2008年汶川大地震的时空破裂过程

利用全球地震台网(GSN)记录的长周期数字地震资料反演了2008年5月12日四川汶川MS8.0地震的震源机制和动态破裂过程,并在反演所得结果的基础上定量分析了汶川大地震同震位移场的特征,探讨了汶川大地震近断层地震灾害的致灾机理.反演中采用了单一机制的有限断层模型,使用了从全球范围内挑选的、方位覆盖较均匀的21个长周期地震台垂直向记录的P波波形资料.通过反演得出:汶川大地震的发震断层走向为225°、倾角为39°、滑动角为120°,是一次以逆冲为主、兼具小量右旋走滑分量的断层;这次地震所释放的标量地震矩为9.4×1020～2.0×1021Nm,相当于矩震级MW7.9～8.1.汶川大地震是在破裂长度超过300km的发震断层上发生的、破裂持续时间长达90s的一次复杂的震源破裂过程.整个断层面上的平均滑动量约2.4m,但断层面上滑动量(位错)的分布很不均匀.有4个滑动量集中且破裂贯穿到地表的区域,其中最大的两个,一个在汶川-映秀一带下方,最大滑动量(也是本次地震的最大滑动量)所在处在震源(初始破裂点)附近,达7.3m;另一个位于北川一带下方,一直延伸到平武境内下方,其最大滑动量所在处在北川地面上,达5.6m.其余2个滑动量集中的区域规模较小,一个在康定以北下方,最大滑动量达1.8m;另一个位于青川东北下方,最大滑动量达0.7m.汶川地震整个断层面上的平均应力降约18MPa,最大应力降约53MPa.由反演得到的断层面上滑动量分布计算得出的汶川大地震震中区地表同震位移场表明,汶川大地震地表同震位移场的分布特征与该地震烈度分布的特征非常一致,表明了汶川大地震的大面积、大幅度、贯穿到地表的、以逆冲为主的断层错动是致使近断层地带严重地震灾害在震源方面的主要原因.