汶川8级大地震同震破裂的特殊性及构造意义——多条平行断裂同时活动的反序型逆冲地震事件

汶川地震是有仪器记录以来发生的世界上最大的板内逆冲型地震之一。野外调查表明,沿北东走向的龙门山断裂带上,至少有两条逆冲断裂同时参与汶川地震的同震破裂过程,即北川断裂和安县-灌县断裂(彭灌断裂)。倾向北西的高角度北川逆冲断裂上的地表破裂长度大于200km,可能达225km。运动方式在南部表现为以北西盘抬升的逆冲为主,往北东转为逆冲右旋走滑,走滑分量与垂向陡坎高度相当,陡坎高度最大值约为11m。在彭灌断裂上,地表破裂表现为北西盘抬升的近纯逆冲性质的破裂,破裂长度达70km,陡坎最高达3～3.5m。汶川地震是世界上第一次明确记录到多条平行断裂参与同震破裂的逆冲型地震,而且因发震断层是龙门山断裂带内部的高角度逆冲断裂,而非断裂带前锋的低角度逆冲断裂,所以汶川地震属于反序型逆冲断裂活动。这与1999年我国台湾7.5级集集地震和2005年克什米尔7.6级地震类似,说明反序型逆冲地震具有普遍性。汶川地震这一震级大、破裂长的逆冲地震事件是对目前流行的青藏高原下地壳流动的变形假说提出的严峻挑战,同时也表明加强青藏高原东缘南北地震带上其他滑动速率较低但同样具有发生大地震可能性的活动断裂的滑动速率和古地震定量研究的紧迫性,因为这一地区人口密度与东部相当,但发生强震的频率更高。

保几何特性的全波形层析成像及其在龙门山地区的应用

经典的基于L2范数的波形反演难以克服周期跳跃问题,导致迭代反演往往陷入局部极小值点,无法给出正确的成像结果.根据最优传输理论,文章采用一种新的基于Wasserstein度量的目标函数,该度量能保持分布的几何特性,提升反问题的稳定性与凸性.数值实验表明,基于Wasserstein度量的全波形成像具有更大的收敛半径、更快的收敛速率并能有效克服周期跳跃问题.将此方法应用到龙门山地区,获得了该区域可靠的岩石圈速度模型.成像结果显示,四川盆地结晶地壳楔入高原块体内部,青藏高原东部中下地壳表现出均匀的低S波速度特征,表明中下地壳韧性弱物质流和块体间强相互作用可能共同主导了龙门山的隆升;此外,发现该区域内强震(如汶川、芦山地震)不仅发生在高、低速交界处,还处于正、负径向各向异性过渡带上,加深了对该区域强震孕育机制的理解和约束.