美国地震台网(USGS)测定的2025年3月28日缅甸大震参数为:
MW7.7 - 16 km NNW of Sagaing, Myanmar
Time:2025-03-28 14:20:54(UTC+08:00)
Location:22.013°N95.922°E
Depth:10.0 km
以下,将根据多锁固段脆性破裂理论,分析缅甸大震的成因。
一、 多锁固段脆性破裂理论简介
较大地震的主要发源地是锁固段,其在体积膨胀点和峰值强度点破裂产生的地震序列呈现独特的“大-小-大”模式(图1)。定义在两点处发生的地震为标志性地震,两点之间的地震为预震,临近标志性地震的预震为前震。
图1 锁固段变形破坏过程示意图
我们的研究表明,标志性地震的临界CBS值满足如下指数律:
Sf(k)=1.48kSc (1)
式中,Sc为第1锁固段体积膨胀点处标志性地震的临界CBS值,Sf(k)为第k锁固段峰值强度点处标志性地震的临界CBS值。
由于某一地震区的地震目录通常包含与锁固段脆性破裂无关的地震事件,因此设置最小有效性震级Mv以确定锁固段破裂事件的门槛震级。考虑到第1锁固段体积膨胀点前不小于Mv的地震目录通常不完整,初始CBS误差可能出现,我们导出了如下误差修正公式:
∆=[Sf*(1)-148 Sc*]/0.48 (2)
式中,∆为误差值,Sc*和Sf*(1)分别为误差校正前第1锁固段体积膨胀点和峰值强度点处标志性地震的临界CBS监测值。
进行误差校正后,可把第1锁固段体积膨胀点处标志性地震的临界CBS值作为已知值,据式(1)可预测后续标志性地震的临界CBS值。
2、标志性地震和预震的震级约束条件
若在某地震区的当前地震周期共发生了n次标志性地震,那么第n次标志性地震为主震。在统一震级标度情况下,对第i次到第i+j次标志性地震,其震级的下限约束满足:
Mi – M i+j ≤ 0.2 (M i+j < Mi (1≤ i ≤ n-2, j ≥ 1和 i+j ≤ n-1)) (3)
对两次相邻标志性地震,其震级的上限约束满足:
Mi + 1 – Mi ≤ 0.5 (Mi + 1 ≥ Mi (1≤ i ≤ n-2)) (4)
对相邻标志性地震之间的预震,其震级的上限约束满足:
Mp ≤ min (Mi + 1, Mi) – 0.2 (1≤ i ≤ n-1) (5)
式中,Mi,、Mi + j和 Mi + 1 分别表示第i次、第(i + j)次和第(i + 1)次标志性地震的震级。
当最后一个锁固段被加载至峰值强度点发生断裂时,主震发生。我们可根据如下关系判识主震:
Mn – Mn-1 > 0.5 (6)
式中,Mn和Mn-1分别表示主震和最后一个锁固段体积膨胀点处标志性地震的震级。
二、 缅甸大震成因分析
2025年3月28日缅甸曼德勒附近发生的7.7级地震,是印度板块与欧亚板块之间走滑断层作用的结果。震源机制解(据USGS)表明,破裂可能发生在以下两种断层之一:北走向、陡倾角的右旋走滑断层,或西走向、陡倾角的左旋走滑滑断层。有限断层反演结果支持北走向右旋走滑断层的解释。这一震源机制与有限断层解均显示,此次地震可能发生在定义印度板块与巽他板块边界的右旋走滑实皆断裂带上(图2),本次地震的破裂区域规模约为长200km、宽20km。
图2 实皆断裂与现代强震活动【1】
该区域历史上曾发生类似规模走滑型地震,自1900年以来,在本次地震震中250公里范围内,已发生过6次7级及以上地震。最近一次是1990年1月的7.0级地震,导致32栋建筑倒塌;1912年2月在本地震南侧曾发生7.9级地震。在这一广阔的构造变形带内,包括1988年7.7级地震在内的其他大地震,都曾造成数十人遇难。
实皆断裂带与该震位于我们命名的雅加达地震区【2】(图3),该区曾发生多次M≥8.0地震(表1),其中有4次标志性地震,分别为1818年11月8日巴厘海MS 8.5地震、1861年2月16日印尼锡穆克岛MS 8.5地震、1938年2月1日班达海MW 8.5地震、2014年12月26日印尼苏门答腊MW 9.0地震。这些标志性地震的演化遵循我们发现的指数律(图4)。根据我们提出的主震判识原则,该区当前地震周期存在第4锁固段,当其被加载至峰值强度点时,应发生下一次标志性地震(MW9.0~9.5)。换句话说,2004年苏门答腊MW9.0地震只是一次标志性地震而非主震,所以在构造加载下第4锁固段破裂必然发生一系列不超过MW8.6预震,直至下一次标志性地震发生。我们确定的该区锁固段破裂门槛震级Mv为ML7.0,由于缅甸地震震级为Mw7.7,故可确认该震是一次预期的预震,属于第4锁固段破裂事件。
图3 雅加达及其邻近地震区地震构造图
表1 雅加达地震区M≥8.0地震
日期 | 纬度 | 经度 | 深度 | 震级 | 震级类型 |
1818/11/8 | -7.000 | 117.000 | 600.00 | 8.5 | MS |
1833/11/24 | -3.500 | 102.200 | 75.00 | 8.3 | MS |
1839/3/23 | 21.800 | 96.000 | 8.0 | MUK | |
1861/2/16 | -1.000 | 97.900 | 70.00 | 8.5 | MS |
1876/11/17 | 12.000 | 92.800 | 8.3 | MS | |
1881/12/31 | 12.000 | 92.400 | 8.0 | MS | |
1938/2/1 | -5.045 | 131.614 | 25.00 | 8.5 | MW |
1946/9/12 | 24.054 | 95.666 | 15.00 | 8.0 | MW |
1963/11/4 | -6.843 | 129.684 | 65.00 | 8.1 | MW |
2004/12/26 | 3.295 | 95.982 | 30.00 | 9.0 | MW |
2005/3/28 | 2.085 | 97.108 | 30.00 | 8.6 | MW |
2007/9/12 | -4.438 | 101.367 | 34.00 | 8.5 | MW |
2012/4/11 | 2.327 | 93.063 | 20.00 | 8.6 | MW |
2012/4/11 | 0.802 | 92.463 | 25.10 | 8.2 | MW |
截止到2025年03月28日,该地震区CBS监测值约为2.30×1010J1/2,距下一次标志性地震的临界值2.47×1010J1/2较远(图4),谈其的发生为时尚早。不过,未来仍需注意防范大预震的不时来袭。
图4 雅加达地震区1629.08.01-2025.03.28之间ML≥7.0地震的CBS与年份关系
参考
【1】Xiong X,Shan B,Zhou Y M,et al.Coulomb stress transfer and accumulation on the Sagaing Fault,Myanmar,over the past 110 years and its implications for seismic hazard[J].Geophysical Research Letters,2017,44(10):4781-4789.
【2】秦四清, 李培, 杨百存, 薛雷, 吴晓娲. 环太平洋、大洋海岭与大陆裂谷地震带主要地震区主震事件判识[J]. 地球物理学进展, 2016, 31(2): 574-588.
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