从汶川地震到芦山地震_陈运泰

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汶川8级特大地震综述

汶川8级特大地震综述饶扬誉（中国地震局地震研究所）1 引言2008年5月12日14时28分，在四川省汶川县附近发生了8级特大地震。

此次地震震级大、震源浅，震区人口稠密、地形复杂、救援难度大，破坏性余震频度高、分布范围广，是建国以来我国大陆发生的破坏性最为严重的地震。

截至2008年6月22日，地震造成69 181人遇难，18 522人失踪，374 171人受伤，累计受灾人数4 616余万人。

房屋倒塌779万间，损坏2 459万间。

初步估计地震直接经济损失高达5 000亿元人民币。

本文在分析震区大地构造背景与区域地震活动性的基础上，根据遥感影象、余震分布特点和目前已经获得的相关观测与理论模拟成果、尤其是陈运泰等（2008）的研究成果，对汶川地震的发震构造、发震动力学与运动学特征进行了初步探讨。

2 大地构造背景与区域地震活动性2.1 大地构造背景震区位于扬子准地台与松潘—甘孜地槽褶皱系的交接部位，其北部为秦岭地槽褶皱系。

早古生代扬子准地台与其西部的羌塘—昌都陆块，均为“泛扬子陆块”的一部分。

从泥盆纪开始，泛扬子陆块与华北陆块碰撞拼合。

晚古生代至三叠纪羌塘—昌都块体与扬子陆块裂张解体，其间形成南古特提斯洋盆，洋壳向西俯冲，并使羌塘—昌都陆块不断向东增生而闭合，扬子板块同时向北俯冲于昆仑地体之下，于是在东西和南北方向形成双向俯冲收缩（许志琴等，1992）。

自始新世以来，随着印度板块与欧亚板块的碰撞，整个青藏地块强烈隆升并向周缘扩展，在东部受到扬子板块俯冲构造莫霍面上隆区的强烈阻挡，青藏地块向东挤出物质被分流成向东南和东北两股，东南股形成川滇菱形逸出体，东北股形成东昆仑-秦岭逸出体。

其中，在高原东缘与扬子板块的交接地带，形成了龙门山逆冲推覆构造及其断裂系。

2.2 区域地震活动性震区所在区域位于南北地震带。

南北地震带大致分布于东经102°～107°之间，分为北、中、南三段。

北段，包括宁夏西部、甘肃和青海东部及其邻近地区；中段包括四川西部和其邻近地区；南段包括云南和其邻近地区。

汶川地震对芦山地震及周边断层发震概率的影响

汶川地震对芦山地震及周边断层发震概率的影响刘博研;史保平;雷建设【摘要】大震后区域静态库仑应力变化常常被用于解释区域地震活动性速率的变化、主震断层外余震的发生以及即将失稳断层的地震发生概率的变化.2013年4月20日芦山Ms7.0地震的发生重新引起了对2008年5月12日汶川Ms8.0大地震的热议.利用含(滑移)速率和状态的摩擦定律,结合汶川大地震前后的地震活动性水平,定量化计算了汶川地震后雅安地区发震概率的变化,并着重解释了芦山地震发震的可能根源.此外,还对库仑应力明显增加的鲜水河断层和熊坡断层进行了发震概率的定量化计算,计算结果与中国地震台网中心的地震目录基本符合.鲜水河断层从汶川地震后至今近5年来未发生M＞6.0地震,而M＞6.0的发震概率已约为60％；熊坡断层自汶川地震以来尚未发生M＞4.0地震,芦山地震后M＞4.0的发震概率已接近90％.所以,我们认为鲜水河断层附近将成为M＞6.0地震的重点防范地区,熊坡地区将来仍旧存在发生中强地震的危险性.【期刊名称】《地震学报》【年(卷),期】2013(035)005【总页数】10页(P642-651)【关键词】含(滑移)速率和状态的摩擦定律;地震发生概率;库仑应力变化【作者】刘博研;史保平;雷建设【作者单位】中国北京100085 中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室;中国北京100049 中国科学院大学地球科学学院;中国北京100085 中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P315.7引言前人对于动态和静态应力变化的研究表明，同震过程导致了断层的相互作用和地震的触发．大震后区域静态库仑应力变化常常被用于解释区域地震活动性速率的变化（Reasenberg，Simpson，1992；Simpson，Reasenberg，1994；Harris，Simpson，1998；Toda et al，1998）、主震断层外余震的发生（Dieterich，1972，1994；Rybicki，1973；Das，Scholz，1981；Stein et al，1992，1994；Dieterich，Kilgore，1996；Gross，Kisslinger，1997；Gross，Bürgmann，1998）以及即将失稳断层的地震发生概率的变化（Toda et al，1998）；而动态模型则被用于研究由动态应力变化引起的断层间相互作用和地震的触发（Harris，Day，1993；Gomberg et al，1997，1998）．1992年美国Landers地震为我们提供了一些小范围内断层相互作用和远距离地震活动性触发的实例．King等（1994）计算得到Landers地震对后续Big Bear MS6．5地震产生的库仑破裂应力增量约为0．2MPa，认为是Landers地震加速了Big Bear地震的发生．Spudich等（1995）还讨论了关于Big Bear余震是由1992年Landers地震触发的问题，并指出无论用动态触发还是静态触发，都很难解释这3．5个小时的时间延迟．Gomberg等（1998）解释了摩擦失稳模型中近距离（静态和动态）触发和远距离（动态）触发的主要特征，并讨论了静态和动态加载是怎样改变了断层的失稳时间．Harris（1998）则详细地总结了应力触发、应力影区及其对地震危险性的影响．关于汶川地震应力触发的相关研究受到了国内外专家学者的重视．汶川地震震中位于龙门山断裂的中段，震源深度14km（中国地震台网中心，2013a），破裂沿着北东走滑、西部倾斜的龙门山逆冲断层带向前扩展．该地震引起地壳深部的岩石破裂长达300多千米（陈运泰，2008；王卫民等，2008）．Toda等（2008）利用几条主要活动断裂插值得到了汶川地震产生的应力变化分布．万永革等（2009）和单斌等（2009）计算了汶川地震导致的周围断层应力变化，解朝娣等（2010）在其基础上探讨了汶川地震引起的周边断裂应力变化后地震活动性随时间变化的情况．Parsons等（2008）还初步探讨了汶川地震产生的应力变化和对周围断层的影响．汶川地震发生近5年后，2013年4月20日8点2分46秒，我国四川省雅安市芦山县（30．3°N，103．0°E）发生了MS7．0地震，震区发生大面积的滑坡和建筑物损毁．地震定位和震源机制结果显示该地震是发生在龙门山断裂带上的又一次逆冲型地震，也是汶川地震后发生在龙门山断裂带上最强的一次地震．芦山MS7．0地震发生在龙门山断裂带的南端，在汶川地震发生时这一地段没有发生破裂滑动．“芦山地震是否为汶川地震的余震”在学界引起了一定的争论．陈运泰等（2013）认为芦山地震是汶川地震的最强余震；王卫民等（2013）指出“芦山地震在宏观上可视为汶川地震一次‘迟到’的强余震”；而刘杰等（2013）认为两次地震的余震区存在约45km的间隔，芦山MS7．0地震不是汶川地震的余震．然而，无论持有哪种观点，各位专家都不否认芦山MS7．0与汶川MS8．0地震有密切的联系．汶川地震发生后，雅安芦山地区的库仑应力增加的事实是肯定的（Parsons et al，2008）．那么汶川地震究竟是怎样触发芦山地震？是否还会有类似芦山地震的强余震在周围地区发生？这才是研究汶川地震后区域库仑应力变化的最主要目的和最核心的问题．本文利用含（滑移）速率和状态的摩擦定律（Dieterich，1994），结合汶川地震前后的地震活动性水平，深入阐述了芦山MS7．0地震的静态应力触发过程，从地震发生概率的变化上理解芦山地震的发震根源，并计算周边的鲜水河断层和熊坡断层的发震概率变化，从而为区域地震活动性以及危险性评价提供重要的参考．1 含（滑移）速率和状态的摩擦定律图1 弹簧－滑块模型示意图，由此得到的滑块运动方程为：τ＝－k（δ－δ0）．其中τ为剪切摩擦应力，k为弹簧的有效弹性系数，δ和δ0分别为滑动位移和初始滑动位移Fig．1 Spring-slide block model．The equation of motion for the slider is τ＝－k（δ－δ0），where k，δ，δ0，τare the spri ng constant，the displacement of the block，the displacement of the right-hand end of the spring，and the shear friction，respectively含（滑移）速率和状态的摩擦本构关系为我们提供了一个对断层属性进行复杂的定量实验观测的基本框架（Dieterich，1979，1981，1994；Ruina，1983）．最简单地表述含（滑移）速率和状态的断层应力是由Ruina（1983）基于Dieterich （1994）的理论提出的．如果将其推广为多态变量（Rice，Gu，1983），则可以写作式中，τ和σn分别为剪切应力和正应力，˙δ为滑移速率，θi为状态变量．参数μ0，A和Bi为通过实验得到的系数．带有星号的项为标准化常量．Aln （˙δ／˙δ＊）表征了类似于小形变的不规则体或障碍体产生于滑动面的粘性阻力．Biln（θi／θ＊i）表征了与接触时间成正比的两表面间的化学附着状态（Kanamori，Brodsky，2004）．假设断层的摩擦过程由一维弹簧－滑块模型描述（图1），则剪切摩擦应力τ＝－k（δ－δ0）．其中k为弹簧的有效弹性系数，δ和δ0分别为滑动位移和初始滑动位移．若剪应力变化率˙τ为常数且不等于0，则其加载过程由τ（t）＝τ0＋˙τt描述，那么可得到滑动速率为（Kanamori，Brodsky，2004）式中，为初始滑动速率，H＝－k／σn＋（Bi／Dci）为模型参数（Dieterich，1994）．当地震过程中，瞬态滑移速率从每秒几厘米变化到每秒几米，或者长期滑动速率由每年几个毫米变到几个厘米时，可以看作瞬态滑移速率无穷大（1／˙δi ＝0）．此时断层突然失稳，由此可得到失稳时间为进一步，假设第n次子事件的失稳时间tf＝nΔt，其中Δt是第n－1次事件到第n 次事件的时间间隔，那么可以得到第n次子事件的滑动速率在初始时刻t0，由于主震使得周围断层突然有一个Δτ的应力加载，那么基于弹簧－滑块模型（图1），有kδ0＝τ0（t＜t0）和kδ0＝τ0＋Δτ（t＞t0）．为保证在t＝t0 时滑动位移和滑动速率是连续的，有δ（t＝t0－ε）＝δ（t＝t0＋ε）和˙δ（t＝t0＋ε）＝˙δ（t＝t0－ε）exp［Δτ／（Aσn）］，即滑动速率增加了exp ［Δτ／（Aσn）］倍．此时失稳时间变为将式（4）代入式（5），可得地震（事件）次数此时，n和tf（n）都是离散变量．假设很多类型的地震是通过背景场地震活动性的扰动所引起，而这个扰动又来自之前的地震造成的应力场状态的改变．将瞬态地震活动性速率R定义为R＝dn／dtf（n），并把n和tf（n）都看做连续函数．当参考剪切应力变化率˙τr与实际剪切应力变化率˙τ相等时，有式中，r是在参考场或背景场下区域内剪切应力变化率˙τr下的常数稳态背景地震活动性；ta为余震的持续时间，即余震地震活动性恢复到背景场的特征时间，与剪应力的加载速率相关．根据Dieterich（1994）的理论，余震持续时间可定义为ta＝Aσn／˙τ．当t＜ta时，式（7）符合大森余震衰减定律；而当t＞ta时，地震活动性恢复到背景场r的水平．需要说明的是，式（7）中，R和r都为震级M 的函数．由于地震活动性与区域应力场有关，那么区域应力场的改变必将导致相应的地震危险性概率的变化．假定地震序列在时间t内，对震级M以上的发震概率服从泊松模型（Dieterich，Kilgore，1996）那么，利用式（8）的概率分布，结合式（7）可以计算在应力Δτ的扰动下造成大于M 级地震的发震概率．2 发震概率计算截至2013年2月28日，汶川地震已有M＞5．0的余震128次，M＞4．0的余震841次，M＞2．0的余震2 174次（中国地震台网中心，2013b），而且余震还在持续．图2显示了汶川地震前（1970-01-01—2008-05-11）后（2008-05-12—2010-05-11）的地震分布及 M＞2．0地震的年发生率．震后汶川周边地区的应力状态发生了明显地变化（Parsons et al，2008；Toda et al，2008；万永革等，2009；单斌等，2009；解朝娣等，2010），从而导致了地震活动性分布的显著不同．图2 汶川地震前（a）、后（b）的M＞2．0地震分布及地震年发生率网格大小为0．05°×0．05°，右侧色标显示的年发生率为网格内M＞2．0的年发生率．红色圆圈代表M＞5．0地震，黑色圆圈代表2．0＜M＜5．0地震，灰色实线代表断层位置Fig．2 Distribution of M＞2．0earthquakes and seismicity rate of Longmenshan faultbefore（a）and after（b）Wenchuan earthquake Red and black circles represent M＞5．0and 2．0＜M＜5．0earthquakes，respectively．The seismicity on colorbar on the right is in the grid of0．05°×0．05°．The gray line is the fault假设汶川地区的余震持续时间为85年（申文豪等，2013），大于设定震级M的地震在该地区的年发生率为0．01次，A＝0．01，σn＝10MPa（Dieterich，Kilgore，1996）．在不同应力扰动的情况下，根据式（6）和（7）计算所得发生大于设定震级M的概率如图3所示．从图3可见，大应力扰动可导致地震发生率的快速上升，因此在受到大应力扰动的地区地震发生的时间会大幅提前．图3 不同应力扰动下发生大于设定震级M的概率变化Fig．3 The probability of earthquake occurrence of magnitude＞M on different shear stress disturbance对于雅安地区（30．0°—30．7°N，102．5°—103．5°E），汶川地震后库仑应力增加了0．1MPa（Parsons et al，2008）．从1970年1月1日—2008年1月1日，共发生了23次M＞4．0地震，其中仅发生一次M＞6．0的地震．那么根据背景场地震活动性速率公式r≥M＝N／Δt（其中N为发生大于震级M 的地震次数，Δt为时间间隔）可以求出r≥6．0＝0．026 3次／年．依然假设A＝0．01，σn＝10MPa（Dieterich，Kilgore，1996），那么在汶川地震后雅安地区的地震活动性概率变化如图4所示．从图4可以看出，发震断层的余震持续时间对于发震概率的影响并不大，而受到扰动之后的几年内发震概率的增幅较快．芦山地震发生在汶川地震后近5年，而由于受汶川地震的影响，雅安地区此时发生M6．0地震的概率已经增加到25%—30%．图4 雅安地区发生M＞6．0地震的概率变化不同颜色曲线代表了不同的余震持续时间，黑色箭头所指位置为现今雅安地区对应的发震概率Fig．4 The probability of earthquake occurrence of M＞6．0in Ya＇an area Different colors give difference aftershock durations，the black arrow shows the earthquake probability in Ya＇an area now事实上，汶川地震之后不仅雅安地区的库仑应力增加，其周边的鲜水河断层和熊坡断层也存在库仑应力的明显增加（Parsons et al，2008），这些断层仍然是今后需要防范的重点地区．图5显示了汶川地震后鲜水河断层不同震级的发震概率变化．根据中国地震台网中心给出的地震目录，从汶川地震后到2013年2月28日，鲜水河断层已发生M＞4．0地震10次，其中2010年4月27日发生一次M5．0地震，此时M＞5．0的发震概率已超过80%，而至今未发生M＞6．0的地震，而M＞6．0的发震概率已约为60%，所以鲜水河断层附近将成为M＞6．0地震的重点防范地区．鲜水河断层未来发生M＞6．0地震概率由表1给出．图5 汶川地震后鲜水河断层发生地震的概率变化实箭头所指位置为现今鲜水河断层对应的M＞6．0的发震概率，虚箭头所指的位置为2010年4月27日发生的M5．0地震对应的发震概率Fig．5 The probability of earthquake occurrence of Xianshuihe fault after Wenchuan earthquake The black arrow shows the probabilities of earthquake occurrence of M＞6．0on Xianshuihe fault at present，the dashed arrow points out the probabilities of earthquake occurrence when the M5．0earthquake happened on April 27，2010表1 鲜水河断层未来发生M＞6．0的地震概率Table 1 The probabilities of earthquake occurrence of M＞6．0on Xianshuihe fault超越震级M＞6．0地震概率5a（现今）10a 15a 20a 30a 6．0 62% 84% 93% 96% 99%图6显示了汶川地震后熊坡断层不同震级的发震概率变化．根据中国地震台网给出的地震目录，从汶川地震后到2013年2月28日，尚未发生M＞4．0地震，此时M＞4．0的发震概率已接近90%，虽然M＞5．0的发震概率仅为26%，但是该地区将来仍旧有发生中强地震的危险性．熊坡断层未来发生M＞4．0地震概率由表2给出．图6 汶川地震后熊坡断层发生地震的概率变化黑色虚线所指的位置为现今对应的发震概率Fig．6 The probabilities of earthquake occurrence of Xiongpofault after Wenchuan earthquake The dashed line shows the probabilitiesof earthquake occurrence at present表2 熊坡断层未来发生M＞4．0地震概率Table 2 The probabilities of earthquake occurrence of M＞4．0on Xiongpo fault超越震级M＞4．0地震概率5a（现今）10a 15a 20a 30a 4．0 89% 98% 100% 100%100%5．0 26% 42% 55% 65% 79%6．0 3% 5% 8% 10% 14%3 讨论与结论芦山MS7．0地震的发生重新引起了对汶川地震的热议．本文利用含（滑移）速率和状态的摩擦定律（Dieterich，1994），结合汶川地震前后的地震活动性水平，从地震发生概率的变化上解释了芦山地震的发震根源；计算得到了芦山地震发生时，雅安地区发生M＞6．0地震的概率已经增加了25%—30%．此外，本文对于库仑应力增加的鲜水河断层和熊坡断层也进行了发震概率的计算．根据中国地震台网中心给出的地震目录，从M＞4．0地震的发生情况来看，计算结果与实际情况基本符合．鲜水河断层从汶川地震后至今未发生M＞6．0地震，而M＞6．0的发震概率已约为60%；熊坡断层自汶川地震以来尚未发生M＞4．0地震，此时M＞4．0的发震概率已接近90%．所以，我们认为鲜水河断层附近将成为M＞6．0地震的重点防范地区，熊坡地区将来仍旧有发生中强地震的危险性．然而，在计算过程中存在很多不确定性．首先，参数的选取可能带来一定误差，比如A取0．01，σn取10MPa（Dieterich，Kilgore，1996）等，与实际不完全一致；其次，库仑应力状态的计算过程依赖模型的选取，不同研究者可能给出不同的应力变化值（Parsons et al，2008；Toda et al，2008；单斌等，2009；万永革等，2009；解朝娣等，2010）．本文仅选用Parsons等（2008）结果进行计算也会带来一定的误差；最后，地震目录特别是小震目录的缺失使得对背景场地震活动性的估计不够准确．所以，应用条件概率模型会更具可靠性．但是由于缺乏发震断层的滑移历史、发震的准周期及上次地震至今的时间，条件概率模型在目前的研究中，尤其对我国西南地区来讲，仍然难以应用．参考文献陈运泰．2008．汶川特大地震的震级和断层长度［J］．科技导报，26（10）：26-27．陈运泰，杨智娴，张勇，刘超．2013．浅谈芦山地震［J］．地震学报，35（3）：285-295．刘杰，易桂喜，张志伟，官致君，阮祥，龙锋，杜方．2013．2013年4月20日四川芦山M7．0级地震介绍［J］．地球物理学报，56（4）：1404-1407．单斌，熊熊，郑勇，刁法启．2009．2008年5月12日MW7．9汶川地震导致的周边断层应力变化［J］．中国科学：D辑，39（5）：537-545．申文豪，刘博研，史保平．2013．MW7．9汶川地震余震序列触发机制研究［J］．地震学报，35（4）：461-476．万永革，沈正康，盛书中，徐晓枫．2009．2008年汶川大地震对周围断层的影响［J］．地震学报，31（2）：128-139．王卫民，郝金来，姚振兴．2013．2013年4月20日四川芦山地震震源破裂过程反演初步结果［J］．地球物理学报，56（4）：1412-1417．王卫民，赵连锋，李娟，姚振兴．2008．四川汶川8．0级地震震源过程［J］．地球物理学报，51（5）：1403-1410．解朝娣，朱元清，Lei 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汶川地震震源特性分析报告

初步研究及考察成果（一）2008年5月12日汶川特大地震震源特性分析报告陈运泰许力生张勇杜海林冯万鹏刘超李春来中国地震局地球物理所，北京 1000812008年5月12日下午2点28分（北京时间），在四川省的汶川县发生特大地震，陈运泰院士的研究组迅速开展地震资料的分析工作，通过多种分析手段获得了这次地震及两个强余震的震源参数。

现将结果报告如下。

注：时间仓促，行文粗糙，纰漏难免，敬请谅解。

一、震源机制1、2008年5月12日14点28分主震震源机制从全球长周期台站挑选了如图1左图所示的18个台站的垂直向波形资料通过矩张量反演得到的这次主震震的矩张量解及其最佳双力偶解如图1右图所示。

使用的资料采样率为1sps，资料的频率范围为0.005~0.02Hz。

结果表明，这次地震是一次以拟冲为主、兼少量右旋走滑分量的地震。

断层向西北方向倾斜，走向为229°。

这次地震释放的标量地震矩为4.4 ×1021 Nm，震级为Mw8.3。

其它参数见表1、2和3。

观测地震图和合成地震图的比较如图2所示。

N S EW图 1 长周期台站分布（左）；矩张量解及其震源机制解（右）图 2 观测地震图与合成地震图的比较。

上面的波形为观测地震图，下面的波形为合成地震图。

表1 2008年5月12日汶川主震震源参数Date yyyy-mm-ddTimehh:mm:ssLatitude/°NLongitude/°EDepth/kmMagnitude Sources表2 2008年5月12日汶川主震矩张量解（10e21 Nm ）No 11M 12M 13M 22M 23M 33M DCM exp M CLVD MSource 1 2.53 2.53 -0.22 -1.18-1.10 5.13 4.04 2.15 0.70IGP-CEA表3 2008年5月12日汶川主震最佳双力偶解Plane IPlane IIT-axisB-axisP-axisStri ke/°Di p/°Rak e/°Strike/°Di p/°Rak e/°Az m /°Pl g /°Az m /°Pl g /°Az m /°Pl g /°Source229 43 123 7 55 63 222 67 23 22 116 7 IGP-CEA2、2008年5月12日20点强余震震源机制从全球宽频带台站挑选了如图3左图所示的12个台站的垂直向波形资料、通过矩张量反演得到的这次强余震的矩张量解及其最佳双力偶解如图3右图所示。

从汶川到芦山：应急救援之变

从汶川到芦山：应急救援之变作者：张欢来源：《小康》2013年第05期一个民族在灾难中失去的，必将在民族的进步中获得补偿。

关键是要善于总结经验和教训四川芦山地震，又一次巨灾。

五年前的汶川，三年前的玉树，一次次灾害相似而又不同。

汶川地震应急救援的经验和教训总结了多少，学习了多少？当芦山地震灾难突发，正是对汶川地震经验教训总结效果的一次检验。

芦山抗震救灾和恢复重建的任务仍艰巨而漫长，不妨先就“72小时黄金期”的应急响应和生命救援工作与五年前进行一个粗略的比较。

政府应急响应更为迅速芦山地震发生后各级政府的反应速度均超过汶川地震。

汶川地震发生在2008年5月12日14时28分，国家减灾委、民政部15时40分紧急启动国家应急救灾二级响应，并于22时15分将响应等级提升为一级响应。

温家宝总理于16时40分乘专机飞往四川成都，21时40分抵达都江堰市，22时15分，国务院成立抗震救灾总指挥部。

四川省在震后立即启动了应急一级响应，省委书记刘奇葆带队赶赴汶川震中，当夜在都江堰市公安局门口用彩条布搭成的“帐篷”中成立四川省抗震救灾指挥部。

但重灾市（州）及以下层级政府的应急响应则较为迟缓，普遍存在半天至一天茫然失措的问题。

芦山地震发生在2013年4月20日8时02分，国家减灾委、民政部9时整紧急启动国家三级救灾应急响应。

13时15分，李克强总理从北京飞赴灾区察看灾情，16时37分抵达芦山现场指挥抗震救灾。

9时21分，四川省启动地震救灾一级响应，10时04分，省委书记王东明、省长魏宏率应急救援队赶赴现场。

同时四川省委省政府成立抗震救灾指挥部。

雅安市委、市政府9时30分左右即组织开展应急救援，10时左右成立抗震救灾指挥部。

两次地震中，国家减灾委和四川省均第一时间启动应急响应。

比较而言，芦山地震应急响应更迅速，特别是基层政府在第一时间更从容有序开展应急响应工作。

军队投入抢险救灾的准备更充分军队是抢险救灾的主力军。

汶川地震后，四川省军区于震后10分钟即启动抗震救灾应急预案，成立抗震救灾指挥部。

芦山抗震救灾对拓展国防动员应急功能的启示

芦山抗震救灾对拓展国防动员应急功能的启示学习时报 2013-05-20 第07版2013-05-24 06:11:00 来源：袁恺君张洪瑞如果说5年前的汶川抗震救灾让国防动员的应急功能首次集中呈现的话，那么尚在深入推进的芦山抗震救灾进一步折射出国防动员应急效能的显著提升和与日俱增的巨大潜能。

如何科学发挥国防动员的应急功能？从汶川到芦山，在变与不变的救援模式和行动历程中，有许多值得深刻总结的经验与启示。

启示一：要有快速高效、应变有力的动员响应震后10分钟，成都军区和四川省委省政府迅速启动应急预案，成立军地联合指挥部和前进指挥所，启动地震应急Ⅰ级响应。

30分钟后，军地主要领导奔赴震中组织指挥救灾。

2小时后，成都军区、四川省军区和四川武警的前指在芦山开设。

与此同时，军地各级通过各种渠道收集汇总灾情，第一时间组织雅安当地民兵预备役人员和行业系统救援人员展开自救，并迅速收拢集结邻近市（州）的救援力量，快速多路驰援灾区。

相对于5年前的“5 12”抗震救灾，此次芦山地震后的应急响应显得更加有条不紊，一系列震后初期的行动，在短时间内同步完成了成立指挥机构、了解判明灾情、作出应急部署、出动救援力量等初始响应，实现了由平时状态向应急状态的快速转换，为整个抗震救灾行动有序展开奠定了坚实基础。

近年来，重大自然灾害、事故灾难等突发事件日益呈现出骤然性、随机性特征，对国防动员系统应急处置提出了很高要求。

应进一步发扬此次救灾的基本经验，着力完善各级各类应急预案体系，加强针对性动员准备，遇有情况后实施“任务触发式”和“条件发射式”的快速动员响应，高效完成应急转换，确保第一时间达成对紧急情况的科学有效处置。

启示二：要有军地联合、权威统一的组织指挥此次芦山地震后，四川省政府与成都军区、四川省军区第一时间实行信息通报、情况会商，军地救灾工作始终在地方党委政府统一领导下有序进行。

这种以地方政府应急系统为主、国防动员系统为辅的联合指挥机制，较好地适应了重大应急行动中“政府提需求、军队抓落实”的逆向协调模式，进一步探索了军地联合、融合互通、集中统一的指挥决策机制，收到了较好效果。

LU-011-四川芦山7.0级地震及其与汶川8.0级地震的关系

果来看（表１），震中位置相差无几．
表１２０１３年４月２０日芦山７．０级地震基本参数犜犪犫犾犲１犅犪狊犻犮狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳狋犺犲犕７．０犔狌狊犺犪狀犲犪狉狋犺狇狌犪犽犲
发震时刻时∶分∶秒
震中位置
震级深度震中
纬度
经度犕（犕Ｓ）犺／ｋｍ地名
四川省０８∶０２∶４６．０３０．３°Ｎ１０３．０°Ｅ７．０１３．０雅安市
芦山县
结果来源
ＣＥＮＣ
０８∶０２∶４６．６３０°１８′Ｎ１０２°５９′Ｅ６．９１７．０四川芦山四川台网
从震级上看，世界各地机构测定和公布的“４·２０” 芦山地震的面波震级在６．５级到７．０级之间（见表２）．例如：美国国家地震信息中心（ＮＥＩＣ，ＮａｔｉｏｎａｌＥａｒｔｈｑｕａｋｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，ｈｔｔｐ：∥ ｎｅｉｃ．ｕｓｇｓ．ｇｏｖ／）给出犕Ｗ６．６级（体波犕Ｗ６．５，中心矩犕Ｗ６．６，Ｗｐｈａｓｅ犕Ｗ６．６）；法国欧洲地中海地震中心（ＣＳＥＭ，ＣｅｎｔｒｅＳｉｓｍｏｌｏｇｉｑｕｅＥｕｒｏＭｅｄｉｔｅｒｒａｎｅｅｎ，ｈｔｔｐ：∥ ｗｗｗ．ｅｍｓｃｃｓｅｍ．ｏｒｇ／）公布为犕Ｗ６．６级；俄罗斯科学院地球物理勘测局（ＧＳＲ，ＧＳＲＡＳＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，ＲｕｓｓｉａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，
５期
杜方等：四川芦山７．０级地震及其与汶川８．０级地震的关系
１７７３
ｓｈｏｒｔａｘｉｓｏｆｔｈｅａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｒｅａｂｏｕｔ４０ｋｍａｎｄ２０ｋｍｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｒｕｐｔｕｒｅｓｃａｌｅｏｆｔｈｉｓｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｓｌｉｍｉｔｅｄ．Ｆｒｏｍｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｓｐｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｔｈｅｒｕｐｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓ，ａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｕｐｔｕｒｅ，ｗｅｃｏｍｐａｒｅｔｈｅＬｕｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｗｉｔｈｔｈｅ犕８．０Ｗｅｎｃｈｕａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｎｄｆｉｎｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｔｗｏｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．ＴｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＬｕｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｎｄｔｈｅＷｅｎｃｈｕａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｓａｂｏｕｔ９０ｋｍ．Ｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｉｎｔｅｎｓｉｖｅａｒｅａｓｉｓ５０ｋｍ．ＴｈｅＷｅｎｃｈｕａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｍａｄｅｔｈｅｍｉｄｄｌｅｎｏｒｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅＬｏｎｇｍｅｎｓｈａｎｆａｕｌｔｔｏｒｕｐｔｕｒｅｆｕｌｌｙ．ＴｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬｕｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅＬｏｎｇｍｅｎｓｈａｎｆａｕｌｔ．Ｔｈｅｒｕｐｔｕｒｅｓｃａｌｅｏｆｔｈｅ犕７．０ｅｖｅｎｔｉｓｌｉｍｉｔｅｄ．Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｙａｒｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒｏｎｓａｍｅｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｙａｒｅｔｗｏｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｓｅｉｓｍｉｃｅｖｅｎｔｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊Ｔｈｅ犕７．０Ｌｕｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ＴｈｅＬｏｎｇｍｅｎｓｈａｎｆａｕｌｔｚｏｎｅ，Ｔｈｅ犕８．０Ｗｅｎｃｈｕａｎ

2018年度防震减灾科技成果奖获奖成果一览表

15 位巨升型异常成因及性质张淑亮杨军耀宋美琴刘瑞春李丽山西省地震局
研究
时域地震反应分析方法及
地壳应力研究所
16 在场地地震动参数确定中荣棉水卢滔李小军迟明杰喻烟
防灾科技学院
的应用
地球物理研究所
17
河南省地震现场移动指挥平台
王勤忠
寇曼曼
高冠龙
河南省地震局
推荐单位
授奖等级
工程力学研究所三等奖
附件
2018 年度防震减灾科技成果奖获奖成果一览表
序成果名称
号
主要完成人
主要完成单位
1
破坏性地震震源破裂过程反演方法及其应用研究
陈运泰杜海林赵华
许力生李春来张新东
张勇许康生
周云好付真
张旭王永哲
地球物理研究所
2
地震现场调查评估工作技术标准体系构建及应用
孙柏涛林均岐温增平
戴君武孙景江张敬军
李
健
地球物理研究所山东省地震局中国地震灾害防御中心
6
基于类临界点模型的地震预测实用技术研究
蒋长胜来贵娟
吴忠良
李宇彤
韩立波
尹凤玲
地球物理研究所地震预测研究所辽宁省地震局
地球物理研究所地球物理研究所
二等奖二等奖
7
2010—2014 年我国地震趋势预测研究
张永仙宋治平
蒋海昆薛艳李纲晏锐周龙泉牛安福
何少林李英
高安泰
孙艳萍
甘肃省地震局
推荐单位
授奖等级
地球物理研究所一等奖
工程力学研究所一等奖
地质研究所甘肃省地震局

从汶川到玉树到芦山——穿越灾难砥砺奋进

从汶川到玉树到芦山，灾区人民坚忍顽强，全国人民守望相助，国家力量和公众力量交汇融合，中国展现新风尚。

“我不哭，我很坚强。

”互联网上，一张地震中受伤的小女孩照片感动人们，透过血迹中纯真的笑容，可以直观地感受到自信与坚强。

越来越多的人为灾区“加油”：芦山不哭、雅安雄起！从汶川到玉树到芦山，灾区人民不屈不挠、坚忍顽强；全国人民不离不弃，一方有难八方支援，一次次彰显了中华民族众志成城、共抗天灾的勇气和信念。

成都街头自发献血的市民排成长龙，地震当天傍晚补足血库；汶川的数十位“的哥”，车里装满水和方便食品赶来了；青海玉树抢险救援队也赶来了。

这些受过帮助的人说“也要去帮助每一个需要帮助的人”。

政府部门、企业、民间组织、个人，来自各地的捐款、捐物等，汇聚成爱心长河，涌向雅安……“我们都是雅安人！”熟悉的口号又一次响起。

从汶川到玉树到芦山，今天的中国，更加开放而自信。

芦山震后53秒，第一条震情微博就已传上网络。

震后3个多小时，政府便召开了首次新闻发布会；此后，省、市、县三级每天召开多场新闻发布会。

抗震救灾指挥部及时公布总值班室应急电话号码以及邮箱地址等。

境内外媒体纷纷深入一线“现场直播”。

真相跑在谣言和恐慌前面，传递着信心和力量。

今天的中国，社会更趋成熟与理性。

地震发生后，网上很快就有了理性的声音，呼吁让出成雅高速“生命通道”，莫去现场“添堵”；号召少打电话多发短信，少挤占灾区电信资源；提醒不要过多干扰救援人员。

今天的中国，社会公众救灾响应的自发组织能力，也胜以往。

从汶川到玉树，众多志愿者忙碌的身影给我们留下深深感动。

今天，他们又快速行动起来支援芦山灾区，并更加理性有序。

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中国科学: 地球科学 2013年第43卷第6期: 1064 ~ 1072 中文引用格式: 陈运泰, 杨智娴, 张勇, 等. 从汶川地震到芦山地震. 中国科学: 地球科学, 2013, 43: 1064–1072英文引用格式: Chen Y T, Yang Z X, Zhang Y, et al. From 2008 Wenchuan earthquake to 2013 Lushan earthquake (in Chinese). Scientia Sinica Terrae, 2013, 43:1064–1072《中国科学》杂志社SCIENCE CHINA PRESS论文从汶川地震到芦山地震陈运泰*, 杨智娴, 张勇, 刘超中国地震局地球物理研究所, 北京 100081 * E-mail: chenyt@收稿日期: 2013-05-14; 接受日期: 2013-05-22; 网络版发表日期: 2013-06-05 国家自然科学基金项目(批准号: 41090291)资助摘要本文概述作者在龙门山断裂带中、小地震精确定位、地震活动性以及2008年汶川M W 7.9(M S 8.0)地震和2013年芦山M W 6.7(M S 7.0)地震破裂过程等方面所做的研究工作. 这些工作表明, 青藏高原东缘的龙门山断裂带不但是一条规模宏大的断裂带, 也是一条非常活跃的地震带. 通过对地震构造、地震活动性、地震矩释放“亏空”区以及余震活动规律的分析, 作者在汶川地震后提出了龙门山断裂带西南段宝兴-小金一带存在发生M W 6.7~7.3地震的潜在危险性的地震趋势估计. 芦山地震的发生初步验证了这一估计. 芦山地震发生后作者进一步做的分析结果表明, 芦山地震的发生并没有显著地缓解龙门山断裂带西南段的地震危险性, 该地段整体上仍存在发生M W 7.2~7.3地震的潜在危险性; 特别是, 其北段(即邛崃大邑西-宝兴北-汶川南一带)存在发生M W 6.8地震的潜在危险性; 其南段(即天全-荥经-泸定-康定一带)存在发生M W 7.2地震的潜在危险性. 作者认为, 应当强化对上述具有潜在地震危险性区域的监测与多学科综合研究.关键词芦山地震汶川地震地震精确定位地震破裂过程地震危险性据中国地震台网中心测定, 2013年4月20日北京时间上午08时02分46秒, 四川省雅安市芦山县境内发生了面波震级M S 7.0地震, 震中位置: 30.3°N, 103.0°E, 震源深度: 13.0 km. 另据美国地质调查局国家地震信息中心(USGS/NEIC)报道, 发震时刻: 00时02分47.5秒UTC (协调世界时); 震中位置: 30.308°N, 102.888°E; 震源深度: 14.0 km; 矩震级M W 6.6. 截止至05月17日16时00分, 共记录到余震9294次, 其中M ≥3.0余震132次, 包括3.0≤M <3.9地震106次, 4.0≤M <4.9地震22次, 5.0≤M <5.9地震4次.芦山地震是继2008年5月12日汶川M W 7.9地震以来在青藏高原东缘的龙门山断裂带上发生的又一次灾害性地震事件. 截止至24日14时30分, 芦山强烈地震已造成196人死亡, 失踪21人, 11470人受伤.芦山地震发生于龙门山断裂带上的西南段, 该段是汶川地震时龙门山断裂带没有发生破裂的特殊地段. 为什么会发生芦山地震? 芦山地震是如何发生的? 它的发生对于龙门山断裂带及其周边地区的地震活动性究竟有何影响? 等等, 都是亟待研究解决的问题. 为此, 本文通过概述作者自2003年以来开展的与龙门山断裂带地震精确定位、地震活动性以及汶川地震和芦山地震的破裂过程有关的研究工作, 对芦山地震的发生及其可能的影响做一初步分析与探讨.中国科学: 地球科学 2013年第43卷第6期10651 芦山地震的地震构造背景与龙门山断裂带的地震活动性芦山地震发生于青藏高原东缘的龙门山断裂带西南段. 龙门山断裂带是一条长约500 km 、宽约30~50 km 沿NE-SW 方向展布的巨大断裂带, 其断层滑动以逆冲为主, 兼具右旋走滑分量. 按照由西向东的顺序, 龙门山断裂带主要包含龙门山后山断裂(茂县-汶川断裂)、中央断裂(映秀-北川断裂)和山前断裂(安县-灌县断裂, 亦称彭县-灌县断裂、江油-灌县断裂)(参见文献[1]中的图1). 这些断裂都以逆冲滑动为主, 兼具一定的右旋走滑分量; 在龙门山断裂带的东北段, 右旋走滑分量更大[1~3].杨智娴等[4~6]在汶川地震之前, 曾经运用国际上刚开始兴起的最先进的“双差定位法”[7]对包括松潘-平武、龙门山断裂带等在内的我国中西部地区1992~1999年发生的10057个中、小地震重新定位. 在10057个地震中, 经过重新精确定位的6496个地震显示了该地区的清晰的中、小地震活动性图像, 揭示出以往的定位结果未能揭示出的该地区的中、小地震活动性图像与断裂带的关系(见文献[6]中的图4), 表明在龙门山断裂带上, 虽然未有发生过7级以上大地震的历史记载, 但近期中、小地震(震级M <7的地震)活动非常活跃, 分布在一条长约470 km 、宽约50 km 的地带上, 使得龙门山断裂带成为非常具有地震危险性的一条断裂带(见文献[6]中的图4和图10).汶川地震的发生是沉寂多年的龙门山断裂带的一次集中的能量释放. 汶川地震发生后, Yang 等[8,9]运用同一方法对汶川地震的余震重新精确定位(图1(b)). 余震重新精确定位结果表明, 汶川地震的余震(图1(b)主图中的绿色实心圆)主要分布在NE-SW 向的龙门山断裂带从映秀到青川约350 km 的地段, 清楚地表明汶川地震便是发生在这条长达470 km 的龙门山断裂带上约350 km 的地段上的大规模的破裂. 龙门山断裂带西南段即从汶川地震的余震区南端至康定大约120 km 的地段(以下简称“西南段”), 是汶川地震的余震在主震西南方向未延伸到“历史上”曾经发生过地震的范围, 是在汶川地震破裂中未破裂的、值得警惕的特殊地段.2 汶川地震与芦山地震的震源特性2.1 汶川地震从2003年开始, 作者致力于研究发展地震破裂图1 龙门山断裂带在汶川地震前(1992~1999)的地震活动性[6](a)和汶川地震的余震分布[8](b)图1(a)摘引自文献[6]的图10, 表示龙门山断裂带及其附近地区在1992~1999年发生的地震(黑色实心圆)的分布, 右侧是沿主图所示的BB ′剖面的地震分布图, 右下角是沿主图所示的CC ′剖面的地震分布图. 在图1(a)中, 文献[6]原图10中的其他地震带如冕宁地震带、宜宾地震带、内江地震带的剖面图均从略. 汶川地震是发生在长达470 km 的龙门山断裂带(图1(a))上长约350 km 的地段(图1(b))上的大规模破裂. 图1(b)是汶川地震发生后用同一方法对汶川地震的余震重新精确定位的结果, 引自文献[8]中的原图. 在图1(b)主图中, 绿色实心圆表示汶川地震余震震中, 左侧是沿SW-NE 剖面即图1(a)的BB ′剖面的余震(黑色实心圆)分布图, 右下角是沿NW-SE 剖面即图1(a)的CC ′剖面的余震(黑色实心圆)分布图. 在图1(b)主图中, 在汶川地震破裂中未破裂的龙门山断裂带西南段(即从汶川地震的余震区南端至康定大约120 km 的地段), 以蓝色斜线及问号予以突出(图中表示芦山地震震中的红色星号及红色框中的文字系芦山地震后新加)陈运泰等: 从汶川地震到芦山地震1066过程快速反演的实用方法, 目标是在重大地震发生后能以尽可能快的速度、准实时地反演地震观测资料得出表征地震震源特性的参数, 包括: 表示地震机制的矩张量, 表示地震大小的地震矩或与其相当的矩震级, 地震破裂面的大小、地震断层滑动量即错距的方向与大小的分布、地震破裂的动态进程及其致灾效应, 等等, 为震后快速反应、应急救援决策提供参考. 该方法完成于2008年5月汶川地震前数日, 在汶川地震后首次得到成功应用(张勇[10]和刘超等[11]). 汶川地震发生后4个多小时, 张勇等[10]和刘超等[11]根据全球地震台网(GSN)的数字地震记录用各自独立的方法得到了相当一致的结果(据陈运泰等[12]), 这就是: 汶川地震的发震断层走向为225°、倾角为39°、滑动角为120°(据张勇等[13]), 或: 走向为220°、倾角为32°、滑动角为118°(据刘超等[11]). 结果表明, 汶川地震是一次以逆冲为主、兼具小量右旋走滑分量的规模宏大的地震事件, 地震破裂以既有朝NE 方向破裂、也有朝SW 方向破裂的方式进行, 但是是以朝NE 方向破裂为主的不对称双侧破裂, 地震破裂面即断层面长达300多千米, 以32°~39°的倾角向西北倾斜, 从地面斜向地下延伸, 宽度将近50 km, 相当于深度达约30 km; 汶川地震是在破裂长度超过300 km 的发震断层上发生的、破裂持续时间长达90 s 的一次复杂的震源破裂过程, 整个断层面上的平均滑动量即平均错距约2.4 m, 但断层面上滑动量的分布很不均匀, 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(破裂起始点)附近, 达7.3 m; 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 5.6 m(据张勇[10]、张勇等[13]、刘超等[11]和陈运泰等[12]).由反演得到的结果进一步计算得到的地表永久位移场的分布特征与沿断层的地震灾害分布特征非常接近, 地表永久位移值较大的两个地区正好对应于地震后数月发表的烈度分布图显示的两个极震区,表明了汶川地震的大面积、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, 显示了极震区与贯穿到地面的逆冲断层错动的密切联系(据陈运泰等[12]), 也表明了由地震破裂过程快速反演得到的有关地震震源的许多信息不仅具有科学意义, 而且在为震后快速反应、应急救援服务方面也具有明显的应用价值.通过对最终(静态)滑动量分布的分析(图2), 作者在汶川地震震后数日公布于互联网上的“2008年5月12日汶川特大地震震源特性分析报告”[12]及学术研讨会上[14~16]提出: “在汶川地震时发生滑动的区域之间存在着地震矩释放的亏空区, 迄今已经发生的较大余震无论是数量还是强度也都未能基本上填充这些亏空区. 通常认为这种矩释放的亏空区是阻碍破裂的‘障碍体’, ‘障碍体’的破裂即为余震. 因此, 这些矩释放的亏空区很可能是未来强余震发生的地点.” 并指出“在汶川地震的破裂带上有两个比较大的破裂亏空区, 即迄今基本上没有发生过破裂的地方. 这两个破裂亏空区分别位于汶川东北约100 km (北川-平武间)和西南约100 km(宝兴-小金间), 是很有可能发生强余震的地区.” 根据这两个破裂亏空区面积的大小, 作者估计了这两个亏空区如果一旦破裂可能的震级的大小分别为M W 7.1与M W 7.3. 位于汶川东北约100 km 的亏空区在北川-平武间, 距离1933年8月25日叠溪M 7.5地震与1976年8月16日和8月23日松潘-平武两次震级均为M S 7.2的地震震中只有80~100 km. 对于这些地震的发生与汶川地震及该亏空区的关系, 以及该亏空区的地震危险性作者未做进一步的分析. 但是, 毫无疑问, 这是一个亟待研究的问题.对于位于汶川西南约100 km 在宝兴-小金间(小金县城在宝兴县城西面约60 km 处, 但其辖区最东处与宝兴县城仅相距25 km, 固当时有此表述)的破裂亏空区, 按照其规模, 如果一旦发生一次性破裂, 应当相当于一个M W 7.3地震(图2(a), (b)).汶川地震发生后余震活动最强烈的一周间, 一直没有发生特别大的余震, 都是M S 5.0~6.0左右(现在已经可以确认, 直至芦山地震发生前, 最大的一次余震是2008年5月25日发生的面波震级M S 6.4地震). 汶川地震的面波震级是M S 8.0, 矩震级是M W 7.9. 按照巴特定律[17], 最大余震的震级比主震的震级平均小约1.2级. 如果汶川地震是主震型地震的话, 其最大的强余震应该在M W 6.7左右. 但是注意到巴特定律离散相当大; 同时考虑到当时国际上不同的权威机构对主震震级的测定结果也有些分散, 在M W 7.9~8.3间, 因此作者当时提出: “如果汶川地震是主震型地震, 发生强余震的震级将很高, 约M W 6.7~7.1(图2(a)左边的浅红色方框表示按主震震级M W =7.9, 8.0, 8.3估算, 最大余震的震级相应地应为M W =6.7, 6.8, 7.1);中国科学: 地球科学 2013年第43卷第6期1067图2 汶川地震时断层面上最终(静态)滑动量的分布(a)及其在地面的投影[12~16](b)滑动量集中且破裂贯穿到地表的两个区域(色标为红色与黄色的区域)一个位于汶川-映秀一带下方, 另一个位于北川一带下方, 一直延伸到平武境内下方. 方框表示在汶川地震时发生滑动的区域之间存在着地震矩释放的“亏空”区. 图2(a)与2(b)两张图片引自2008年陈运泰[14~16]所做学术报告的PPt 原始图片如果是双震型或强震群型地震, 未来发生的地震可能比M W 6.7还要大. 这两种情况都警示一定要特别加强对强余震的监测, 并高度警惕‘晚期强余震’”.综合以上分析, 作者把汶川地震发生后龙门山断裂带西南段发生汶川地震最大余震的震级估计为M W 6.7~7.3. 2013年芦山M W 6.7(M S 7.0)地震的发生验证了上述结论.上述结果是汶川地震发生后作者对龙门山断裂带西南段的地震危险性的综合分析与趋势估计, 并非对该地段的“地震预测预报”. 如作者在过去发表的一些论文已述[18,19], 按照现今国际地震科学界普遍采用的、严格意义上的地震预测指的是“同时给出未来地震的位置、大小、时间和概率四种参数, 每种参数的误差(不确定的范围)小于、等于可以接受的合理数值”(据Wyss [20]和Jordan 等[21]). 虽然这个分析结果不是对于龙门山断裂带的西南段的严格意义上的“地震预测预报”, 但对于汶川地震发生后该地段存在发生M W 6.7~7.3地震的危险性的分析判断无疑可为强化该地段的地震监测与研究提供有益的参考.2.2 芦山地震五年来, 地震破裂过程快速反演的方法以及地震矩张量快速反演方法已经列入作者对国际国内重要地震应急反应的工作范围, 在诸如国内云南宁洱地震、青海玉树地震、国际意大利拉奎拉(L’Aquila)地震、海地(Haiti)地震等有重要影响的地震发生后第一时间内提供地震的机制、规模(矩震级)、破裂过程、可能的重灾区等信息, 为救灾减灾服务(据刘超等[11,22~24]、张勇等[13,25,26]、Liu 等[27]和Zhang 等[28]). 从2008年10月5日至2013年5月15日已经提供了国内外132个有重要影响的地震的快速矩张量解, 其中震级大于等于5.5的国内地震58次, 震级大于等于7.0的国外地震74次. 目前, 地震矩张量快速反演从地震发生到发布的平均时间约为 2.5 h; 地震破裂过程快速反演从地震发生到发布的时间为3~5 h, 平均约为4 h(据Zhang 等[28]); 这些时间均包括记录资料下载时间在内, 并且主要是用于资料下载.2.2.1 芦山地震的震源机制芦山地震发生(2013年4月20日上午8:02北京时间)后, 刘超等[29]利用全球地震台网的数字地震观测资料, 迅速开展了地震矩张量快速反演工作, 在约一个小时后(9:04北京时间)发布和上报了芦山地震矩张量反演结果(图3). 反演结果表明(表1第2行), 芦山地震释放的标量地震矩M 0=1.6×1019 Nm, 相应的矩震级为M W =6.7, 最佳双力偶解的两个节面的参数分别为: 节面Ⅰ: 走向34°/倾角55°/滑动角87°; 节面Ⅱ: 走向220°/倾角35°/滑动角95°.反演得到的芦山地震的断层面参数和主应力轴参数(图3, 表1第2行)与汶川地震的断层面参数和主应力轴参数(表1第1行)基本上一致, 它们的节面Ⅱ与龙门山断裂带的走向(NE-SW)与倾向(倾向西北)一致, 并且与NE-SW 走向的余震震中分布一致(图5主图). 据此可以确定节面Ⅱ(走向220°/倾角35°/滑动角95°)为芦山地震的断层面, 这表明, 芦山地震是一个与汶川地震震源机制一致的以逆冲为主、但兼具比陈运泰等: 从汶川地震到芦山地震1068图3 由矩张量快速反演得到的芦山地震矩张量解本图展示2013年4月20日芦山地震后约1 h 在互联网上发布的由快速反演得到芦山地震的矩张量解的原始图件(见文献[12]). 图中按国际通用的规范格式分别以中文(右图)与英文(左图)给出地震的矩张量解. 芦山地震的矩张量解表明其震源机制为: 走向220°/倾角35°/滑动角95°, 与汶川地震的震源机制(走向225°/倾角39°/滑动角120°)相当一致, 是一个以逆冲为主、但兼具比汶川地震还要小的右旋走滑分量的地震汶川地震还要小的右旋走滑分量的地震.2.2.2 芦山地震的破裂过程及其特征2013年4月20日芦山地震发生後约3 h(北京时间11时01分08秒), 张勇等[30]按照大震应急的要求, 利用全球地震台网的数字地震记录反演了该地震震源破裂过程, 并对该地震震源的特性做了初步的分析(图4). 根据这一初步结果, 这次地震的标量地震矩M 0=1.7×1019 Nm, 相应的矩震级约为M W 6.8, 与刘超等[29]由矩张量反演得到的结果(M W 6.7)相近, 与美国地质调查局国家地震信息中心(USGS/NEIC)的结果(M W 6.6)亦相近; 断层面上最大滑动量约为1.3 m. 进一步分析表明, 芦山地震的震源及其破裂过程具有如下与汶川地震不同的特征:(ⅰ) 芦山地震滑动量较大的区域没有达到地面但较靠近地面. 这意味着总体上地震破裂面没有扩展到地表(图4(b), (d)), 因此在极震区可能不出现破裂带; 或者即使有, 规模不会像汶川地震那么大. 预期可能替代破裂带出现的是在极震区有可能出现与较强烈变形相联系的“形变带”, 例如观察到喷沙冒水鼓包等宏观现象.(ⅱ) 芦山地震具有长度方向与宽度方向等尺度的中、小地震的震源特征. 由于地震震级为M W 6.7~6.8, 没有达到但接近大震的下限M W 7.0, 属于中震里较大者(按照国际上通行的称谓, 5≤M W <7的地震称为中震, 7≤M W <8的地震称为大震, M W ≥8的地震称为特大地震, 等等). 不但总体上芦山地震的破裂没有扩展到地表面, 而且地震破裂面呈现长度方向与宽度方向等尺度(即大约相当)的中、小地震的震源特征. 具体地说, 总体上地震破裂面上滑动量集中的面积其长与宽中国科学: 地球科学 2013年第43卷第6期1069图4 2013年4月20日芦山地震的破裂过程图片展示在震后约3 h 于互联网上发布的由快速反演得到芦山地震的破裂过程. (a) 芦山地震震中(白色星号)与台站(绿色三角形)分布图; (b) 芦山地震断层面上静态(最终)滑动量分布图; (c) 芦山地震的地震矩释放率-时间关系图(震源时间函数图); (d) 芦山地震断层面上滑动量分布在地面的投影图表1 由矩张量反演得到的汶川地震与芦山地震的地震矩M 0、矩震级ＭW 、断层面参数和主应力轴参数地震 M 0 (Nm)ＭW 节面Ⅰ节面ⅡT 轴 B 轴 P 轴走向 (°) 倾角 (°) 滑动角(°)走向 (°) 倾角 (°) 滑动角(°) 方位 (°) 倾角 (°) 方位 (°) 倾角 (°) 方位 (°) 倾角(°) 汶川 2.0×10218.1 8 63 74220 32 118 246 68 16 14 110 16 芦山1.6×10196.7 34 55 87 220 35 95 292 79 36 3 126 10均接近于30 km. 芦山地震的破裂面向下延伸到深度约20 km 的地方. 这个深度也就是Yang 等[6]通过对我国中西部地震震源的重新精确定位得到的我国中西部脆裂层(schizosphere)即孕震层(seismogenic layer)的下界面的深度, 说明芦山地震的破裂向下扩展到了脆裂层的下界面, 是一个处于地震的自相似性分段处的地震. 与美国圣安徳烈斯断层不同, 那里脆裂层厚度为约15 km, 自相似性在M W 6.0~6.5分段; 与脆裂层较厚的俯冲带不同, 那里自相似性可在M W ≈7.5分段(据Shimazaki [31]和Scholz [32]).(ⅲ) 芦山地震的破裂过程没有呈现明显的方向性. 破裂起始点接近于地震滑动量集中区的中心(图4(b), (d)), 破裂过程没有呈现明显的方向性. 这一点实际上亦是中、小地震的震源的一个特征. 在27 s 的破裂持续时间中, 前10.5 s 完成了大部分的矩释放(图4(c)), 在这段时间里, 破裂扩展速度约为3.0 km/s.3 芦山地震与龙门山地震带西南段未来地震危险性芦山地震发生于青藏高原东缘的龙门山断裂带上的西南段. 如前已述, 龙门山断裂带不但是一条规模宏大的断裂带, 也是一条非常活跃的地震带. 无论陈运泰等: 从汶川地震到芦山地震1070图5 汶川地震及其较大余震(M S ≥5.0)的空间分布、震源机制与滑动量分布图大、小白色星号分别表示汶川地震、芦山地震, 圆圈表示汶川地震余震, 小圆圈表示5.0≤M S ＜6.0地震, 大圆圈表示M S ≥6.0地震, 红色圆圈表示在图中给出表示其震源机制解的红白色“海滩球”(震源球下半球投影)的汶川地震的较大余震, 青色圆圈表示其他较大余震, 黄色圆圈表示芦山地震的余震. 汶川地震与芦山地震在其断层面上的滑动量分布表示于图的左侧, 其色标分别表示于左侧最上方与最下方. 滑动量分布在地面的投影图表示于主图上. 龙门山断裂带西南段的北段(N 段)、中段(C 段)与南段(S 段)以红色圈圈出. 详细解释参见正文是从地质构造看, 还是从地震活动性看, 龙门山断裂带(地震带)都是一个整体, 是一条统一的、系统的构造带, 地质学家、地震学家对此均有共识.2008年5月12日汶川M W 7.9地震虽然很大, 但是, 根据Yang 等[6]在汶川地震前对龙门山地震带大量地震精确定位结果、对汶川地震余震重新精确定位结果(据Yang 等[8], Yang 和Chen [9])、汶川地震后留下的“地震矩释放”的“亏空区”(据陈运泰等[12]和张勇等[13]), 以及汶川地震较大余震的“缺失”(据陈运泰等[12])所做的分析都清楚地指向同一结论: 汶川地震只是发生在长达470 km 的统一的、复杂的龙门山断裂带上从映秀到青川、沿NE-SW 方向约350 km地段上的断裂, 留下了龙门山断裂带大约120 km 的西南段(以下简称“西南段”)没有在汶川地震时破裂. 根据地震震级与地震断层长度的统计关系(据Wells 和Coppersmith [33]), 120 km 的西南段如果一次性地破裂, 不管人们愿意称其为“主震”还是“余震”, 将相当于一次M W 7.5的地震.然而, 在芦山地震中, 西南段并没有发生一次性的破裂, 而是在其中段“拦腰”发生了芦山地震. 由矩张量反演与地震破裂过程反演得到的芦山地震矩震级为M W 6.7~6.8, 震源尺度仅约为长30 km×宽30 km. 长度为30 km 的断层如果一次性地破裂将相当于大约M W 6.8的地震, 因此可以认为, 芦山地震基本上完中国科学: 地球科学 2013年第43卷第6期1071成了龙门山断裂带西南段中段(图5中的C 段)的破裂. 在汶川地震破裂区最西南端至芦山地震破裂区的最北端, 尚有约30 km 长的地段“北段”(图5中的N 段)没有破裂; 在芦山地震破裂区的最南端至龙门山断裂带的最南端, 尚有约70 km 长的地段“南段”(图5中的S 段)也没有破裂. 如果30 km 长的北段一次性地发生破裂, 将相当于一次M W 6.8地震; 如果70 km 长的南段一次性地发生破裂, 将相当于一次M W 7.2地震. 在历史上以及近代, 龙门山断裂带西南段发生过3次M 6.0以上地震, 即1327年9月天全M 6.0地震(震中位置: 30.1°N, 102.7°E)(据闵子群[34])、1941年6月12日07: 13: 31泸定-天全一带M 6.0地震(震中位置: 30.1°N, 102.5°E)、1970年2月24日大邑M S 6.2地震(震中位置: 30.61°N, 103.2°E, 震源深度15 km) (据谢毓寿和蔡美彪[35]、顾功叙[36,37]). 就释放的地震波能量而言, 按照古登堡(Gutenberg)-里克特(Richter)震级-能量关系式(Richter [38])估计, M S 6.0~6.2地震所释放的地震波能量仅为M W 6.8地震所释放的地震波能量的大约6%~13%, 计及上述3次地震的发生, 从所释放的地震波能量看, 还是太小, 不足以改变上述估计值. 此外, 这一估计与作为对地震现象的“回顾性”的描述的地震序列类型的判别无涉(据Jordan 等[21]).如果换一个角度, 还可以从汶川地震后留下的“地震矩释放”的“亏空”区以及汶川地震较大余震的“缺失”来分析. 按照陈运泰等[12]2008年5月所做的估计, 汶川地震最大余震的震级估计应为M W 6.7~7.3. 芦山地震的矩震级为M W 6.7~6.8, 只达到这一估计值的下限. 若按上述估计值的上限M W 7.3估计, 芦山地震的发生并没有显著地缓解龙门山断裂带西南段的地震危险性: 一次M W 6.7~6.8地震只释放了约7.1×1014~ 1.0×1015 J 的能量, 一次M W 7.3地震将释放约5.6×1015 J 的能量, 即M W 6.7~6.8芦山地震的发生只释放了M W 7.3地震的大约13%~18%的能量, 可谓杯水车薪,剩下的还未释放的能量估计约为4.6×1015~4.9×1015 J, 即相当于M W 7.2~7.3的“余震”.4 讨论与结论以上简要回顾了作者自2003年以来在龙门山断裂带中、小地震精确定位、地震活动性, 以及对2008年汶川M W 7.9地震和2013年芦山M W 6.7地震破裂过程快速反演等方面所做的研究工作. 指出: 青藏高原东缘的龙门山断裂带不但是一条巨大断裂带, 也是一条非常活跃的地震带. 通过对地震构造、地震活动性、地震矩释放“亏空”区以及余震活动规律的分析,在汶川地震发生后随即提出了龙门山断裂带西南段宝兴-小金一带存在发生M W 6.7~7.3地震的潜在危险性的地震趋势估计. 2013年芦山M W 6.7(M S 7.0)地震的发生初步验证了上述估计. 芦山地震发生后作者进一步做的分析结果表明, 芦山地震的发生并没有显著地缓解龙门山断裂带西南段的地震危险性, 该地段整体上仍存在发生M W 7.2~7.3地震的潜在危险性; 特别是西南段的北段(即邛崃大邑西-宝兴北-汶川南一带)存在发生M W 6.8地震的潜在危险性; 南段(即天全-荥经-泸定-康定一带)存在发生M W 7.2地震的潜在危险性. 作者认为, 应当强化对上述具有潜在地震危险性区域的监测与多学科综合研究.上述研究结果是芦山地震发生后作者在前一阶段工作基础上对龙门山断裂带(地震带)西南段未来地震危险性的估计, 不包含时间因素, 并不是对该地段的严格意义上的“地震预测预报”[18,19]. 虽然如此, 本文叙述的结果表明, 虽然实现地震预测预报的科学目标可能还须假以时日, 但如能恰当地运用迄今已有的地震科学知识, 朝着地震预测预报这个科学目标一步一个脚印地努力[19,21,39,40], 还是可以有所作为, 可为防震减灾贡献一些有意义的信息.参考文献1 Xu Z, Ji S, Li H, et al. Uplift of the Longmen Shan range and the Wenchuan earthquake. Episodes, 2008, 31: 291–3012 邓起东, 陈社发, 赵小麟. 龙门山及其邻区的构造和地震活动及动力学. 地震地质, 1994, 16: 389–403 3 陈国光, 计凤桔, 周荣军, 等. 龙门山断裂带第四纪活动性分段的初步研究. 地震地质, 2007, 29: 657–6734 杨智娴, 陈运泰, 郑月军, 等. 双差地震定位法在我国中西部地区地震精确定位中的应用. 中国科学D 辑: 地球科学, 2003, 33(增刊):129–1345 杨智娴, 于湘伟, 郑月军, 等. 中国中西部地区地震的重新定位和三维地震波速度结构. 地震学报, 2004, 26: 19–296 Yang Z X, Waldhauser F, Chen Y T, et al. Double-difference relocation of earthquakes in central-western China, 1992–1999. J Seismol,。