地震的特征、原因及触发机制

　　1、对“断裂致震说”的质疑

　　当前关于地震成因，最经典的解释是“板块漂移、断裂致震说”，以2008年“5.12地震”为例，震后很短时间，报纸上公布专家对这次地震原因的典型技术分析指出：“印度洋板块向北运动，挤压欧亚板块、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时，也同时向东运动，挤压四川盆地。四川盆地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动性不强，但是可能是处在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，地壳就会破裂，从而发生地震。”

　　美国地质勘探局发布的消息也认为，这次地震的震中和震源机制与龙门山断裂带或者某个相关构造断层的运动相吻合，地震是一个逆冲断层向东北方向运动的结果。汶川大地震为逆冲、右旋、挤压型断层地震。发震构造是龙门山构造带中央断裂带，在挤压应力作用下，由南西向北东逆冲运动；这次地震属于单向破裂地震，由南西向北东迁移，致使余震向北东方向扩张；挤压型逆冲断层地震在主震之后，应力传播和释放过程比较缓慢，因此导致余震强度较大，持续时间较长。

　　两个结论几乎同时推出，只是美国人的名词更多一点，见解更“高明”一点，基本理论一致，毫不迟疑地将地震原因全部定位在占主流地位的“板块”学说上。不能说这样的结论一定没有道理，但是可以肯定，作出这些解释的专家们心里也未必有底，未必能认同这些解释的可靠地震的特征、原因及触发机制性。因为全世界都清楚，逆冲、旋转、挤压、断裂，这些专业术语所描述的地球物理行为，现在其实没有有效的工程手段可以检测（不是计算机模拟，是工程检测）：从检测的角度说，在几千公里的距离上测出几厘米的变化，也未必就是真正的变化，但是在错误方向上刻意求证的结果，会把自己的思路导入歧途，这给对地震本质的认识带来了新的困难。不过从另一个角度说，也许正是这种无法证明的东西，才能表示灾害的不可抗拒性，从而缓解一部分来自当事人的怨气。

　　然而人们更想知道，如果真是印度洋板块运动、青藏高原隆升，逆冲、四川盆地受到挤压、龙门山断裂这样大的地质结构变化，震前怎么可能一点地质征兆都没有（不是说蟾蜍感应），那么大的青藏高原，那么大的四川盆地，甚至于那么大的龙门山地区，为什么只在汶川映秀镇这弹丸之地首先显示出来呢？这个地方既不是龙门山的中心，也不是青藏高原四川盆地的支撑点，为什么这么长久的“应力积累”仅仅在2008年5月12日下午14点28分发生“破碎”，而事先没有一个地方哪怕是表现出一点点破碎迹象呢（因为如果有“破碎”，地震记录仪上就会有所反应）？岩石难道有这样整齐一致的耐压和抗剪切特性吗，可以肯定地说，不是！

　　可见关于板块漂移、断裂起震的学说，尽管每一次都被用来在正式场合解释地震，但是其基础还实实在在地停留在猜想阶段；到目前为止，没有有力的数据资料支持这些学说。而且这种理论无法解释和验证“板块形成和漂移的原因”，现在是用“地震分布”反过去划分板块；就是说，震到哪，板块边界就划到哪，可是在海上又没法用这个理论解释了。因此陷入自相矛盾。同时还始终无法证明是“断裂引起地震”还是“地震产生断裂”？这个问题虽然简单，却极其重要；“地表”裂缝和“地壳”裂缝是完全不同的；裂缝深度不是一个简单的“量”的问题。本人认为，要想真正搞明白地震，达到预测并预报地震的目的，就必须重新从地震的特征说起、从而思考其真正原因及形成机制。

　　2、地震的九个工程特征

　　本人归纳了地震的九个工程特征，分别如下：

　　1、地震的突发性特征和能量释放特征地震的突发性特征是地震的基本特征。地震发生时大地猛烈地摇晃是房子倒塌、山体滑坡的主要原因。摇晃发生的非常突然，使人猝不及防。在纵向和横向摇动的双重作用下，一般的砖混结构房屋几十秒就可能倒塌，而这时人站立不稳，无法逃离现场，就造成死亡悲剧。

　　在目前主流的“断裂致震说”中，“断裂”主要用来解释地震的突发性特征，为了解释“断裂”，就需要应力积累和挤压理论，为解释应力积累，就需要板块漂移理论，为了解释板块漂移，才引入摄动理论。可见，这套理论具有强烈的因果关系和关联性，一旦分离开，谁都不能成立。这也许就是很多职业研究者奋力保护这一理论的根本原因。

　　如果是这样，震前应该能测到强大的挤压压力（如震后分析的那样有什么逆冲，也不知动力从哪来），可实际上专业地震工作者并没有测到这种理论所需的东西。

　　不管用什么方式得到的地震波形，都能看出它们具有陡峭的前沿。前沿变化速率dv/dt首先表示地震能量释放的速度。大量关于地震的第一感觉描述资料表明，通常的地震首先感觉到的是纵波，就是地下向上的跳动。跳动有把房子抛向空中的趋势，破坏了房子的根基，接下来的横波就很容易把它摇倒。为什么地震会发生纵波和横波现象？

　　我们来设想这样一个物理模型：地下几平方公里的范围内均匀地埋上了厚厚的一层（比如一到两米厚的）烈性炸药，然后从某一个地方用雷管点燃。显然立刻就炸了，位于它上面不远处的地面建筑被猛烈抛向空中。但是由于上面的岩石层有足够的重量和强度，遭到爆炸冲击破的作用后，它只是受到剧烈的冲击，并把这种冲击力传向地面，有些地方产生了裂缝，也有爆炸残余气体逸出，严重一点的地方，山体都被震得滑坡，但它自己并没有“开花”；当然它不是硝棉，所以没有硝的味道，只是富含了地下的硫磺等气体。

　　炸药的爆炸虽然是一种快速燃烧，但它毕竟是有速度的。因此在几平方公里的面积上，燃烧由最初的一点向其他地方扩散，几平方公里的面积也需要几秒。爆炸所到之处，显然首先产生爆炸区向外辐射状发生的纵波。当爆炸转移到其它地方的时候，开始产生纵波的地方由于受力方向的转移，慢慢，变成合成波和横波。在炸药埋藏区或瞬间燃烧区之外，受到的影响主要来自横波；显然这个模型与实际的地震状态比较吻合。现在，我们把炸药换成具有相似功能的其它物质比如烷烃，再找到点燃烷烃炸药的“雷管”，那么，地震的神秘过程就露出来了。烷烃只是个比喻，实际的能量成分可能有多种，我们在这里只讨论了这件事情的结果。关于烷烃的产生和积聚问题，将在下面讨论中提及。现在，我们至少可以看出，地下埋藏炸药的地区，就是震中，而没有埋藏炸药的地方，只是受到波及。

　　现在我们来计算一下当量。假如炸药按标准密度埋藏1米厚，那么每平方米面积上，就有1立方米的标准TNT炸药。以炸药每立方米2吨计算，就是2吨标准TNT炸药。那么，每平方公里等于：1000×1000×2=2000000吨=200万吨（TNT炸药）。

　　当年美国扔在日本广岛的原子弹大约2万吨TNT当量，因此这一平方公里的炸药层就具有100颗原子弹的威力。汶川地震中，映秀镇牛圈沟的总面积也就一两个平方公里，这么多炸药足以让它天崩地裂了。幸好埋的比较深，约地下20公里左右，否则造成的损失会更大。如果烷烃和氢爆炸的威力没有这样大，那爆炸物的体积就会更大。

　　汶川地震总面积横跨几个县，在这次90多秒钟的首震中间，震源从映秀镇牛圈沟一直延续到北川、青川、德阳、绵阳等县市，从后来地震局发布的地震过程模拟图中能清楚地看到这个过程。数县市的地面建筑和山体遭到严重破坏，总的地震当量应该是很大的。震中在几十秒的时间里转移了数百公里，也许只有可燃爆物质的爆炸才有这样的速度了。另外也说明，震源已经在这之前“预埋”了。而预埋的“炸药”埋藏很深，在这之前并没有对地面显示出什么物理化学征兆。

　　我们还知道，地震波前沿的变化速率表示一件物体被从静止状态加速到运动状态（跳动）的力（也可以看成是震源功率），也就是震感。可以看出，前沿也同时表示推动一个物体按某种加速度规律变化形成震感所需要的能量。我们来做一个简单的估算：如果震源看成是一个点，在地下20km处，那么爆炸发生的时候将形成一个从震中向上的纵向冲击波。忽略震中面积，直接受力的物体应该是一块高度达20公里的倒圆锥，斜边倾角45度。这样在地面形成的影响范围将是半径20公里的区域。其体积应为：

　　（π/3）h×R2+8000km3=8000×1000×1000×1000m3这块物质的质量：8×1012×3=24×1012吨，对这块岩石物质由静止加速到运动并产生几毫米到几厘米的跳动，假如加速度为5g，这块物质的动量还要增加5倍，因此推动这块物质运动的力量，其瞬间功率大的惊人，除过爆炸，大概地球上还没有什么物理形式能够在瞬间放出这样大的能量。显然此范围内的山川、河流、楼宇村庄等物体重量，与这块物质的质量和动量比起来，都是可以忽略的。

　　那么，作为一个物理过程，到底什么能量形式具有这种能力？这是地震特性中至关重要的一点，而以前所有的地震研究好象都不多涉及这个问题。这就需要新的理论来解释。

　　2、地震的震感持续性特征

　　一次大地震的振动时间可以持续几十秒甚至长达几分钟，使地面建筑严重损毁，就是说，震感不是在一个短暂的断裂冲击波过去后就结束，而是会持续数秒、数十秒，在这期间连续发生摇动和跳动等多种状态的复杂运动，这就是震感持续的现象。不仅首震如此，余震过程里也有类似的现象。震感也就是震动过程为什么会持续？

　　传统“构造地震”理论把震感持续解释为地震断面在应力作用下“来回摩擦”而产生持续震动。他们认为，如果要在两个“断面”上产生足够的错动力量使相关岩石产生震动的话，摩擦的力量会非常大，以致于会使岩石熔化而产生“玻璃体”。据介绍，国家地震实验室的岩石运动模拟研究装置是一个巨大的机械装置，它用地震过程观测到的数据比如曲线作为条件，用能引起断裂的机械力加在岩石上，让它们断裂并且按照想象来回摩擦，以“延长震感时间”和制造“余震”，想观察岩石在这种情况下的变化，但是发觉结果显然很不理想，“实际地震比模拟及计算的结果要温和得多”，在现场也找不到岩石被摩擦熔化产生的“玻璃珠”。为什么如此猛烈的地震看起来又如此“温和”，以至看不见熔化和发热现象？那么存在两种可能性：要么用作实验的模拟装置与地震真实状态不同；要么地震理论与地震实际过程存在较大出入；其实两个事情是紧密关联的。如果存在这种情况，得到以上结果便是可以理解的。

　　如果把地震仅仅解释为一个机械过程，那么根据地震实际过程所表现出来的特性，会对震中区的地质条件如下要求：

　　1，从工程上看，刚性断裂要求岩石具有良好的刚性和脆性，在集中足够的应力之后，应该在首震中突然断裂，以满足地震中首先表现出来的突发性特征，并且此前不应有“弯曲、预断裂”等现象，显然，断裂就是岩石的疲劳或压（剪切）应力极限，应该具有突发性。如果是这样，加在岩石上的应力一定测得出来；并且，因为地震有不同级别，在断裂之前岩石中的应力应该有不同。另外被“应力”压断的岩石应该有足够的体积并且在震中区内是没有预先裂痕的，其厚度也应该达到整个岩石圈即200km，否则不可能实现彻底的断裂，就不能产生突发性，但是刚性断裂是一个瞬变过程，不可能持续很长时间。此外，如果震级由断裂时的力决定，那么这个力量是否取决于将要断裂的石头的硬度或横截面的面积？

　　如果上面关于刚性断裂的条件成立，刚性断裂的最大特点就是一次性发生，就是说，假如“板块漂移聚集能量”这个过程存在，那么在一次断裂之后聚集的能量会100%释放，即使由于被断裂物体很大，机械断裂过程持续的时间长一点，也不可能达到秒以上的时间量级，否则，能量的“突发性”就会减小，释放的烈度会迅速减小，以致小到“达不到刚性断裂状态”的条件。

　　显然这样的假设在自然界中是无法存在并且不可能被验证的，更不可能找到这样没有任何裂缝且能够在很多年中逐渐积累应力的石头。

　　这种理论更大的矛盾之处是，地震带同时又被定义在“断裂带”上，意思是说，因为这里存在断裂带，因此容易产生地震。比如汶川地震，几乎所有的文献都提到震中处在“龙门山断裂带上”，明显是说存在大量断裂岩石的地方容易产生地震。我们知道一个断裂成很多碎块的物体是不可能实现内部应力积累的，没有应力，又是如何产生强有力的首震断裂呢？所以包括专家和写在教科书上的现行地震理论，在这个至关重要的问题上都自相矛盾！

　　2，由于实际地震中震感的确是持续的，比如汶川地震高达8级的首震就持续了近90秒钟，就是说：“断裂”是逐步进行而不是一下就结束的，震感持续对“断裂”来说意味着能量持续释放，其速度必然减缓，因此震中的岩石应该具有良好的“韧性”或者是发生了断面“来回摩擦”；但是什么力量使其“来回摩擦”？是一个更大的难题。显然，用“断裂”理论理解震感持续比理解突发性要困难的多；为了能对突发性和持续性两种并存的现象做出合理解释，“断裂致震说”的科学家也是煞费苦心的，企图对一块石头赋予两种特性，在这两个矛盾的参数之间找到一个能满足两种特性的平衡点，或者用两种理论来分别解释两个现象，结果陷入尴尬。

　　3、地震的余震特征

　　地震的最重要并发特征就是余震。有的地方在震后几昼夜中可以发生几百次有感余震，汶川地震首震后几个月中，在同一块面积上发生较强余震两万多次，余震特性是对断裂、板块等地震理论的致命挑战。

　　首先是断裂理论无法合理解释余震现象。道理很简单，即使地震是因为大石断裂引起的，仅从断裂这一点来说，用于首震还说得过去，可是那块假设的“石头”在首震中已经“断裂”，后面的余震难道还是断裂吗，一块已经“断裂”的石头，在断裂位置短时间再发生几百次，几千次甚至几万次断裂，这就难以解释了。如果余震不是断裂，就是说余震与首震存在不同的机理，这似乎更难理解。余震如果不依赖断裂，为什么它不能自行发生变化而必须在首震之后呢？况且即使余震是摩擦，冲撞，也不能想象会发生这样的无固定周期，且周期很短的冲撞，这和板块运动理论也明显是矛盾的，尤其是余震有时并不比首震强度低，那么首震已经断裂的位置上，余震又怎么可能再发生同样的断裂呢？汶川地震震中涉及几个县，几百平方公里的面积，几万次余震也均匀分布在首震地区，世界上多个地震台网已经详细的计算出各次余震发生（更准确一点说是震源）的时间地点，很明显这些震源作用的地点具有一定随机性，位置并没有很强的连带关系。任何人都可以看出，这些“余震”与“断裂”是无关的，与“断裂带”、“应力积累”、“板块的摩擦、冲撞”也是无关的！

　　4、地震的点源性特征

　　“点源性”是指这样一个事实：所有的地震，不论是事前预报还是事后公布测量数据，都包含着震源地理坐标这样一个参数。地理坐标就是我们经常说的经度纬度X、Y轴，加上深度Z轴，由三维空间坐标定位出一个具体的点。这个点就是通常所说的震源。看看国家地震局在汶川地震后公布的中国地震分布图就知道，圆点表示震中位置，有确切数据，圆点的大小表示震级或烈度，很清楚。就是说，在实际上，当需要用工程形式表示地震的时候，地震过程所有的观测数据和分析结果毫无争议地显示出其震源就是一个点。就是说，地震是能量转换过程中产生的机械震动，是从一个点发出，以“冲击波”的形式，通过大地向四面均匀传播的。

　　“点源性”可以说是与“断裂带”或“板块撞击”理论相悖的。“板块漂移撞击”理论不会认可“震动发自一点”的理论，然而“震源的存在”是一种测量结果，也是一种简单的客观事实，现代科技可以在所有的地震发生后立即测出“震中”和震源的位置，通过国内外数以千计的地震观测台站，精确测定地震的经纬度数据。哪怕是震级很小或位置、时间相隔很近的两次地震也能精确甄别，说明地震的能量释放，宏观上确实是从一个“点”上发出的。这样，我们就不能无视“震源”这个客观事实的存在。

　　认可了巨大的能量发自一个点，那么我们完全有理由相信：

　　①这个“点”中的能量在地震发生之前就已经客观的存在。

　　②地震过程就是这些能量在某种条件下，以某种方式释放出来，迄今为止，人类还没有看到过这个能量的释放过程，也没有弄清释放的原理，但是对释放的结果却已经无数次的感受到，有深刻的体会。

　　③“点”中的能量释放过后还能够以自己的方式累计，并在满足条件之后再次猛烈释放。

　　④现有的“应力、地电”测量对真正的地震参数是完全无效的，我们已经通过几十年的惨痛经历证实了这一点。现代化的地震观测网站也只能起到精确监测和“震后定位”的作用，还完全不能发出预警。不知道地震到底是怎样发生的，将要在那里发生？那能监测到什么？等到地震发生了，监测的唯一作用就是留一点资料而已。因此，对震源发展特性及其触发特性的研究，就是地震研究，还有许多艰苦的工作要做，这是个思路问题，离开震源，海阔天空找地震，明摆着是不靠谱的。

　　⑤地震研究的范围将被锁定到震源，就是一个在地球上可找到确切座标的具体的点上，这将结束圈内外漫天寻找地震原因的理论混沌、行动盲目的时代。在这一点上取得的共识，将开创地震研究的新纪元。看来我们只要知道一个地方有没有震源，再严格监视它的触发条件，精密控制地震就有可能，把这些能量引出加以利用也有可能。这才是地震研究的终极目标。

　　5、地震的震源不定性特征

　　这个问题虽然看起来同前一个关于“点源性”的讨论有点矛盾，但实际说的是同一个问题的更深层次。因为承认震源是一个点，那是从百万分之一的大比例地图上来说的，是相对一个“断裂带”或一个“断裂面”而言的。如果把地图变成1比1，既身处现场来说，人们肯定会问，这个点到底在哪里？现在我们可以说，地震只在宏观上是一个点，具有清楚的地理位置和三维坐标，在现场它则是一个范围，一个区域，这个范围的大小是由震源储气构造的物理边界决定的。现在我们的地质技术还不能完全的确定20km深度上这些构造的边界，但是通过地震本身所显出的破坏作用特点以及监测网站所测到的震波特性，也可以大概看出这个范围，它与通常我们了解到的气田范围是基本一致的。

　　在具体实地探测中，震源的具体地址不能精确定位，但是我们可以用一个办法来解决描述的困难：在物理学中谈到一块规则形状钢板的重心时，常常以它的几何中心代表它的重心，并不会引起很大误差。在实际确定震中位置的时候，我们可以根据地面破坏的程度划出地面上属于震中区的范围，和以米为单位的烈度数据，并据此在地上画一组等强度线，把这个等强度线的中心近似地看成等效震中，用作描述不会产生什么误差。而震源的区域，则对日后的灾害防范提供根据，因为至少这些震中区地下的确是存在震源的。过若干年，再次积累到一定程度之后，还有可能重复发震，如果这样，就有点准备了。

　　6、地震的先兆性特征

　　许多次地震被观测到有多种先兆，例如井水冒泡、异味、个别地方有微小的裂缝及气体逸出、地电阻下降、地温异常上升等地质结构变化现象，包括已经基本被否定的“地震云”，但是更多资料表明，先兆记录也不是总有，比方一些人烟稀少或缺乏观测手段的地方，就可能发现不了明显的先兆。或者即使有也未被人注意。另外许多以前认为的地震先兆例如气候或动植物反常现象，现在看来由于环境污染等原因复杂，这些孤立现象未必能作为地震的真正先兆。或者说动植物反常现象与地震之间的关联性太小，作为测报手段依据还不够充分。

　　动物先兆是地震先兆研究最先和迄今为止最主要的研究方向，几乎所有有可能被用来测震的动物都有人观察研究过，不过对动物进行先兆研究首先要考虑两个问题：

　　1，先兆包括各种动物异常反应与地震到底有没有关系？

　　2，有关系的话，作用机理是什么？就是说动植物异常反映到底是因为什么？这些异常反应与地震有多少关联性？很明显，如果存在关联的话，那他们一定是可以在实验室精确模拟并反复再现的，另外动物研究的最主要困难是，人与动物无法进行思维交流，只能靠对动物行为的大量观测来寻找其正常和异常反应时的行为特点及规律。一般动物的智慧是低等智慧，只对外界的声光或者气氛的刺激有本能反应，因此不同原因的刺激可能引起相同的反应，加上动物的个体差异无法预知，很容易造成误判。

　　动物异常反应为先兆进行地震预测研究的关键是：

　　1，各种动物到底对自然界的哪些现象具有敏感性，比如，声、光、振动、等；应该对动物进行物理敏感性分类，根据声、光、振动、温度、特殊气体等几个常见参数，进行敏感性排队和筛选；为了对现象进行确认，还应该有一定数量，并且这些观测对象应该随时处在被观测范围内，这样建立的敏感观测群或许才有意义。

　　2，地震震源物理变化过程中能释放出哪些信号进入动物敏感反映区。

　　遗憾的是，直到现在还没有人对一种或一类动物的异常行为作出哪怕最粗略的界定，或者建立一个定量尺度，因此，在过去的先兆理论中占重要成分的动物异常预测，实际上也未能确定哪一种动物的反应最具典型性，就是说，还是缺乏数据。这样，也就无法形成理论，不能具备可操作性。

　　另外一些经典的物理测量方法包括电波（电离层）监测、也叫无线电测震，地震云走向测震、气象干旱测震等，这些方法的共同特点是：目前还不能很好找到观测方法同地震原因的必然联系，往往只是通过对一些以往资料和经验的归纳来提出观点；因为他们都必须对应一个确切的地震原理才能建立正确的理论联系，而在断裂地震原理的框架下，并没能建立这种关系。既然没有根据，那这种工作的意义就很难评估了，所以，原来列入专业课题的“无线电测震”等“民间方法”也在实践中销声匿迹了，而观云的方法则在早年已经被否决，完全没有必要再去盲目尝试了。

　　当然，震前地下物理参数发生的微小变化总是一种客观存在。因此，捕捉这些微弱信息是临震状态研究的重要课题。现在最关键的问题是要解决机理问题，机理问题解决了，就能更正确的对这些信息进行分析解读。

　　7、地震的时间规律性特征

　　这几乎是从前地震研究的主要方法。这种方法不管地震的原因是什么，反正根据地震记录，采用一种方法计算，到时侯一报，不管哪种方法都有一定的“报准”的概率。各个学派有不同的算法，而且排斥否定别人的研究，大家各持己见。地震作为一种自然现象，事实上的确存在宏观的规律性。但是，它的规律性是建立在对机理的正确认识之上的。否则，所有的方法都是无本之木，没有涉及地震的实质，研究上也就不可能取得真正的进展。

　　8、地震的深度分布特征

　　就现在探测手段测到的震源深度绝大部分都在20km左右，这其实也是一种规律，为什么会出现这样一个规律呢？应该好好研究！

　　9、地震的宏观分布特征

　　“地震带”是中国地震主要分布地区的简称。既然为带，则地震频繁是很正常的。问题是，这种地理分布与哪些规律或因素有关？这种关联是否还涉及其他因素？

　　在研究历史地震分布的时候，我们可以发现一些重要的特点：

　　1，中国绝大部分地区都发生过地震。尽管在中南部较少，东北、西北、西南较多，而华北平原地势平坦也没少发生大震。汶川震后有人根据其处在四川盆地边缘的地理位置认定是青藏高原与印度板块冲撞的结果，其实，真正大量的地震是发生在所谓“青藏高原”这个板块内部的，比如西藏和青海一带地震就十分频繁，同时在青藏高原的另一侧，南疆的沙漠和低海拔地区也是地震多发区，难道这青藏高原真是在“东冲西撞、横行霸道”吗？还要自己撞自己吗？太不可思议的“实用主义”理论了！

　　台湾岛是一个孤立小岛，海拔高度很小，却是地震高发地区；日本千岛之国，应该没受什么大陆挤压，但日本的地震数量也是非常之多，还有许多发生在周边海底。所以，很难看出地震与地貌(想象中的“板块挤压”)的联系，以及它们之间的某种规律。难道发生在台湾的地震与汶川的地震、陆上的地震与海底的地震性质或者机理会不同吗？从已经公布的监测数据来看，似乎并不存在区别。

　　这说明地震的分布的确是遍布各地的，与地貌海拔没有太大关系。

　　2，在一个所谓“地震带”上，虽然已经发生过的地震记录可以连接成一线或一片，但这只是在剔除时间因素之后得到的一个静态平面图上存在这样的关系。如果加上时间因素，则在这诸多的“地震带”中，基本没有在一个地点附近在短时间内发生两次独立地震的，就是说，地震带上的地震发生不具有鱼贯特性，而在很大程度上，主要还是体现随机性。按说一个震中产生的地壳“应力”大规模释放，产生了局部裂痕，应该在震中以外的地区形成“应力失衡”，并产生新的应力集中，所以下次最应该在震中之外很近的地方发震，就像一条已经裂缝的板子，外部加力时产生新裂缝，最可能沿着最薄弱的老裂缝末端发展下去，但地震事实上并非如此。一个地方震过之后短期内不会再震。即使同地再震，一般也是几十年之后的事情，因为肯定存在能量累积过程；因此“断裂”说，不论从哪个角度，都是很难讲通的。

　　3，整个青藏高原都是地震高发区，包括西藏、南疆、甘南、川北地区，这里的地震数量占全国半数以上，但不是像板块理论所推测的那样都发生在青藏高原板块的边缘，而是发生在整个青藏高原地区。

　　无论哪个版本的中国地震分布图都能显示出，地震的分布并不同那些所谓的板块边缘有关，例如，发生在海城、营口、邢台、邯郸、台湾一带的地震，发生在日本附近海域中的地震，不能也把它们同“青藏高原、印度板块”的运动联系起来吧。可悲的是这时候又不断衍生出什么“环太平洋地震带”等理论，真是一条道走到黑。就在板块理论还在为板块的“划界”、板块的“运动动力”、余震的“错动模式”、“错动原因”这些本来不存在的问题大伤脑筋的时候，在无法解释“断裂带为何有应力积累”这个最基本又最实质的“地球物理”问题的时候，在全国甚至全世界的地震台站已经完成数字化改造，卫星在天空一眼不眨地看着地球上一切细微的变化，用上一切精密测量手段，不可能疏于防范的时候，地震还是不期而至，来去无踪。事实已经无数次地挑战了板块和断裂地震理论，已经证明它在解释地震原因和指导预测实践上是无效的。

　　地震分布与能源分布在之前的理论中并没有被提及有关联关系，而是分为两个基本不相关的事情来研究的。原因很简单大家也十分熟悉，地震被认为是地层断裂的结果，断裂被解释为应力累积所致，引无数地震工作者到处安装应力探头探测应力变化的蛛丝马迹：煤被认为是被突然毁灭的植物埋藏构成的；学生们总是被引导联想冰川或者恐龙灭绝之类的突变情况；而石油一致被认为是海中浮游生物的尸体，因此石油地质专家一直在努力寻找“海相沉积”；天然气却被认为是煤层或含油层的有害副产品，叫做瓦斯或伴生石油气。这样的理论体系，当然很难为他们找到关联关系。不过大多数人其实忽视了一些很重要的现实，那就是，能源与地震都是发生在地下，都是地球的物理化学行为。它们真的孤立存在，没有什么关联吗？地球制造能源的过程真的是像现在理论所说的那样吗？至少，历史上地震发生的地点同已经探明的经典能源分布的确存在关系，同时，地震用最简单和直接的方法预示着最少一种能源存在。这个问题也需要新的理论体系来解决。

　　3、我对地震原因的认识：

　　地质C-H链理论

　　地震主张的核心就是地震机理。根据多年研究的结果，本人提出地质C-H链理论（碳氢链）的地震主张。本理论认为，碳-氢是地球上最常见最重要的物质，它们的合成、存储、衍化、释放等过程，是构成地球物理化学变化的根本原因，也是能源和地震的唯一成因。地震存在实际的震源，它就是存在于地下20公里左右深度上的“天然气”田，这些气田存在巨大的化学能量，这些能量正是碳氢两种元素以及它们的衍生物构成的。正常的情况下，天然气田形成一个面积很大、形状不怎么规则的“高压储气罐”，这些气罐由于氢和碳氢化合物（甲烷）的存在，存在着爆炸可能性，当满足某种条件，这个面积达几平方公里或几十平方公里的“储气罐”被引爆，产生了相当于数百颗原子弹当量的剧烈爆炸，其顶上的区域就是震中，剧烈的爆炸会形成冲击波传到很远。

　　总之一句话：地震是由埋藏在地下10—20km范围内的大型储气结构中烷烃气体被引爆而产生的。首先它满足地震的突发性和能量释放速度特征；烷烃在封闭环境中处于爆炸混合比例时的爆鸣未必是烈焰腾腾的那种燃烧，更像是天然气的内燃机汽缸内发生的功率强大的洁净燃烧过程，不论油门加到多大，排气管也不会喷射出火焰来，可以称为“亚燃烧”。

　　地震能量是以化学能形式存储在震源中，发震过程是这些能量以化学变化形式释放，这就可以理解为什么即使很大的地震也并没有明显的先兆。因为这些能量在积聚和正常存放状态下并不显出很强的物理特性，震源就是一个普通的天然气田而且埋藏很深，超出人们目前探测手段所能到达的范围。所以，现在的物理探测方法难以探测到有效信息。而这些能量在一定的触发机制下，会发生爆炸，这就是地震为什么往往具有突发性的原因。其次，由于地下结构的巨大和燃爆速度的限制，一次地震可以持续较长的时间但不降低它的猛烈性。这就造成了地震的持续性特征。

　　为什么地震具有持续性的特征？其一是因为作为“震源”的燃爆气体，具有如下特性：1，即使是处在同一个空间中被点燃，全部物质燃烧和爆炸也需要一定的时间；2，如果点燃位置处在某一个角落，燃烧的时间会更长。其二是由于震源是一种具有特定埋藏深度的气田，在这个深度上，气田所处的积累空间不一定是一个理想的空洞，存在复杂的随机隔离阻挡作用，其燃烧传播的速度更慢，速度在每秒3-10公里之间，这个过程已经被证明是确实存在以及合理存在的；而且从工程经验来看也是合理的，由于地下储气结构的复杂性，更快的传播速度也不可能了。

　　因此每一次地震都会有震感持续时间，并且持续时间与震中的范围具有完全的正相关性。震中区面积越大，越持续时间越长，级别越高。由于一次地震中，参与爆炸过程的TNT当量已经很大，燃烧速度与震感持续性没有矛盾，反而是一个完全吻合一致的自然过程。相反如果这样大的能量在一个时间同时释放出来，地震的烈度将会更大。幸好燃烧需要时间，也不可能多点同时满足引爆条件同时起爆，因此地震的烈度总是有限级别。对震中以外的地区，一般都是轻损、微损和有震感而已。

　　其三，同样是由于储气构造的复杂性，烷烃燃气不可能一次燃烧完毕，要多次释放多次爆炸，这就是余震产生的真正原因。

　　首震过后，余震的次数非常多，在同一个地理位置短时间发生这么多次震动，说明这个地方存在能够成周期（相等和不等的时间间隔）进行释放的能量，这些能量可以快速积累，快速满足释放条件，然后以更快的速度突然释放产生震感，能满足这种过程的物理模型可以称为“内燃机”模式。如果有一个固定可燃气源供给，“内燃机”可以吸气、压缩、点火，排气后再次重复上述过程。我们还知道，可燃气体有从10%到90%的宽广的爆炸混合比，就是说，一个空间中如果存在此范围内的混合可燃气体，即使不压缩，也会产生剧烈爆炸，不过爆炸能力比经过压缩的气体肯定还是要差一点。

　　我们设想有一个结构复杂的储气结构，它们之间有一些阻隔，或者存在上下不远处的气田地层中，具有较高压力的主结构在偶然机会下被点燃爆炸形成首震，首震瞬时压力很大，推动地壳上层运动产生震感，同时燃烧过的气体因做功而减小压力基本成为废气；首震改变了局部结构，打通了与附近其它层的隔断，新鲜可燃气体又放进该空间，很快形成爆炸比例。因为引爆条件依然存在，这部分气体被点燃，形成第一次余震；过一段时间，又重复上述过程，于是在原地形成再次余震，很明显，如果条件具备，可以形成多次余震，而且都发生在同一个地方，当然余震位置实际上也可能相对首震有所偏移。首震后可能多处形成“雷管火花塞”区，只要有未被烧尽的可燃气体扩散转移，余震就会此起彼伏，在一段时间内发生多次。

　　大家可以看出，近似“内燃机”工作过程的气田“震源”结构，及其发生在那里的化学物理变化过程，正是我们需要寻找和加以证明的首震和余震的关系，它与地震的突发性特征、震感持续性特征产生的原理是完全一致的。天然气田就是震源，可以形成剧烈爆炸通过化学释能产生震感，可以在几个小时内或几天内在同一个空间再次聚集，而形成一定规模的爆炸才能有足够的震感，这些特性只有气态能源才能具备，其它能源包括炸药，都无法自行迁移，或者不是地球物理和化学变化的组成部分，或者不具备快速燃烧或者爆炸性能，所以不能形成地震。

　　其四，“地质C-H链”理论关键点在于，说明了地震并不是一个简单的机械运动（断裂）物理过程，而是由化学变化（烷烃爆炸）担任主角—造成震中地区强烈地面破坏和震感的冲击波是由下面相应面积的燃爆物质化学变化产生的，而冲击波和地面震感则是燃爆发生过程中的机械物理效应。这个特性满足地震最重要的特点之一：点源性特征。这和煤矿瓦斯爆炸有点相似，可是地震的爆炸规模要大得多，而且是在地下封闭环境中，所以能够产生更高的压力和“输出”更大的功率。爆炸后，地面上所有的地貌变化都是正常的。

　　其五，“地质C-H链”理论从另一个角度支持地震的长周期现象，就是说某一个地震的震中具有C-H气体产生和积累的条件，那么只要这个结构没有被彻底破坏，过若干年之后，还可能原地再震。这个周期就是C-H化合物在地下缓慢再生并且逐渐积累到能再次被引爆的水平所需的时间。这也就是产生地震“时间规律”的原因。

　　如果承认“地质C-H链”理论，将对地震研究及其他相关研究产生根本性的影响。

　　1，如果这的确是地震的原因，那么应该很容易进行实验室模拟和地震现场观测，当然模拟的原理要完全改变。我们可以摆脱困惑，很快找到震级、震源深度和TNT当量之间的关系，可以对现在所有的研究方法、研究领域、进行整理和认识，所有的是非就都有了结果。

　　2，对地震进行预防控制的主要工作将变成寻找潜在震源，可以看成寻找埋藏在地下的弹药库，如果能用特殊方法对震源进行钻探或理化探测，从而得到准确的震源参数，那时候的预报就有了完全的把握。选点并不复杂，就在现在所谓的“地震带”上。看看现在地震分布图，就知道具有天然气存储能力的所谓储气结构中国大地上到处都有。

　　3，显然这和能源探测工作有点相同了。当然现在用作能源的气田埋藏都比较浅，温度低压力小，不易自爆。而地震震源埋藏深，特性正好相反。如果我们钻井深度能达到20km地层，那就不但能消除震源能量威胁，而且还找到了新的能源模式，如果这些本来会爆炸的气田能被有控制的导出，用来直接发电（比如发展天然气燃气轮机），那么煤、水的压力都会减轻很多，其经济价值实在是太大了，更重要的是，地震从此再不会危害人类。

　　4、地震的触发条件

　　上面引用“地质C-H链”理论，我们已经讲清楚了地震的原因就是地下烷氢气体爆炸引起的。如果一个地方存在着储气结构，理论上就存在着地震的可能性，但事实却不完全如此，有些地方存在储气结构，但却没有地震发生，这是因为地震的爆发，还需要一定的触发条件，包括以下几个方面：

　　首先是烷氢气体的埋藏深度。地震的震源深度平均在20公里，为什么会出现这样一个规律呢？与地壳的物理特性有关。

　　在前面的分析中我们已经反复表述，地震是由包含着巨大能量的震源产生的，能量是烷烃气体和氢气，震源是一个存在于地下、具有物理边界的、含有一定数量的爆炸气体的储气构造，震源中的能量因为长时间积累，会产生高的压力。而具有储气条件的构造区域应该是比较疏松甚至存在岩溶空洞，由于20km相对200km的坚固地壳而言仍属于浅层，因此气体在累积的同时也存在一定的泄漏，即向更浅的表面和大气层泄露的可能。只不过烷烃气体产生的速度一定大于泄露的速度（漏率），在这种缓慢的微观运动中，处于动态的平衡和稳定的增长。如果完全平衡了，就不存在积累了。地壳表面由于岩浆的冷却收缩作用、风化、火山运动和此前其它地震的作用，存在无数的微小裂隙，但没有直通外界的泄放通道，所以能量通过曲折途径，在一个较大面积上产生数量很少、分布也完全均匀的泄漏，是完全正常的，如果没有专用仪器，不会被察觉。即使有专用仪器，正常情况下对空气中烷烃气体的基础含量也是完全忽略的。

　　我们已经说过，包括石油地质钻探在内的人类活动，目前最深也只达到10km左右，而且普通含油结构的深度只有几公里，并且油井只能打一个微不足道的小孔，所以目前还不可能对这个深度上的地质结构施加明显影响（也不能说绝对没有，注水采油就是影响地下结构的行为）。因此，我们上面所说的裂隙应该是地层形成过程中，以及在此后几十亿年中，相应的地壳岩石层自然变化形成的。人们还知道在地球过去的岁月中，自然条件曾经发生很剧烈的变化，火山和地震活动也是异常剧烈，这些都会对已经形成的岩石层的气密性产生影响。所以，震源的能量泄漏是不可避免的，但我们可以认为这个泄漏是天然的“本底漏率”，因为不可能再小于这个数字了。“本底漏率”在整个地球表面基本处于相同的水平，至少是相同的数量级。地表形态和土质的差别不会有明显的区别，因为对烷烃气体的密封基本不靠地表物质。

　　显然如果深度减小，地下气体积累的通道变长，积累困难加大，而泄露程度则会明显加大，就不利于气体的长期积累和高压状态的形成，因此，在20km这个深度上形成震源是最容易，可能性最大的。大自然没有智力，当然不会去思考并作出选择，但是让一种自然变化过程趋于最大稳定，则是自然界的普遍规律，自动形成不需要选择。现在，地球上无数次地震都给出这个很有规律的参数，我们可以认为地球表面，包括地下结构是均匀的，地球的体格是健康的。

　　而这个参数的形成也绝不是偶然的。C—H链理论认为烷烃的形成是地下高温高压对原子碳和原子氢进行高温高压合成的结果，此处我们不讨论这个过程只引用这个假设的结果。由于地球内部压力高所以气体只能向外逸散，根据C—H链理论对地下热力场的分析，20km左右地下平均温度应该在200摄氏度左右，相对合成区的高温而言，这里就算降为低温了，所以它的气体结构才能转为稳定，具备了存储的条件，这是一个十分重要的条件。至于这个部位为什么适合于气体储藏，就是说有较多的非致密结构，而上部却还有相对比较致密的结构防止气体逸散，就要涉及地球的形成过程了。

　　其次是烷烃气体的饱和度。在地下20公里的储气结构里，烷烃气体经过长时间的积累，逐渐达到一定的饱和度，就有可能引起爆炸，形成地震。从余震的产生，也可以说明地震需要烷烃气体达到饱和度才能发生。首震改变了局部结构，打通了与附近其它层的隔断，使得新鲜可燃气体再次在该空间快速积累，这部分气体被点燃，形成余震。

　　其三是氧的触发。气田点燃有多种可能性。通常氢含量高的可燃气体，遇到氧气（空气中的氧），在不需明火点燃的情况下就可产生爆炸，而氧是水在高温下的分解物，空气中氧含量已经满足氢和烷烃的燃爆条件。如果该假设成立，那么引爆条件就演化成岩层透水或者瓦斯逸出。这都是自然界最常见的现象。可以这么设想：地下气田中，烷烃与氢气的混和物积累到一定饱和度，具有强烈的爆炸倾向，就像一颗大地雷，但是由于气体的可压缩性，又是深埋于20km的地下，就像一个厚厚的储气钢瓶，在一定的条件下，比如压力过高，局部地裂逸出或某种形式的氧气突然侵入，都会引起这些物质爆炸，强烈的爆炸就是地震。

　　结束语：地震是自然界的一种现象，它发生的原因是唯一的，规律也是可以被掌握的。在人类不停的探索下，这个神秘的面纱即将被揭开。虽然在短时间里人类或许还不能对地震灾害作出有效的化解，但是认识到它的发生机制，是解决问题的关键步骤，让我们与天下有志者一起，共同迎接这一天的到来！

　　文/张恩学