地震新主体地区和失稳危险阶段的探寻

马 瑾

（中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029）

地震活动主体地区指在一定时期内，中国大陆及邻区强震活动相对集中发生的地区，时间尺度为几年，十几年或更长。一些作者的研究揭示了地震的成从性和成组性，不同历史时期地震主体活动地区不同。研究表明地震的成组性与大陆地壳的成块性的关联。地震活动的成从性和地震分布的成块性进一步被 1996至2010年间巴颜喀拉地块周边的强震活动所证实。2011年日本Tohoku-Oki 9.1级地震的发生改变了中国周边的应力场格局。从不完整的历史事实中寻找启示，从卫星观测数据中提取现今构造活动信息，分析多种物理场演化过程，研究地球动力学环境。抓住当今构造变形场动向，寻找未来地震的主体活动地区。

在众多中长期预测基础上，加卸载响应比方法通过识别损伤进一步为中期预测提供了可能的发震地区。鉴于损伤距离失稳时间间隔较长，识别亚失稳应力状态，研究其演化过程的力学机理及其相关物理场的演化特性，对分析地震潜在危险性以及危险时段可能提供进一步的信息。实验研究表明断层的失稳错动是由断层各个部位独立活动向协同化活动的转化过程，失稳代表协同作用的完成。从应力-时间过程曲线上可将断层由稳态加载阶段到失稳阶段划分为线性稳态、偏离线性稳态、亚失稳状态、失稳滑动状态、调整状态5个阶段。其中，线性稳态是位移强化（及应力累积）阶段；偏离线性阶段则为预示着局部应力释放的开始（总体应力仍表现为累积阶段）；亚失稳状态则描述的是由应力积累向应力释放的过渡阶段，这一个过渡阶段可进一步划分为应力缓慢释放的亚失稳I阶段（此时应力释放尚不占优势）和应力快速释放的亚失稳II阶段，在此阶段处于亚失稳阶段应力释放逐步占据优势，断层整体的协同作用趋于完成。由应变积累型前兆向释放型前兆的转变也是区域整体应力加速释放的标志。来自室内多物理场（温度场、位移场、应变场等）联合观测结果表明，断层失稳前存在亚失稳阶段和协同化过程，而亚失稳阶段的时间尺度则与加载速率、断层几何结构以及断层本身的物理力学性质等因素有关。亚失稳的深入研究有助于揭示地震孕育与发生内在机理及其相关物理场的演化特征。?