动性反映出的本质演化规律,因此可定义以区域性断裂为边界的构造块体地面区域(断裂线围限的区域)为地震区。

  基于上述考虑与锁固段理论,我们已在全球范围内划定了62个地震区。只要地震区划分的正确,再加之当前地震周期内地震目录的完整性和准确性有保证,那么对地震区标志性地震的预测应相当靠谱。

  刚开始做地震区划分时,是以中国及其周边为研究区滴,断裂分布以邓起东院士等主编的《中国活动构造图》为主要参考。这张图对划分除华南地区外的其它区域,基本够用;但对华南地区,可能是研究程度较低以及北西向断裂大都是隐伏断裂的缘故,难以确定地震区的某些边界。正如上述,其边界必须是区域性的大断裂。这该怎么办呢?

  当时在写有关文章,时间较紧,又一时半时找不到有用的权威文献,再者不少文献提供的地震构造图并不完全一致。于是乎,根据有限的断裂分布资料、其他地震区划分得出的经验、地震数据约束,应用锁固段理论,推测了某些地震区边界断裂的走向和延伸长度,完成了3.6版《中国及其周边地震区划分图》。

  文章发表后,感觉不放心,于是又用了较长时间查阅文献,换不同的关键词搜索查找,真找着了几篇“潜伏”很深的文章,一核对还真神啦,大致能对上(图2)。

  (2)开展某一方向的科研时,建议先泛读有关综述性的文章,了解较有影响力的学说,然后带着自己关注的问题,精读与该问题关系密切学说的原理与方法,以提高学习效率。至于精读到什么程度,可本着“实用”原则。

  (3)深入理解基本概念和基本原理的内涵和外延,这样才能快速掌握某学说的精髓。

  (4)任何学说,都可能有强项与软肋,阅读有关文献时,应持有质疑和批判精神,不要盲从。本着“取其精华,去其糟泊”的理念,加之深度思考,可从中凝练出自己要解决的关键科学问题。

  (5)科研鼓励“大胆假设”,但必须“小心求证”。在掌握的资料不充分时,基于经验、逻辑推理等,完全可以做必要的外推,但以后别忘了用实际数据进行论证,这样可减少出错的可能性。

  (6)严密的逻辑推理与实证是科学“裁判”,而研究结果出乎预料的简单性往往是“赢家”的标志。

  致谢:我们在研究地震区划分时,苏德辰先生提供了《中国大地构造图》、《中国岩石圈板块构造图》、《中国主要构造体系图》、《亚欧地质图》、《亚洲地质图》、《中国地质图》、《中国及邻区大地构造图》;徐锡伟先生提供了《中国活动构造图》电子版、《中国地震构造图》;还有学者提供了《全球构造体系图》。在此,我们一并表达衷心的感谢。

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