明 ? 華北挑戰更嚴峻

[摘要] " "明朝遷都北京后，面臨的挑戰更嚴峻：靠近了邊境、離開了母親河、掉進了地震帶，對后世影響深遠。華北地區進入第3次地震高發期（1484—1730）。地震活動主要受制于兩條活動地震帶?NE向的唐山—磁縣帶和NW向的張家口—蓬萊帶。這對共軛斷裂形成于統一的構造應力場中，是一組走向不同、剪切方向相反的交叉剪切帶。共軛斷裂的存在，使地震活動的多樣性更加突出，模擬實驗和野外觀測研究了它的力學機制。歐亞大陸的破裂網絡也顯示了以NE向和NW向為主的構架，對地震破裂的應力轉化和前兆分析具有指導意義。

[關鍵詞] 遷都北京; 張家口—蓬萊地震帶; 共軛斷裂; 破裂網絡

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2024-141

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0 "引言

明朝（1368—1644）與西方的文藝復興處于完全相同的歷史時期。

東西方思想交流的第一人是利瑪竇（Matteo Ricci）和徐光啟（1562—1633，圖1）。前者在1601年向中國傳入了現代科學的思想，后者畢生致力于數學、天文、歷法和水利等方面的研究，還與西方傳教士熊三拔、畢方濟、龍華民等人有過合作。

除撰寫《農政全書》外，徐光啟在1606年后陸續把歐幾里得的《幾何原本》、球面和平面三角學介紹到中國，播下了嚴謹的演繹邏輯和實驗研究為基礎的現代科學的種子，改變了中國幾千年實用性的研究習慣和發展方向。

遷都北京，在華北面臨更為嚴峻的挑戰，對后世影響深遠。

1 "明朝的地震與遷都

從明朝開始，華北地區進入第3次地震高發期（1484—1730）。同期的社會大事件一并列于圖2。

最嚴重的一次災情是1556年華縣8.3級地震。它不是一次孤立的地震，主震發生在2月2日的零時，震中烈度高達XI度， 3個小時后又在西60 km外的閻良發生7.5級地震，加劇了災害。史載黃河堤堰崩壞，河流直與岸平，每漲輒入城門。83萬人員遇難成為全球首位的大災難。大震前的1501年正月初一，在陜西朝邑（距華縣北約20 km）有過一次7級地震。大震后的1568年又在臨潼北側的高陵發生7級強震。

親歷這次地震的秦可大，在1617 字的《地震記》中詳述了災情和逃生體驗，可謂中國地震學史的首篇文章。

不過從歷史影響上看，跌宕起伏最厲害的事件還是首都從南京往北京的搬遷。若不是地震幫的忙，還不一定在哪兒修紫禁城呢！

朱元璋上臺，很快就暴露出他文化缺失的弱點：其一、判斷不了政治上的利弊得失，中國歷史延續千年的宰相制被他首次取消，實行相權和君權的合二為一，要求各地的民政、司法、軍事三大職權直接對他個人負責，建立錦衣衛和東西廠的嚴酷特務系統。一手遮天、妄議治罪，短短13年就曾殺掉十幾萬人。我國“封建專制主義經過以前一千幾百年的發展，到了朱元璋的時候，形成了一個歷史上從來沒有過的高度中央集權制的政治系統”[3]。其二、陷入事無巨細的文牘主義。吳晗先生給他做過統計：僅1384年的一個8天之內他就收到1666件文件、要處理3391件事情，平均每天要看200多份文件、處理400多件事情，每一兩分鐘就要下一道圣旨。

老虎能打盹，朱皇帝連打盹都不行，否則地球該不轉了！重任之下，只好抓一點自己半懂不懂的典故去嚇唬別人。但有一點，西周的“防民之口，甚于防川；川壅而潰，傷人必眾” 的典故，春秋戰國的“上有所好，下必甚焉”的典故，他是不喜歡的，朱氏皇子也這樣，直到滅亡。

于是，明朝的那些事，史家經常說不清。

更別提明朝的遷都，千秋功過皆在青史[3-4]。

京師，國之中心。若非生死存亡，是不會輕易搬遷的。自公元前14世紀的盤庚遷殷算起，中國的遷都有過多次：周平王東遷洛陽、秦孝公遷咸陽、北魏南遷洛陽、金國南遷中都（房山周口店）、元朝南遷大都，以后就是明清分別遷都北京（圖3）。世界各國也都有過，但一個基本的、共同的常識是不會違背的?逐水而居。

在明太祖朱元璋1368年定都金陵（南京）已經穩定了近40年，長安、洛陽、太原、開封、臨濠（今鳳陽）、北京的備選方案都已經淘汰之后，不知道剛登基的燕王朱棣是怎么想的，于1403年突然宣布要“以北平為北京”，荒唐地想依靠一條小小的永定河水而居，但又讓“北平為行在”以備巡守之用，朝廷內外大遭詬病。龍顏大怒，宣布“言事者謗訕，下詔嚴禁之，犯者不赦”，遂把好言相勸的禮部主事蕭儀殺掉。就這樣，蕭瑟秋風易水寒了十幾年，北京的建都是在1417年才全面啟動的[4]。

苛政之下，山西、直隸、蘇州、浙江、山東、湖廣等地的富民、流民和罪人被強迫遷徙北京，征調百萬軍民修運河建長城、北運糧食木材、耗盡國庫資源等等不一而足。雖然1421年強行完成了遷都北京，但是，南京作為一個中央級的政治中心并沒有廢除，明朝從此實行了兩京制度。隨后，成祖朱棣又執拗地進行了第3、4、5次對蒙古征戰，無功而返，1424年死于榆木川。1421年4月就在紫禁城剛建百日，奉天、華蓋、謹身三大殿遭雷擊起火被焚，次年的乾清宮再遭火災……九州大地，天怨人怒，直指朱棣。

如史家評論：遷都北京既乏崇高宏偉之政治理想，又造成民命不堪的結果[5]。

朱棣去世后的第10天，仁宗（朱高熾）即位，立刻停止了遷都。下詔：決意復都南京，取消了為北京采辦木材等全都事務，停止了講不清楚的鄭和下西洋等事項。認定回鑾南京系“四方仰咸南京”，命皇子（明宣帝）繼續執行。

沒想到，就在這扭轉乾坤的關鍵時刻，地震鬧事了！

南京地區過去不是、現在也不是地震活動區。

自公元162年至今，僅在距南京80 km的溧陽于1979年7月9日發生過一次6級地震，而在南通、無錫、揚州、常州等地發生的零星、罕見的地震，最大也不過5級左右。按今日的研究：該區的地殼運動強度較弱、地震活動性不強，不存在發生特大地震的構造條件，未來可能發生的地震強度也就在中等或中等以下[6]。

多好的金陵呀！

當然，清末的南京也有過地動。那是1853年3月19日太平天國攻占南京不久的4月14日，南黃海地區發生6.5級地震，到4月23日又發生過2次6級強余震，南京有感，人皆立足不住，抱柱以待，屋瓦門環俱瑯瑯然鳴，滿城驚恐。為穩定農民軍心，天王洪秀全還曾頒布了《地震詔》：地轉實為新地兆，天旋永立新天朝。軍行速追誥放膽，京守嚴巡滅叛逃。一統江山圖已到，胞們寬心任逍遙（《洪秀全選集》）。

不過，明朝的當年卻很不同。

1425年3月16日安徽六安發生了5.8級地震，距震中約230 km的南京也有微弱震感。

儒雅的仁宗扛不住了，慌忙下詔：天人感應之機，神矣！ 惟明君必敬天于所示警。諭廷臣曰：南京國家根本之地，災異如此，天戒可畏。已停止下西洋的鄭和水軍改成“陸軍”，受命領下屬官軍守備南京以防萬一。

仁宗在位僅10個月，南京在1425年（洪熙元年）的前5個月，就感受到30余次的地動[5]。直到1426—1430年間，南京有震感的次數不減，據《明史》記載：南京地震，凡四十有二；南京地震者九；復震者十……其實，全是些沒啥了不起的晃動，不過是六安地震的余震活動罷了。但相比于明太祖到成祖的57年間僅遇到7次有感地震，明仁宗期間卻承受了39次地震晃動，宣帝在位10年間經歷了35次的有感地震，實在天壤之別。

在天譴觀的沉鐘利劍之下，君臣百官膽戰心驚，人心惶惶。

年僅9歲的英宗在1436年即位后，輔佐大臣們代他于1440年匆匆頒詔：大赦天下，定都北京。

皇親國戚競相逃跑，直奔北京。哪怕明太祖朱元璋的孝陵被孤零零地丟在了南京。

2 "定都北京的三大軟肋

或許，輿情習慣于按照自己的善良愿望去理解歷史，不宵理會學術界的相左觀點。不過，以史為鏡可以知興替，定都北京所帶來的問題遠沒那么簡單，這里說的三大軟肋只不過是一部分。

2.1 "靠近了邊境

史學家強調：明朝和蒙古的關系始終是敵對的，從明朝建立到滅亡，一直如此[3]。

從唐朝公元755年安史之亂算起，大同北京一帶的“燕云十六州”已經丟失，被蒙古統治了600多年（歷經五代、宋、遼、金、元），連岳飛抗金都沒能收回的統一是由明太祖朱元璋和燕王朱棣實現的。所以傳統觀念認定，定都北京是因其地理及戰略位置重要，皇上圣明，上順天心，下從民望。

然而，重要之地和建都京師，完全是兩碼事！

歷史上有過深刻教訓：北京靠近了邊境，缺乏戰略縱深，容易受到攻擊。

當元軍退回蒙古后，改稱北元，仍保持著軍事力量。剛剛宣布遷都的英宗還沒坐穩兩天，就在1449年的“土木之變” 中當了瓦刺的俘虜；代宗的景泰1450年，北京城被蒙軍包圍；明武宗1517年的陽和之戰中，再次受困；嘉靖1550年以后北京兩度被敵入侵；崇禎1628年以后更是年年戒嚴，天天怕胡虜。而江南發達地區，又因為日夜轉運物資到北京已被搞得疲憊至極，大量金錢浪費在漕運上。最終，1644年滿清入關占領北京，明朝亡。

近代史中，1860年英法聯軍火燒圓明園和1900年八國聯軍，都是經過大沽很快抵京的，更有1937年的日軍占領和20世紀60年代的蘇軍壓境，北京都必須搞大規模地撤離……其脆弱性，不言自明。

明朝的應對辦法是搞移民、劃邊界、修長城。

比如河套地區本來就人煙稀少，卻為修長城而駐軍約7萬余人，1739年平羅8級地震，人員死亡6.5萬以上，很多為駐軍，長城受損后再投銀兩、再修建。明世宗嘉靖皇帝，因為懼怕韃靼和瓦剌軍從南側迂回北京，甚至還要征用直隸8縣民工兩千多人，在太行山的石家莊以南繼續修建內長城……至于北京，不僅紫禁城已經有了高城墻，1550年還要再建北京外城，連近在咫尺的居庸關也要再修長城，認定十幾個皇帝的陵墓放在長城腳下才安全……就這樣，明長城從鴨綠江邊的虎山一直修到嘉峪關，總長8852 km；從1381年修到1620年，延續239年，耗費了全國大量的人力物力財力，卻無實效（圖4）。

北方建都的最大困難是糧食不能自給、材料不能自足。為了維持北京龐大的官僚機構、宮廷皇室以及京軍和邊軍的用度，每年必須從江南運輸大量物資到北京，訴苦奏章多如牛毛：京師歲用糧五百萬石，今江南歲運裁三百余萬，而不足以供；百姓剝樹皮，掘草根以食。老幼流移，顛踣道路，賣妻鬻子以求茍活[5]，國家的財力消耗殆盡……

這個歷史包袱至今存在，北京地區的衣食仍然要靠江南諸省來支撐。

2.2 "離開了母親河

北京和中東、地中海、非洲撒哈拉、美國的西部一樣，干旱。

這些地區都位于地球的大氣環流造成的中緯度干旱帶，絕非人力能改變。這個干旱帶，目前還在不斷加劇和向南推移著。按照聯合國發展署2017年對全球人均淡水擁有量和使用量的評估[7]，中國和非洲的肯尼亞、加納等極少數國家都在“匱乏”之列，北京尤甚（圖5）。

朱棣沒招了，只能挖運河：把全長約1794 km的京杭運河挖深、加寬、加長，讓南方的漕運直達通州，一并緩解水荒（相當今日的南水北調的“東線”）。但凡天旱水涸，水運終止，北京就要靠地下水的開采來救急。這里終年運糧的官軍達12萬人，整治和包圍著運河沿岸，又花費了大量錢財，直到清朝也如此。

再一個辦法就是壓縮京城人口（疏解首都功能的政策早在元朝就采取過），以壓低用水量。修城要“移民來”，建好要“遣民走”，皇帝的這點小把戲，老百姓早就看穿。北京在金朝102萬人，元朝壓低到40萬人，明朝一直嚴控在67～80萬人，各種嚴厲的手段都采用過，引發過各種社會矛盾。上述問題，在遷都的前前后后一直有官員們指出，但一直被壓制和誅殺。

北京的供水，從宋朝公元1200年到清朝1911年的700余年間，只需要從蓮花池到白浮泉，即北京城區范圍內的采水就夠了（圖6）。民國時期北京常住人口約120萬，1949年前達到203萬，建國后增至420萬，2019年高達2154萬人。靠涓涓細流的永定河、薊運河、潮白河、北運河和拒馬河這5條水系的供應是遠遠不夠的，官廳、十三陵、白河堡、密云水庫也不夠……

在2014年南水北調的 “中線”工程之前，僅全年外地來京的人口就已經超過1億5000萬人次（國家統計局，2016），把內蒙、河北、天津、山西水庫的淡水都喝光了還不夠[8]。2014 年從“中線”調來南水之后，主要不是解決工農業生產用水，而是北京和干渠附近居民的生活用水[9-10]，城市地下水位雖然有了明顯回升，但是華北平原農業區的地下水位仍呈快速下降趨勢，繼續引發地面沉降、地裂縫、濕地退化、海水入侵等一系列環境地質問題。若漢江的丹江口水庫在補充了長江水之后調水量再不夠，也許要提出海水淡化的辦法?但愿是最后一步，盡管太平洋足夠大！

北京地區對水資源的消耗量已經超過了生態環境所能承載的范圍，處于一種相對不可持續狀態，地下水位的大幅下降已經到了觸目驚心的地步。在氣候變暖、海平面上升的背景下，河北一些地區的地下水位已經低于海平面，降幅高達90 ～110 m[10]，二者水位差的加大勢必導致海水向陸地的猛烈浸入和倒灌，河北平原的鹽堿化將更為嚴重。

地震系統的監測工作也受到嚴重影響?地下水具有深部連通性好和不可壓縮的優點，對地應力的變化反應十分敏感，是地震監測的一項重要手段。1966年邢臺地震后，已經在首都圈建好了地下水觀測和深井監測網。但是隨著北京地下水環境的破壞，大量的地震監測井被迫廢棄，甚至極為寶貴的連續幾十年的觀測數據也戛然中斷，無法補救。這就直接損害了對首都圈的地震監測和預報。

另一個問題，調水并非是百利的，也存在對原生態環境的負面影響。比如，調水工程會引起海水入侵、河流水質下降、輸水系統泥沙淤積、水生生物系統破壞、大面積土地淹沒以及非自愿性移民[11]。此外，華北地區的工農業用水需求過旺，而黃河水資源的總量不到長江的7%，人均水資源只有全國平均值的1/5，遠低于國際公認的極度缺水標準人均500 m3/a。這些情況，公眾需要了解、政府部門需要采取措施。

2.3 "掉進了地震帶

明英宗（朱祁鎮）違背了父親仁宗“復都南京”的遺囑，本想逃避南京的地震，卻掉進了北京的強地震帶（圖7）。

就以1440年頒昭之后算起，除銀川—南北帶和汾渭裂谷兩個傳統的地震帶之外，北京—渤海一線密集發生了地震，尤以1679年三河8級地震、1730年圓明園6.5級大震最為嚴重……

英宗去世不久，1484年居庸關便發生6.8級地震?北京地區自公元294年以來的最大地震。而前一年的4月和8月，已經在張家口和宣化分別發生了4.8級和3.5級地震[12]。宣化地裂，涌沙出水。密云、古北口一帶城垣、墩臺、驛堡潰裂多損，不可勝計，人有壓死者。更糟糕的是，竟破壞了祖先的皇陵?成祖朱棣的長陵、仁宗的獻陵、宣宗的景陵和英宗的裕陵，嚇得憲宗（英宗兒子）立刻省躬修德，宣告“地震京師，上天示戒，可謂至矣”（《明憲宗實錄》卷二四九），匆匆投入軍士二千余人修葺各處[13]。只怕南京孝陵的太祖問起：大年初二竟震壞祖墳，是你們遷京有功，還是遭報應？恐無以作答。

就這樣，華北地區第3次地震高發期便從1484年的居庸關地震啟步了，直到清朝1730年雍正的圓明園發生的6.5級地震，其活動水平和危險程度遠不是南京地區能比的。

華北地區的第4次地震高發期從1815年平陸（三門峽）6.8級地震起步，至今尚未結束。目前北京的高危險區并不在市區，而是在東南部[14-15]，即NW向的南口—孫河斷裂與NE向的小湯山、高麗營、順義等幾個斷裂的交匯部位（圖8）。圖中1057年（疑難）地震的參數取自文獻[16]。

3 "地震帶和破裂網絡

3.1 "華北地區的地震

一般來說，地震活動主要發生在板塊邊界或活斷層上，但這不是問題的全部。

北京及鄰區的地震活動如滿天星般的復雜，忽略零散的小震后，歸納出3條地震密集帶是可以站住腳的：NE方向延伸的汾渭裂谷帶和河北平原帶（即唐山—磁縣帶），NW方向延伸的燕山—渤海帶（即張家口—蓬萊帶）。鑒于汾渭裂谷帶的地震活動基本上是個獨立系統，本文關注的重點是后二者。圖9的震中分布基于MAPSIS數據庫，歷史地震的震源破裂面走向取自文獻[17]。

沿著唐山—磁縣一線回溯歷史，除卻1830年的磁縣地震外，一直沒有發生過強震。即便是宋朝的河北地震，也只發生在滄縣斷裂的東側（如1057年寶坻、1068年和1144年的強震）。長期以來，滄東斷裂被視為一條重要的構造分界線并非沒有道理。

麻煩出現在1966年。

邢臺3月8日凌晨發生地震，損失很重，地震學家措手不及。很快，又在不遠的河間縣發生1967年的6.3級地震，再次致災。只是在這個時候，專家們頓然驚醒了：河北南部1830年的磁縣地震正在向著東北方向一步步地遷移和發展著！果然，后來發生了1969年渤海地震、1975年海城地震和1976年的唐山地震。

這意味著?河北中部應該有一條隱伏的、尚未被發現的NE向新生代構造，后來被證實。

人們自然的反應是：危險還會繼續向東北方向發展嗎？沈陽、哈爾濱甚至海參崴，也會鬧個天翻地覆嗎？

不會的。

當年，發現了一個細節：海城地震的破裂面已經停止向NE方向發展了，震源機制已經由 NE方向轉成垂直的NW方向。唐山地震的主破裂面雖然仍在NE方向，但是等震線存在一條明顯的NW分量，并造成了北京1280萬m2的房屋受損、198人死亡，特別是一些余震也轉向北京發展了！這條NW向的小震密集帶，延伸80 km以上。最后，唐山地震的一個多月后的9月23日，NW向張家口—蓬萊地震帶的西端延長?內蒙磴口，發生了6.2級強地震。

這些，就是共軛斷裂系統的表現。釋懷了NE方向的擔憂。

3.2 "張家口—蓬萊地震帶

研究這個地震帶存在難點：覆蓋層太厚，構造復雜。

燕山南麓的沉積蓋層厚達三四千米，連同渤海水域一起掩蓋了結晶基底的斷裂分布，不能夠像汾渭裂谷帶那樣可以做直觀的地質調查和采樣。在早期的地震區劃中，唐山被誤劃成不需要設防的Ⅵ度區，1976年的大震卻是Ⅺ度，甚至在外圍的Ⅶ～Ⅷ度區里都發生了嚴重的土壤液化，大量工程結構和基礎設施遭破壞，實為慘痛教訓。

1981年，鄭炳華等[18]的研究受到關注，根據1679年、1969年和1976年3次大地震的余震分布，他們推斷這里是一條NW走向的構造帶，其新生代斷陷盆地的雁行排列，反映出左旋剪切力的作用（圖10），還推斷出它的形成時代是早遠古代末（約20億年）。

一系列的后續研究深化了認識。

利用高精度的重力和沉積層資料，對12層沉積層的影響逐一做了扣除[19-20]，獲得了深部剩余重力異常分布（圖11），50 mGal以上的正異常區反映著上地幔物質的上涌部位，它對冀中坳陷的拉張和張蓬斷裂帶的左旋走滑起到至關重要作用。地熱學發現[21]，除張蓬地震帶中東部地區以外，大多數地震均發生在地溫梯度較小的地方，5～15 km深度的溫度約為200～300℃ （圖12）。與實驗室地殼巖石脆-塑性變形過渡區的溫度測量值相當，表明華北地區的地震多發生在地殼脆-塑性變形過渡區。地質學指出，中國東部的拉張運動導致斷陷盆地的出現是一個普遍現象，晚第三紀至第四紀期間裂陷作用的一個特點便是出現了NW向斷裂的活動和小型裂陷的發育。

鑒于張家口—蓬萊活動構造的重要地位，地質學家馬杏垣在1987年將它劃為華北板塊北界的一段[22]。

由此，引出一個新問題：它是一條完整的NW走向的深大斷裂嗎？

否定的回答，令人詫異。

研究表明：這條斷裂帶并不是一條獨立的、連續的構造帶，本是早遠古時期的一個基底弱化帶，由近20條NW至NW-W方向的、斷斷續續的斷裂所組成（圖10），它們的新生代活動是從中部向兩側發展的，又被若干條NE向斷裂切割成5個構造段?張北、南口、天津、渤海和蓬萊段，地震活動也主要集中在這些地段。NE和NW向的斷裂都可能發生強地震，只不過NE向的斷裂發生的地震強度較大[23] 。它的某些構造段與上地幔存在緊密關系（圖11，圖12），但在整體上還不是一條貫通殼幔的深大斷裂。

第三個，也是更深刻的新問題：

NW走向的張家口—蓬萊斷裂帶和NE走向的唐山—磁縣斷裂帶存在共性：它們都不是一條完整而獨立的、連續的斷裂，于是就不能套用傳統的、單一斷層面的概念去認識。但是，它們現今又都出現了強烈的地震活動，具有新生代活動斷裂的特征。

承認這個現實就必須接受另一個概念?兩條幾乎正交的活動構造帶構成了華北地區的一對共軛剪切帶（conjugated shear zone），彼此交匯、互相影響，控制著全區。

力學上， NE向條帶具有右旋剪切機制、NW向條帶表現出左旋剪切機制，這完全符合華北地殼應力場中的兩個最大共扼剪切力的耦合方向。于是，共軛斷裂的微結構自然會以某種自組織的形式存在于更小的，甚至微小的巖體內，老斷層可能引發新地震，新地震也會激活老斷層甚至形成新斷面，先存斷層并不是決定地震發生的唯一條件，因為這里的地震多發生在地殼的脆-塑性變形過渡區，深部的斷層結構已經被軟化和半熔融。因此，該區的應力結構類型（stress regime）就必然會十分雜亂，矛盾多多，不易處理。

一句話，共軛斷裂很可能是華北地震活動的一個基本特征，它與青藏地區的活動斷塊十分不同，那里的斷塊有完整的內部結構、四周深大斷裂、地震機理基本一致。

3.3 "共軛斷裂

共軛斷裂（conjugate fracture）又稱共軛剪切，是在統一的構造應力場作用下形成的兩組方向不同、剪切方向相反的交叉剪切帶。實驗表明，共軛的兩組斷裂（一個稱控震斷裂，一個稱發震斷裂）的形成可以有先有后，發育的程度也可以不等，地震活動的多樣性更加突出 [24-25]：

● 地震可以發生在縱向斷裂上，也可以在橫向斷裂上，還會同時出現破裂（1966邢臺、1974年永善、1975年海城、1976年唐山）。任何一個斷層的破裂，既可以是單側的，也可以是雙側的。

● 發生在單一斷層上地震，其等震線大多呈簡單的橢圓形分布。但是發生在共軛斷裂上的地震則不同，其等震線的形狀是向兩個方向延伸的?分別對應著主、次破裂。這一點，可為震后速判提供一個重要信息。圖13給出了共軛破裂的3個典型震例，分別是單獨的一次地震[26]；簡單的主余震[27]；復雜斷裂系統的雙主震[28]。

● 共軛斷裂是雙主震和強震復發的構造基礎，時間間隔會因地而異。比如1303年和1695年臨汾兩次8級左右的大震；1937年菏澤的7級和6.8級地震，相隔14小時；1941年耿馬和瀾滄的兩次7級地震，相隔7個月；1976年鹽源的6.7級和6.4級地震，相隔36天；1976年龍陵7.3級和7.4級地震，僅相隔1個半小時。兩次地震的震中之所以能夠出現在非常近的地點，不是因為應變能出現了迅速積累和再次釋放，而是因為兩次破裂是發生在共軛斷裂的不同剪切面上，震源體積存在部分的重合，宏觀上表現出“重復”的現象。

● 共軛斷裂會發生在同一個地震序列中，它們的先后破裂起著相互抑制、互為補償的作用。比如1976年7.8級唐山地震的發震斷裂是NE向，隨后的3次強余震（1976年漢沽6.2級、寧河6.9級和1977年漢沽6.2級）的發震斷裂都是NW向的。應變積累的整體釋放，是由兩個剪切面上的位錯共同完成的。

根據王雨晴等[29]的研究，共軛斷裂的兩個斷面在理論上具有同樣的破裂機會，較多實例是二剪切面呈近于正交的關系（ 交角約為90°）。實際上，兩條斷層的物性結構和力學條件會有較大差異，影響著斷層面的粗糙程度，最終總會有一支率先破裂、改變了區域應力場狀態，隨之也出現了另一支的次破裂（圖14）。

單純的一支破裂、另一支完整無缺的情況是不存在的，次破裂的發生既會緩解應力集中，也會為下一次擔當主破裂埋下伏筆，控震斷裂和發震斷裂的角色隨之出現交換。

實驗研究和野外觀測還給出了更豐富的結果[29-30]（圖15）：

● 巖體在最大主應力方向在受壓縮短的同時，會在與其正交的最小主應力方向拉伸逃逸。而共軛系統的這種補償往往是不同期的，提高了未來在某一方向發生地震的可能性；

● 共軛角的大小取決于巖石內部的摩擦系數，一般為銳角。只有在巖石的內摩擦系數為0 或在韌性材料中，共軛角才會為90°；

● 野外的共軛剪切面的幾何形態會多樣，可以是典型的 X 狀，更多的是發育不平衡的V，L 或T型，這種不完全發育常常是隱形的，故而仍會發生共軛斷裂。

相形之下，震源機制的數學模型還是過于簡單和理想化：介質均勻且無間斷面、共軛角統一取90°、兩個剪切面呈X 狀、材料是彈性體……這就要求我們對計算結果持謹慎態度，需要結合實驗和野外調查做決斷。

3.4 "破裂網絡

共軛斷裂只涉及到兩個剪切破裂面，當破裂面眾多時，便組成了破裂網絡。

新的概念并不難接受，菱形地塊就是一個明證。塔里木盆地、準噶爾盆地、阿拉善地塊、川滇地塊的形狀都是菱形，連菲律賓板塊和印度洋板塊都是菱形的，切割它們是一對 NE向和 NW向破裂帶?歐亞大陸的主要構造線。許多地貌單元的邊界也常受到這兩組方向的控制，諸如海岸、湖泊、盆地的形狀，河流的轉折點、奪河點、匯流點等。

地震的分布存在兩種常見情況，丁國瑜和李永善[31]曾指出 ：

一種分布是地震沿著先存構造帶、老斷層展布方向活動，比如山西的地震就良好地沿著汾渭裂谷帶活動；

另一種分布，并不沿著地表明顯的、可見的構造斷裂活動，它們穿越了地表的不同構造單元，呈現出網絡活動特點。比如南北地震帶的北段，唐山—磁縣地震帶和張家口—蓬萊地震帶，它們的余震發展、震源機制和活動規律相當復雜，既不受先存斷裂構造的控制，又具有明顯的新生的特點。

這些地震活動普遍具有帶狀分布和共扼破裂的特點，以NE向和NW向為主（前者震例約占30%，后者約占40%），地震帶的延續可以在很大的范圍內追蹤到上千千米 ，強震多發生在它們交匯地區，時空上常具有一定聯系（諸如遷移、復發、前震和周期性等）。我國及鄰區存在3條大型的NE向強震帶，彼此的間隔相差不大，最東側是西太平強震帶（日本—琉球—臺灣）， 中間是中國大陸中央強震帶（華北—南北帶），西部是帕米爾—天山—貝加爾強震帶。它們與幾條NW向地震構造帶（如帕米爾—喜馬拉雅帶、阿爾泰—河西走廊帶等）大角度相交， 構成了一個東亞地區現代大型活動構造網絡的主架構。

其實，地殼剪切斷裂的網絡問題在國際上很早就被注意到，20世紀發表過不少報告。根據地震活動的成帶性和地殼破裂的網絡特征，丁國瑜和李永善[31]于1979年劃出了我國地殼現代破裂網絡的分布。

近年，把破裂網絡和活動塊體結合起來研究是個很好的嘗試?塊體視為破裂網絡的面單元，網絡線是破裂網絡的線單元，它們之間還會有相互作用和聯系。從這個思路出發，筆者利用了俄羅斯活斷層數據庫（AFEAD）的底圖[32]，對歐亞大陸的地殼破裂網絡勾繪了一個基礎圖（圖16）。初步看來，巨型構造線的關系顯得更清晰了些，許多看似間斷的小型活斷層也顯現出它們的隱形關聯。

可以注意到，俄羅斯中部和北歐的斷裂分布具有一致性；中東的伊朗和土耳其的活斷層也具有NE向和NW向的優勢排列；地中海地區更是這樣，意大利和巴爾干半島的NW向斷裂帶，與北非和阿爾卑斯的NE向活斷層呈交匯狀態；東南亞地區重大斷裂帶的交匯關系似乎更為清晰。這意味著歐亞大陸的破裂網絡具有全球的性質，它的整體架構起著控制作用，我們前面討論的NE向唐山—磁縣帶和NW向張家口—蓬萊帶只不過是它們的一個微小局部。

網絡的形成，或許能在地質演化上得到一些啟迪：盤古大陸裂解、陸塊自南而北漂移，遂在古生代晚期形成了歐亞古大陸。由于古大陸受到南北方向擠壓，按照圖15 所示的力學機制，就必然會在大陸內部的NE和NW 兩個方向出現最大剪切面和構造線（圖16）。經后期的改造變形后，遂在歐亞大陸的地殼內留下了錯綜復雜的破裂網絡，而它們的破裂痕跡和隱伏脈絡仍然以 NE 向和 NW向為主。

國內外對這種全球斷裂網絡有不同的解釋，較多的研究者認為與地球轉動的極移、橢率變化有關，也涉及到南北半球的不對稱、南半球膨脹—北半球壓縮有關，很值得再深入。

3.5 "破裂過程的應力轉化

地震破裂的應力轉化，容易從破裂網絡上追蹤。

對華北地區700年來地殼應力場演化，沈正康等[17] 開展了研究，利用歷史地震資料，追索每次地震產生的庫侖破裂應力變化，分析它們對后續地震觸發作用，深化了對地震系列時空發展的認識。

結果表明，華北地區1303年洪洞地震以來的49個6.5級以上強震的發生，對38個后續地震具有觸發作用；那些未被觸發的地震，不少又是發生在斷層破裂區附近的余震（圖17）。1303年洪洞地震后的高應力累積量集中在南北兩側，觸發了1556年華縣等地震后，累積應力水平有所降低（圖17a）。1668年山東郯城8.5級NE向地震的影響程度超出預料，破裂網絡使它在北端地區的應力增強，觸發了NW向1679年的三河8級地震（圖17b）。這種影響又隨著河北中部磁縣、菏澤、邢臺等地震的發生，進一步提高了北部高應力區累積水平（圖17c、圖17d）。

計算表明：即便在NE向和NW向斷裂的交匯區發生過1976年的唐山地震，但渤海及鄰區、張家口地區的地震危險性仍應該被重視。

破裂網絡的觀點，有助于更好地認識大震前的某些異常。

劉浦雄和陳章立[33]曾分析過大陸地區22次強震數據，發現7 級以上地震震前都出現過兩條相交的小震共軛條帶，長的一條為主條帶， 另一條為次條帶，隨著兩條小震條帶的相繼形成，主震常發生于交匯部位。1969年渤海7.4級地震、1976年唐山7.8級地震與和林格爾6.2級地震、1983菏澤5.9級地震等都有過類似的破裂網絡現象。

明朝，你走得并不遠。就像西方的文藝復興一樣，你們的影響依然存在。

正是在14—17世紀，東西方的文化、貿易、交通開始有了大規模的溝通，全球的人文交流和相互學習已成歷史潮流。這些精彩的內容尚無法包括在本文中，從讀者娓娓道來的回響中，我會聽到和得到有益的教誨。

致謝

此文在數據處理和圖件繪制上存在頗大難度，有幸得到劉珠妹的幫助，至為感謝。更讓人欣慰的是，兩位審閱者能不辭勞苦地仔細修改原稿，提出不少有見地的觀點，幫助作者提高了認識、學到了本領，謹表謝意。

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Ming：More serious challenge in North China

Feng Rui*

China Earthquake Networks Center， Beijing 100045， China

[Abstract] " " After the Ming Dynasty moved its capital to Beijing， it faced even tougher challenges： being closer to the border， farther away from the Mother River， and falling into the earthquake zone. North China entered the 3rd period of high seismicity （1484— 1730）. Seismicity in North China is constrained by two active seismic belts： the NE-oriented Tangshan-Cixian belt and the NW-oriented Zhangjiakou-Penglai belt. The pair of conjugate fractures is cross-shear zones formed under the action of a uniform tectonic stress field with different orientations and opposite shear directions. The presence of conjugate fracture adds to the diversity of seismicity， and simulation experiments and field observations have investigated its mechanical mechanisms. The rupture networks in Eurasian continent also show the predominantly NE- and NW-oriented configuration， which can guide the analysis of stress transformation and earthquake precursors.

[Keywords] relocation of capital to Beijing; Zhangjiakou-Penglai seismic zone; conjugate fracture; rupture network