薛 艷

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

（作者電子信箱，薛艷：xueyan5619＠seis．a(chǎn)c．cn）

在天然地震研究中，巨大地震（本文指8級以上地震）占有特別重要的位置，這首先是因為巨大地震具有極大的破壞性，是地震預測的首要對象。2004年以來全球特大地震活動頻繁，地震及其次生災害造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此，開展全球地震活動，特別是巨大地震的預測研究已成為全球地球科學領(lǐng)域關(guān)注的焦點。

從科學意義上看，巨大地震的孕育、發(fā)生需要特殊的構(gòu)造環(huán)境和條件，包括地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境與構(gòu)造條件和地球內(nèi)部物理條件。因此，本文首先從地震活動性方面研究全球巨大地震，再對巨大地震的深部、淺部孕震環(huán)境中的一些重要問題進行數(shù)值模擬研究。

在地震活動性方面，本文定量計算了全球及主要構(gòu)造帶地震活動的顯著周期，分析了全球巨大地震活動的空間特征，總結(jié)歸納了板內(nèi)和板緣巨大地震前中強地震活動的共性及差異性特點，研究了1976年以來全球8級以上巨大地震序列演化的統(tǒng)計特征。

數(shù)值模擬方面，首先從區(qū)域應力應變場特征、動力學發(fā)震機制、大震間的黏彈性應力觸發(fā)、庫水載荷觸發(fā)等方面研究了2008年汶川MS8．0地震；其次，研究了板塊俯沖帶附近區(qū)域應力場特征，解釋了逆沖型淺源巨大地震震源區(qū)附近俯沖角度比較小的原因，探討了中深源地震的發(fā)生對淺源地震的影響。

地震活動性方面的研究結(jié)果為：① 全球地震活動的顯著周期為45．5年，其次為32年；環(huán)太平洋地震帶的顯著周期為45．5年；低緯度環(huán)球剪切帶為30．9年，其次為47．5年。②全球8級以上淺源地震中絕大多數(shù)為逆沖型，主要發(fā)生在俯沖型板塊邊界帶上，其震源附近Benioff帶傾角較小，俯沖板塊的運動方向與海溝夾角較大；逆沖型巨大地震發(fā)生在兩個板塊接觸部位，正斷層型巨大地震發(fā)生在洋殼的側(cè)坡上。③絕大多數(shù)板內(nèi)和板緣巨大地震前出現(xiàn)兩類地震空區(qū)（空段）；板內(nèi)巨大地震前長期階段中強以上地震形成增強活動環(huán)分布區(qū)（也稱增強區(qū)），主震位于活動環(huán)包圍的空區(qū)內(nèi)，增強區(qū)內(nèi)地震分布不均勻，震群活動顯著；板緣巨大地震前長期階段表現(xiàn)為強震的集中活躍或異常平靜；板內(nèi)巨大地震前中短期階段震群頻度增多，并形成小震活動圖像；中深源地震活動增強、震源深度增大是板緣特大淺源地震前中短期階段的特有現(xiàn)象。④1976年以來全球8級以上地震以逆沖型破裂為主，序列類型以主－余型為主；前－主－余型地震和多震型地震均為逆沖型破裂；全球8．5級以上特大地震中29．4%具有7級前震，明顯高于中強地震中有前震的比例。

數(shù)值模擬方面的研究結(jié)果為：① 在印度板塊的強烈推擠作用和下地殼軟流層的水平拖拽下，巴顏喀拉地塊向東南的水平運動受到堅硬的四川盆地的阻擋，造成川西高原相對于四川盆地的差異性抬升，這是汶川高角度逆沖型地震發(fā)生的重要動力學成因；汶川地震受到的來自巴顏喀拉地塊邊界帶7級以上大震的應力觸發(fā)作用很小。地震孕育主要依賴于在背景應力場作用下，孕震斷層自身的能量積累，地震間的觸發(fā)作用僅僅是外因。地震強度和空間距離是影響觸發(fā)作用的主要因素。本文從應力觸發(fā)角度解釋了龍門山南段未破裂的原因；汶川地震的初始破裂點位于紫坪鋪水庫蓄水時庫侖應力的減少區(qū)和放水時的庫侖應力的增加區(qū)，但引起的庫侖應力變化量非常有限，庫水載荷對汶川地震的發(fā)生沒有明顯的觸發(fā)作用。②通過庫侖應力計算，得到當俯沖帶傾角為30°時，最容易產(chǎn)生逆沖型破裂；當傾角大于60°和小于10°時，發(fā)生逆沖型地震的可能性不大。③ 巖石圈分層結(jié)構(gòu)的水平差異運動（或地幔和巖石圈的水平差異運動）對地形具有非常大的影響。