2008年中国汶川7.9级地震的构造研究

2008年汶川MW7.9级地震发生在青藏高原东缘边界的龙门山脉上,并形成了一个叠瓦状的逆冲破裂带。在山前,我们利用地震反演数据和地表地质资料构建了地质剖面及三维断层模型。该破裂带非常复杂,沿着陡倾的北川断层和缓倾的彭灌断层均有滑动,且二者在一定深度合并为一条断裂。其中北部仅北川断层在地震中出现地表破裂,并出现了断裂横向错动的转换阶区。此次地震涉及到了多条逆断层的活动,并出现了断裂分段边界的贯通。为了研究地震的构造背景,我们把先前测量的地壳缩短(Hubbard等,2009)延伸到龙门山内部,找出了地形与缩短之间的对应关系。结果表明不需要其他隆升机制,仅上地壳的缩短就可以引起龙门山地形的抬升。基于这种认识,我们把这个逆冲带模拟成一个临界的斜楔,进而来评估要形成目前山前和盆地内的地形坡度,需要多大的岩石和断层强度。盆地内的低锥度与弱滑脱(δf≈0.1)一致,相应地,高锥度则与较强滑脱(δf≈0.3-0.4)相一致。山前断层向下根植于前寒武纪的变质碎屑岩或者是火成岩,这种差异可能与三叠纪盆地内的蒸发岩序列的局部滑脱有关。临界锥理论表明2008年发生的汶川地震山前的缩短量是盆地缩短量的好几倍,与我们的缩短测量一致。我们在龙门山和世界上其他一些活动断裂带区域检验了这些发现在地震危险性评估中的意义。