汶川大地震解读陈运泰.PDF

★ 汶川大地震解读 地球物理学家 中国科学院院士 陈运泰陈运泰 陈运泰陈运泰 发展中国家科学院 （TWAS ）院士 2008 年5 月12 日汶川大地震（发震时间：2 ：27 ：57 北京时间，震中位置：31.01°N, 103.38°E, 震源深度：15 千米，震级M 8.0, M 7.9 ）发生于最具地震危险性的地震破裂活动构造带— S W —龙门山断裂带。龙门山断裂带是一条长达470 千米、宽100 千米的地震带，地震震源的深 度在30 千米以内。汶川大地震便是发生在这条断层的长约350 千米的地段上的大规模的破 裂。 在汶川大地震发生之后4 个小时(14:32－18:30)) 内，包括下载数据的时间在内，我们应用 全球地震台网记录的宽频带远震波形资料，通过反演得到了 “地震矩张量解” 以及这次地震 破裂发生、传播、停止的时－空过程。反演结果表明，汶川大地震的成因断层是北东－南西 走向 （走向225° ）、倾角为39°、以逆冲为主、兼具少量右旋走滑分量 （滑动角为117°）的 断层。我们运用“双差定位法”对汶川大地震的余震进行精确重新定位后。从重新定位后的余 震分布图可以看出，汶川大地震的大量余震沿着与成因断层走向一致的北东－南西方向、在 包含成因断层在内的长约350 千米、宽约50 千米、深约30 千米的体积中发生。这表明汶川 大地震的发生虽然主要是龙门山断裂带三条主干断层的中间一条北川— 映秀断层错动的结 果，另外两条主干断层 （西边的龙门山后山断层以及东边的龙门山前主边界断层）的错动的 作用也是不可忽视的。 我们从反演得出，在长达350 千米的汶川大地震的成因断层上，汶川地震震源机制由南 至北逐渐地变化。在康定至映秀－都江堰－汶川地段，震源机制为以逆冲为主兼具有少量的 右旋走滑分量的断层错动；在北川，震源机制的右旋走滑分量增加，变成逆冲－右旋走滑的 断层错动；到了青川，震源机制变成以右旋走滑为主具有少量的逆冲分量的断层错动。这个 结果与龙门山断裂带到了青川附近之后，其断层走向逐渐向东偏转大约10° 很一致。 汶川地震的破裂过程开始于地震台网所确定的震源位置即大约在都江堰－映秀下方，以 复杂的、不对称双侧破裂的方式分别朝东北方向与西南方向传播，历时90 秒。朝东北方向 强，破裂持续时间长 （约90 秒）；朝西南方向较弱，破裂持续时间较短 （约60 秒），致使表 观上表现为以朝东北方向的单侧破裂。主要的破裂向东北方向传播了约200 千米，但在北东 方向约260 千米处也发生了滑动量较小 （小于1 米）的错动；在震中的西南方向，滑动量和 破裂延伸范围总体上都比较小，主要的破裂向西南方向传播了约100 千米，但在西南方向约 180 千米处也发生了滑动量较小 （小于1 米）的错动。地震破裂面上滑动量大于2 米的区域 有两处，一处在震中以南约40 千米至震中东北约80 千米的 120 千米的范围内，即在映秀 －都江堰－汶川地区。最大滑动量发生于震源处，达8.9 米，但位于地表下 15 千米。滑动 量大于5 米的断层错动在震中以南约20 千米至震中东北约70 千米的90 千米的范围内，直 达地面，造成了大规模的地表破裂。在汶川地区，地面上的最大滑动量达7.5 米。另外一处 滑动量大于2 米的区域在震中东北100－170 千米的范围内，地面上的最大滑动量在北川地 区，达6.7 米。另外，在震中东北250—270 千米范围内，以及在震中西南120－170 千米 范围内，还有两个滑动分布集中的区域，其平均滑动量约为1.0 米。 汶川地震破裂的时间过程大体上可分为4 个主要阶段。第一个阶段为0—16 秒，在这 1 段时间内释放了整个过程释放的地震矩的11%；第二个阶段为16