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大地震的成因

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-09-24  浏览次数:12
核心提示:引言  空心玻璃器皿的制作过程说明了气可以改变和塑造热岩浆的形状,热岩浆内有气泡可以使之冷却后形成中空,变成空心玻璃器皿
 引言
  空心玻璃器皿的制作过程说明了气可以改变和塑造热岩浆的形状,热岩浆内有气泡可以使之冷却后

形成中空,变成空心玻璃器皿,由此可以推知,地球的岩浆冷却凝结成山或岩石层时内中包裹着气泡,

有气泡的地方凝固成形变成空洞,从而形成了现在的山洞和地下溶洞。推而广之,形成地震和火山的地

下热气洞也是由热气的作用而产生的。热气的长消、聚散造成了地质的活动,生成了各种各样的地质现

象。
1  地下热气与地壳的通孔结构的产生
1.1 高热气体的产生
  高热气体的产生主要有两种形式:第一,当高热岩浆流体物质处于高热离子形态时,各种物质无差

别地融为一体,当高热岩浆流体温度降到一定的程度,存在于高热流体的各种物质就会还原其气体形态

而被释放出来,形成高热的气体形态;第二,地壳底层下面的高热岩浆流体同其外与之相接触的物质发

生反应,或高热岩浆流体生成各种热气体物质之间发生反应,生成各种热气体化合物,形成高热气体形

态。举例,地壳底层下面的高热流体从几万摄氏度降到一千摄氏度左右时,其中的如H、O、C、CL、S等

物质就会还原其气体形态而被释放出来,这些物质之间或外面大气压压进来的物质与高热流体中的物质

在高温中又进行化学反应,生成其他化合物如H2 O、CO2、N2、HC、HCL、H2 S、HF等物质的气体形态。
1.2 地壳的通孔结构
  地球原来是一个火球,构成地球表面的高热流体物质同外面与之相接触的气体物质发生反应消耗热

量,并向外空间散发热量而逐渐冷却下来,凝结成坚硬的岩石层和较松软的土层相间的地壳。高热流体

从地球表面向里一层层往下逐渐由外到里层层冷却,凝结成新的岩石层或土层,这些冷却下来的新的岩

石层或土层共同构成了地球的地壳。此过程不断继续,地壳变得越来越厚。
  岩石层和土层相间的地壳总体上是一个疏松的中间满是蜂窝状的小孔和小空洞,并呈立体网状相连

的结构状态、可以上下通气。这种构造形成的原因主要有以下两种:
  第一,地壳下面正在冷却凝结转变成岩层或土层的热流体层,其外是较冷的岩土层,其内是高热流

体层,高热流体层的热量穿过正在岩土化的热流体层向外散发,遇到外面较冷的岩土层,一部分热又向

内折回来形成对流,使热气对流在高热流体层与较冷的岩土层之间反复进行,夹在中间的正在岩土化的

热流体层就象被蒸的馒头,中间形成满是蓬松的小孔立体网状结构的形状,可以内外通气,当其冷却凝

结成岩土层以后,这种形状就固定了下来。
  第二,正在岩土化的热流体中包含的气态物质没有被完全释放出来,在岩浆中形成大小不同的气泡

,冷却以后,在岩土层中有气泡的地方就形成了大小不同的气孔、空洞,可以上下通气,地下岩溶洞与

山洞也是这样形成的。
  即便是纯粹的岩石层,虽然质地坚硬、结构紧密,其中间仍然有众多的小空穴和小缝隙,使气体能

得以正常通行。
  这些一层层冷却下来的有通孔结构的岩石层和土层共同组成了有通孔结构的地壳,地壳的通孔构造

保证了地球内外的物质能量的正常交换。在地壳的长期演化中,由于地层的移动、推挤、抬升、变厚和

火山爆发等多种原因,使地质变形,有些地方地层的通气功能被削弱,甚至丧失通气功能,但地壳的总

体结构和通气功能不会有太大的改变。

4  地下热气在大地震的形成过程中的作用
4.1 大地震的源头 
  大地震的源头是地层深处含有各种热气体的大热气泡,没有形成火山转而引发大地震。
大地震的形成 
  大地震的形成主要有两种,一是地下大热气泡在膨胀扩大中发生爆炸而产生大地震;二是地下大热

气泡在降温收缩的过程中,大热气泡上面的岩石层拱顶坍塌而发生大地震。
4.2.1大热气泡的膨胀爆炸
  地壳下面高热岩浆流体层不断向其外面散发热量,并与周围的气体物质进行各种热反应生成高热气

体,在强大热力的推动下,高热气体向上推动正在岩石化的软岩石层而在其中形成热气泡,或在因岩石

层运动形成拱洞的地方聚集形成热气泡,下面活跃的高热岩浆流体生成的各种高热气体不断充实这些已

形成的热气泡,并继续加热,使其不断地向周围膨胀,扩大空间,经过长期的积累,或多个热气泡合并

,最终形成具有巨大能量的大热气泡,大热气泡里的气体很多是易燃易爆的各种气体化合物,并处于高

热高压状态,使得大热气泡就象一个大火药库,准备向地面继续扩张喷发火山。但是,由于一些因素影

响,没有爆发火山之前就发生爆炸,造成地面大面积山体坍塌,形成大地震。
  在大热气泡膨胀时期发生爆炸引起大地震的这种情况并不多,主要发生在地壳的深层部位,这种情

况不是大地震的主要形式。
4.2.2大热气泡的岩石层拱顶的坍塌爆炸
  准备喷发火山的地下大热气泡,由于地热的消耗,即高热流体物质不断向外散热而使地层温度逐渐

降低,原来的高热岩浆流体层随着温度的逐步降低而相应地岩石化,大热气泡的洞壁也因岩石化而逐渐

固定下来,泡里的高热气体也因周围温度的逐渐降低而相应地降低,其受到来自下面的热量和热气的补

充也在逐渐减少,使大热气泡里的热气膨胀力大大减小,从而使本来要发生火山的大热气泡逐渐转变成

引发大地震的大热气洞。
  当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力等于其上面的地层的压力时,地

壳处于平衡状态之中,相反,当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力小于其

上面的地层的压力达到一定的程度时,大热气泡的拱顶上的岩石层就会断裂,坍塌入泡中,引起热气爆

炸,造成地震。
  具体来说,大热气泡拱顶的岩石层对压力的承受力、气泡里热气体的膨胀力和气泡上面地层的压力

,这三个力中,气泡里热气体的膨胀力是最大的变量,它的变化是大热气泡拱顶岩石层是否发生坍塌的

关键因素。例如,当大热气泡为爆发火山而准备的时候,气泡里的气体温度高达几千甚至上万摄氏度,

经过较长时间的演化,地热的消退,大热气泡周围的地层与泡中气体的温度降到300----500摄氏度时,

泡里热气体的膨胀力就大大减少了。当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力

小于其上面的地层的压力达到一定的程度时,由于地壳地质运动等一些诱发因素影响,使大热气泡拱顶

上的岩石层发生断裂,坍塌入泡中,泡内处于高压的大热气团突然受到上面厚厚地层坍塌的强大压力的

冲击,引发大热气团的强烈大爆炸,造成大地震(大热气泡里处于高压的由各种气体混合而成的易燃易

爆的大热气团,虽然温度已降到几百摄氏度,仍然象个巨大的火药库,具有相当巨大的能量)。
  这种大地震一般发生在地壳的中部或中上部位,是大地震的主要形式。
余震的产生
  处于地层深处的大热气泡,其中大热气团的爆炸也没能冲开上面厚厚的地层,只造成地层更大面积

的坍塌,爆炸的热气团有一部分气体因爆炸而从坍陷的岩层断裂带的缝隙间喷出,或被分散到被炸松的

泥土层中。但大部分的热气体被因爆炸而陷落的更大量的坍塌物盖压住,缩成高压热气团,高压热气团

在强大的压力冲击下,又发生爆炸,几经反复,从而形成多次较大的余震;有的引起大地震的大热气泡

周围也有较大的热气泡,大地震的爆发的强大冲击力使其周围的较大的热气泡也受影响而发生爆炸,引

发新地震,形成所谓的余震;有的余震是被炸断的岩石层进行重新调整位置而形成的。
4.4 大地震的分布
  大地震是由孕育火山的大热气泡转变过来的,火山的理论分布区也就是大地震的分布区。
  具体来说,地面上凡是有大高原或大山脉的地区,都是大地震的分布区。
天坑或“陨石坑”的产生
  某个地面向下坍塌而出现的大井坑,谓称天坑,也可称之微型地震。天坑产生的原因是,地热因不

断散耗而向地心退去,使地热气向上的推动力减弱,对液体层的液体物质的推动力也减弱,造成地下水

位、石油和天燃气储藏位的下降,最直接的反应是,地下水位的下降,使原储存地下水的充满孔隙的疏

松的土层因缺水而出现空洞和能游动的软泥土,引起上面土块下陷弥补地下空间而出现天坑。
  月球表面上坑坑洼洼的“陨石坑”并不是真正的陨石坑,即不是陨石撞击而形成的坑,实际上,就

象地球上的天坑,是月球地面的地块向下坍塌而成。其原理与地球上的天坑的发生一样,都是由地热向

地心退缩,地热气向上的推动力减弱而引起。在月球上,不仅只是地下水位、石油和天燃气储藏位下降

,并且,地上的湖、河、海的水全部退缩到月球的地壳里面,造成地面无水。月球的今天就是地球的明

天。
5  结语
  纷繁多变的地质活动和现象,都是地下热气发生作用的结果,地下热气的消长是地球地质运动和变

化的主要原因。地球地质的运动,如地壳的地质构造、火山、地下溶洞和山洞、大地震等地质运动,地

下热气都直接参与其中,没有地热气的作用,就没有这些现象的发生。地热气的耗散是地球与其外宇宙

进行物质能量交换的结果,地热气耗散的过程也是地球从生产、发展到消亡的不可避免的自然过程,当

今,石油、天燃气和深矿石的大量开采,加快了地热能的消耗,增速了地热气消耗的自然过程,地热气

力量减弱增速,地壳的地层增厚的速度就变快,地球加快进入了一个火山减少而地震多发的时期。
  
  参考文献:
[1] 林学钰等编著.现代水文地质学[M].北京:地质出版社,2005. 
[2] 宋春青等编著.地质学基础[M].北京:地质出版社,1996.
[3] 沈春康主编.大气热力学[M].北京:气象出版社,1983.
[4] 贾月梅主编.流体力学[M].北京:国防工业出版社,2006. 
[5] 马宗晋等.1966 -1977 年中国九大地震[M].北京:地震出版社,1982,44.
[6] 耿庆国.旱震关系与大地震中期预报[J].中国科学,1984,7.
 
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