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开创新生面的火山地震和陷落地震（第1页）

开创新生面的火山地震和陷落地震

人们很早就注意到火山喷发前后伴有地震，这就是火山地震。、

意大利著名的维苏威火山东南坡上的庞贝古城，63年2月5日曾发生较强烈的地震，其后的16年里便经常发生小地震。79年8月24日地震活动达到**，接着维苏威火山开始大爆发，火山喷出的熔岩、浮石、碎石、火山灰埋葬了整座庞贝古城，直到1592年当地修筑水渠时才发现其遗迹。1748年开始进行发掘，1763年才证实这就是被地震和火山爆发毁承了的庞贝古城。庞贝古城的两万多居民，如果能够意识到火山爆发隔续了十多年的一千多次地震是火山大爆发的先兆，就可能避免全城覆灭的命运，庞贝灿烂的古代文化和文明，就可能较多地流传下来。

1855年，有人根据南太平洋新西兰惠灵顿地震造成的地面上升情况，认为这次地震与火山爆发在成因上有密切关系，推测火山地震是地下岩浆上涌注入地下岩层裂隙，裂隙中的压力增高使地表岩层破裂导致火山喷发，喷发时大量气体在火山口附近爆炸形成地震。

后来科学家们在火山周围建立地震台，监测火山地震的活动情况。日本学者分析地震仪观测记录到的火山地震的地震波，发现地震波的冲击方向都指向火山中心，因此认为火山地震是由于岩浆大量喷发之后，火山内部压力减小，引起火山的岩层断裂错动而形成地震，所以火山地震群大都发生在火山大爆发之后。

在有活火山的地区，经常发生地震。从20世纪60年代开始，多火山的国家都在火山周围建立地震观测台网，用以观测地震活动情况，并以此监视火山的活动。经过观测研究，许多科学家认为，当地质构造运动使地壳局部区域改变状态变得软弱时，岩浆就趁机上涌，并沿隙缝冲出地面，形成岩浆喷发时的火山地震。另外，当岩浆注入地下断层裂隙后，可能降低断层面上的摩擦力，加强断层附近地应力，改变地应力的平衡分布，使断层错动发生地震，同时岩浆喷出地表形成火山爆发。但发生在火山区域的地震不一定都是火山地震，例如，日本首都东京位于著名的富士山火山群区域，1923年发生的毁灭了东京的大地震不是火山地震，也没有引起火山爆发。

世界上火山带与地震带的分布基本一致。火山主要分布在太平洋沿岸及其弧形岛屿地带，形成“太平洋火山环”。另外，中亚至地中海一带火山也比较多。意大利、日本、印度尼西亚、勘察加半岛、墨西哥、智利、夏威夷群岛等多火山的国家和地区，常发生火山地震。

我国的火山主要分布在东北、内蒙古、山西、云南、新疆和台湾。东北长白山区的白头山火山曾于1597年和1702年爆发过，黑龙江德都县五大连池火山也曾于1720年爆发过，这几次火山爆发都可能伴有一些小地震。台湾大屯火山群的七星山火山，至今还在继续活动，是我国著名的活火山，经常发生微弱的火山地震。新疆于田县苏巴什以南昆仑山中大阪西沟附近的火山，1951年5月27日曾爆发，爆发时发出巨响，从火山口喷出圆柱状的烟灰，飞出石头，由于喷发不甚猛烈，未引起较大的地震。

没有人否认火山爆发会引起地震，但火山地震一般都很小，数量也很少，仅占全世界地震总数的百分之几。通过观测火山地区的地震活动来预报火山爆发，已成为很有效的办法。

另外，在我国广西、贵州、云南东部分布有石灰岩地下溶洞的地区和全国各地的某些矿区，有时由于溶洞、矿山采空、地下水过量开采致使地表塌陷，会引起局部范围的地面震动或破坏，这就是人们熟知但少见的陷落地震。与构造地震和火山地震比较，陷落地震数量极少，影响范围极小，都属于小地震之列。例如，1935年广西百寿县安和乡屯浪弄发生一次较大的陷落地震，仅崩陷了三四万平方米，陷坑附近房屋屋瓦掀动，十多公里范围内的居民受到惊骇。

陷落地震越来越受到人们的特别重视。煤矿采空区自然塌陷和人为放落采空区顶板造成的地震较普遍。例如，1973年5月30日起，山西省大同煤矿区微弱地震次数逐日增多，5天后每日达80多次，6月14日发生两次较大的有感地震后，地震次数进一步猛增到一天内发生240多次小地震，紧接着就发生了矿井采空区塌落（冒顶），形成震级达4级的陷落地震，之后小震次数急速减少，很快就趋于平息。矿区陷落地震的这一普遍规律，已被用来监测预报矿山采空区的自然塌落，成为保障矿区安全生产的重要手段之一。

除构造地震、火山地震和陷落地震外，陨石坠落冲击地面、陡峻的山坡和海岸崩塌等，也会形成地震，这些自然原因造成的地震，统称为天然地震。开山炸石、采矿爆破、地下核爆炸等也产生地震，称为人工地震。地下核爆炸促进了地震学的发展，地震观测又使核试验的秘密暴露在光天化日之下。

强大的地下核爆炸是人工地震，它产生的地震波虽然比大地震微弱得多，但同样传遍全世界，用灵敏度很高的地震仪可以把它记录下来。任何国家在任何地区进行地下核试验，设有地震台的国家，几分钟后就能分析出核爆炸的时间、地点和量级（核爆炸的大小）。因此，如今的地震学已不仅仅是一门重要的基础科学，而且跃入了尖端科技领域，开创了应用地震学的新生面，推动着其他学科的迅速发展。

险象丛生的水库地震

人类对自然规律认识不多的时候，某些自然现象的发生。往往出乎人们的预料之外。修建大水库诱发地震，就是这样一种自然现象。

希腊曾在阿里洛斯河上修建蓄水0．41亿立方米的马拉松水库，1929年lO月建成并蓄水，1931年在库坝区开始发生小地震，这是世界上最早由水库蓄水诱发的地震。因为该水库处于地震活动区，建水库之前，当地就曾发生过地震，因此水库蓄水后诱发的地震没有引起人们的特别注意。地震随库水增高而增多，1938年库水猛涨的时候发生了5级地震，震动了水库大坝，更震惊了科学家和当地群众，人们才开始注意水库蓄水诱发地震的问题。

1935年。美国在科罗拉多河上修筑胡佛大坝，建成蓄水375亿立方米的米德湖大水库。虽然库区几百隽来没有发生过地震，美国工程技术人员仍注意吸取希腊马拉松z障地震的教训，在库区周圊建立地震台，监测地震活动。1936年水库水位升高到100米时，库区发生一次小地震；库水继续增高，地震也随着增多增强。1939年库坝区发生5级地震，危及水库及其下游人民的生命财产安全，美国政府被迫投入大量人力物力详细研究水库与地震的关系，从此研究水库诱发地震逐渐成为地震学中的一个重要课题。

科学家和工程技术人员虽然注意到大水库可能会诱发地震，兴建水库前要对库区地震活动性进行调查和观测研究，认真考虑大坝的抗震性能，但失误仍然一再重演，险情不断发生。

1958年，我国在风光秀丽的广东省东江支流新丰江（河源县）兴建新丰江大型水库，一年多即筑成一座105米高的混凝土大头坝（空心坝），库容115亿立方米。库坝及周围地区历史上没有破坏性地震记录，按抗震建筑规范规定，大坝按抗6度地震烈度设防（即不抗御破坏性地震）。1959年截流蓄水，库坝区即开始发生小地震，地震随库水增高而增多增强，当地群众不时感到地震的摇撼，听到地震时的地声。

1960年，当水库第一次蓄满水之后，大坝附近小地震骤然增多增强，并发生一次人们感觉强烈的地震，引起地震工作者、工程技术人员和当地群众的高度警觉。大坝一旦溃决，东江沿岸的河源、增城、惠州、东莞、广州等许多城市都将被一扫而光，并危及香港和澳门的安全。在危险迫在眉睫的时候，周恩来总理亲临水库大坝视察，指示立即采取有效防范措施，加固大坝，确保安全。水库工程局当即决定改大头坝为实心的重力坝，对大坝按抗御8度地震烈度加固，以实际抗9度进行验收。与此同时，成千上万的小地震接踵而至，0．4级以上的小地震平均每月达4000多次，危如累卵。

当大坝加固工程临近结束时，1962年3月19日，大坝下游l公里处发生了6．1级破坏性地震，坝区的地震烈度达8度。纵横100公里范围内的城乡机关、学校建筑物和民房倒塌1800余间，破坏23900余间，死伤85人。址震时，大坝剧烈摇晃，水平裂缝贯穿坝体，大坝电厂及附属设施均遭破坏。由于震前加固及时，大坝整体、稳定，才顶住了强烈地震的冲击，转危为安，避免了一场险恶的灾难。三十多年来，新丰江水库地震台观测记录到的地震已超过了40万次。新丰江水库是世界上诱发地震次数最多、地震延续时间最长、大坝加固最及时的大水库。

20世纪60年代以来，水库地震遍及世界各国，水库地震与日俱增，国内外已有几十座库容l亿立方米以上的大水库诱发了地震。非洲赞比亚卡里巴水库、印度柯依纳水库、希腊克里马斯塔水库和我国新丰江水库等，都诱发了6级以上的破坏性地震。

纵观国内外的水库地震，地震次数和地震大小均随库水升降而增减，最大地震一般发生在第一次蓄满水后的数月之内。水库地震还与库容及坝高有一定关系，诱发了地震的水库，库容一般在10亿立方米以上，坝高多在100米以上。破坏性的水库地震，都发生在库容25亿立方米以上、坝高100米以上的大型水库。但不是所有高坝大水库都诱发地震，全世界坝高200米以上的大水库只有25％左右诱发了地震，坝高100米以上、库容lO亿立方米以上的大型水库只有10％诱发了地震，坝高100米以上、库容不足10亿立方米的大型水库则只有0．54％诱发了地震。

许多位于地震区的大水库平安无事，有些位于非地震区的中小水库却诱发了地震。但所有诱发地震的水库，都位于地质构造复杂和地下岩层软弱易透水的地区。几十万年来地质构造活动强烈、有大规模活动断层或多组断层交错切割的地区，地下应力分布复杂，水库蓄水后增加的静压力可以改变地下应力分布状况，．造成地下应力分布不均匀和局部加强，致使断层失去平衡，最后突然断错形成地震。另外，水渗透对断层面的软化、润滑、吸附、增温、水化学、气化学及应力腐蚀等物理化学作用，亦使地下断层易于活动，导致发生一系列地震。各水库的具体情况和条件不同，诱发地震的原因也不完全相同，但水库地震都属于有水参与作用的构造地震，研究水库地震是地震学的一个专门课题。