中国大陆强震孕育深处的变形模式

陈棋福李 乐姜金钟

1）中国北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所

2）中国北京100029 中国科学院地球与行星物理重点实验室

3）中国北京100036 中国地震局地震预测研究所

4）中国昆明65022?4云南省地震局

地震预测面临着地球内部的“不可入性”和大地震“非频发性”的问题，是极具挑战性且尚待解决的世界性科学难题之一（陈运泰，2009)。地震活动是断裂活动的直接体现，精定位的震源深度客观反映了断裂深部发生地震滑动变形的起始位置。断裂深部发生的慢滑动和重复地震等对揭示断裂深部行为具有重要的指示意义（Harris，2017）。在同一构造部位重复发生并具有高度相似波形的重复地震可作为天然的“地下蠕变计”，具有地质地貌和大地测量等浅表观测难得的“原位观测”优势，为探测断裂深部变形信息提供了有效途径（陈棋福等，2018）。

长达数百年甚至数千年的强震在原地复发的时间，较现代仪器开展地震观测的时间长得多,使得人们至今难以完整获得从初始应变能积累发展到释放发震至再次积累这一强震孕育发展复发轮回全过程的认识。尽管对同一地点复发的强震缺乏其孕育发展发生的轮回全过程的观测资料，但却有着不同地点发生的强震及强震前后不同时段的观测资料。因此，在强震孕育发展过程遵循同样的应变能积累变形这一基本成因共识下，可将发震地点不同的强震发生前后位于不同孕育发展阶段孕震深处的变形特征组合起来，采用空间换时间的方式（将空间中不同地点发生的强震，其所属不同孕震时段的变形特征归换为同一强震孕育轮回过程中相应时段的变形特征），初步构建中国大陆强震孕育深处的变形模式。

强震复发轮回的过程可以发震时间为标志大体划分为震前、震后和震间3 个时段，需注意的是，3 个时段的具体时间长短可能是不均一的。根据作者利用重复地震获得的唐山断裂带、丽江—宁蒗断裂带和龙门山断裂带等（Li et al，2007，2011；李乐等，2008）的深部滑动速率结果，也就是，将通过分析2000 年5 月至2008 年4 月资料获得的发生2008 年汶川8.0 级地震的龙门山断裂带、1999—2006 年资料获得的丽江—宁蒗断裂带和2001 年10 月至2006 年12 月资料获得的唐山断裂带等孕震深处的变形信息，分别视为震前、震后和震间3 个时段的深部变形信息，结合地质地貌和大地测量等获取的浅部变形信息，则可初步构建中国大陆强震孕育深处的变形模式：震前深浅变形差异明显且存在临震前深部变形加速的特征，震后深浅变形相当和震间深浅变形一致的模式。

2011 年日本东北近海MW9.0 地震、2008 年汶川MS8.0 地震和1984 年Morgan HillMW6.2地震等同震破裂区周缘发育的重复地震等事例，均展示了利用重复地震空间分布勾画潜在强震闭锁区的可能性。在美国加州1989 年Loma PrietaMW6.9 地震、日本东北近海2011 年Tohoku-okiMW9.0 地震、智利西北部海域2014 年IqiqueMW8.2 地震以及中国四川2008 年汶川MS8.0 地震和2013 年芦山MS7.0 地震前，重复地震序列记录还展示出震前1—2 年或临震存在深部滑动速率的加速变化特征。这些震例为应用所构建的强震孕育过程的变形模式，进行强震危险性分析提供了有效途径。也就是，充分利用微小的重复地震探测断裂深部变形的原位观测优势，融合地质地貌、大地测量和地震学等多学科结果，就强震相关的断裂深浅部变形信息进行综合分析。对断裂闭锁段或低滑动部位，如果发现其深浅构造变形存在显著差异，则应对该区段的强震危险性进行强化跟踪研究。