2026年4月22日

团队在Nature旗下刊物发文为地震灾害评估提供新见解

By 朱庆

近日,西南交通大学朱庆团队与合作者于Nature旗下刊物《Communications Earth & Environment》发表论文《Pre- and co-seismic stress loading promoted low-angle splay fault during the 2025 Mw7.1 Tingri earthquake》。第一作者为博士后魏国光助理教授(四川省2025年博士后创新人才支持项目获得者),西南交通大学为第一单位。

倾角小于30度的”低角度正断层”在地震中能否活动,长期存在争议。根据经典的安德森断层力学模型,这种缓倾角断层应处于摩擦锁止状态,难以发生滑动。然而,大陆拉张区域却广泛分布着低角度正断层,主流观点认为它们是高角度断层在长期构造演化过程中旋转形成的。近年来,针对Mw>7级正断层地震的动力学模拟研究发现,主断层发生破裂时,有可能重新激活与其同向或反向的分支断层。然而,与频繁发生的走滑型或逆冲型大震相比,Mw>7正断层地震极为罕见。除了震例稀缺之外,另一个重要原因可能在于:多段断层级联破裂时,隐伏的低角度断层滑动信号容易被常规震源机制解所”掩盖”——其产生的能量可能被同期活动的陡倾断层所叠覆,难以被准确识别。在此背景下,2025年1月7日发生在西藏定日的Mw7.1级地震(图1),为深入揭示多段正断层破裂的复杂行为提供了契机。

首先利用Sentinel-1A卫星影像近断层像素偏移构建初始断层模型。在此基础上,进一步处理了三个Sentinel-1A轨道和一个ALOS-2卫星降轨的InSAR数据,获取了高精度的同震位移场。在震中西侧区域,团队发现了一处远离主断层、无法被初始断层模型解释的局部形变。本研究引入额外的隐伏断层模型来进一步构建精细断层模型。利用团队开发的贝叶斯算法对断层几何模型进行反演表明,定日地震不仅破裂了倾角为45–55°的高角度正断层系统,还可能激活了一条倾角仅27°的低角度分支断层;应力计算结果则表明,预存背景应力为低角度断层失稳提供了有利条件,主断层滑动亦对分支断层产生了一定应力加载(图2)。地震主要滑动发生在高海拔区域下方(图3),表明大的正断层地震可以在没有典型地堑结构的情况下成核与破裂。

该研究表明多正断层破裂中低角度隐伏断层激活的力学可行性,为大陆拉张区域地震灾害评估提供了新见解。

图1 2025定日地震构造背景
图1 2025定日地震构造背景
图2 断层滑动分布(a)、背景预应力(b)、分支断层库伦应力变化(c,d)
图2 断层滑动分布(a)、背景预应力(b)、分支断层库伦应力变化(c,d)
图3 地震区域地形(a)、破裂模型与地形(b)与中下地壳低速区分布(c)
图3 地震区域地形(a)、破裂模型与地形(b)与中下地壳低速区分布(c)