構造地質學：發現地表破裂＊

（中國地震局地球物理研究所 孫振凱 譯；李金臣 校）

（譯者電子信箱，孫振凱：sunzk1964＠163.com）

世界上最大的大陸逆沖斷層系統喜馬拉雅山的前緣是大地震發生的場所。印度次大陸以40～50mm/a的速率與亞洲大陸碰撞。該碰撞速率中約15～18 mm/a為印度向亞洲之下的俯沖所吸收。然而，這種運動并不平穩，取而代之的是應變不斷在地殼中積累，并周期性地以大地震的形式得到釋放，如發生在1897、1905、1934和1950年的震級在7.8～8.9之間的大地震。雖然每次地震都造成了巨大損失，但均被認為沒有產生地表破裂。沒有地表破裂，累積的應變不能全部得到釋放。因此，多數人認為將來可能發生更大的地震。Sapkota等在Nature Geoscience上發文，證明1934年尼泊爾加德滿都的大地震確實破裂至地表，之前1255年的一次地震也是如此，這意味著碰撞帶的這一部分積累的應變全部或大部分得到周期性的釋放。

喜馬拉雅山前緣的人口密度類似于紐約市。但是，與經過專門抗震設計的加利福尼亞和日本等地建筑物相比，喜馬拉雅地區的建筑抗震性能較差。因此，沿著這一重要斷層帶的危險和風險都很高，使得研究這些大地震的發生頻率成為重要的事情。為了評估地震的震級和復發周期，地質學家必須研究確定斷層之前的活動歷史。

沒有地表破裂的盲斷層上的地震歷史只能從次生效應來推斷，例如滑坡、飽和沉積物的液化和地面變形。在野外識別這些斷層運動的指標是很容易出錯的，這意味著確定震源斷層和斷層的破裂長度，以及地震的震級是十分困難的。

確定地震的發震時間更困難。斷層和覆蓋沉積之間的相互關系能夠提供線索。如果在一次大地震中斷層破裂至地表，然后被河流或者山坡沉積物所覆蓋，斷層頂部上、下沉積物可以被測定年代，從而確定地震發生的時間。如果沒有地表破裂，這種確定時間的方法就難以被采用。因此，在極少發生斷錯地表地震的地區（如喜瑪拉雅山前緣），幾乎不可能找到長期的地震記錄。

Sapkota等利用河流沉積物和坡積物變形，以及河流錯位碳同位素年代測定，來確定尼泊爾地區主前緣逆沖斷層的運動，該斷層是標示印度板塊和亞洲板塊的現今邊界斷層。他們發現該斷層在過去100年中某個時間產生過至少150km 的地表破裂。該地區唯一與之匹配的大地震是1934年尼泊爾加德滿都地震。此外，Sapkota等還在該斷層上發現一次更早的破裂。該較早的斷層運動可能與1255年的大地震有關，在歷史記載中，該地震曾毀滅了加德滿都山谷三分之一的人口，包括尼泊爾國王阿巴亞·馬拉。

圖1 穿過喜馬拉雅的大陸逆沖斷層系統的剖面圖

尼泊爾1255年和1934年地震地表破裂的發現證明喜馬拉雅地區的大地震也會斷至地表。在喜馬拉雅逆沖前緣的其他地方，也曾發現晚全新世地震造成地表破裂。總之，這些觀測結果顯示喜馬拉雅主前緣逆沖帶的特征地震震級為8～8.5。該段喜馬拉雅的地震周期可能是以每幾百年一次、可以產生地表破裂的大地震釋放應變的方式來表征，而不是幾千年尺度的應變積累后的災難性的釋放。

Sapkota 等發現了尼泊爾1255 年和1934年地震的地表破裂，并確定了1934年地震的最小破裂長度為150km。斷層破裂的全部范圍還不得而知。將來更深入研究破裂的細節有助于得到對于這一全世界人口最密集的地震帶的地震危險性的更完整的認識。

原文題目：Tectonics：rupture exposed