汶川8.0級大地震的孕育和發(fā)生的深層過程與動力成因探討

滕吉文 張永謙 阮小敏

（中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029）

汶川8.0級大地震的孕育和發(fā)生的深層過程與動力成因探討

Deep processes and dynamic responses associated with the Wenchuan MS8.0earthquake of 2008

滕吉文 張永謙 阮小敏

（中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029）

汶川8.0級大地震發(fā)生在由3條NE向斷裂帶組成的龍門山逆沖走滑斷裂系上，造成了以汶川、映秀為中心和其周邊地域的嚴(yán)重破壞和人員的重大傷亡。然而強烈地震發(fā)生前卻未見有可能的確切征兆或淺表層異常活動的跡象（相對于短期和臨震預(yù)測），即淺層過程與地震發(fā)生的深層過程并不匹配。那么為什么在龍門山地區(qū)突然發(fā)生了這次大地震，它具有哪些特征？其成因機制又是什么？為此必須對這次大地震孕育、發(fā)生和發(fā)展的殼幔速度結(jié)構(gòu)和其深層動力過程進行深入研究和探討。通過松藩—甘孜，龍門山造山帶和四川盆地地域人工源地震深部探測、天然地震層析成像、接收函數(shù)與面波頻散反演、大地電磁測深和重力場研究，所得初步結(jié)果表明：① 在印度洋板塊與歐亞板塊陸－陸板塊碰撞、擠壓作用下，形成了喜馬拉雅造山帶和東構(gòu)造結(jié)，該東構(gòu)造結(jié)似一尖楔向NNE方向頂擠并插入青藏高原東北緣，故迫使高原深部物質(zhì)向東流展，在受到以龍門山為西北邊界的四川盆地剛性物質(zhì)阻隔下，一部分物質(zhì)則轉(zhuǎn)而向東南側(cè)運移；② 龍門山造山帶與其西北側(cè)地帶地形高差達3 500± 500m左右，而地殼厚度在龍門山西北部為65±5km左右，四川盆地為40±2km，而龍門山地帶與其東、西兩側(cè)相比則其地殼厚度變化幅度可達15～20km。這里恰為應(yīng)力作用的耦合與集中地帶；③下地殼和地幔蓋層物質(zhì)以上、中地殼（深20～25km）中的低速層為第一滑移面（并與上地殼解耦），以上地幔軟流層頂面為第二滑移面，且在四川盆地深部殼、幔“剛性”物質(zhì)阻隔下，下地殼和上地幔蓋層物質(zhì)以高角度在龍門山斷裂系與四川盆地的耦合地帶向上運移（或稱逆沖），且在龍門山地表三條斷裂構(gòu)成的斷裂系向下收斂到15±5km左右深處匯聚，二者強烈碰撞、擠壓、震源介質(zhì)破裂；即在物質(zhì)與能量的強烈交換下，高度集中的應(yīng)力得到急速釋放，故形成了這次8.0級大地震；④汶川8.0級大地震的發(fā)震斷裂是深部15± 5km處的匯聚斷裂帶，且為在15±5km深處、半徑為5km左右的柱狀震源體積。

為此通過該區(qū)的殼、幔速度結(jié)構(gòu)變異，初步揭示了這次8.0級大地震孕育、發(fā)生和發(fā)展的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境及其深層動力過程。

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10.3969/j.issn.0235－4975.2010.06.001