地震知識講座（一）

主講教師：紀

曉

峰國家級優秀教師、高級培訓師講師、學科帶頭人中國煤炭工業協會培訓中心特聘教授中國石油大學現代遠程教育學院客座教授人事部、國家安全生產監督管理總局“653”工程首席教師國家注冊高級采礦工程師、國家注冊高級安全工程師Tel：能量烈度大致山河改觀

四川文川地震是一次巨大的災難，給人民的生命和財產遭受了巨大的損失。這次地震是在什么樣的情況下發生的，為什么會有這么大的破壞力呢？主講：紀曉峰高級講師第一部分

中國主要地震帶我國位于世界兩大地震帶——環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發育。20世紀以來，中國共發生6級以上地震近800次，遍布除貴州、浙江兩省和香港特別行政區以外所有的省、自治區、直轄市。

中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布廣，是一個震災嚴重的國家。1900年以來，中國死于地震的人數達55萬之多，占全球地震死亡人數的53%；1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個省(自治區、直轄市)，其中涉及東部地區14個省份，造成27萬余人喪生，占全國各類災害死亡人數的54%，地震成災面積達30多萬平方公里，房屋倒塌達700萬間。地震及其他自然災害的嚴重性構成中國的基本國情之一。

中國地震主要分布在五個區域：臺灣地區、西南地區、西北地區、華北地區、東南沿海地區和23條地震帶上。

這五個地區是：①臺灣省及其附近海域；②西南地區，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區，主要在太行山兩側、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海的廣東、福建等地。我國的臺灣省位于環太平洋地震帶上，西藏、新疆、云南、四川、青海等省區位于喜馬拉雅-地中海地震帶上，其他省區處于相關的地震帶上。中國地震帶的分布是制定中國地震重點監視防御區的重要依據。

（一）華北地震區“華北地震區”。包括河北、河南、山東、內蒙古、山西、陜西、寧夏、江蘇、安徽等省的全部或部分地區。在五個地震區中，它的地震強度和頻度僅次于“青藏高原地震區“，位居全國第二。由于首都圈位于這個地區內，所以格外引人關注。據統計，該地區有據可查的8級地震曾發生過5次；7－7.9級地震曾發生過18次。加之它位于我國人口稠密、大城市集中、政治和經濟、文化、交通都很發達的地區，地震災害的威脅極為嚴重。

華北地震區共分四個地震帶(1)郯城-營口地震帶。包括從宿遷至鐵嶺的遼寧、河北、山東、江蘇等省的大部或部分地區。是我國東部大陸區一條強烈地震活動帶。1668年山東郯城8.5級地震、1969年渤海7.4級地震、1974年海城7.4級地震就發生在這個地震帶上，據記載，本帶共發生4.7級以上地震60余次。其中7－7.9級地震6次；8級以上地震1次。(2)華北平原地震帶。南界大致位于新鄉-蚌埠一線，北界位于燕山南側，西界位于太行山東側，東界位于下遼河－遼東灣拗陷的西緣，向南延到天津東南，經濟南東邊達宿州一帶。是對京、津、唐地區威脅最大的地震帶。1679年河北三河8.0級地震、1976年唐山7.8級地震就發生在這個帶上。據統計，本帶共發生4.7級以上地震140多次。其中7－7.9級地震5次；8級以上地震1次。(3)汾渭地震帶。北起河北宣化－懷安盆地、懷來－延慶盆地，向南經陽原盆地、蔚縣盆地、大同盆地、忻定盆地、靈丘盆地、太原盆地、臨汾盆地、運城盆地至渭河盆地。是我國東部又一個強烈地震活動帶。1303年山西洪洞8.0級地震、1556年陜西華縣8.0級地震都發生在這個帶上。1998年1月張北6.2級地震也在這個帶的附近。有記載以來，本地震帶內共發生4.7級以上地震160次左右。其中7－7.9級地震7次；8級以上地震2次。(4)銀川－河套地震帶。位于河套地區西部和北部的銀川、烏達、磴口至呼和浩特以西的部分地區。1739年寧夏銀川8.0級地震就發生在這個帶上。本地震帶內，歷史地震記載始于公元849年，由于歷史記載缺失較多，據已有資料，本帶共記載4.7級以上地震40次左右。其中6－6.9級地震9次；8級地震1次。

（二）

青藏高原地震區“青藏高原地震區”包括興都庫什山、西昆侖山、阿爾金山、祁連山、賀蘭山－六盤山、龍門山、喜馬拉雅山及橫斷山脈東翼諸山系所圍成的廣大高原地域。涉及到青海、西藏、新疆、甘肅、寧夏、四川、云南全部或部分地區，以及原蘇聯、阿富汗、巴基斯坦、印度、孟加拉、緬甸、老撾等國的部分地區。

本地震區是我國最大的一個地震區，也是地震活動最強烈、大地震頻繁發生的地區。據統計，這里8級以上地震發生過9次；7－7.9級地震發生過78次。均居全國之首。

（三）東南沿海地震帶我國東南沿海地震帶的分布情況：東南沿海地震帶地理上主要包括福建、廣東兩省及江西、廣西鄰近的一小部分。這條地震帶受與海岸線大致平行的新華夏系北東向活動斷裂控制，另外，一些北西向活動斷裂在形成發震條件中也起一定作用。這組北東向活動斷裂從東到西分別為：長樂—詔安斷裂帶，政和—海豐斷裂帶、邵武—河源斷裂帶。沿斷裂帶發生過多次破壞性地震，如沿長樂詔安斷裂帶，曾發生過1604年泉州海外8級大震和南澳附近的一系列強震；沿邵武—河源斷裂帶曾發生過會昌6.0級（1806年）地震、河源6.1級（1962年）地震和尋烏5.8級（1987年）地震，政和—海豐斷裂帶也曾發生過破壞性地震，但總的強度比較低。（四）南北地震帶從我國的寧夏，經甘肅東部、四川西部、直至云南，有一條縱貫中國大陸、大致南北方向的地震密集帶，被稱為中國南北地震帶，簡稱南北地震帶。該帶向北可延伸至蒙古境內，向南可到緬甸。2008年5月12日四川汶川8.0級的大地震就發生在這一地震帶上。（五）其他

此外，“新疆地震區”、“臺灣地震區”也是我國兩個曾發生過8級地震的地震區。這里不斷發生強烈破壞性地震也是眾所周知的。由于新疆地震區總的來說，人煙稀少、經濟欠發達。盡管強烈地震較多，也較頻繁，但多數地震發生在山區，造成的人員和財產損失與我國東部幾條地震帶相比，要小許多。

值得一提的是“華南地震區”的“東南沿海外帶地震帶”，這里歷史上曾發生過1604年福建泉州8.0級地震和1605年廣東瓊山7.5級地震。但從那時起到現在的300多年間，無顯著破壞性地震發生。第二部分汶川地震災害的知識問答一、汶川地震屬于什么性質的地震？地震通常分為火山地震、陷落地震和構造地震三大類。火山地震主要發生在火山活動期，陷落地震主要是由地殼中有些地下溶洞局部的坍塌引起，前兩類震級小、破壞小，引起大破壞的地震主要是構造地震，比如這次“6·1”地震。構造地震是由于地殼的構造運動使巖石發生變形，從而聚集了大量的引力，當聚集的引力超過巖石破裂強度的時候，巖石就突然破裂，引起震動，并且傳到地面上來，導致地震。地殼深處巖石發生破裂產生地震的地方，就是震源；地震發生的源頭以垂直方向投影到地面上來，這個點就是震中。這次地震震中就在汶川縣的映秀鎮附近。地震的能量是以波的形式向外釋放的，通常這種波叫地震波。

二、什么是地震的烈度和震級？1、震級和烈度是描述地震非常重要的兩個物理參數。震級就是反映地震波的能量，也就是地震釋放能量的大小。烈度反映地震對地面產生的影響和破壞程度的大小。隨著地震離開震中區的距離不同，它產生的影響是不同的，離震中區近，影響就大，離震中區遠，影響就減輕。所以，一個地震只有一個震級，但是有不同的烈度。2、地震的震級是通過儀器測出來的，但是烈度是根據烈度表、通過現場調查評定出來的。理論上計算，巖石所能承受的最大震級不到9級，中國的烈度通常劃分為12度。一般來說，烈度要比震級高1-2度，比如5.7級的震級在震中區就會產生7度左右的烈度。

三、地震發生時，為什么波及范圍則廣，在全國許多地方都有強烈震感？

本次地震是千年不遇的特大地震，顯著特點是震源淺，大概是10公里左右，震級高，達到8.0級，烈度也高，11度。這就造成有感范圍也大，東到上海，南到臺灣，就像一個巨大的石頭自由落體到湖面后，產生了波峰波谷之間的高差大，波浪傳的距離會非常遠。四、為什么會造成這么大的破壞力呢？

因為地震釋放的能量非常大，8級地震能量約為7級地震能量的31－32倍。發震方式為逆沖右旋，且震源深度淺，在斷裂帶上造成垂直地面移位達到1－6米，在20千米距離內烈度從7度陡然上升至11度，強烈的地面破壞，頃刻之間使“山河改觀”。這是新中國成立以來在人口稠密地區發生的一次特大地震，造成地面建筑物的破壞程度及破壞范圍都屬罕見。這次地震破壞比較重的地方基本上是沿著龍門山中央斷裂帶，破裂的長度比較長，從映秀到漢旺、北川、青川，超過200公里地震波在傳播過程中會逐漸衰減的，因此越靠近斷裂帶的地方受到的破壞和影響就越大。五、為什么地震帶來的震害如此嚴重？

由于四川北部特殊的地質條件，所以引發了大量的山體滑坡、崩塌、泥石流、地陷等地質災害，好多房屋、橋梁被滑下來的山體和石塊不是被埋了，就是被砸了。所以除了震級高、烈度強，這次地震引發的次生災害也是導致地震震害特別嚴重的一個原因。場地條件是造成破壞強度迥異的主要因素六、這次地震有個奇怪現象，在同一個區域會出現破壞強度迥異的情況？

原因很復雜，最主要因素是場地條件。我們在野外現場調查時發現，從龍門山山前的成都平原到龍門山山區里面，基巖的分布比較復雜，上面沉積的松散層也不均勻。一般來說，基巖在震動的時候，基巖要把能量傳給上面的土層，地震波在土層的傳播跟在基巖的傳播完全是另外一種方式，而且地形越復雜，那地震波傳來后會形成反射和折射，有加劇放大的效果。

不同的場地條件可能造成地震波放大或減弱，因此，在低烈度區也有高烈度的現象，造成房屋倒塌或嚴重破壞；在高烈度區也有低烈度現象，房屋未倒塌或未遭嚴重破壞，這就是同一區域內不同建筑受損情況不同的主要原因。在世界地震工程史上，像這么大范圍的破壞不是很多，尤其是場地這一方面還有很多問題值得研究。七、地殼如何要擺動身軀顧名思義，地震就是地殼的震動，火山噴發、流星影響、人為活動如地下核試驗和礦山開發都可能引起，但是最多還是由于地殼運動。其實，我們的地球很不太平，據美國地質學調查，每年共有三百萬次地震，如果平均下來，你每數11秒地球便會這里那里地抖動一下身軀，當然，這三百萬下的絕大多數都只是輕微一哆嗦，不足掛齒。但像昨天那種晃動半個亞洲，其后果必然震驚整個地球。大家都聽說過“地震帶”，為什么地震專愛騷擾某些地區呢？這得從二十世紀最偉大的發現之一“板塊構造學說”說起。地球最上層的巖石圈并不是緊密連成一片，而是幾個堅硬而獨立的單元在軟流圈上漂，彼此似斷非斷，還有相對滑動，是為“板塊”。如同國家邊境最易發生沖突，各個板塊相接觸的地方也是地質上最活躍的地點。可以想象，板塊間相對運動有三種：彼此遠離則拉扯、彼此靠近則擠壓，或者一個朝南一個朝北，在交接處發生扭曲。與之相應的，地殼的反應便是產生三種不同式樣的斷層（某些文獻定義為四種）：正斷層（normalfault），負斷層（thrustfault）和平行斷層（strike-slipfault）。盡管原理各異，三者卻有共性，那便是巨大能量在斷層的扭曲之下蓄勢待發，當斷層間摩擦力較大，斷層想要動卻被迫固定下來時（locked）最為明顯，這便是“哪里有壓迫，哪里就有反抗”。

我們繼續想象，地殼的火氣憋得越來越大，當里邊的壓力終于大于斷層兩邊的摩擦力時，地殼便獲得動能，猛烈地哆嗦開來。再回到剛才的問題，在板塊交界處這種扭曲最容易產生，而一個小斷層扭曲了，旁邊的也不得安寧，因而最容易形成大規模的“斷層帶”，一震起來，一傳十世傳百，于是短時間內震動便很可能連成一片。在我國青藏高原那里，歐亞板塊和印度板塊相互推擠，于是形成了地質活躍區；而在東南沿海，歐亞板塊和太平洋板塊更是從不肯相安無事，是另一個地震多發區。

實際上地震不僅僅發生在板塊之間，在十七世紀的美國曾以密蘇里為中心發生過一場震撼數州的地震，一百多年后，科學家才發現它的始作俑者——竟是一個蓄謀了六億年的斷層！八、地殼回響——地震波如果地殼不能用地震波將憤怒的消息傳播開去，則地震的威力要大打折扣。當然這只是美夢罷了，正如我們看到水波而知道液體傳遞震動，固體同樣如此。在介紹兩種地震波之前，順便區分兩個概念，我們說汶川地震的震源在地下10千米，指的是地殼中矛盾沖突始發地距離位于地表的震中汶川縣的垂直距離，于是你知道“震源”不同于“震中”。回來說地震波，它可以分為“體波”和“面波”兩種，前一種又可分為“縱波”及“橫波”。“縱波”即“primarywave”，便是常見的P波，其震動方向與波的傳播方向相同，在固、液、氣體中均可傳播，由于速度較快、最先達到震中而得名；同理，“橫波”的震動方向垂直于傳播方向，只能在固體中前進，遇到液體便會停止下來，是隨后襲擊震中的“secondarywave”，我們簡稱為S波。兩種波在地表相遇后激發產生面波（LoveWave，L波），其波長大、振幅強，在地表傳播時會像水波一樣讓地面上下晃動，是造成建筑物強烈破壞的主要因素，由于S波速度最慢，因此我們一般感到地震總是以遞進式發生，即最猛烈的時刻總是最后階段。盡管P波和S波的傳播速率隨介質而改變，但是二者速率之比卻總是1.7，這一比例被地震儀記錄下來后，常常被用于計算震源到震中的距離。九、地殼，你是小怒還是大怒？新聞說：“四川汶川地震7.8級”。當你看到這個數字，除了意識到這屬于“大怒”，還看出什么？其實這個“7.8級”，完整稱呼該叫“里氏7.8級”。這一標準是1935年加州理工大學CharlesRichter和BenoGutenberg給著名的加州地震量身定做的標準，他們為了讓其值不為負，特意跑到距震中100千米處測量，并把伍德-安德森扭力式地震儀記錄到水平位移1微米稱為0級地震。當然，這個“0級”的命運同歷史上定義的眾多“最大”及“最小”一樣，現在地震儀的精度遠遠超過當年，記錄下負級地震再也不是什么稀罕事情，地殼哪怕微微一怒，也會被地震儀記在賬上。里氏震級是一個對數值，這意味著8級地震的地震波幅度是7級的十倍，而能量釋放則達到31.7倍。當然，地球歷史上發生的強烈地震不勝枚舉，不過在里氏震級的歷史中，最大只有9.5級，多數都小于3級。里氏震級描述了震源發出的地震波能量，而另一個標準“烈度”則與震源深度、震中距、方位角、地質構造及土壤性質等許多因素有關，因此，一次地震只有一個震級，然而不同地區的烈度卻有所不同。這便是用羅馬字母表示的麥加利地震烈度（Mercalliintensityscale）。這個標準相當依賴于主觀標準，比如“室內少數人在完全靜止中能感覺到”為III度；最大的XII度，則是“房屋建筑普遍破壞，山崩地裂，地形改觀”。這也是為什么地震結束，科學家馬上可以報告震級，然而不同地方的烈度，卻要他們等有功夫了，跑到不同地方詢問目擊者才能總結出來。十、地球，我們偏不束手待斃如果生活在一百年前，則我即使是地質學家也未必能寫出這么一篇文，可見科學家對于地震的了解進步了多少。然而有些令人失望的是，人類對于預測地震仍可說是無能為力。自然，敏感的地震儀可以感知地震波先鋒，這時候我們可以大喊地震要來了，但這基本沒用，除非你能在幾分鐘之內把全縣武裝起來。地質學家和氣象學家同樣可以看板塊活動和斷層活動的大趨勢，但可想而知，這種預測估計比海中間一個小島的天氣預報還要不準。現在可以稱得上準確的預報只是針對余震，科學家憑著在歷次地震中總結的余震不同形式，再加上對當地地形的分析，多少可以“事后諸葛”。研究的事情科學家來做，我們最重要的就是保護好自己，在自己有能力的情況下幫助身邊的人，說偉大點，這也是為減小自然災難中的人類傷亡做了貢獻呢。十一、地震中的自救方法1.如果你在室內，鉆到桌子下邊，沒有桌子就靠近內部的墻壁，直到震動停止。遠離窗戶（玻璃有時會飛出好遠）、書柜、冰箱、鏡子和其它懸掛物件。如果你一定要移動位置，最好一直保持頭上方有防護和遮擋。不要乘坐電梯。2.如果你在室外，到四處無物處，遠離樹木、標識、高大建筑和電線桿，小心可能從建筑物飛來的磚頭和玻璃。3.如果你在開車，停下并呆在車里直到震動停止。不過要注意不要停在過街橋或電力線下。4.如果你在劇場，坐在原位別動，用雙臂防護頭部。直到震動停止才有秩序地出去。5.注意不要讓孩子害怕和擔心，盡量避免黑暗、孤獨。6.如果著火，在火源和你之間關上盡量多的門，用棉被之類堵住門縫。讓救火員知道你的位置，打電話或把明顯物品懸掛在窗戶上，但是小心破碎的玻璃。如果外邊有濃煙，關上窗。十二、地震后的自救和互救1.檢查自己和旁人，急救優先。2.保持鎮靜，并穩定他人。3