中國大陸強震孕育深處的變形模式

陳棋福李 樂姜金鐘

1）中國北京100029 中國科學院地質與地球物理研究所

2）中國北京100029 中國科學院地球與行星物理重點實驗室

3）中國北京100036 中國地震局地震預測研究所

4）中國昆明65022?4云南省地震局

地震預測面臨著地球內部的“不可入性”和大地震“非頻發性”的問題，是極具挑戰性且尚待解決的世界性科學難題之一（陳運泰，2009)。地震活動是斷裂活動的直接體現，精定位的震源深度客觀反映了斷裂深部發生地震滑動變形的起始位置。斷裂深部發生的慢滑動和重復地震等對揭示斷裂深部行為具有重要的指示意義（Harris，2017）。在同一構造部位重復發生并具有高度相似波形的重復地震可作為天然的“地下蠕變計”，具有地質地貌和大地測量等淺表觀測難得的“原位觀測”優勢，為探測斷裂深部變形信息提供了有效途徑（陳棋福等，2018）。

長達數百年甚至數千年的強震在原地復發的時間，較現代儀器開展地震觀測的時間長得多,使得人們至今難以完整獲得從初始應變能積累發展到釋放發震至再次積累這一強震孕育發展復發輪回全過程的認識。盡管對同一地點復發的強震缺乏其孕育發展發生的輪回全過程的觀測資料，但卻有著不同地點發生的強震及強震前后不同時段的觀測資料。因此，在強震孕育發展過程遵循同樣的應變能積累變形這一基本成因共識下，可將發震地點不同的強震發生前后位于不同孕育發展階段孕震深處的變形特征組合起來，采用空間換時間的方式（將空間中不同地點發生的強震，其所屬不同孕震時段的變形特征歸換為同一強震孕育輪回過程中相應時段的變形特征），初步構建中國大陸強震孕育深處的變形模式。

強震復發輪回的過程可以發震時間為標志大體劃分為震前、震后和震間3 個時段，需注意的是，3 個時段的具體時間長短可能是不均一的。根據作者利用重復地震獲得的唐山斷裂帶、麗江—寧蒗斷裂帶和龍門山斷裂帶等（Li et al，2007，2011；李樂等，2008）的深部滑動速率結果，也就是，將通過分析2000 年5 月至2008 年4 月資料獲得的發生2008 年汶川8.0 級地震的龍門山斷裂帶、1999—2006 年資料獲得的麗江—寧蒗斷裂帶和2001 年10 月至2006 年12 月資料獲得的唐山斷裂帶等孕震深處的變形信息，分別視為震前、震后和震間3 個時段的深部變形信息，結合地質地貌和大地測量等獲取的淺部變形信息，則可初步構建中國大陸強震孕育深處的變形模式：震前深淺變形差異明顯且存在臨震前深部變形加速的特征，震后深淺變形相當和震間深淺變形一致的模式。

2011 年日本東北近海MW9.0 地震、2008 年汶川MS8.0 地震和1984 年Morgan HillMW6.2地震等同震破裂區周緣發育的重復地震等事例，均展示了利用重復地震空間分布勾畫潛在強震閉鎖區的可能性。在美國加州1989 年Loma PrietaMW6.9 地震、日本東北近海2011 年Tohoku-okiMW9.0 地震、智利西北部海域2014 年IqiqueMW8.2 地震以及中國四川2008 年汶川MS8.0 地震和2013 年蘆山MS7.0 地震前，重復地震序列記錄還展示出震前1—2 年或臨震存在深部滑動速率的加速變化特征。這些震例為應用所構建的強震孕育過程的變形模式，進行強震危險性分析提供了有效途徑。也就是，充分利用微小的重復地震探測斷裂深部變形的原位觀測優勢，融合地質地貌、大地測量和地震學等多學科結果，就強震相關的斷裂深淺部變形信息進行綜合分析。對斷裂閉鎖段或低滑動部位，如果發現其深淺構造變形存在顯著差異，則應對該區段的強震危險性進行強化跟蹤研究。