一、什麼是板塊內地震 - 阿山的地科研究室

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地球上大約95%地震都發生在板塊的邊界,尤其大地震都發生在擠壓型板塊邊界,百年 ... 世界其他地區的板塊邊界斷層大致上也有類似的情形,美國加州聖安地列斯斷層的週期 ...                 地球上大約95%地震都發生在板塊的邊界,尤其大地震都發生在擠壓型板塊邊界,百年來的十大地震(規模>8.5)都發生在環太平洋隱沒帶(目前量測到最大地震是1960/5/22智利地震規模9.5),以及印澳板塊與歐亞板塊的碰撞與隱沒帶(2004/12/26南亞地震規模9.0)(表一)。

原因是板塊擠壓時大部分能量會累積在板塊邊界中,部分傳達並累積在板塊內部地殼較破碎的區域(如老板塊的縫合帶-古老造山帶)。

例如現今台灣造山帶碰撞擠壓能量有40-50%累積在花東縱谷斷層帶,其餘才分配累積到西部的褶皺逆衝斷層帶(活動斷層);因此板塊邊界地震非常多,每年台灣75%的地震發生在東部區域。

因為能量累積速度較快,導致發生大地震的時距(週期)較短;如花東縱谷斷層(瑞穗段)的週期約190±20年,車籠埔斷層的下次大地震時間約2245±123年(平均時距約300-400年)。

世界其他地區的板塊邊界斷層大致上也有類似的情形,美國加州聖安地列斯斷層的週期約100-130年,土耳其安娜托妮婭斷層的週期約200-400年,而遠離板塊邊界斷層的週期大都數千年或數萬年。

        汶川地震發生在四川盆地西側的龍門山山脈,是印度板塊碰撞到西藏板塊產生的褶皺山脈,2千萬年前時西藏板塊(羌塘地塊)推擠到東側揚子板塊(四川盆地),在兩個板塊之間形成南北走向的褶皺逆衝斷層帶,稱為龍門山山脈。

晚更新世以來帶形成三條主要的活動斷層,一直活躍至今,由西向東斷層計有汶川-茂縣斷層、北川-映秀斷層與安縣-灌縣斷層,統稱龍門山斷層帶,以及山脈前緣與成都之間還存在一些活動斷層與褶皺。

汶川地震的地表坡裂斷層是沿著南段的安縣-灌縣斷層(為逆衝作用為主)以及北段的北川-映秀斷層(逆衝與平移作用)(圖一的紅色斷層線),日本學者現地觀察目前認為地震斷層長度約250公里,地表抬升最大高度約5公尺(北川-映秀斷層)(921集集地震斷層長約100公里,地表抬升最大高度約3-10公尺)。

第四紀以來的大地構造,主要在山脈(變質岩帶)前緣(東側)產生褶皺逆衝斷層帶,也就是北川-映秀斷層以東區域;古地震研究表示此斷層的上次大地震時間為930±40年前。

        從震央位置顯示汶川地震是發生在歐亞大陸板塊之內,有些學者將此次地震稱為板塊內地震(intraplate earthquake),但板塊內地震的成因是與造山運動的擠壓無關。

現今地質學家對於板塊內地震成因還無法清楚了解,認為可能與地函對流作用有關,拉張作用造成位在板塊內部老斷層帶(老的板塊邊界斷層)的再活動。

最有名例子是1811-1812年美國密蘇里州的新馬德里地震(New Madridearthquake,新馬德里斷層),兩個月內發生4次規模7-8大地震,造成密西西比河改道,此地震群的活動與該地區地殼的開裂活動有關(Reelfoot Rift)。

所以汶川地震不能稱為板塊內地震,而是板塊擠壓造山產生的地震;因此從大地構造、地形以及斷層作用的特性大致與台灣西部麓山帶非常相似。

        中國境內地震大都與印度板塊碰撞有關,由於遠在數千公里外板塊擠壓力量傳達到整個東側歐亞板塊,造成中國內部許多古老造山帶再度活動(reactive),同時也使得老斷層帶再活動形成許多活躍的地震帶。

近百年以來經常發生地震的構造帶有天山構造帶、龍門山斷層帶、張家口-渤海斷層帶(1976/7/28唐山地震Mw 7.8)、阿爾金斷層帶、東昆崙斷層帶(1997/11/8瑪雅地震Mw 7.6)與海原斷層帶(1920/12/16海原地震Mw 8.5)等等(圖一)。

中國內部的地殼猶如由數塊玻璃片(老板塊)拼接而成,當印度板塊擠壓時,能量就會傳達集中在玻璃片拼接處(老的造山帶),當累積能量超過接合力量時,拼接處就會陸續產生移動,此刻也就是大地震發生之時。

圖一、印度板塊碰撞歐亞板塊應力傳達情形,由GPS觀測資料顯示的結果(紅色箭頭),以及中國西部地區受到板塊擠壓形成的構造帶。

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