青藏高原周边为何多地震:印度板块向北挤压,高原在扩张

贾斌/北京日报

2017-08-16 14:17

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刚刚过去的8月8日和9日,在四川的九寨沟和新疆博尔塔拉州精河县,连续发生两次地震,震级分别为7.0级和6.6级。而在更早的时候,国内还发生过2008年汶川8.0级地震、2010年玉树7.1级地震、2013年芦山7.0级地震等等。如果我们分析一下这些地震,就会发现一个共同点,它们都发生在青藏高原周围。那么,青藏高原与地震之间到底有着怎么样的联系呢?
青藏高原由多个次级地块多次碰撞拼合形成
6000万年之前我国大河向西流

说起青藏高原形成的历史,很多人自然而然地联想到板块的碰撞——亚欧板块和印度板块的碰撞形成了今天高耸的青藏高原。但是,青藏高原为什么这么大?如果只是两个板块相撞,不应该是一条线吗?怎么会是一片高原?要解释这个问题,就得从青藏高原的组成说起了。
其实,青藏高原并不是一个整体,而是由好几个次一级的小块体构成的,从南向北依次为喜马拉雅地块、拉萨地块、羌塘地块、松潘-甘孜地块、柴达木地块和祁连山地块等。这些地块基本为东西走向,呈条带状,组成了我们熟悉的青藏高原。
我们所说的印度板块和亚欧板块的碰撞,一般指的是在喜马拉雅山两侧的撞击,这次撞击形成的喜马拉雅山只是高原的一部分,并不是全部,而且发生的时间较晚,大约是在6000万年前才开始的。在更早的时候,大约是5亿年前,印度板块与后来的亚欧板块之间,有一系列比较小的大陆,分别就是上面我们列举的那几个次级的地块,这些地块之间隔着海洋。大约从5亿年前开始,靠近北部的这些小地块(昆仑、祁连地块等)就开始了向北的汇聚,并逐渐拼合到后来的亚欧板块上。接着,在2.5亿年之后,随着超大陆的裂解,印度板块开始从南长途奔袭过来,它们中间的其余小地块也开始了慢慢的拼合。在6000万年前的时候,印度板块最终与亚欧板块撞在一起,它们之间的海洋也最终消失。因而我们平常所说的,印度板块和亚欧板块的碰撞形成了喜马拉雅山和青藏高原,其实只说对了一半,青藏高原是由多个次级地块多次碰撞拼合才形成的。
值得一提的是,在6000万年之前,中国的西部还大都在海面以下,当时的地势是东高西低,大河向西流。随着后面的撞击的持续,青藏高原地区才一点点地从一片洼地长成今天的平均海拔超过4500米的高原。
高原的扩张从未停止
印度板块正以每年30多毫米的速度向北移动

青藏高原作为世界上面积最大的高原,实际上并不是一开始就是这样。几千万年以来,青藏高原不仅在高度上不断生长,而且在水平方向上也没有放弃扩张。
如果你去挤压一块橡皮泥,在挤压的方向上橡皮泥会缩短,两侧会被挤出。对于青藏高原来说,也有类似的效应。来自南方的力量一直往北压去,但是北方也存在同样坚硬的地块,比如华北板块、塔里木板块等。在这些坚硬板块的阻挡下,青藏高原内部的物质开始向两侧运动。
利用GPS数据对青藏高原及喜马拉雅山两侧板块运动的研究发现,印度板块目前正以每年30多毫米的速度向北移动。越过喜马拉雅山后,这个速度下降了一半。消失的那部分速度分量被喜马拉雅山吸收而升高,余下的一半则继续推挤着高原向北运动。这一半又有一部分被高原内部的变形吸收,另外一部分则在高原的中部逐渐转向,分别向东和向西走去。
当然,高原扩张领地的过程也不是一帆风顺,因为高原的四周同样也是大陆,也不会轻易让步。所以在不断的挤压过程中,高原周边原本平坦的陆地也就逐渐变成了高山峻岭区。
一些研究者把四川盆地西北部的主要海拔在5000-6000米的山峰和河流的分水岭做了连线,发现这些连线可以组成一个平面,且平面形成的时候海拔可能在500-1000米左右。这说明在早些时候,这些地方是一片平整的陆地,由于高原的扩张而被抬高,并被河流切割成为一道道山岭和一座座山峰。
而在四川盆地的两侧,由于没有坚硬地块的阻挡,来自高原的物质得以从盆地两边溜走。如果我们翻开地图,看一下云南以及东南亚地区的地形,就会发现有许多很深的南北向的峡谷,这就是被印度板块挤出的小型块体向南移动的过程中形成的。而在四川盆地的北边,即甘肃东部、宁夏等地,则形成了六盘山等山脉及一系列的断层。
地震是高原扩张的脚步
一次汶川地震才能把地壳抬高六七米

正如罗马不是一天建成的,这些山脉也不是一下子就升这么高的。这许许多多海拔数千米的高山都是一次次地震造成的,像汶川地震那么大的一次地震才能把地壳抬高六七米,一座4000米的高峰必定经历过大大小小数不清的地震。每一次地震都意味着高原的发展又前进了一步。
正面青藏高原的阿尔金山和河西走廊,恰位于高原的脚下,历史上亦饱受地震之苦。比如在河西走廊,1932年酒泉昌马发生7.6级地震,约7万人遇难;1927年武威古浪县发生8级大地震,死亡4万多人。
进入甘肃的东部和宁夏、陕西地区,以及云南、中南半岛,虽然离青藏高原已经有了比较远的距离,但依然没有逃出它的“势力范围”。由于四川盆地的阻挡,青藏高原外流的物质从它两侧分叉前进,给这些地区带来了巨大的灾害。在陕甘宁三省区,历史上发生过多次强震:1739年平罗发生8级地震,死亡5万余人;1556年在西安东部的华县发生8级地震,据震后统计,死亡约83万人,并重创西安,小雁塔的塔顶被震落,这可能是人类历史上死亡人数最多的一次地震。而在云南,地震同样频繁,比如在1988年云南南部的澜沧-耿马地区连续发生7.6、7.2级两次地震,伤亡惨重。在1996年,丽江发生7级地震,丽江古城遭受重创。
而且,来自印度板块的影响不仅限于高原及其周边,它还有隔山打牛的功夫。新疆天山,原本是一条古老的造山带,活动性已经比较微弱了,照理说青藏高原并不应该影响到它。但是,天山南部的塔里木板块实在是太过坚硬,来自高原的力量就传到了较为软弱的天山身上,使得原本已经比较稳定的天山发生了活化,天山地区发育了大量的断裂构造,地震频发,山脉再次隆盛,这被称作高原的远程效应。8月9日,发生在新疆博尔塔拉州精河县的6.6级地震就是天山构造活跃的证据。而在20世纪的上半叶,新疆也多次发生破坏性强震,比如1902年的喀什阿图什城8级大地震,1906年的玛纳斯县7.7级大地震等。
可以说,青藏高原是整个中国中、西部地质运动的“发动机”,来自印度板块的力量源源不断地输送到高原,再由高原传递到中国内部,带来了一次又一次惨痛的地震灾害。在将来,地震仍会像现在这样不期而至,我们要做的,就是时刻做好准备,降低地震带来的损失。
延伸阅读
九寨沟地震和汶川地震有关吗?

前几年的汶川地震和芦山地震不是已经释放应力了吗,为什么还有地震?我们现在就来看看这两次地震有什么关系,四川又因为什么样的构造使得它地震频发。
其实,从大的背景来分析,汶川地震和九寨沟地震都是高原向四周扩张与周围地块发生挤压作用的结果。但从细节上又有很大的不同。
2008年的汶川地震发生在龙门山断裂带上,这是青藏高原和四川盆地相互作用的最前沿。龙门山断裂带整体走向是东北-西南向,而且是一条逆断层,从高原向盆地逆冲。而本次九寨沟地震,震中并不在龙门山断裂带上,而是在它的北方。发生的九寨沟地震的断层走向为西北-东南向,可能是虎牙断裂,与龙门山断裂带近乎垂直。而且,这是一条走滑断层,即断层的两边在水平方向上反方向滑动。所以,两次地震并没有太大的关系,是两次独立的地震。
我们从上面的分析不难发现,两次地震发生在不同的断裂带上,汶川地震只是释放了龙门山断裂带上的应力,但对九寨沟地震所在的断层影响并不大。而在四川,类似的断层还有很多条,比如甘孜州的鲜水河-安宁河断裂、阿坝州北部的塔藏断裂、西部的龙日坝断裂、本次地震的虎牙断裂以及沿岷江展布的岷江断裂。这些都是非常活跃的断裂,历史上都发生过巨大的地震。而且,这些断裂还控制了许多的次级断裂,会发生很多中等强度的地震。这就是为什么四川一直多地震的原因。
(原文题为《为何青藏高原周边多地震 》)
探索
我是流体地球科学专业委员会副主任,关于地震的成因机制,问我吧!
梁光河 2017-08-09 129 已关闭提问
责任编辑:温潇潇澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 地震 青藏高原 板块 挤压

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