Algunas reflexiones sobre el trabajo geológico sísmico
Sun Ye
El terremoto es un fenómeno geológico y una manifestación del movimiento de la corteza terrestre. Los terremotos fuertes son a menudo una de las manifestaciones de movimientos violentos de la corteza terrestre. El proceso de gestación, ocurrencia y desarrollo de los terremotos es esencialmente una manifestación del proceso de acumulación, reducción y liberación de tensiones in situ. Es el resultado del daño causado por el estado de tensiones in situ en el área que excede la resistencia de la roca. . Cuando ocurre, a menudo se libera en forma de energía mecánica, lo que provoca vibración, reduce la energía y hace que la tensión en el área de origen ya no esté tan concentrada. Después de que se reajuste el campo de geoestrés, ocurrirá el próximo terremoto. Por lo tanto, la predicción de terremotos debe comprender firmemente las cuestiones fundamentales de la actividad del sistema tectónico y el campo de tensión in situ, prestar atención a la concentración de tensión y energía in situ y su desarrollo y reglas de cambio, y al mismo tiempo prestar atención al estudio. de las propiedades mecánicas de las rocas.
Existen muchos métodos para estudiar el campo geoestrés regional actual, y los métodos elegidos también son diferentes. Este artículo parte principalmente de la perspectiva de la geomecánica, basada en el sistema tectónico, para estudiar el movimiento tectónico actual, determinar el modo y la dirección de las fuerzas externas en el límite del bloque y cooperar con experimentos de simulación para combinar estrecha y orgánicamente las actividades del sistema tectónico con el estudio del campo de tensión in situ, obteniendo así el contorno del campo de geoestrés y utilizando datos de geoestrés medidos para probar y verificar la confiabilidad del campo de geoestrés. Bajo la premisa de identificar el campo de geoestrés regional actual, se puede realizar la predicción de terremotos. El campo de geoestrés es un problema que involucra tanto fuerza como resistencia media. Es decir, además de estudiar las leyes cambiantes del geoestrés, también se deben discutir las propiedades mecánicas de las rocas. Debido a limitaciones de espacio, este artículo no lo discutirá temporalmente, es decir, se supone que el bloque tiene propiedades mecánicas de roca uniformes.
Este artículo toma como premisa los terremotos tectónicos, intenta explorar formas de predecir terremotos y propone los siguientes cinco pasos. Para aclarar el problema, se analizará y discutirá en el orden de sus pasos basándose en algunos datos reales del norte de China, Beijing y Tianjin (debido al sistema local de niveles de investigación, los primeros tres pasos se discutirán principalmente ).
Primero entender el sistema estructural y seleccionar los límites de la parcela.
El estudio del campo de tensiones in situ desde la perspectiva de la geomecánica a menudo se basa en el sistema estructural geológico, por lo que primero debemos comprender la distribución del sistema estructural. De acuerdo con las características del trabajo geológico sísmico, no solo es necesario comprender la distribución plana del sistema estructural, sino también conocer los cambios profundos, no solo comprender las reglas de distribución espacial, sino también conocer su desarrollo y; cambios de manera oportuna; no solo para comprender los cambios espaciotemporales en el área de estudio, sino también para comprender las características geológicas sísmicas de las vastas áreas periféricas. Por ejemplo, el sistema estructural de Beijing ha sido estudiado con gran detalle por sus predecesores. Según los resultados de la investigación de estructuras geológicas profundas de los últimos años (Fig. 1) [9, 10, 15], la interfaz de Kondra tiene unos 20 km de profundidad y la de Moho tiene unos 35 km de profundidad. El cinturón tectónico este-oeste y la principal zona de falla de Nueva Cathaysian vista en el suelo están desconectados de la interfaz de Condra y el plano de Moho cuando se extienden hacia abajo, y generalmente son fallas verticales profundas. Vale la pena señalar que algunas capas de la capa sobre la astenosfera cerca de la interfaz de Kondra tienen cambios de espesor obvios, como pliegues formados al deslizarse a lo largo de la superficie de la astenosfera. La dirección axial es NNE, consistente con la dirección de la estructura de Nueva Cataysia. indican que todavía hay pliegues y fallas a una profundidad de unos 20 km, y sólo actividad de fallas a una profundidad de unos 40 km.
Figura 1 Diagrama esquemático de la estructura Moho en el área de Beijing
Para estudiar mejor las actividades actuales del sistema tectónico regional, es beneficioso estudiar sistemáticamente las actividades en geología. períodos históricos y para estudiar estructuras antiguas El desarrollo y los cambios de tipos, el período Yanshaniano, el período geológico reciente y el sistema tectónico moderno son importantes, porque el sistema tectónico activo actual está estrechamente relacionado con él, es la continuación del proceso histórico geológico y es el resultado inevitable del desarrollo y el cambio. Por ejemplo, el desarrollo y los cambios de las estructuras geológicas en el norte de China durante diferentes períodos de movimiento de la corteza terrestre se pueden dividir en cinco etapas [214]:
(1) El antiguo sistema tectónico anterior al Proterozoico tardío estaba dominado por antiguos cinturones tectónicos de este a oeste. En este contexto, en algunas zonas ha surgido el Cinturón Estructural del Noreste. Vale la pena señalar que la zona de falla de Tanlu se ha mostrado en este momento (Fig. 2).
(2) El esqueleto básico del sistema paleotectónico del Proterozoico tardío es más o menos similar al sistema paleotectónico anterior, y todavía está dominado por la zona de elevación y la zona de hundimiento originales de este a oeste. La zona de elevación en la dirección cataysiana original está en una posición auxiliar, intercalada de forma intermitente, y la falla de Tanlu continúa desarrollándose (Fig. 3).
(3) En el antiguo sistema tectónico del Paleozoico tardío al período Indosiniano, además de las estructuras este-oeste, las estructuras con tendencia NE se fortalecieron aún más y las estructuras con tendencia NE comenzaron a desarrollarse. . Este período se puede dividir en tres etapas de desarrollo (Figura 4): ① Períodos Carbonífero y Pérmico, que experimentaron meteorización y erosión a largo plazo después del Ordovícico Medio y reaceptaron la sedimentación en el Carbonífero Medio.
La topografía y las estructuras antiguas en ese momento tendían a dividirse en zonas este y oeste. Las zonas de elevación y hundimiento este y oeste todavía dominaban, pero las estructuras de tendencia NE-NNE también ocupaban una cierta posición. Un eje de pliegue de un solo escalón desde la dirección NE apareció en el cruce de Shanxi y Hebei, y la dirección general era NE, lo que indica que su prototipo puede haber sido desarrollado a partir de la estructura con tendencia NE, y también indicó que el ala oriental de la Es posible que el sistema Qilu se haya visto afectado. (2) El movimiento indosiniano a principios de la era Mesozoica continuó desarrollando la estructura de esta área, formando líneas tectónicas dominadas por direcciones NE y NNE. Toda el área está controlada principalmente por estructuras de dirección EW y NNE-NNE. ③La dirección de las cuencas de carbón aisladas del Jurásico Temprano formadas después del movimiento de Indosinia es en parte consistente con la línea tectónica de Indosinia, otras giran de noreste a noreste y algunos grupos de cuencas también tienen ligeras características de ganso;
Figura 2 Esquema del antiguo sistema tectónico en el norte de China antes del Proterozoico tardío
Figura 3 Descripción general del antiguo sistema tectónico submarino de Sinia.
Figura 4 Descripción general del sistema tectónico antiguo desde el Paleozoico tardío hasta el período Indosiniano
(4) El sistema tectónico de Yanshan incluye principalmente cinturones estructurales en forma de cinturón, el sistema Cataysiano, el Sistema Neocathaysiano y Sistema Qilu, etc. El cinturón estructural del cinturón es fuerte en el norte y débil en el sur, y la actividad del cinturón estructural del cinturón Yinshan sigue siendo obvia. El sistema Cathaysiano se ha debilitado significativamente, el sistema Qilu se ha desarrollado y formado aún más, y el sistema Neocathaysiano se ha desarrollado ampliamente, en casi toda la región el cinturón de Yinshan también está cortado por las fallas Neocathaysianas. Fenómeno entre los dos, que está relacionado con el Tan Lu.
(5) En el sistema tectónico activo en el período geológico moderno, la actividad del cinturón estructural del cinturón Yinshan se ha debilitado y toda la región está dominada por la actividad neocatastrófica. Dado que las características de actividad del ala oriental del Sistema Qilu son básicamente las mismas que las del Nuevo Sistema Cathaysiano, a menudo se reconectan y se fortalecen aún más, y a menudo están estrechamente relacionados con la distribución de terremotos, volcanes y fuentes termales (Figura 6).
A través del análisis del desarrollo histórico geológico del sistema tectónico en el norte de China, se puede ver que el desarrollo tectónico este-oeste fue el más temprano, y ha sido dominante en el Paleozoico tardío y en geología anterior. períodos, dando paso gradualmente a los sistemas Cataysiano y Neocathaysiano. El linaje Cataysiano se formó antes que el nuevo linaje Cataysiano, y este último puede haberse desarrollado a partir del primero. Después del Movimiento Yanshan, el sistema Neocathaysiano estableció su posición dominante en toda la región y se desarrolló aún más en el período geológico reciente. La zona de falla de Tanlu apareció ya en el Proterozoico tardío, y el sistema en ese momento necesita más estudios. Después del Movimiento Yanshan, participó en el Nuevo Sistema Cathay y se volvió cada vez más poderoso con el proceso de desarrollo geológico. De acuerdo con la tendencia de desarrollo histórico geológico del sistema tectónico en toda la región, es fácil inferir que el sistema tectónico activo, el Sistema Neocathaysiano, debe desempeñar un papel importante. Esto también es consistente con el hecho de que el sistema tectónico actual está activo. (Consulte la siguiente sección para obtener más detalles). Por lo tanto, es importante estudiar las estructuras geológicas. El desarrollo histórico tiene importancia práctica. Combinado con el estudio de la estructura geológica profunda del área, se puede ver que los levantamientos, depresiones y fallas del Moho incluyen principalmente dos grupos: dirección este-oeste y dirección noreste-noreste. Pueden controlar el desarrollo y los cambios de. todo el proceso histórico geológico durante mucho tiempo, y también son las dos características estructurales más importantes de la zona.
Figura 5 Diagrama esquemático del sistema tectónico Yanshaniano
Figura 6 Diagrama esquemático del sistema tectónico activo en el período geológico moderno
La importancia de estudiar las áreas periféricas Ha sido valorado durante mucho tiempo por todos. Por ejemplo, la región de Beijing-Tianjin es parte del vasto norte de China, y las características del movimiento de la corteza terrestre entre ambas son obviamente consistentes. Aunque algunas zonas tienen características propias, no son ajenas a las zonas periféricas.
El estudio del campo de tensiones in situ desde la perspectiva de la geomecánica implicará inevitablemente la cuestión de los límites de los bloques. Si la selección de los límites terrestres es razonable está relacionada con el estudio del campo de geoestrés. Generalmente se requiere que la forma del límite sea simple, que la fuerza límite sea única y uniforme, o que haya un patrón de cambio obvio y que las características correspondientes de la fuerza límite sean consistentes para facilitar la simulación, el cálculo y la discusión. A menudo es posible seleccionar discontinuidades estructurales a gran escala (como zonas de fallas) o áreas con cambios repentinos en las propiedades mecánicas de la roca. Por ejemplo, el norte de China se puede dividir en el Cinturón Qinling y el Cinturón Yinshan como límites norte y sur, la Zona de Falla de Tanlu como límite este y el flanco oriental del Sistema Qilu como límite oeste. a ambos lados del límite son básicamente los mismos.
En segundo lugar, estudiar la actividad actual del sistema tectónico y determinar la forma y dirección de las fuerzas externas en el límite de la parcela de tierra.
Al estudiar las actividades actuales de los sistemas tectónicos, debemos prestar atención al desarrollo y cambios de las actividades tectónicas en diferentes períodos históricos geológicos, y centrarnos en estudiar las características de sus actividades actuales. El objetivo principal es descubrir las fuerzas que actúan sobre el bloque, así como la forma y dirección de las fuerzas externas que actúan sobre el límite del bloque, para proporcionar una base para experimentos de simulación. Hay muchas formas de estudiar los movimientos tectónicos actuales. A continuación se muestran algunos ejemplos.
(A) Esfuerzo in situ
Según los resultados de las mediciones de estrés in situ en el norte de China en los últimos años [8], se puede ver que todas las direcciones son esfuerzos de compresión. , y la tensión de compresión principal máxima es, excepto en algunas ubicaciones, la dirección puede verse afectada por fallas cercanas u otros factores locales, pero es principalmente hacia el noroeste, lo que refleja la actividad de geoestrés actual dominada por el sistema Neocathaysiano (Fig. 7).
(2) Cambios topográficos
El mapa topográfico del norte de China de 1953 a 1972 (Figura 8)[11] muestra que hay muchos sistemas tectónicos activos, entre los que se encuentra el sistema Neocathaysiano Es el más desarrollado y se extiende por toda la región. La actividad es importante en la actualidad. Las principales estructuras se distribuyen en dirección norte-noreste, de oeste a este: zona de levantamiento de Shanxi, zona de hundimiento del norte de China, zona de falla de Tanlu, zona de levantamiento de Jiaoliao, etc. Yanling se complica por elevaciones secundarias, depresiones y fallas. El diseño general muestra que los terrenos giran en una línea recta regional en sentido antihorario.
(3) Medición del desplazamiento de fallas
Según los resultados de la medición del desplazamiento de fallas en el área de Beijing-Tianjin (Figura 9), se muestra que el movimiento relativo de las dos placas sobre la falla tiene cierta regularidad [4 -11], la mayoría de los cuales tienen cambios de ciclo anuales obvios. Al comparar los valores de pico y valle de las curvas correspondientes a diferentes años y el mismo mes, se calcula la tendencia de movimiento de cada falla, que es básicamente consistente con el desplazamiento de la falla en el experimento de simulación de postcarga de torsión norte-sur en sentido antihorario. , es decir, la falla con una tendencia general de aproximadamente N N10 E ha ocurrido Torsión; aquellas cerca de N30°E y aquellas con ángulos de viento del este más grandes tienden a girar en el sentido de las agujas del reloj, tienen una gran cantidad de fallas de frente a oeste; torsión posterior; las fallas con tendencia noroeste no solo son altamente torsionales, sino también extensibles. Desde la perspectiva del desplazamiento vertical, la distancia relativa de la falla vertical de la falla principal en Xinhuaxia con tendencia NNE también es mayor que la de otros sistemas estructurales, lo que indica que la actividad de desplazamiento de fallas actual es básicamente consistente con la actividad de estrés de Xinhuaxia.
Vista en planta de la dirección máxima de la tensión de compresión principal medida en el norte de China.
Figura 8 Mapa topográfico del norte de China de 1953 a 1972.
Figura 9 Mapa de desplazamiento de fallas en el área de Beijing-Tianjin
A través de las mediciones de desplazamiento de fallas y los experimentos de simulación mencionados anteriormente, inicialmente se encontró que la mayoría de las fallas del norte-noreste están torcidas a el norte, y la mayoría de las fallas del norte-noreste están giradas hacia la derecha. Si la tendencia de esta falla cambia ligeramente, la dirección de torsión cambiará en la dirección opuesta, lo que probablemente sea el resultado de la actividad de tensión del sistema Nuevo Cataysiano (Figura 10). Cuando el límite del bloque está torcido en la dirección norte-sur, la tensión de compresión principal interna generalmente es en la dirección noroeste (como cuando N70°W), entonces las fallas en la dirección noreste son principalmente compresivas, y las fallas en la dirección N20 La dirección °E es perpendicular a la dirección de la tensión de compresión principal. En ese momento, era principalmente compresiva y sin torsión menor que N20°E; para fallas con tendencia NNE (como n 10°E), el ángulo agudo se cruza con. la dirección principal de la tensión de compresión es la dirección de torsión, que debe ser torsión inversa, mientras que la tendencia excede N20°E-NNE (como N30°E), las fallas con tendencia NNE-NEE son opuestas al ángulo agudo de la tensión de compresión principal; dirección, por lo que deben ser en el sentido de las agujas del reloj. Las reglas anteriores no solo son básicamente consistentes con los resultados de las mediciones del desplazamiento de fallas en el área, sino también con la dirección de la deformación y torsión de la corteza terrestre cuando ocurrieron fuertes terremotos en el norte de China en los últimos años (como el terremoto de Xingtai y el terremoto de Tangshan). ).
La Figura 10 es un diagrama esquemático de la relación entre la tensión interna y el desplazamiento de la falla cuando el límite del bloque se invierte en la dirección norte-sur.
(4)Actividad sísmica
Los terremotos en el norte de China son muy activos. Según las estadísticas existentes [11], se han producido más de 66 terremotos con magnitud ≥ 6, dispuestos en un cinturón dirigido al NE, en consonancia con la distribución de la zona de falla de Xinhuaxia. De oeste a este, se puede dividir en: ① zona de falla sísmica de Shanxi Trough, desde Datong hasta Linfen, reconectada con el ala este del sistema Qilu; ② zona de falla sísmica de la llanura del norte de China, desde Tangshan a través de Hejian hasta Xingtai; , Bohai, Linyi, zona de falla del terremoto de Tancheng. El eje longitudinal de los contornos de intensidad polar de muchos terremotos fuertes y destructivos en las áreas mencionadas anteriormente. La mayoría de ellos son NNE o casi NNE, generalmente paralelos a la falla Xinhuaxia en el epicentro. Las zonas de fisuras estructurales del suelo en áreas de terremotos extremos también están principalmente al norte-noreste, o son consistentes con la estructura de soporte de New Cathays.
En los últimos años se han producido en esta zona una serie de fuertes terremotos destructivos, como el terremoto de Xingtai en 1966 con una magnitud de 7,2, el terremoto de Hejian en 1967 con una magnitud de 6,3, el terremoto de Bohai en 1969 con una magnitud de 7,4, y el terremoto de Haicheng en 1975 con una magnitud de 7,3, el terremoto de Tangshan en 1976 tuvo una magnitud de 7,8. Tomando como ejemplos el terremoto de Xingtai de 1966 y el terremoto de Tangshan de 1976, analizamos más a fondo las actividades tectónicas actuales.
Terremoto de Xingtai (1): Las zonas de levantamiento y depresión cercanas a la zona sísmica A están compuestas de levantamientos y depresiones en dirección NE-NE. La disposición general es N30°E, paralela a la falla principal.
Las grietas superficiales después del terremoto están principalmente en la dirección NNE, lo que es consistente con la dirección del eje largo de la línea de intensidad en la zona del terremoto extremo. Según los resultados de las mediciones de deformación antes y después del terremoto (Figura 11), la tendencia general de la zona descendente, la zona ascendente y las fallas activas es N30°E, lo que es consistente con la dirección de la línea estructural original. es mayor que -440 mm La deformación horizontal alrededor de la falla principal El vector indica que toda la parcela está girando en el sentido de las agujas del reloj.
Figura 11 Mapa topográfico antes y después del terremoto de Xingtai de 1966.
(2) Terremoto de Tangshan: El eje mayor de la línea de isointensidad y la dirección de la zona de rift en el epicentro son norte-noreste, coincidiendo con la zona de falla neocathaysiana de Tangshan-Douhe. La zona de fisura tectónica del suelo en la zona de terremotos extremos está ubicada en el sureste de la ciudad de Tangshan, extendiéndose hasta los suburbios, con una longitud de aproximadamente 11 km y una tendencia general de aproximadamente N30°E (Figura 12). Consiste en fisuras torsionales del terreno alrededor de N50°E y estructuras de compresión alrededor de N15°E (Figura 65438+). Cada fisura torsional del terreno gira en el sentido de las agujas del reloj, con un torque horizontal de 0,4 ~ 1,5 m, en forma de escalón izquierdo. Las estructuras compresivas también quedan ganso. Muestra que las fisuras del terreno son compresivas y torsionales. La zona de fisura Fenghuangshan-Sanshanyuan en la comuna de Angezhuang, condado de Luan, al este de la ciudad de Tangshan, tiene una tendencia general de aproximadamente n 15° E, girando en sentido antihorario.
Figura 12 Vista en planta de la zona de fisura tectónica en la zona sísmica extrema del terremoto de Tangshan
Figura 13 Diagrama esquemático de la deformación del suelo posterior al terremoto cerca de la empresa de productos local en Calle Fuxing, ciudad de Tangshan.
Cuando las fallas y zonas de fisuras del terreno mencionadas anteriormente con diferentes tendencias cambian de N30°E a n15°E, la dirección de torsión es opuesta, la primera es torsión directa y la segunda es torsión inversa, que es. consistente con el desplazamiento de las fallas mencionadas anteriormente. Los resultados experimentales de medición y simulación son consistentes. También muestra que la actividad tectónica actual es principalmente del período Neocathaysiano, y la actividad sísmica está estrechamente relacionada con la actividad de fallas del período Neocathaysiano.
En resumen, la actividad tectónica actual en el norte de China y el área de Beijing-Tianjin es principalmente neocathaysiana, y la fuerza externa en el límite del bloque es principalmente un movimiento de torsión norte-sur.
En tercer lugar, analice el campo de geoestrés, encuentre ubicaciones donde se pueda concentrar el geoestrés, mida el geoestrés y verifique y confirme las ubicaciones donde se concentran el geoestrés y la energía.
El análisis e investigación del campo de geoestrés es un problema complejo, porque aún no es posible conocer todos los factores que afectan el campo de geoestrés y es imposible realizar una gran cantidad de mediciones de geoestrés. . Por lo tanto, el enfoque actual es seleccionar una parcela de terreno, determinar las condiciones límite y su estado de tensión, realizar una investigación de simulación basada en la teoría de similitud y el análisis dimensional, obteniendo así un esquema preliminar del campo de geoestrés regional y luego utilizar el geoestrés medido. valores para verificar y verificar, de modo que esté lo más cerca posible de la escena. El primero utiliza la mecánica matemática para calcular el campo de tensiones. Este último permite al medio comprender las características del campo de tensión en condiciones similares. A través de una simulación física aproximada local de propiedades semicuantitativas en el área de Beijing-Tianjin, se simuló el patrón de actividad de tensión del sistema New Cathaysian utilizando el método fotoelástico y el método de rejilla de gelatina. Los resultados experimentales de los dos métodos son generalmente similares y corresponden bien a los valores de tensión medidos in situ, y la dirección de la presión principal máxima es básicamente consistente. La magnitud relativa de los valores de tensión in situ medidos en el mismo año también es generalmente consistente con los resultados experimentales (Figura 14; Tabla 1) [8, 11], por lo que puede usarse como referencia para discutir la in situ. -campo de tensiones situ.
Tabla 1 Tabla comparativa de la tensión del suelo medida y resultados experimentales simulados en el área Beijing-Tianjin (unidad: 0,1 MPa)
(Tabla comparativa basada en datos de la Brigada de Geología Sismológica de la Administración Sismológica del Estado y el Instituto de Geomecánica)
Las propiedades mecánicas de las rocas son un aspecto importante de la investigación de campo de tensiones. Cerca de 10 ~ 40 km bajo tierra en Beijing y Tianjin, la velocidad de la onda cambia significativamente en la dirección vertical y cambia ligeramente en la dirección horizontal. Cuando la profundidad es superior a 5 km, las propiedades mecánicas de las rocas cambian significativamente, especialmente cerca de la superficie, donde las propiedades mecánicas de las acumulaciones sueltas enormemente espesas son muy diferentes de las del lecho rocoso. Los factores que afectan las propiedades mecánicas de las rocas en esta zona y sus cambios son temas que deberán estudiarse en el futuro.
Las características del campo de tensión in situ en la región de Beijing-Tianjin se manifiestan principalmente en el patrón de actividad de la tensión del sistema New Cathaysian: ① Trazo de tensión principal mínimo (es decir, la dirección de tracción en el experimento , que equivale a la dirección del plano estructural de compresión en la estructura geológica), generalmente en dirección norte-noreste. En el área de desarrollo de fallas con tendencia NE cerca de Beijing, todas las trayectorias giran hacia el NE, y las trayectorias se cruzan en ambos lados de las fallas con tendencia NO y EW, con pocos cambios de dirección a menudo aparecen en forma de arco; Curvas y uniones de fracturas de estructuras a dos aguas en. ②Los ejes principales de la tensión de compresión principal máxima con respecto a la línea de contorno y la tensión de compresión principal mínima con respecto a la línea de contorno también se extienden en la dirección norte-noreste. La parte superior del arco a dos aguas en el noreste de Beijing está cortada por el sistema neocathaysiano, que es un área de alto estrés; en segundo lugar, la intersección de fallas en el suroeste de Beijing tiene un valor de tensión bajo y algunos puntos de alto valor; están dispersos.
③La tensión cortante máxima se concentra principalmente en la intersección de fallas específicas, especialmente en las direcciones noreste y suroeste. (4) Vale la pena señalar que la correspondencia entre los epicentros históricos de fuertes terremotos y las áreas de concentración de energía es muy consistente, y la mayoría de ellos están ubicados en áreas de concentración de energía. Por ejemplo, hay una gran área de alta concentración en el noreste de Beijing, que es el epicentro del terremoto de Sanhe Pinggu de 1679 con magnitud 8, Gu'an tiene un terremoto de magnitud 6,7, 1057, Laishui tiene un terremoto de magnitud 6; , 1658, Shacheng tiene un terremoto de magnitud 6,7, 1720 y Huailai tiene un terremoto de magnitud 6,5. La ubicación donde se concentra la energía de geoestrés a menudo indica la ubicación de fuertes terremotos, que pueden estar restringidos por el campo de geoestrés en el área.
Figura 14 Mapa del experimento de simulación del área Beijing-Tianjin (basado en datos de la Brigada de Geología Sismológica de la Administración Sismológica Nacional)
Aunque las características del campo de geoestrés en lo anterior La región se ha verificado mediante algunos valores de geoestrés medidos. Sin embargo, se necesita más trabajo para verificar la ubicación del geoestrés y la concentración de energía. Es mejor medir simultáneamente en el área de concentración de estrés y energía y sus áreas adyacentes para que sean confiables.
En cuarto lugar, analice las características geológicas sísmicas de los lugares donde se concentran las tensiones y la energía del suelo y sus posibles métodos de aumento, disminución y liberación, y busque lugares donde puedan ocurrir terremotos destructivos.
Si bien las ubicaciones de las concentraciones de energía y estrés in situ se pueden encontrar de manera confiable, es posible que los terremotos no se puedan predecir con precisión. Porque el geoestrés y la concentración de energía son una cosa, cómo reducirlos y liberarlos es otra, y la velocidad de reducción y liberación es otra [6,]7. Aquí debemos centrarnos en estudiar las formas y velocidades en las que se reducen y liberan los lugares de concentración de energía y geoestrés, para encontrar mejor lugares donde puedan ocurrir terremotos destructivos.
La esencia del estudio de la reducción y liberación de geoestrés y energía es estudiar las manifestaciones del movimiento de la corteza terrestre, tales como: ① ambos lados de la falla se arrastran lentamente a lo largo del plano de la falla (2) el suelo se mueve; en amplitud pequeña y áreas grandes Elevación y descenso (3) Deflexión de la corteza local, etc. Estos fenómenos de deformación de la corteza terrestre son manifestaciones de la reducción y liberación de energía y tensiones del suelo, y a menudo no van acompañados de fuertes terremotos destructivos. Además, la energía de deformación también se puede convertir en otra energía física (como energía térmica) para liberarla o reducirla, y no necesariamente va acompañada de terremotos devastadores. Los terremotos (refiriéndose a los terremotos tectónicos) son a menudo una manifestación de liberación de energía bajo condiciones geológicas y tectónicas especiales. Se puede observar que existen muchas formas de reducción y liberación de tensión y energía del suelo, los terremotos son solo una de ellas. Para identificar y predecir las formas de liberación de terremotos, no solo debemos fortalecer el estudio de los campos de tensión in situ, la geología sísmica y las condiciones estructurales geológicas. También se debe prestar atención a diversas características de los campos geofísico y químico.
Incluso si se determina que los terremotos reducirán y liberarán la tensión y la energía del suelo, todavía depende de la velocidad de reducción y liberación y del tamaño y cantidad de cada vez. Si se libera poca energía varias veces seguidas, se pueden formar pequeños enjambres de terremotos, pero no causarán grandes desastres sísmicos. Si se concentra y libera repentinamente una gran cantidad de energía al mismo tiempo, a menudo se producirán terremotos destructivos.
Obviamente, las formas y velocidades de reducir y liberar la tensión y la energía in situ antes mencionadas son diversas y también deben estudiarse e identificarse en la predicción de terremotos, pero están estrechamente relacionadas con las condiciones geológicas de el área Y está restringido por el campo de geoestrés en el área.
5. Monitorear las áreas de riesgo sísmico y brindar opiniones sobre predicción de terremotos.
El monitoreo de áreas sísmicas peligrosas, secciones peligrosas y ubicaciones peligrosas a menudo se lleva a cabo sobre la base de trabajos geológicos sísmicos y se propone en base al estudio del campo de geoestrés regional actual. En la actualidad, cuando estudiamos el campo de geoestrés regional, a menudo utilizamos datos relevantes, como la deformación del terreno y la actividad sísmica durante varios años, décadas o incluso cientos de años, combinados con experimentos de simulación para estudiar las características relativamente cambiantes del campo de geoestrés y utilizar el campo de geoestrés medido. geostress Verifique el valor absoluto. El propósito es estudiar las características generales del campo de geoestrés regional y la concentración relativa de estrés y energía, proponiendo así áreas propensas a terremotos y realizando predicciones sísmicas a mediano y largo plazo. Para monitorear áreas de riesgo sísmico, se debe estudiar el desarrollo y los cambios del campo de geoestrés actual a lo largo del tiempo y la ocurrencia de terremotos. Este artículo analiza varios temas relacionados.
Selección de la ubicación de la estación de investigación de geoestrés: según los resultados preliminares del trabajo del campo de geoestrés regional, se puede ver que el valor de fondo de geoestrés en la región cambia y el valor de estrés adicional aumenta. Según el valor de fondo aumenta o disminuye, el grado de aumento o disminución es diferente en diferentes partes. Cuando el modo y la dirección de la fuerza externa en el límite del bloque permanecen sin cambios y la magnitud de la fuerza aumenta o disminuye, las velocidades de cambio en todas partes del campo son diferentes; si el modo y la dirección de la fuerza externa cambian, la tensión cambia en todas partes; en el campo se hacen cada vez más grandes.
Por lo tanto, es necesario estudiar el establecimiento de estaciones en lugares y partes clave donde el geoestrés cambia significativamente y en gran medida bajo diferentes condiciones. Al mismo tiempo, se consideran diversos cambios en el campo de geoestrés en toda la región y la disposición del mismo. La red de observación se considera de manera integral, en lugar de simplemente estar dispuesta a distancias aproximadamente iguales. La densidad de las estaciones de medición debe considerar la situación general del sistema tectónico y el campo de tensión in situ, para comprender la relación entre los cambios de tensión in situ. en cada estación y los cambios en las fuerzas externas, y luego comprender los cambios en el campo de tensión in situ para proporcionar una base para la predicción de terremotos.
La tarea de la estación de geoestrés no es solo obtener datos de observación de manera oportuna, sino también fortalecer la investigación y la mejora para mejorar la calidad de las observaciones en la etapa actual cuando el sistema de observación de geoestrés aún no está disponible. perfecto. Se puede establecer una estación central de investigación en una región para concentrar esfuerzos y crear condiciones para fortalecer aún más el trabajo de investigación. El trabajo de investigación sobre el campo de tensión adicional debe actualizarse a la pista de investigación del campo de tensión absoluta lo antes posible, porque el valor agregado no es igual al valor absoluto. Cuando el valor agregado cambia mucho, el valor absoluto no necesariamente alcanza el valor absoluto. límite de resistencia a la fractura de la roca; cuando el valor agregado cambia muy poco, el valor absoluto no necesariamente alcanza el límite de resistencia a la fractura de la roca, es posible que el valor absoluto alcance el límite de resistencia a la fractura de la roca, lo que resulta en un terremoto. .
La predicción de terremotos a corto plazo debería avanzar hacia el análisis del campo de tensiones in situ y no debería permanecer en la etapa de simple "análisis de curvas" durante mucho tiempo. Antes del terremoto, había muchos lugares donde se concentraban geoestrés y energía en el área. Parecían estar espacialmente aislados entre sí, pero en realidad estaban controlados por un campo de geoestrés unificado y estaban conectados internamente. Al analizar las anomalías previas a un terremoto, se debe considerar que la ubicación anormal no es necesariamente la ubicación del terremoto. Más importante aún, no sume los valores de geoesfuerzo adicionales de las estaciones anormales, sino complételos incondicionalmente y sin restricciones, y podrá encontrar la llamada ubicación sísmica. Cuando ocurre un terremoto importante, el campo de tensión del suelo debe ajustarse de manera integral, es decir, se debe ajustar la tensión de todo el campo. En algunos lugares, la tensión aumenta, en otros lugares la tensión disminuye, e incluso las partes originales donde se concentra la tensión desaparecen y se convierten en partes donde la tensión ya no se concentra después del ajuste. En resumen, existe el fenómeno de los efectos post-terremoto que promueven el ajuste del campo de geoestrés. Por lo tanto, es muy importante distinguir los efectos post-terremoto de las anomalías previas al terremoto, lo que tiene importancia práctica para prevenir y reducir las falsas alarmas post-terremoto. y falsas alarmas [3,] 5.
Es previsible que incluso si la observación y el análisis de la tensión in situ pueden reflejar verdaderamente las anomalías previas al terremoto y sus precursores relacionados, es decir, la tensión in situ y el proceso de acumulación de energía de los terremotos, los terremotos seguirán existiendo. no ocurre sin falta, no necesariamente logra la situación prevista, por otro lado, cualquier método de predicción confiable debe tener un reflejo claro antes del terremoto; En cuanto al grado de reflexión, está determinado por la magnitud del terremoto y las condiciones geológicas locales [6].
Debido al análisis de la curva de tensión basado en la predicción de terremotos a corto plazo, es fácil distinguir el tiempo y la magnitud de los terremotos; predecir la ubicación de los terremotos suele ser muy difícil, por lo que la discusión anterior se centra en estas cuestiones. relacionados con la ubicación de los terremotos. Actualmente, la predicción de terremotos en mi país requiere opiniones sobre tres elementos: tiempo, ubicación y magnitud. Con la mejora del nivel de predicción y las necesidades de la ingeniería de construcción, pronto será necesario predecir la intensidad de los terremotos. En el futuro, es necesario fortalecer la investigación y la acumulación de datos sobre diversos factores que afectan la intensidad de los terremotos, como la profundidad focal, la geología de la superficie y la profundidad del agua subterránea, a fin de hacer los preparativos necesarios para predecir la intensidad de los terremotos.
Conclusión del verbo intransitivo
(1) Sobre la premisa de estudiar la discusión del profesor Li Siguang sobre la geología de los terremotos, este artículo intenta combinar estrecha y orgánicamente el sistema tectónico activo con el estudio de -Campos de estrés situ Levántese y explore la predicción de terremotos estudiando el campo de geoestrés.
El estudio del campo de tensiones in situ es un trabajo básico que no sólo es de gran importancia para la predicción de terremotos; también tiene una importancia práctica directa para el desarrollo de minas, la construcción de ingeniería, la construcción de ingeniería subterránea, etc. También puede tener algún impacto en la migración, los patrones de riqueza y la distribución de los recursos geotérmicos en los recursos minerales líquidos y gaseosos subterráneos.
(2) Este artículo resume preliminarmente el trabajo geológico sísmico en cinco métodos y pasos de trabajo, lo cual no es lo suficientemente completo. Por ejemplo, la geología profunda del sitio del terremoto está estrechamente relacionada con las propiedades mecánicas de la roca y sus factores; relacionado con el campo de tensión in situ es crucial en la predicción de terremotos y requiere más investigación. Para prepararse completa y eficazmente para la predicción de terremotos, además del trabajo necesario de seguimiento de terremotos y predicción de precursores, también debe reforzarse la investigación básica sobre sistemas tectónicos activos y campos de geoestrés. Sólo con una base sólida se podrá avanzar de manera constante y mejorar verdaderamente el nivel de predicción de terremotos.
Referencia
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Algunas ideas sobre geología sísmica
Sun Ye
La importancia de la geología sísmica La misión es estudiar las actividades de los sistemas tectónicos, estudiando así sus campos de tensión y luego realizando predicciones de terremotos. Tomando como ejemplo datos del norte de China y de la región de Beijing-Tianjin, se aclaran los métodos actualmente populares para estudiar los campos de tensión regionales. Los resultados muestran que el sistema tectónico activo actual en esta área es principalmente el sistema Neocathaysiano, y la fuerza externa en el borde del bloque es de corte norte-sur en sentido antihorario. Se destaca que se deben reforzar los trabajos de investigación básica sobre campos de tensión regionales y sistemas tectónicos activos, mecánica de rocas y geología profunda.