龍門山及汶川MS8.0級(jí)地震垂直形變場研究

王慶良 崔篤信 張 希 王文萍 劉錦文

（中國地震局第二監(jiān)測中心，西安 710054）

鮮水河斷裂作為青藏高原東南部現(xiàn)今運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈的活動(dòng)構(gòu)造，因歷史上一系列大震（如1786年康定7級(jí)地震、1816年?duì)t霍7級(jí)地震和1973年?duì)t霍7.6級(jí)地震等）的發(fā)生而一向備受關(guān)注。本文基于跨越鮮水河斷裂道孚段和干寧段的兩條密集型GPS剖面自2005年以來的高精度地殼運(yùn)動(dòng)觀測資料（其中4站為連續(xù)GPS觀測，23站為每年一期的非連續(xù)GPS觀測），揭示出鮮水河斷裂在汶川8.0級(jí)地震之前，一直保持著強(qiáng)烈而穩(wěn)定的左旋（～10.4±1.0mm/a）兼輕微拉張（～0.3±1.2mm/a）運(yùn)動(dòng)。汶川地震的發(fā)生，使鮮水河斷裂干寧段和道孚段近斷層兩側(cè)分別發(fā)生了量值達(dá)13mm和4mm的側(cè)向拉伸，并使干寧—道孚段發(fā)生了量值達(dá)2.5～10mm的右旋位錯(cuò)，因此，對(duì)其現(xiàn)今的左旋運(yùn)動(dòng)方式施加了短暫的反向抑制，但汶川地震后，鮮水河斷裂的運(yùn)動(dòng)狀況很快恢復(fù)了以往的態(tài)勢。我們的研究結(jié)果表明，汶川地震的發(fā)生，使鮮水河斷裂的應(yīng)變積累有所消減，故在一定程度上降低了該斷裂未來的地震危險(xiǎn)性水平。另外，青藏高原東南部的GPS速度場和鮮水河斷裂兩側(cè)的應(yīng)變分析顯示，鮮水河斷裂所表現(xiàn)的強(qiáng)烈左旋差異運(yùn)動(dòng)是由其南側(cè)“流滑帶”的東南向逃逸遠(yuǎn)大于北側(cè)松潘地塊的輕微東南向運(yùn)動(dòng)所致。

龍門山及汶川MS8.0級(jí)地震垂直形變場研究

Studies on surface vertical deformation of the Longmenshan and the Wenchuan MS8.0earthquake

王慶良 崔篤信 張 希 王文萍 劉錦文

（中國地震局第二監(jiān)測中心，西安 710054）

摘 要2008年5月12日四川汶川MS8.0級(jí)大震，不但對(duì)震區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)帶來重大災(zāi)難，也給地震工作者帶來了一系列新的科學(xué)挑戰(zhàn)。汶川地震發(fā)生之后，中國地震局迅速啟動(dòng)了汶川地震地表破裂地質(zhì)調(diào)查、龍門山斷裂帶地殼結(jié)構(gòu)地球物理探測、龍門山斷裂帶及汶川地震地殼形變場監(jiān)測、汶川地震工程震害調(diào)查等一系列科學(xué)考察工作。本報(bào)告主要介紹本次科學(xué)考察工作就汶川8.0級(jí)地震及龍門山斷裂帶垂直形變所取得的監(jiān)測研究成果。

1 汶川8.0級(jí)地震同震垂直形變場

中國地震局第一監(jiān)測中心、第二監(jiān)測中心對(duì)汶川震區(qū)震前部分國家一、二等水準(zhǔn)測量路線，先后于2008年9—10月份和2009年5月份進(jìn)行了一期一等精密水準(zhǔn)復(fù)測。復(fù)測結(jié)果表明，相對(duì)龍門山斷裂帶西側(cè)的平武、茂縣水準(zhǔn)參考點(diǎn)，龍門山中央斷裂主破裂帶西盤主要表現(xiàn)為大幅度的同震上升和位移隨距離的迅速衰減，沿水準(zhǔn)路線所監(jiān)測到的最大垂直上升位移為北川縣城的北云1水準(zhǔn)點(diǎn)，同震上升4.7m左右；龍門山中央斷裂主破裂帶西盤主要表現(xiàn)為下沉運(yùn)動(dòng)，沿水準(zhǔn)路線所監(jiān)測到的最大垂直下沉位移為0.6m左右，位于北川－桂溪間的斷裂谷地內(nèi)。

利用水準(zhǔn)觀測得到的同震垂直位移和Okada彈性位錯(cuò)模型，反演研究發(fā)現(xiàn)，汶川8.0級(jí)地震主發(fā)震斷裂為一鏟形的逆沖斷裂，其傾角dip隨深度h符合如下指數(shù)關(guān)系式：Dip＝88°×（1－exp（－9/h）），其中，反演得到的汶川地震破裂下界深度為18km。

2 龍門山區(qū)震前垂直位移場

利用跨龍門山斷裂帶的成都－汶川－阿壩國家一等水準(zhǔn)測量路線、綿竹－北川－茂縣地震水準(zhǔn)測量路線1970年代至1997年的重復(fù)精密水準(zhǔn)觀測資料研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)四川盆地，龍門山斷裂帶至龍日壩斷裂帶之間的巴顏喀拉地塊存在大范圍的隆起區(qū)，最大隆起速率達(dá)3.5 mm/a，汶川8.0級(jí)地震就恰恰發(fā)生在龍門山斷裂帶的高梯度垂直形變梯度帶上。

利用綿竹－北川－茂縣水準(zhǔn)測線的震前、震后水準(zhǔn)資料研究表明，汶川8.0級(jí)地震的震前、同震垂直形變具有典型的彈性回跳特征，據(jù)此推算的汶川8.0級(jí)地震復(fù)發(fā)間隔約為3 600年。

層析成像結(jié)果對(duì)比表明，龍門山斷裂至龍日壩斷裂帶之間大范圍高速率隆起區(qū)的中下地殼，存在明顯的低速高導(dǎo)異常特征。初步分析推測，龍門山逆沖斷裂帶的鏟形斷層可能延伸至該低速層內(nèi)部，汶川8.0級(jí)地震的孕育可能與此中下地殼的增厚膨脹變形密切相關(guān)。

P315.72＋5；

A；

10.3969/j.issn.0235－4975.2010.06.010