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预位移预断裂与预测地震的关系 苏发旺 内容摘要：主要对断裂型地震和错动型地震的特征及其预 报方法进行了研究，从预断裂，预位移这两个物理现象入手 为解决这两种类型的地震提供了一些可计量的科学依据。 主题词: 预断裂 预位移 形变电阻 形变电场 预测地震就是要解决这样的问题：既在什么地点 什么时间发生什么级别的地震？这个问题从预测学的 角度讲，可以分成三个小问题，（1）要确定在什么地 点。（2）要确定什么时间。（3）要确定什么级别的地 震。从统计学的角度看，地球上每年要发生500万次 以上的地震，其中绝大部分地震对人类不会造成危害， 所以没有必要去预测。对人类造成危害的地震一般是 指震级在里氏7级以上的大地震，而这样的大地震在 地球上每年发生的次数少则几次，多则不会超过12 次。这样地震预报的三个问题就变成了（1）（2）两个。 即预测震级在里氏7级以上的地震会在什么地点什么 时间发生？ 1 对大地震的发生地点人们已经做过科学的统计，并 把地球分为几大地震带，90%以上的大地震就发生在这 些地震带及其边缘，并根据地球板块学说，可以确定 大地震大部分会发生在地球几大板块的边缘部分，这 也得到了地震统计学的支持和验证。如此来看，大地 震预测中的在什么地点的问题好像已经解决。但事实 远非如此，因为对人类而言，地球如此之大，已经探 明的地震带如此之长，地球各板块之间的情况如此之 复杂，因此确定在某一地点会发生地震将十分困难。 所以，地震预测的关键，依然还是要从技术上攻克难 题（1）（2）。 从目前地球已经发生的大地震的震源情况分析，发 生大地震的原因有两类：一类是岩石受构造应力的作 用产生断裂发生地震。另一类是旧断层在构造应力的 作用下产生错动发生地震。这表明，地震的产生不是 无缘无故的，而是构造应力作用的结果。由此也表明， 地震的预测要分两种情况进行，（1）断裂型地震预测。 （2）错动型地震预测。由于这两类地震形成的机制不 一样，所以预测的方法肯定也会不一样。 物理学有一条著名的定律：当对一物体施加作用 力时，物体发生的形变正比于所施加之力。现代物理 学对岩石的研究表明，对岩石施加外力，岩石从原有 2 结构到发生断裂结构的过程中，会在断裂前产生一个 中间结构，我们把这种结构叫做预断裂结构。岩石的 预断裂结构有以下的特征：（1）形变剧烈。（2）裂缝 剧烈增加。（3）原结构下的许多物理特性发生变化。 一般讲，如果外力不再增加，岩石会保持这种预断裂 结构，但如果，外力继续增加，岩石会很快发生断裂。 岩石的这一结构特征，为预测断裂型地震提供了依据。 断层面上的两个岩石体的接触会产生摩擦力，摩 擦力大于等于所施加的应力，两岩石体之间不产生错 动，地震不会发生。所施加的应力大于摩擦力，岩石 体发生错动，地震发生。现代科学对大面积接触的岩 石体之间的摩擦力的研究表明，在一定围压下的大面 积相互接触岩石体，在应力的作用下，在发生错动前 会发生缓慢的移动，并且这种移动会因应力的增加而 会加速，这种移动在发生大错动前会产生比较剧烈的 预位移。因此，这种预移动也为人类预测错动型地震 提供了依据。 一、断裂型地震形成过程中岩石的形变与物理参 数的变化 岩石的断裂分拉动型断裂和挤压型断裂，具体地 震属于什么类型要看具体情况。我们从有关报道中， 3 经常可以看到南极冰盖断裂的情况，地球不同的板块 也会演绎相同的节目。所以，可以断定的是，断裂型 地震有很大一部分应该是拉动型断裂造成的。当然， 我们也可以断定，不同板块之间产生挤压时，板块边 缘的岩石无法承受巨大的挤压力而发生断裂也是经常 发生的，所以挤压型断裂造成的地震也是常见的地震 之一。 断裂型地震是应力作用于岩石导致岩石断裂的结 果。所以，岩石的粘接力的强度与应力聚集的速度是 预测该类地震的关键。但问题是岩石的断裂不会在应 力比较集中的地方发生，而会在岩石层相对薄弱的地 方发生。而具体探明岩石层相对薄弱的地方将十分困 难。好在试验物理学为我们提供了研究方向。试验物 理学研究表明，岩石在演变为断裂结构前，会产生一 个预断裂结构，而且这一结构有明显的