筆者雖進(jìn)行地震相關(guān)研究,但很少有機(jī)會(huì)去野外看看斷層。
近日,筆者非常有幸實(shí)地考察了多個(gè)歷史大地震(1920年8.5級(jí)海原地震、1709年7.5級(jí)中衛(wèi)地震與1739年8級(jí)平羅地震)遺跡,如地表破裂、斷層陡坎等,對(duì)地震與斷層有了更直觀的認(rèn)識(shí)。
先談一談總體感受,從事地質(zhì)研究就像偵探一樣,試圖破解地層這本“書(shū)”。既要有全局觀,也需要細(xì)致入微的觀察,同時(shí)還需豐富的想象力。
地質(zhì)世界,到處都是滄海桑田,一眼萬(wàn)年。
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上圖中,斷層在哪?
如何理解呢?進(jìn)行地質(zhì)考察時(shí),我們到任何地方看到的現(xiàn)象都是非常局部的,但這時(shí)千萬(wàn)不要將注意力與想法陷入局部。
我們首先需要回想進(jìn)行野外工作之前的準(zhǔn)備,比如此處大的構(gòu)造背景是怎樣的?為洪積扇區(qū)域還是山前區(qū)域?斷層分布是怎樣的?斷層運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是什么?等等。有了這些大的背景(圖像)之后,帶著疑問(wèn)去觀察、思考與想象,才能有針對(duì)性地開(kāi)展工作。
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上圖中,黑色的部分是斷層核嗎?
舉例來(lái)講,對(duì)于地表破裂帶考察:
(1)出發(fā)前,我們首先需要利用衛(wèi)星地圖,查看斷層可能位置,這需要結(jié)合地形地貌特點(diǎn)進(jìn)行圈定,比如衛(wèi)星圖上連續(xù)且有很好延伸性的斷層陡坎處,大致就是斷層出露地表的位置。
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看出上圖的地震陡坎在哪了嗎?
(2)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,實(shí)地查看這些疑似斷層是否為真正的斷層,對(duì)于典型構(gòu)造,需要畫(huà)素描圖、拍照等。
(3)如有必要,還需要開(kāi)挖地震探槽,以尋找歷史地震。探槽開(kāi)挖選址非常有說(shuō)道,需選擇盡可能保存較多歷史地震事件的地方,也就是需要尋找盡可能長(zhǎng)時(shí)間接受沉積的地方。
(4)開(kāi)挖探槽后,需要識(shí)別斷層位置。注意,同一個(gè)地震探槽里,斷層面通常不是一個(gè),往往是多個(gè)。這時(shí)可能需要拍照、畫(huà)素描,量量位錯(cuò)量等。此外,若需要確實(shí)歷史地震發(fā)生時(shí)間,還需要采集測(cè)年的樣品。
(5)進(jìn)行測(cè)年,圈定歷史地震發(fā)生時(shí)間,同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)室內(nèi)作業(yè)。
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上圖中,斷層在哪?
可以看出,簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地考察地表破裂,流程步驟還是非常繁瑣的。
總之,地質(zhì)學(xué)研究需要健康的身體,細(xì)致入微的觀測(cè),總攬全局的視角,與豐富的想象力。
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自然“山水畫(huà)”
最后說(shuō)一句,未來(lái)的地震研究,必將結(jié)合地震學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大地測(cè)量、力學(xué)數(shù)值模擬、巖石摩擦實(shí)驗(yàn)等多方向共同進(jìn)步,推動(dòng)對(duì)地震孕育過(guò)程,觸發(fā)機(jī)理,同震破裂與震后變形的認(rèn)識(shí)。
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