张 炜 张肇诚
(中国地震局地震预测研究所,北京100036)
书刊评介
《地壳中的流体》一书介绍*
张 炜 张肇诚
(中国地震局地震预测研究所,北京100036)
俄罗斯基辛教授所著,张炜、占巴扎布翻译,张肇诚校编的《地壳中的流体:地球物理学和构造地质学问题》一书中译本于2014年5月由地震出版社在北京出版。该书的俄文版,于2009年在俄罗斯莫斯科由《科学》出版社出版。
著者基辛(КиссинИГ,英文名Kissin I G)是俄罗斯科学院大地物理研究所教授、资深研究员、著名的地震水文地质学家,国际知名学者。自20世纪60年代开始,他就从事水文地质学与地震学相结合的研究,是地震水文地质学新研究方向的提出者和首创者之一,发表学术论文230余篇和7部专著。他的《地震和地下水》(1982年)一书已于1986年被译成中文在我国出版(单修政译,张炜校,地震出版社)。20世纪80~90年代,基辛教授与我国地震地下流体领域的专家进行了多年广泛的学术交流与合作,并两次来华进行合作研究和讲学。
著者总结了多年来地壳流体参与地球物理和构造地质过程和这些过程对流体动态的影响的研究成果,讨论了广泛的问题,包括:流体在形成地壳的地震波和电性不均一性中的作用、流体系统在大陆固结地壳中的分布和典型特点、流体流和地球动力学过程的相互作用、地质介质变形对流体动态的影响等。对流体参与地震震源发展过程,流体对地壳变形特别是地震成因变形的反应给予了特别关注。在此基础上,提出了地壳地震活跃层变质成因模型的论证,讨论了它们相对于波导层和导电层的位置,总结了水文地球动力学地震前兆研究的成果和经验。全书共分七章,包含三部分基本内容。第一部分(第一、二、三章)介绍了地壳中深部流体(流体系统)的新资料,以及它们与地壳地球物理不均一性(波导层和导电层)的关系。第二部分(第四章)阐述了流体与地球动力学过程的相互作用。第三部分(第五、六、七章)把流体视作地壳内发展中的形变的指示器加以研究,并研究了地下水对地震孕育的反映(水文地球动力学前兆),探讨了地震前兆和震后效应及其形成机理等一系列问题。
地震预报探索和地下流体的研究涉及多学科领域的知识和科学问题。基辛教授以多年水文地质学的研究与地震监测实践为基础,以严谨的学术作风和科学态度,宽视野地汲取多学科,特别是岩石学、矿物学、地球物理学和构造地质学的知识及新成果,审视和讨论了地壳流体参与地球物理和构造运动过程的问题,本书是他多年研究的总结性著作。书的内容和实际资料丰富,以独联体国家(原苏联)地震流体及有关学科的进展与研究成果和多个实验场的观测资料为基础,以全球成果和资料为背景,较全面、详实、系统地对书中的内容和广泛的问题进行了阐述和讨论,其中包括一些一时难于解答的难题。著者集数十年的知识积累和思考,试图对这些问题加以解答和总结,因而具有很强的探索性,对一些一时难于解答的难题的看法甚至具有挑战性。这一探索风格对科学研究非常可贵,读者可以质疑、不同意、甚至反对某些观点,但可以从中得到启发,并用自己积累的知识和资料展开进一步的研究。译校者在工作过程中特别注意了准确译出著者对问题的观点、思路和语言表述方式(因为一些表述会有明确、婉转、含蓄等差异),以供读者了解。
书中对地震探索中的一些重要问题进行了深入探讨。例如,地下流体的作用是地学中关注和研究得较少的领域,本书利用近数十年来各国获得的深部钻探与探测资料及有关学科研究的成果,系统阐述了大陆固结地壳地下流体(流体系统)的分布、不同层位地下流体对地下各种作用过程的影响、列宾杰尔效应、渗流理论等。又如,孕震层问题是许多学科都在研究的问题,书中对深部流体在地壳电性和波速不均一性形成和震源孕育及发展过程中的作用进行了具体的分析和讨论,提出了地震活跃层(即孕震层)处于地壳的上部,并给出了它与地下流体系统和地球物理不均一性(高导电层、地震波速反向变化层、地震波高吸收层,以及深部温度结构反差地段等)的关系(分布位置)。再如,地震前兆复杂性是地震预报研究面对的实际难题,也是某些人否定地震预报可行性的重要理由,书中从介质的不均一性、地震孕育区应力-应变场的高度不均匀性、剪应力与岩石的抗剪强度值间的相互关系(可能有不同的复杂组合)、应变灵敏度和振动灵敏度,以及震源和前兆关系等多方面,从物理本质上论证了地震前兆复杂性的原因。全书对各种不均一性问题给予了特别关注,从宏观到微观,从综合到专题,讨论的一些问题颇具特色或引人注意。正是通过对地下流体诸多问题进行具体、深入的剖析研究,尽管很慢但逐渐地取得了进展,从而使我们逐步接近解决这些问题,并有理由对地震预报探索的前景持乐观的态度。
本书反映的科学思路与基本观点与我国的探索实践有许多共同之处,如对野外观测和实验场的重视、应力场变化和应力应变的机理、地壳的块体结构等;但又各具特色,俄罗斯科学家更注重物理机制的探讨。本书以地下水地球动力学观测方法为主,综合利用其他学科方法,进行各方面问题的研讨,并认为与其他观测方法具有共性。因而书中的科学思路、认识和一些新的成果与科学资料,不仅对地震流体学科的探索具有重要的参考价值,对相关的学科也有很好的参考意义。
本书的翻译和出版工作是在中国地震局、俄罗斯科学院大地物理研究所和著者本人、地震出版社和地震流体学科同仁,以及一些专家的大力支持和鼓励下,和在各方面的共同努力下完成的。本书涉及的专业范围很广,译文中难免会有不妥之处,欢迎读者指正。
(作者电子信箱,张炜、张肇诚:zhangs_zhang@hotmail.com)
P315.72;
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10.3969/j.issn.0235-4975.2014.07.008
2014-06-16。