汶川8级大震的未解之谜和启示

罗灼礼

（中国地震局，北京 100036）

1 汶川大震揭示的最重要、最突出的科学观测事实

①观测到了汶川大震“奇异”的地震初始破裂的波形；②获取了近场地震观测资料和388个强震动台站合格的观测记录，最大峰值加速度记录为957.7 cm/s2；③首次获得了前所未见、鲜为人知的板内压性(逆冲)-压扭性大震形成的大规模、组合式的地表破裂带，即NE向主中央断裂带的地表破裂带，NW向小渔洞次一级地表破裂带，NE向主边界断裂的地表破裂带及山前地表破裂带；④获得了由GPS、INSAR观测的地震形变场、位移场图像；⑤获得了与大震有关的紫坪铺水库地震活动性资料；⑥获得了大震前成都地震台“地电”等异常观测资料;

2 汶川大震的未解之谜和启示

（1）“奇异”的地震初始破裂波形，发生在何处？在基底滑脱面上，还是在龙门山主边界断裂带或主中央断裂带上？反映了什么物理过程？与紫坪铺水库的诱发作用有关吗？由近场地震记录资料，汶川大震起始破裂时间比正式公布（14时28分04秒）提前6～7秒。地震三要素，特别是深度需要进一步修订。

（2）汶川大震的地表破裂带形变图像，位错量等，在多大程度反映了地震发生层及震源深处的位错和破裂图像？地表破裂随深度的变化如何？是否在浅层就已逐渐变小，甚至尖灭？主中央地表破裂带宽度多为几米至几十米，推测地表破裂延伸深度，一般可能会超过其宽度吗?。

（3）哪条破裂带代表实际的发震断层？是“龙门山断裂带中段中央断裂和前山断裂中段、连同它们之下基底滑脱面的一部分，而且，还包含了龙门山山前隐伏断裂”，还是以一条为主，其余是伴生和引发的地表破裂，且破裂有先有后？有观测事实说明，在破裂带南西段，前山断裂(主边界断裂)应是主发震断裂，其它是伴生的地表破裂。前山断裂（灌县－江油）和中央断裂（映秀－北川）的地表主破裂带性质不同，前者是纯逆冲的，后者具有拉张性质，可能是由于前山断裂逆冲错动产生的位移场，对其上盘原有断层（中央断裂）引起的拉张变形，因此破裂规模虽大，但可能只是表层（浅部）效应。龙门山构造带是薄皮构造(thin-shinned tectonic)吗？龙门山逆冲断层的地表形变和几何形状与震源断层及它们之间的地震发生层的构造形态、形变速率分布特征关系如何？也是一个未解之谜。

（4）彼此之间以及与实际差异较大的震源破裂过程反演结果。原因是什么?是选择资料的不确定性?还是剪切位错（双力偶）模型对逆冲型大震不理想，而产生的偏差?

（5）汶川大震构造成因、机制?是龙门山断裂带逆冲到四川盆地上，四川盆地相对向西俯冲?还是类似于楔子，即刚性大的四川盆地相对挤入龙门山断裂以西地块？致使龙门山构造带向东挤出，形成浅部堆积层向东逆冲，而深部则向西逆冲?

（6）喜马拉雅构造运动与龙门山构造运动有关联，但具体如何关联?印度板块向北与欧亚板块相顶撞作用，形成了三条向南跳迁的顶撞作用边界，即藏南拆离断层系(STDS)、主中央逆冲断裂(MCT)、主边界逆冲断裂(MBT)。这与龙门山断裂带的后山断裂、中央断裂、主边界断裂(前山断裂)形成时间上是否相关联？是否也表明：川青块体与四川盆地相顶撞，使川青块体不断向东挤出，而四川盆地不断向西挤入，使成都平原不断缩小，从而也形成了三条向东跳迁相顶撞作用边界。

（7）“蜀国有仙山，仙山有飞来”。“飞来峰”形成机制是什么？是冰川说，还是构造说正确？主要由大地震造成的吗？推覆体是从汶川、茂县远处推过来的，还是在当地或附近从深层推挤上来的？

（8）紫坪铺水库地区的地震活动性异常图像，成都台“地电阻率”等异常现象是“典型”前兆异常吗？汶川地震的前兆是多还是少？时空特征怎样变化？“前兆不显著”之说，是因监测点少，还是真实的写照？是否紫坪埔水库对汶川8级大震起了诱发作用？

汶川大震的未解之谜及其所揭示的科学问题，是加深地震发生、发展规律认识，提高地震监测预报水平的难得震例和资料宝库。把深部震源断层运动的地震学研究与野外进行的地表破裂和变形地质学研究，以及由GPS、INSAR进行的地震形变场、位移场的观测研究密切相结合，可以较好地再现用单一方法难以获取的发震断层几何运动学图像及动力学特征。这不仅对大震危险地区的地质构造深入理解有着重要意义，而且对地震预报和地震危险性研究和判定也有重要直接意义。