從速度場空間分布看汶川地震所在區(qū)域的地震活動特征

敬少群 王佳衛(wèi)

（湖南省地震局，長沙 410004）

2008 年5 月12 日發(fā)生的汶川特大地震，揭示出諸多的新現(xiàn)象，向地震科學(xué)界提出了新的挑戰(zhàn)。此次地震不僅是有地震歷史記載以來首次發(fā)生在大陸內(nèi)部的高角度逆沖型8 級強(qiáng)震，還是有地震歷史記載以來首次發(fā)生在大陸內(nèi)部低滑動速率斷裂上的逆沖型8級強(qiáng)震。此次地震前GPS 觀測的低位移與同震時的大位移運(yùn)動同樣讓人們記憶深刻。利用同震位移及GPS 和地震地質(zhì)方法獲取的龍門山斷裂帶的整體滑動速率，張培震等推算的龍門山斷裂帶的強(qiáng)震復(fù)發(fā)周期大致為2 000～6 000 年，而吳珍漢等利用同震位移及構(gòu)造匯聚速率的GPS 觀測資料，估算的龍門山8.0 級地震的復(fù)發(fā)周期為1 150～2 950 年，這與朱守彪等利用數(shù)值模擬得到的龍門山斷裂帶3 163 年的強(qiáng)震復(fù)發(fā)周期相當(dāng)。這么長的地震復(fù)發(fā)周期，是否暗示著至少在此次地震后的1 000 年的時間里，龍門山及其附近是安全的呢？

通過對歷史地震史料的研究，聞學(xué)澤等發(fā)現(xiàn)，至少在2008 年之前的1 100～1 700 年中，龍門山斷裂帶未發(fā)生M≥7 地震；且自17 世紀(jì)以來，由龍門山斷裂、川北-岷山-虎牙斷裂及甘南文縣-武都斷裂帶組成的巴彥喀拉塊體東邊界，存在一個持續(xù)的、逐漸加強(qiáng)的應(yīng)變釋放過程。為了解釋龍門山斷裂帶全新世以來的低滑動速率、低歷史地震活動和10 年尺度GPS 給出的低變形速度，張培震等提出了汶川地震的多單元組合孕育地震模式。

事實(shí)上，汶川地震后，許多學(xué)者對汶川大地震的動力環(huán)境和孕育過程進(jìn)行過討論，雖然提出了多種孕震模式，但有一點(diǎn)認(rèn)識是一致的，即汶川地震是在印度板塊強(qiáng)烈推擠作用下，高原物質(zhì)向東水平運(yùn)動，受到龍門山斷裂帶東側(cè)強(qiáng)度較大的四川盆地阻擋的結(jié)果。但對這種動力環(huán)境導(dǎo)致地震發(fā)生的機(jī)理及對震后余震分布的影響少有人探討。本研究對此進(jìn)行討論。

通過對中國大陸及鄰區(qū)1999—2007 年間GPS 觀測獲取的ITRF2007 參考框架下的速度場進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)分析，我們注意到兩個有趣的現(xiàn)象。一是中國大陸整體向東運(yùn)動，其運(yùn)動方向自西向東逐漸向南發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以105°E 為界，西部每100 km 的角度變化為1.6°，而東部僅0.19°；二是在圖1 中A區(qū)域中，速度方向在5°范圍內(nèi)變化了約16°，約合每100 km 2.9°的方向變化；而這一區(qū)域恰好是兩個速率梯度帶及其所圍限的喇叭口區(qū)域。汶川地震就發(fā)生在這一區(qū)域。

這里，我們把運(yùn)動方向的變化解釋成下伏地層施加在地殼表層的扭力引起的彎曲。通過小角度彎曲獲取的彈性總能量、彎曲變形參量等的分析計(jì)算，很好的解釋了汶川地震前龍門山斷裂帶及其所在A 區(qū)的運(yùn)動與變形特征，汶川地震的形成與同震位移、余震分布的關(guān)系等問題。最后，嘗試以A 區(qū)為統(tǒng)計(jì)單元，開展區(qū)域地震活動規(guī)律的探索。