汶川8級(jí)大震的未解之謎和啟示

羅灼禮

（中國地震局，北京 100036）

1 汶川大震揭示的最重要、最突出的科學(xué)觀測(cè)事實(shí)

①觀測(cè)到了汶川大震“奇異”的地震初始破裂的波形；②獲取了近場(chǎng)地震觀測(cè)資料和388個(gè)強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站合格的觀測(cè)記錄，最大峰值加速度記錄為957.7 cm/s2；③首次獲得了前所未見、鮮為人知的板內(nèi)壓性(逆沖)-壓扭性大震形成的大規(guī)模、組合式的地表破裂帶，即NE向主中央斷裂帶的地表破裂帶，NW向小漁洞次一級(jí)地表破裂帶，NE向主邊界斷裂的地表破裂帶及山前地表破裂帶；④獲得了由GPS、INSAR觀測(cè)的地震形變場(chǎng)、位移場(chǎng)圖像；⑤獲得了與大震有關(guān)的紫坪鋪水庫地震活動(dòng)性資料；⑥獲得了大震前成都地震臺(tái)“地電”等異常觀測(cè)資料;

2 汶川大震的未解之謎和啟示

（1）“奇異”的地震初始破裂波形，發(fā)生在何處？在基底滑脫面上，還是在龍門山主邊界斷裂帶或主中央斷裂帶上？反映了什么物理過程？與紫坪鋪水庫的誘發(fā)作用有關(guān)嗎？由近場(chǎng)地震記錄資料，汶川大震起始破裂時(shí)間比正式公布（14時(shí)28分04秒）提前6～7秒。地震三要素，特別是深度需要進(jìn)一步修訂。

（2）汶川大震的地表破裂帶形變圖像，位錯(cuò)量等，在多大程度反映了地震發(fā)生層及震源深處的位錯(cuò)和破裂圖像？地表破裂隨深度的變化如何？是否在淺層就已逐漸變小，甚至尖滅？主中央地表破裂帶寬度多為幾米至幾十米，推測(cè)地表破裂延伸深度，一般可能會(huì)超過其寬度嗎?。

（3）哪條破裂帶代表實(shí)際的發(fā)震斷層？是“龍門山斷裂帶中段中央斷裂和前山斷裂中段、連同它們之下基底滑脫面的一部分，而且，還包含了龍門山山前隱伏斷裂”，還是以一條為主，其余是伴生和引發(fā)的地表破裂，且破裂有先有后？有觀測(cè)事實(shí)說明，在破裂帶南西段，前山斷裂(主邊界斷裂)應(yīng)是主發(fā)震斷裂，其它是伴生的地表破裂。前山斷裂（灌縣－江油）和中央斷裂（映秀－北川）的地表主破裂帶性質(zhì)不同，前者是純逆沖的，后者具有拉張性質(zhì)，可能是由于前山斷裂逆沖錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的位移場(chǎng)，對(duì)其上盤原有斷層（中央斷裂）引起的拉張變形，因此破裂規(guī)模雖大，但可能只是表層（淺部）效應(yīng)。龍門山構(gòu)造帶是薄皮構(gòu)造(thin-shinned tectonic)嗎？龍門山逆沖斷層的地表形變和幾何形狀與震源斷層及它們之間的地震發(fā)生層的構(gòu)造形態(tài)、形變速率分布特征關(guān)系如何？也是一個(gè)未解之謎。

（4）彼此之間以及與實(shí)際差異較大的震源破裂過程反演結(jié)果。原因是什么?是選擇資料的不確定性?還是剪切位錯(cuò)（雙力偶）模型對(duì)逆沖型大震不理想，而產(chǎn)生的偏差?

（5）汶川大震構(gòu)造成因、機(jī)制?是龍門山斷裂帶逆沖到四川盆地上，四川盆地相對(duì)向西俯沖?還是類似于楔子，即剛性大的四川盆地相對(duì)擠入龍門山斷裂以西地塊？致使龍門山構(gòu)造帶向東擠出，形成淺部堆積層向東逆沖，而深部則向西逆沖?

（6）喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與龍門山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)聯(lián)，但具體如何關(guān)聯(lián)?印度板塊向北與歐亞板塊相頂撞作用，形成了三條向南跳遷的頂撞作用邊界，即藏南拆離斷層系(STDS)、主中央逆沖斷裂(MCT)、主邊界逆沖斷裂(MBT)。這與龍門山斷裂帶的后山斷裂、中央斷裂、主邊界斷裂(前山斷裂)形成時(shí)間上是否相關(guān)聯(lián)？是否也表明：川青塊體與四川盆地相頂撞，使川青塊體不斷向東擠出，而四川盆地不斷向西擠入，使成都平原不斷縮小，從而也形成了三條向東跳遷相頂撞作用邊界。

（7）“蜀國有仙山，仙山有飛來”。“飛來峰”形成機(jī)制是什么？是冰川說，還是構(gòu)造說正確？主要由大地震造成的嗎？推覆體是從汶川、茂縣遠(yuǎn)處推過來的，還是在當(dāng)?shù)鼗蚋浇鼜纳顚油茢D上來的？

（8）紫坪鋪水庫地區(qū)的地震活動(dòng)性異常圖像，成都臺(tái)“地電阻率”等異常現(xiàn)象是“典型”前兆異常嗎？汶川地震的前兆是多還是少？時(shí)空特征怎樣變化？“前兆不顯著”之說，是因監(jiān)測(cè)點(diǎn)少，還是真實(shí)的寫照？是否紫坪埔水庫對(duì)汶川8級(jí)大震起了誘發(fā)作用？

汶川大震的未解之謎及其所揭示的科學(xué)問題，是加深地震發(fā)生、發(fā)展規(guī)律認(rèn)識(shí)，提高地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水平的難得震例和資料寶庫。把深部震源斷層運(yùn)動(dòng)的地震學(xué)研究與野外進(jìn)行的地表破裂和變形地質(zhì)學(xué)研究，以及由GPS、INSAR進(jìn)行的地震形變場(chǎng)、位移場(chǎng)的觀測(cè)研究密切相結(jié)合，可以較好地再現(xiàn)用單一方法難以獲取的發(fā)震斷層幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像及動(dòng)力學(xué)特征。這不僅對(duì)大震危險(xiǎn)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造深入理解有著重要意義，而且對(duì)地震預(yù)報(bào)和地震危險(xiǎn)性研究和判定也有重要直接意義。