震源来客

转自嵇少丞科学网博客

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嵇少丞 构造地质学科普系列之18

地震发生时岩石首先发生剪切错动、并由此同震断裂向外传播的地方称之为震源， 它是岩石内部积聚已久的弹性应变能量开始释放的原点，最早的地震波由此点向四面八方传播。

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1. 震源示意图（来自网络）

必须指出，天然地震有别于地下人工实验的核爆炸，后者的膨胀波是从一个点向外几乎均匀地发射、传播，而岩石剪切断裂产生的地震就像撕布或撕纸，地震波源源不断地从前进的破裂点向四面八方传播,直到断裂停止错动为止。例如， 汶川地震的同震破裂起于映秀、终于青川， 长达250公里，用了约80秒，即断裂传播速度约为3.1 km/s, 是空气中声速的9倍。所以，由地震造成的破坏烈度不能以震中画同心圆，以为越向外烈度越低，损失越小。汶川地震后，这样错误的图件一度曾误导救灾，教训是沉重的。

汶川地震的震源位于地下约19公里，位于震源的岩石目前我们还无法获得，因为人类尚无法钻这么深的井。

但是，古地震的震源的岩石有可能因构造抬升和剥蚀联合作用而出露地表，为地质学家观察、采样、化验、研究提供良机。

震源岩石是制造地震的工厂，它们具有一个共同特点，那就是岩石都十分破碎。岩石受到高速摩擦，发生破裂、破裂、再破裂，摩擦、摩擦、再摩擦，岩石摩成细粉，有的碎块甚至不到几个微米。更为重要的是，由于岩石的热传导系数不高，高速摩擦使岩石急剧升温，温度甚至达到岩石的熔点，那些含水的、熔点较低的矿物首先融化，形成熔浆，与那些难熔的碎裂岩粉粘胶一起，发生流动，挤进地震形成的脆性张裂隙或张-剪性破裂之中。

假熔岩的结构就像花生糖，难熔的碎裂岩粉或岩块好比花生米，在糖浆（熔浆）中翻滚。

地震后，摩擦熔浆迅速冷却，形成黑色的、貌似火山熔岩的构造岩，称之为假熔岩，因为它毕竟不是真的火山熔岩，而是由构造摩擦作用造成的部分熔浆的岩石。

假熔岩是来自震源的“客人”，在地表较为罕见，有的人搞了一辈子地质没有见过假熔岩长啥模样。

世界上许多地质学家对之做过研究，发表了不少文章。旅居日本的华人教授林爱民博士在这方面就做出自己的成绩。

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2. 假熔岩(黑色部分)与花岗岩的碎裂 (嵇少丞的照片）

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3. 假熔岩(黑色部分)与花岗岩片麻岩的碎裂（嵇少丞的照片）

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4. 显微镜下的假熔岩（非晶质与碎裂岩的部分)

目前，地表露头所发现的假熔岩几乎全部是由震源深度不超过60公里的浅源地震形成的。震源深度60－300公里的中源地震和震源深度300-720公里的深源地震的震源岩石，尚没有确切报道。迄今发现的榴辉岩或橄榄岩中的假熔岩，也应该形成于不到60公里的深度。

笔者在广东云开大山和云南高黎贡山考察时皆见到过假熔岩。在中国大陆超深钻的岩芯中，笔者也发现过假熔岩。笔者在加拿大一些构造断裂带特别是Grenville Tectonic Front发现过大量的假熔岩，最近的假熔岩距我家才20公里， 我常带学生和来访的外国同事去参观，我们还组织过研讨会和地质旅游。

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5. 显微镜下的假熔岩（黑色部分)(网络照片）

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6. 假熔岩脉（网络照片）

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7. 显微镜下的假熔岩（网络照片）

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8. 假熔岩脉（网络照片）

假熔岩也常见于陨石冲击坑，有时候还可以找到超高压矿物如柯石英或斯石英。斯石英常被作为鉴别陨石冲击坑的可靠标志，陨石冲击地面被认为是地史上恐龙或其它生物灭绝的主要原因之一。

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9. 南非Vredefort陨石坑的假熔岩（黑色）,普通游客没有意识到他们的脚下有这么多、十分罕见的假熔岩（网络照片: http://www.panoramio.com/user/2999248?with_photo_id=20333345）