汶川地震前地震活动特征的普遍性及其机理探讨

摘要

汶川地震前地震活动较为显著的异常是:1970 2008年汶川地震前,从云南北部至甘青川交界形成规模巨大的5.5级以上地震活动增强区(或称环形分布);1970-1999年围绕龙门山断裂带形成5级以上地震背景空区,汶川地震发生在增强区内的背景地震空区里;2001-2007年形成ML4.0以上地震孕震空区,震前1年孕震空区内部及其两端相继发生多次ML 4.0～5.0地震,空区打破.上述地震活动增强区、背景空区和孕震空区是大地震前普遍出现的现象.为对比分析,本文系统研究了2001年以来我国大陆及邻区4次MS≥7.8级地震和全球10次MW≥8.0级地震前类似地震活动异常,并给出统计特征.结果显示:地震增强区规模为850～2700 km,持续时间13 38年,增强区长轴对数与主震震级呈正相关关系.增强区与余震区规模之比为2.3～7.7,其对数与主震震级呈负相关.背景空区长轴300～1100 km,持续时间10-32年,其长轴对数与主震震级呈正相关关系.孕震空区长轴为370～780 km,持续时间1-7年,孕震空区长轴对数与主震震级呈正相关关系.对于板内地震,构成增强区的最低震级为5.0级或5.5级,构成背景空区和孕震空区的最低震级分别为5.0级和4.0级.而对于板间地震,构成增强区和背景空区的最低震级为6.0级或6.5级,构成孕震空区的最低震级为5.0级或5.5级.基于坚固体地震孕育模型,认为地震活动增强区的环形分布是由于震源区的破裂强度高于周围介质造成的,地震孕育过程中体应变的范围和强度存在逐渐增大和变小的过程,这是地震活动增强区出现三阶段特征的原因.从包体弹性理论可以推导出增强区尺度的对数与主震震级、增强区与震源体比值的对数与主震震级存在线性关系.