请教Gabbro先生几个小问题


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送交者: 北沙滩 于 2008-05-31, 16:17:17:

请教Gabbro先生几个小问题


Diabase

我是一个在读的研究生, 想请教Gabbro先生几个小问题:

Gabbro: “从高温高压实验岩石力学的结果看,“强岩强震,弱岩弱震,软岩无震”毫无疑问是正确的,但是在实际应用时需要考虑实际地质条件。”

Diabase: 我本人的理解是,“强岩强震,弱岩弱震,软岩无震”是指发震之地(震源)。在说到由地震断裂传到浅表或由地震波传播造成的破坏程度时,情况就不同了,而是“弱岩大破,强岩小破”。你说对吗?

Gabbro: 从地质图上看,震中附近是强度大的花岗质结晶岩,在北川和青川附近是强度比较小的沉积岩,但这仅是地表我们看到的结果。地壳深部的物质组成和物理力学性质需要地球物理与高温高压实验、结合地质学综合判断和解释。因为大陆地壳深部是纵向、横向都高度非均匀的,而且与地表看到的不一致。因为沉积岩仅分布在地表一下3-5公里深的浅表,深部是岩浆结晶形成的结晶岩以及变质岩(各种岩石包括沉积岩在深部高温高压作用下发生变质作用,形成变质结晶岩)。

Diabase: 学地质和地球物理的大学生谁不知道这些基本知识, 我们老师在大学生一年级《普通地质学》课程中就教我们了。

Gabbro: “问题的关键在于,地震(包括余震)都发生在10-20公里深的地方,在这些地方,是什么岩石需要研究,但肯定不是地表所看到的软弱沉积岩。”

Diabase:在《四川盆地失去“地震屏障”后怎么办?》的文章中作者并没有说在10-20公里深处出现的是”地表所看到的软弱沉积岩“, 我读这篇文章也没出现像你这样的误解。

Gabbro :“根据反射地震勘探(利用天然地震或放炮产生的人工地震的反射波)得出的地壳波速结构表明,在龙门山内,0-3公里内,纵波(P波)速度在4.6-5.2公里/秒;5-8公里内,纵波(P波)速度在6.0-6.15公里/秒;在8-18公里的深度,纵波(P波)速度6.4公里/秒;18-20公里内,纵波(P波)速度5.9公里/秒;20-45公里内,纵波(P波)速度在6.6-6.8公里/秒。

Diabase: 你指的哪条地震反射/折射剖面?龙门山脉全长近500公里,宽50-60公里, 其地壳波速结构到处都是如你所说的这样吗?另外,不知你是否知道横跨龙门山逆掩断裂带地理地形条件十分恶劣,地震勘探很难得到好的地震反射资料?

Gabbro: 根据在高温高压下测量得到的纵波(P波)速度结果(表1),结合地球物理结果,我们(你几个人?)认为,在龙门山地区,0-3公里是古生代-中生代沉积岩;3-8公里是浅变质杂岩(低绿片岩相)(寒武系、震旦系、中新元古界),8-18公里是破裂和摩擦强度都很大的花岗杂岩,与地表见到的彭灌杂岩体一致(在映秀到北川、青川下面,这一深度都是这种岩石,而不是软弱的沉积岩),地震主要发生在这一深度;18-20公里是低速的剪切带层,是浅表见到的脆性断层在深部的延伸,但由于深部高温条件,断层表现为具有塑性变形特征的剪切带。这次发生地震的断层在深部就沿这条剪切带向上逆冲。

Diabase: 你能肯定在长近500 公里, 宽50-60公里的龙门山脉下面8-18公里深度之间的地壳成分“都是这种岩石(即彭灌杂岩体或花岗杂岩)”?你忘了你刚才说过的“大陆地壳深部是纵向、横向都高度非均匀的”(自相矛盾),不仅成分不均匀,力学性质也不均匀(有强弱之分),这些非均匀性存在于各种尺度,大到山体,小到显微镜下岩石薄片。你知道地球物理数据有多解性吗?“纵波(P波)速度6.4公里/秒”就肯定对应于花岗岩?你到《Handbook of Seismic Properties of Minerals, Rocks and Ores》(Shaocheng Ji, Qin Wang, and Bin Xia, Polytechnic International Press, 2002, 630 pp.)上查查看看有多少岩石波速接近6.4 km/s。甚至,各向异性的角闪岩在其垂直面理方向上,P波速度也接近6.4 km/s。

Gabbro: 与龙门山相反,成都平原在15公里左右以上(局部地方达到20公里),纵波(P波)速度在5.6公里/秒。因此,成都平原0-15公里(或20公里)以上是软弱的沉积岩,成都平原在这一深度不会出现大地震,但是成都平原下面的隐伏断层(没有出露于地表的断层)在20公里以下不能完全排除发生地震的可能。

Diabase: 你是想说成都平原0-15公里(或20公里)以上都是软弱的沉积岩(没任何变质?),结晶基底在15-20公里以下才出现?成都平原的沉积岩层像铺在地板上的一块地毯,在龙门山西边的高原的侧向挤压作用下,褶皱-断裂,背斜褶皱随隐伏断裂的传播(地震时)而长大。我的意思正好和你的相反,成都平原在在20公里以下不太可能发生地震,而在20公里以上的地层里发生地震的可能很大。


Gabbro: 表1 高温高压实验获得的主要大陆地壳岩石的P波深度
岩石类型    Vp(km/s)
浅变质杂岩    6.0-6.1
花岗片麻岩类    6.20
闪长岩        6.61
酸性麻粒岩    6.51
中性麻粒岩    6.66
基性麻粒岩    6.94
斜长角闪岩    6.98
二辉橄榄岩    8.19

Diabase: 表1的数据是你测定的吗?能否给出实验条件(仪器、温度、压力、干湿度、测量方向等)、试样化学和矿物成分、采样地点?是同类岩石的平均值,还是某一标本某一方向的测量




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