汶川8.0级地震机理的探讨

沈 萍 陈会忠 李建勇

1）中国地震局地球物理研究所，北京100081

2）中国地震局地震预测研究所，北京 100036

3）中国地壳观测网络形变中心，北京 100036

2008年5月12日在汶川发生了8.0级大地震。中外学者采用多种方法和手段从地质、地球物理、地球化学等角度对汶川地震开展了多方面的研究，发表了大量研究论文。特别值得关注的是关于汶川地震的发震机理的研究论文数量非常多。汶川地震发震机理概括为：印度板块向青藏高原推挤，使得物质东流；龙门山断裂带的下地壳热物质上涌；紫平铺水库蓄水。汶川地震的发震机理究竟是什么？围绕这些问题我们查阅了大量文献，并对这些文献进行整理和分析，同时走访震区，开展实地调研，使我们对汶川地震的发震机理有了新的认识。

1 汶川地震发生与区域地质构造活动有关

由地形地貌与区域地质构造分析认为，龙门山一带上地壳的汇聚作用表现为松潘－甘孜块体东缘的褶皱拱曲与扬子克拉通西缘的高角度叠瓦状冲断，近地表形成了一个巨大的北东向展布的拱曲冲断构造带。松潘－甘孜块体东缘的拱起预示着可能有来自深部的顶托。野外调查发现，地震地表破裂带沿映秀－北川断裂一般显示了60°以上的高角度冲断特征。

2 汶川地震发生与其周围地下深部地球动力学运动过程有关

龙门山断裂带附近的地球物理深部探测获得了汶川地震的深部地球动力学特征。对重力剖面探测的结果表明，平于龙门山断裂带及其西侧的拱曲冲断带为正的平衡重力异常区。利用面波层析成像得到的青藏高原东缘跨龙门山到四川盆地的莫霍面起伏变化情况表明，靠近龙门山上地壳速度偏高，拱起带的宽度在浅地表与龙门山拱曲冲断带大致相吻拟。利用汶川地震的主震和余震P波到时计算的地壳结构的结果也显示，汶川主震以北和以南地区的结构存在较大差异，以北地区的龙门山断裂带具有很强地壳不平匀性.汶川主震震源区下方存在有明显低速异常体，推测流体可能存在于龙门山断裂带内.这些流体可能直接影响汶川大震的形成。通过对震区的调研，获得了震区宏观现象——深部热物质上涌的直接证据。

3 汶川地震发生与其周围地球深部地幔物质上涌和青藏高原物质东流有关

松潘－甘孜块体与扬子克拉通具有截然不同的壳幔结构，扬子克拉通速度较高，且不存在低速夹层；而松潘－甘孜块体速度偏低，地壳明显增厚，且下地壳及地幔上部存在S波低速层，地幔低速层上涌至壳幔过渡带，甚至侵入四川盆地之下。龙门山拱曲冲断带对应上地壳的局部隆升这一现象可用下地壳物质局部上涌来解释。另外，龙门山拱曲冲断带与松潘－甘孜块体上地幔低速层上涌至壳幔过渡带的范围大致一致。因此，根据地质和地球物理方法得到的研究结果，龙门山断裂带以西的下地壳与上地幔软弱物质的上涌，共同为松潘－甘孜块体东缘大面积的拱起作用提供了深部动力条件。

4 汶川地震及其余震的再定位也显示主震及其余震的震中分布与地下构造有关

通过对汶川主震及其余震的再定平结果表明，主震的震源深度为13 km左右，对主要余震重新精确测定和3D显示也揭示了汶川地震震时－震后全过程的时时－空时演化特征。

汶川巨大地震的发生不仅与区域地质和地球物理孕震环境有关，还与整个青藏高原的深部动力学过程有关，因此认为汶川地震发生机理是来自地球深部地幔物质上涌与青藏高原物质东流联拟作用的结果。