地震局地質所:汶川8級地震的成因分析

自然地理

導讀2008年5月12日14時28分,在四川東部龍門山構造帶汶川附近發生了8.0級強烈地震。此次地震不僅在震中區附近造成災難性的破壞,而且在四川省和鄰近省市大範圍造成破壞,其影響更是波及到全國絕大部分地區乃至境外,是新中國建立以來我國大陸發生的破壞性最為嚴重的地震。 汶川地震發生在四川龍門山逆衝推覆構造帶上。該構造帶是青藏高原內部巴顏喀喇地塊和中國東部華 ...

2008年5月12日14時28分,在四川東部龍門山構造帶汶川附近發生了8.0級強烈地震。此次地震不僅在震中區附近造成災難性的破壞,而且在四川省和鄰近省市大範圍造成破壞,其影響更是波及到全國絕大部分地區乃至境外,是新中國建立以來我國大陸發生的破壞性最為嚴重的地震。

汶川地震發生在四川龍門山逆衝推覆構造帶上。該構造帶是青藏高原內部巴顏喀喇地塊和中國東部華南地塊的邊界構造帶,經歷了長期的地質演化歷史,具有十分復雜的結構和構造。晚新生代的構造變形主要集中在灌縣-江油斷裂(前山斷裂)、映秀-北川斷裂(中央斷裂)和汶川-茂縣(後山斷裂)及其相關褶皺之上,這次8級強震發生在映秀-北川斷裂之上,是龍門山逆衝推覆體向東南方向推擠並伴隨順時針剪切共同作用的結果(圖1和2)。


圖1 龍門山斷裂帶及強震分布

映秀-北川斷裂全新世(10000年)以來具有明顯的活動性,其長期地質滑動速率小於每年1毫米。GPS觀測表明龍門山構造帶的現今構造變形也是以逆衝和右旋剪切為特征,但變形速度不大(圖2)。因而,龍門山構造帶及其內部斷裂屬於地震活動頻度低但具有發生超強地震的潛在危險的特殊斷裂。


圖2 龍門山斷裂帶及鄰區的主要活動斷裂及地殼運動速度場

汶川地震的發生及龍門山向東南方向推覆的動力來源是印度板塊與歐亞大陸碰撞及其向北的推擠,這一板塊間的相對運動導致了亞洲大陸內部大規模的構造變形,造成了青藏高原的地殼縮短、地貌隆升和向東擠出(圖3)。由於青藏高原在向東北方向運動的過程中在四川盆地一帶遭到華南活動地塊的強烈阻擋,使得應力在龍門山推覆構造帶上高度積累,以至於沿映秀-北川斷裂突然發生錯動,產生8.0級強烈地震(圖3)。


圖3 青藏高原向北和向南運動對龍門山構造帶形成的擠壓構造示意圖。

綜合多個研究機構得到的汶川8級地震的震源機制解表明,地震破裂面南段以逆衝為主兼具右旋走滑分量,北段以右旋走滑為主兼具逆衝分量,該破裂面從震中汶川縣開始破裂,並且破裂以3.1公裡每秒的平均速度向北偏東49°方向傳播,破裂長度約300km,破裂過程總持續時間近120秒,地震的主要能量於前80秒內釋放,最大錯動量達9米,震源深度約10多公裡,矩震級7.9,面波震級8.0。5月12日20時5.7級強余震以逆衝破裂並具有明顯右旋走滑分量,破裂面走向與主震相近,震源深約10公裡。5月13日7時6.1級強余震以逆衝為主具有少量右旋走滑分量,破裂面走向較主震破裂面走向逆時針旋轉約25°,震源深約10公裡。


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