鮮水河-小江斷裂系位于川滇活動塊體的東邊界，歷史上頻繁發(fā)生強(qiáng)震（見圖1）。然而，過去三個世紀(jì)內(nèi)，該斷裂系上的強(qiáng)震多集中在鮮水河斷裂系。與此形成鮮明對比的是，自1850年起，鮮水河-小江斷裂系中段一直處于強(qiáng)震平靜期，未發(fā)生7級以上地震。該地區(qū)人口密集，承載著國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，因此評估其地震危險性對于減災(zāi)與防范至關(guān)重要。盡管以往已有數(shù)值模擬研究試圖通過斷層應(yīng)力演化來揭示地震危險性，但這些研究通常假設(shè)應(yīng)力在恒定厚度的孕震層上積累，忽略了閉鎖深度和孕震層深度之間的差異。

圖1  區(qū)域主要斷裂和地震活動

為了解決上述問題，中國地震局地球物理研究所黃祿淵副研究員建立三維粘彈性有限元模型，采用震間GNSS速度場作為約束，確定斷裂系的閉鎖深度。在獲得閉鎖深度后，定量化估計地震矩積累，并考慮歷史地震造成的應(yīng)力調(diào)整和震間應(yīng)力積累計算斷裂系的庫侖應(yīng)力演化。這種綜合分析對于地震危險性評估至關(guān)重要，因為地震矩分析可以揭示潛在的地震震級，而庫侖應(yīng)力變化則能夠定量評價斷層的穩(wěn)定性。

研究表明: （1）安寧河斷裂和大涼山斷裂的閉鎖深度（≤15公里）顯著小于孕震深度（圖2），表明在某些段落存在深部蠕滑。（2）歷史地震造成了應(yīng)力調(diào)制，導(dǎo)致鮮水河-小江斷裂系不同段落潛在地震的發(fā)生時間被推遲或提前。其中，地震導(dǎo)致的應(yīng)力相互作用加速了安寧河斷裂帶冕寧-西昌段和大涼山斷裂帶大部分區(qū)域未來地震的發(fā)生。地震矩估計顯示，安寧河斷裂帶、則木河斷裂帶、大涼山斷裂帶北段和大涼山斷裂南段帶具有發(fā)生6.9、7.3、7.4和7.1級地震的潛能（圖3）。

圖2  斷裂附近的地震深度直方圖統(tǒng)計（左列）和震級-時間（右列）

圖3  （a）地震離逝時間；（b）斷層發(fā)震潛能；（c）未來地震的提前/延遲時間

本研究構(gòu)建了鮮水河-小江斷裂西中段的粘彈性閉鎖模型，并進(jìn)一步揭示了可能的深部蠕滑段落。預(yù)期能夠為區(qū)域應(yīng)變分配及地震危險性等研究提供科學(xué)依據(jù)。研究創(chuàng)新點體現(xiàn)在：（1）考慮介質(zhì)非均勻和殼幔粘彈性效應(yīng)反演斷層閉鎖深度；（2）結(jié)合斷層應(yīng)力演化和地震矩分析，綜合評價斷裂系的地震危險性及強(qiáng)震潛能。該成果于2024年發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Tectonophysics》 （Luyuan Huang, Shi Chen, Numerical simulation of stress evolution and seismic moment budget along the central segments of the Xianshuihe-Xiaojiang fault system: Implications for seismic hazard assessment, Tectonophysics, 2024, 230394,  https://doi.org/10.1016/j.tecto.2024.230394），受國家自然基金（42074111）、中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項（DQJB22K43）以及國家留學(xué)基金委“地震英才項目”共同資助。

【作者簡介】

黃祿淵（第一作者），中國地震局地球物理研究所副研究員，主要從事計算地球動力學(xué)研究工作。Email: luyuanhuang@cea-igp.ac.cn

陳石（通訊作者），中國地震局地球物理研究所研究員，主要從事重磁位場方法與地球動力學(xué)研究工作。Email: chenshi@cea-igp.ac.cn