斷裂層交錯、地質(zhì)運(yùn)動、海峽底質(zhì)不穩(wěn)定

　　瓊北大地震成因揭秘

　　當(dāng)時光退回到410年前，1605年，明萬歷皇帝朱翊鈞已經(jīng)在位33年，一場突如其來的災(zāi)禍，一場觸目驚心的巨變在瓊北書寫。瓊北大地震起因究竟如何，我們至今都在探索。經(jīng)過數(shù)十年的研究，專家們觀點(diǎn)逐漸趨于一致。

　　瓊北地區(qū)斷裂密集

　　“地震的發(fā)生是地殼變化運(yùn)動的表現(xiàn)，是地球物質(zhì)發(fā)生形體改變，地殼巖層破裂錯動(位移)產(chǎn)生一種能量釋放的結(jié)果。”海南省建設(shè)科技委員會專家?guī)鞂＜彝跫业勒f。

　　王家道認(rèn)為，從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件來看，海口瓊山地區(qū)位于瓊北斷陷盆地，其基底主要受近東西向展布的澄邁馬裊—文昌鋪前活動斷裂構(gòu)造所控制，均為新生代以后形成的新構(gòu)造。東寨港位于海南島的東北部，總體呈(西北偏北，東南偏南)走向，曲口半島由西向東將東寨港分割成外灣和內(nèi)灣，外灣稱鋪前港，內(nèi)灣為東寨港。鋪前港灣北部與瓊州海峽水域相通，口門附近有北港島。從地質(zhì)方面看，鋪前港位于斷裂層邊緣，地形平緩，地質(zhì)較軟，是泥沙堆積出的港灣。

　　“這樣的地質(zhì)構(gòu)造原本就較為脆弱，且地震帶位于斷裂層，加大了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的壓力，強(qiáng)烈的沖擊斷層碰撞會造成大面積范圍的塌陷。”王家道說，瓊州海峽主要有三組斷裂系，其中兩條斷裂是東寨港區(qū)域的主要斷裂，就是這兩條斷裂帶構(gòu)成了東寨港的斷裂構(gòu)造格架。

　　他介紹說，據(jù)近期技術(shù)勘探報告稱，鋪前跨海大橋橋址附近還有近東西向的富昌—群善村斷裂。這一斷裂是一條規(guī)模大、切割深的斷裂。該斷裂的分段差異和活動強(qiáng)度差異，在走向上顯示了東強(qiáng)西弱的特點(diǎn)。在這條斷裂上，歷史上發(fā)生了1605年瓊山7.5級、1618年老城5.5級、1913年海口5級以上等破壞性地震，是瓊北地區(qū)最重要的一條控震構(gòu)造。

　　“瓊北地區(qū)斷裂密集，是瓊北地區(qū)的首要地質(zhì)背景。”王家道說。

　　2007年7月，中科院南海所邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室張振克教授帶著學(xué)生在東寨港野菠蘿島附近的紅樹林岸灘上，利用重力采樣器鉆取了258厘米的巖芯，運(yùn)到南京大學(xué)分析中心對其進(jìn)行了沉積物元素的地球化學(xué)分析。由此發(fā)現(xiàn)，海中沉積物以粉砂貓土為主，質(zhì)地細(xì)膩，偶爾可以見到碳屑和貝殼殘片。上部有紅樹林根系層，但沒有見到明顯的紅樹林根系層發(fā)育。根據(jù)專業(yè)技術(shù)勘探，鋪前港外灣沉陷幅度小，沉陷的幅度約為2米。巖心下部均出現(xiàn)紅色的風(fēng)化殼，類似埋藏的磚紅壤土層，出現(xiàn)的深度在2米上下，應(yīng)該屬于地震陷落前的表土。

　　“這樣看來，質(zhì)軟的內(nèi)地層結(jié)構(gòu)及以含有多氣孔的玄武巖為主的巖石，是瓊北地震區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)條件。”張振克說。

　　三因素促成地震

　　1985年4月，國家地震局在海口召開了“1605年瓊山地震討論會”。來自全國各地的教授、學(xué)者和專家共54人參加了會議。海南行政區(qū)政府負(fù)責(zé)人雷宇和陳英豪分別與會議代表會晤和參加了會議。

　　中國地震局震害防御司原司長、研究員盧壽德當(dāng)時參加了這次討論會。據(jù)他回憶，在這次討論會上，先后有20位專家報告了他們的研究成果。他們深入討論了瓊北大地震的有關(guān)問題，并進(jìn)行了野外考察，廣泛地交換了各自的研究成果和心得。通過討論，專家們對有關(guān)這次地震的幾個基本問題取得了比較一致的意見，為正確地評價海南島的地震危險和總結(jié)我國東南沿海地區(qū)強(qiáng)震構(gòu)造的特征提供了寶貴資料。

　　“首先，關(guān)于震中位置，多方面的研究工作表明，此次地震的震中在海口東部。”盧壽德介紹說，當(dāng)時有專家主張位于東寨港西南側(cè)的陸地上，也有專家認(rèn)為震中可能位于東寨港以北的海域中。

　　震級是討論的另一個熱點(diǎn)，經(jīng)過深入探討，通過對歷史資料的詳細(xì)分析，對地震影響場衰減距離的反演，對余震分布范圍的計算，對地震地質(zhì)條件的調(diào)查，以及與國內(nèi)其他震例的對比，大家基本一致認(rèn)為這次地震的震級為里氏7.5級，震中烈度為10級。

　　而對于地震的發(fā)震構(gòu)造，多數(shù)專家認(rèn)為，北北西走向的東寨港—清瀾港斷裂帶是瓊北地震的主要發(fā)震構(gòu)造。地震地質(zhì)調(diào)查和地球物理探測均已證實(shí)東寨港的東、西兩側(cè)均有斷層分布，使該區(qū)形成地塹構(gòu)造。另有專家認(rèn)為，與上述斷裂帶斜交的北東東向斷裂也對地震的發(fā)生起了重要作用。

　　瓊北地區(qū)的地震活動一般較淺，多為10km-15km。強(qiáng)震大多分布在瓊州海峽南部地區(qū)，其中最大的地震就是1605年的地震。根據(jù)研究，這次發(fā)震的機(jī)制是在西北方向的壓力作用下，海峽南緣斷裂和鋪前—曲口斷裂易于發(fā)生錯動，導(dǎo)致瓊山一帶地面發(fā)生差異升降運(yùn)動。而瓊北地震則是這次構(gòu)造演變的結(jié)果。

　　除地質(zhì)活動外，海峽底質(zhì)的不穩(wěn)定也是誘發(fā)地震的導(dǎo)火索，瓊州海峽中的斷層所構(gòu)成的沉積塊，常常會造成重力位移，或在風(fēng)暴、海流作用下而發(fā)生崩塌。斷裂層作為首要背景，質(zhì)軟的內(nèi)地層結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)條件，不穩(wěn)定的區(qū)域成為誘發(fā)線，1605年的瓊北大地震就是因此而形成。每一件事都有自己的前因后果，這三者恰恰構(gòu)成了起因的交集。

　　盧壽德認(rèn)為，對瓊北地震的研究還表明，由于瓊北地區(qū)的特殊地質(zhì)、地貌條件，同一地區(qū)的地震效應(yīng)存在顯著差別。為此建議今后應(yīng)對大型建設(shè)工程和重要城市開展地震危險性分析和小區(qū)劃工作，以保證工程建設(shè)的安全和提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　地震可能激發(fā)海嘯

　　2004年印度洋大地震所引發(fā)的海嘯，令人印象深刻。因此，很多人都好奇，瓊北大地震是否引發(fā)了海嘯。

　　對此，廣東省地震局退休研究員、地震地質(zhì)專家徐起浩曾做過專門研究后認(rèn)為，瓊北地震可能激發(fā)了海嘯。

　　1976年他首次對瓊北大地震極震區(qū)陸陷成海進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，收集了民間多本記載這次地震陸陷成海的家譜、族譜，并首次在海南島東寨港退潮后的海底發(fā)現(xiàn)了大量陸陷成海的房屋、墳?zāi)沟雀鞣N廢墟。1984年他再赴東寨港等地考察多處陸陷成海廢墟及其有關(guān)斷裂構(gòu)造，收集了大量歷史資料，研究了這次大震陸陷成海的構(gòu)造成因和東寨港在這次地震中和地震后的形成和變遷。他對東南沿海海岸帶歷史地震和古地震調(diào)查較多，認(rèn)為我國東南沿海由歷史地震和古地震導(dǎo)致的海岸快速下沉曾發(fā)生過多次，它們都可能伴隨海嘯，其中就包括瓊北地震。

　　“地震引發(fā)海嘯要具備3種條件。”徐起浩介紹說，一是震級足夠大；二是海底迅速發(fā)生構(gòu)造位移，而且有比較顯著的豎直位移；三是有足夠的水深。這些是近海和遠(yuǎn)洋地震造成的地震海嘯的重要條件，其中足夠的水深才能形成波長特別長的大浪，傳遞到海岸地帶形成巨浪，產(chǎn)生巨大的破壞力。

　　他分析稱，1605年瓊州大地震震級大，達(dá)到里氏7.5級；近岸海底及與海底相連的部分海岸陸地發(fā)生迅速的構(gòu)造位移且豎直位移顯著，造成大面積陸陷，海水突然涌向低洼的海底和陸地，淹沒大量的耕地、房屋。雖然海岸帶不具有近海和遠(yuǎn)洋中那樣達(dá)百米、千米或數(shù)千米的水深，但根據(jù)調(diào)查地方志記載及當(dāng)?shù)卮迕袷来鷤髡f，現(xiàn)今東寨港當(dāng)時除中部有一條北西走向通往瓊州海峽的河流(即東寨河)外，大部為海拔高于0米的陸地或海拔數(shù)米的相對高地，北側(cè)與東寨港相連的瓊州海峽同震下沉處部分水深可能達(dá)數(shù)米至數(shù)十米，地震突然發(fā)生時陸地同時下沉，深達(dá)數(shù)米數(shù)十米的海水急劇地涌入凹陷地區(qū)，對原來極限風(fēng)暴潮都不能到達(dá)的東寨港地區(qū)和瓊州海峽沿岸的村莊、耕地進(jìn)行強(qiáng)烈的沖涮，這本身就是海嘯破壞的特征；大量的海水突然快速涌入凹陷地區(qū)，必然造成凹陷外的海岸邊的大量海水快速后退，而后淺海的海水又大量涌入補(bǔ)充退卻的海水，造成對沿岸的強(qiáng)烈沖涮，這也是海嘯災(zāi)害的特征；涌入凹陷內(nèi)的海水碰到凹陷內(nèi)及邊緣的障礙物時必然又使原來的勢能轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的動能，海水上涌，沖涮未沉沒于海的沿岸陸地。

　　“這個過程就像把暖壺里的水快速地倒入桌上的空碗內(nèi)，水不僅對碗底沖涮，而且會飛濺出碗外沖涮桌面一樣。”他認(rèn)為，這樣的過程與遠(yuǎn)洋及近海海嘯的生成具有相同的或相似的機(jī)理和災(zāi)害效應(yīng)。瓊北地震生源地就在與海相連的海岸地區(qū)，生成的海嘯雖然不具有類似印度洋大海嘯一樣的長波，但直接作用于海岸，對海岸的破壞也會比較大，只是海嘯作用的范圍小些，往往只涉及極震區(qū)及其附近的地帶，地震海嘯過后海水不會大部自行退去，而可能是長久地或永遠(yuǎn)地占有原來的陸地，“就像瓊北大地震陸陷成海地區(qū)過后410年至今海水未退出。”

　　他認(rèn)為，史料沒有詳細(xì)記載1605年瓊州大地震的海嘯災(zāi)害，其原因可能是當(dāng)時人們把大部分注意力集中在陸陷成海的沉溺災(zāi)害上。由于現(xiàn)今東寨港內(nèi)淤泥較厚，地震后410年來東寨港長期緩慢下沉導(dǎo)致面積擴(kuò)大和演變，尋找鉆孔位置和布設(shè)鉆孔困難較大，至今未能靠鉆孔獲得這次地震的海嘯沉積樣品。

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