滕吉文，皮嬌龍，楊輝，閆雅芬，張永謙，阮小敏，胡國澤

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029

1 引言

中國川、滇地帶是我國大陸強烈地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展最為活動、并十分強烈的地帶，它主要受到鮮水河斷裂帶，安寧河—則木河—小江斷裂帶和龍門山斷裂系這三條呈“Y”字形展布的活動斷裂構(gòu)造帶所控制（圖1）.它們屬于南北地震帶的重要組成部份，向北可以一直延伸到俄羅斯境內(nèi)的貝加爾湖地帶，沿該構(gòu)造帶在歷史上強烈地震曾頻頻發(fā)生，它是我國板內(nèi)最為重要的地震活動地帶.

2008年5月12日14點28分在龍門山斷裂系地帶的汶川—映秀MS8.0的強烈地震發(fā)生后，中外的地球科學(xué)家們發(fā)表了一系列論文（Burchfiel et al.，2008；Xu et al.，2008；張培震等，2008；Xu et al.，2009；Yin，2010；Wang et al.，2010；Peng et al.，2009；Zhang et al.，2009；李海兵等，2010；Ma et al.，2009；Hubbard and Shaw，2009；朱艾斕等，2008；顏丹平等，2010；徐杰等，2010），主要是討論這次大地震發(fā)生的地表地質(zhì)構(gòu)造背景、地表破裂調(diào)查和對發(fā)震斷裂模型的種種推斷.基于龍門山斷裂系主要是由汶川—茂汶逆斷層、映秀—北川逆斷層、彭縣—灌縣斷裂和龍門山山前隱伏斷裂及其相應(yīng)的推復(fù)體組成，亦為巴顏喀拉塊體與揚子克拉通的耦合地域.將這次大地震的發(fā)震斷層，即主震和一系列強余震的發(fā)生均歸屬于地表龍門山斷裂系中的某條斷裂帶，如MS8.0地震的發(fā)震斷層為龍門山斷裂系中的映秀—北川斷裂（張培震等，2008；Xu et al.，2009；李海兵等，2010），而把強余震的發(fā)震斷層歸屬于龍門山斷裂系中的汶川—茂汶斷裂和彭縣—灌縣斷裂等（Zhang et al.，2009；Ma et al.，2009）.顯然，這僅僅是從表象上基于震中在地表投影位置的推斷，即不論是主震也好，強余震也好，它們在地表的投影位置與龍門山斷裂系中那一條斷層靠近則認為這一條斷層即為發(fā)震斷層.我們不同意這種觀點，而是認為：對于發(fā)震斷層的厘定必須充分認識到強烈地震孕育、發(fā)生和發(fā)展的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境及其深層動力過程.這也就是說：汶川MS8.0大地震和一系列余震的發(fā)震斷裂不應(yīng)該分別屬于地表的某一條斷裂，而應(yīng)當是在地下震源深處及其周邊地帶介質(zhì)屬性和力學(xué)結(jié)構(gòu)集中的變異地帶及其響應(yīng)，而且應(yīng)當是一個震源體積.

圖1 龍門山造山帶與斷裂系周圍地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造簡圖（顏丹平等，2010）PG－彭灌雜巖體；XL－雪隆包巖體；KX－康縣斷層；QP－青川—平武斷層；MW－茂汶斷層；BY－北川—映秀斷層；GA－灌縣—安縣斷層.Fig.1 Geological map of the Longmenshan fault system and its adjacent areas（Yan et al.，2010）PG－Pengguan complex；XL－Xuelongbao bedrock；KX－Kangxian fault；QP－Qingchuan－Pingwu fault；MW－Maowen fault；BY－Beichuan－Yinxiu fault；GA－Guanxian－Anxian fault.

2 汶川—映秀MS8.0地震的發(fā)生不是淺表層過程所致

龍門山推覆構(gòu)造帶在地史期間曾經(jīng)歷了印支期、燕山期和喜山期等多期次構(gòu)造運動的作用和改造，特別是喜山期強烈的陸－陸板塊碰撞和高原的急劇隆升，且在印度洋板塊與歐亞板塊強烈碰撞、擠壓作用下，四川盆地與龍門山斷裂系和川西高原深部物質(zhì)與能量進行著強烈交換，故促使龍門山造山帶的形成，且在川西高原內(nèi)又形成了走向交替的一系列局部構(gòu)造并構(gòu)成了該區(qū)錯綜的特異構(gòu)造格局.基于該區(qū)鮮水河斷裂帶，安寧河—則木河—小江斷裂帶和龍門山斷裂系三者呈“Y”字形展布的活動斷裂帶所組構(gòu)的南北地震帶主體，而在歷史上強裂地震曾頻頻發(fā)生（圖2）.為此怎樣厘定汶川—映秀MS8.0大地震發(fā)生的發(fā)震斷裂帶則是關(guān)系到這次地震形成的機制及其特殊性，即是一個十分重要的科學(xué)問題.

圖2 南北地震帶中段及其相鄰地區(qū)歷史與現(xiàn)今M≥7地震的“震源區(qū)”分布圖（聞學(xué)澤等，2009）Fig.2 A map of the“source areas”of M≥7historical and modern earthquakeson the middle segment of the North－South Seismic Belt（Wen et al.，2009）

2.1 南北地震帶與“Y”字形斷裂系

近年來我國在川、滇地帶布設(shè)了眾多的GPS觀測站，并進行了大量的速度場測量.GPS速度場測量數(shù)據(jù)表明：鮮水河斷裂帶左旋走滑速率為8～10mm／a，安寧河—則木河—小江斷裂帶左旋走滑為5～6mm／a，而龍門山斷裂系卻無明顯的速率變化，即僅1～3mm／a（張培震等，2008）.顯然，龍門山斷裂系GPS測量結(jié)果表明：地表并沒有發(fā)生明顯的水平向變形（因GPS測量尚給不出垂向變形），即在這種意義上應(yīng)屬“穩(wěn)定”地帶.

2.2 龍門山造山帶地域的地質(zhì)構(gòu)造活動

在這次MS8.0強烈地震發(fā)生后諸多學(xué)者進行了大量的地表地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查并提出北川—彭灌斷裂帶是一條主要的活動斷裂帶（Xu et al.，2008），龍門山地帶的雜巖體具有分散性，在安縣附近有轉(zhuǎn)折，且為第四紀以來地質(zhì)構(gòu)造活動（Burchfiel et al.，2008；Xu et al.，2008；張培震等，2008；Xu et al.，2009；Densmore et al.，2007）.顯見，地質(zhì)上推斷該處的斷裂活動時間尺度確屬太長，最近的第四紀活動，其時間尺度亦為1.8Ma以來，另外在歷史上沿龍門山斷裂系亦從未發(fā)生過7級以上強裂地震（圖2），僅在1958年在北川附近曾發(fā)生過一次MS6.2級地震.事實上，若要依據(jù)該地區(qū)的淺表層過程來量化強烈地震的孕育、發(fā)生和發(fā)展、乃致預(yù)測當必是十分艱難的.這便告誡人們，汶川—映秀MS8.0大地震的孕育、發(fā)生和發(fā)展，不可能是淺表層過程或些派生現(xiàn)象造成的.它的發(fā)震斷裂不應(yīng)當、也不可能是龍門山斷裂系在地表展布的三條斷裂帶中的某一條斷裂所致.

2.3 汶川—映秀MS8.0大地震發(fā)生的啟迪

由于地震的“孕育”、發(fā)生和發(fā)展是非頻發(fā)性的、各向異性的和非線性的，且發(fā)生在數(shù)公里到幾十公里的深處，震源機制具有極為復(fù)雜的物理—力學(xué)過程，且為在地殼深處震源區(qū)介質(zhì)破裂所激發(fā)的突發(fā)性事件.依據(jù)地表地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查的事實表明，亦只能認為龍門山地域的淺表層過程近期（指短期和臨震地震預(yù)測）應(yīng)屬于相對周邊為“穩(wěn)定”地帶.可是汶川8級大地震確實就在這里發(fā)生了（滕吉文等，2008）！

為此便必然會提出一個問題：為什么地表龍門山斷裂系地帶地質(zhì)構(gòu)造近期（相對于短、臨地震預(yù)測而言）并不活動，GPS測量的水平向運動亦無異常反映？顯然，淺表過程，特別是水平向物質(zhì)的運動是受到較復(fù)雜的綜合要素的制約，它不能反映深部物質(zhì)真實的介質(zhì)破裂、運移及其深層過程和動力學(xué)響應(yīng).同時在這一地帶當向上和向下物質(zhì)相向運動尚未達碰撞前，亦未達到一定應(yīng)力積累強度時，則難以在地表產(chǎn)生明顯影響，況且汶川地震乃屬一突發(fā)事件.為此有理由認為，汶川—映秀MS8.0地震的“孕育”、發(fā)生和發(fā)展是由于地殼深部物質(zhì)與能量強烈交換和物質(zhì)相向（上、下）運動，并強烈碰撞造成的，汶川強烈地震的淺表層過程、特別是水平向物質(zhì)運動尚不能反映深部的物質(zhì)真實運移和其動力學(xué)響應(yīng).為此，這就必須去探索這次地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境及其深層過程和力源機制（滕吉文，2001）.

3 汶川—映秀MS8.0大地震的發(fā)震斷裂帶

松潘—甘孜塊體、龍門山造山帶和揚子克拉通西北緣正置地表地形高差變異十分顯著的地帶，即3500±500m，且龍門山斷裂帶十分陡峭.而且這里的地殼厚度亦可差達15～20km（滕吉文等，2008）.

3.1 龍門山造山帶地域的受力作用特征

由于松潘—甘孜塊體與四川盆地在龍門山斷裂系地帶相對峙，由淺入深均為一個介質(zhì)屬性和結(jié)構(gòu)的強烈變化地帶，同時龍門山斷裂系又是在巴顏喀拉塊體向東南運移，揚子克拉通向西北運移，即為在東南、西北兩大塊體強力擠壓下的受力作用地帶.在長時間的擠壓作用下、應(yīng)力集中、深部物質(zhì)和能量將必在進行著強烈的交換，并促使在這里形成了強烈地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深部空間.為此龍門山造山帶近地表物質(zhì)在水平方向上確難以運動和產(chǎn)生強烈變形.這也正是表征著這一地域GPS測量難以給出水平向物質(zhì)運動的理由所在.

3.2 龍門山斷裂系三條斷裂向深部匯聚與發(fā)震斷裂的形成

龍門山造山帶為一條走向近NE的大型斷裂系，寬近60km、沿北東向延伸可達500km左右（震源機制解的破裂長度和地面破裂長度均為300km左右）（陳運泰，2008）的逆沖—走滑斷裂系.為此MS8.0主震的“孕育”和7萬多次余震的發(fā)生與發(fā)展過程決不能簡單地從投影在地表的震中位置分布、即依據(jù)震中位置在地表距某條斷裂帶近而來套符其歸屬于某一條斷裂帶為發(fā)震斷裂帶的表像認識.這是因為龍門山斷裂系中這3條斷裂帶各自以不同的角度向西北方向下傾，并在深部不均勻與各向異性介質(zhì)中運行在復(fù)雜力系作用下向深處匯聚（圖3），并在15±5km深處收斂成為一條NE方向的深部剪切斷裂帶CF（圖3中點劃線所示）.這條深部的匯聚的斷裂帶CF即為汶川—映秀MS8.0地震和70000多次余震的發(fā)震斷裂帶.

3.3 主震和余震震源深度分布與發(fā)震斷層

由于該區(qū)主震和余震均沿龍門山斷裂系呈NE方向展布，且分布在SW向?qū)挾葹?0～80km，長近300km的范圍內(nèi)，而主要集中在寬近30～40km范圍內(nèi)，即基本上分布在龍門山后山斷裂與前山斷裂之間.顯見，即便是套用與震中位置靠近的斷裂亦難以確定它們與地表斷裂的歸屬關(guān)系.因為由地表到15±5km深處龍門山斷裂系所轄主震和余震分布地帶的介質(zhì)和結(jié)構(gòu)都是非均勻的，各向異性的和呈非線性變化的.

汶川MS8.0大地震發(fā)生后，又發(fā)生了7萬多次余震，經(jīng)過對這些地震進行精細定位后，給出了大、小地震震源深度的分布范圍.盡管當今地震震源深度定位尚存在一定的誤差（5～10km），但從眾多地震的發(fā)生和發(fā)展和統(tǒng)計效應(yīng)來看，還是可以取得一個逼近的結(jié)果的.統(tǒng)計結(jié)果表明，沿龍門山造山帶地帶的所有大、小地震的震源深度均分布在5～20km的深度范圍內(nèi)，而主體上為10～20km之間，而其統(tǒng)計峰值為15±5km，即它們均分布在半徑為5km左右的一條狹長的柱狀震源體積內(nèi)（圖4和圖5）.

這與在2008年MS8.0大地震發(fā)生后給出的震源深度結(jié)果（朱艾斕等，2008；聞學(xué)澤等，2009）與2011年1月中國地震局數(shù)據(jù)中心等部門確定的震源深度為15km左右的結(jié)論是極為一致的.

為什么在深部匯聚的發(fā)震斷裂帶CF位于地殼深部15±5km處？這是由于龍門山斷裂系在地表分布的3條向西傾的斷裂在向深部匯聚時在深度15±5km處聚焦（這在后面討論地震成因時還將要進行論述）.這便揭示出：在巴顏喀拉塊體向ES方向運移進程中，下地殼與上地幔蓋層物質(zhì)沿長期擠壓力系作用下的龍門山斷裂系斷層面向上逆沖，且與由上向下匯聚斷裂帶CF強烈碰撞，故導(dǎo)致了在深度15±5km深處發(fā)震斷裂帶CF的形成（圖3和圖5）.

顯然這條在15±5km深處的匯聚斷裂帶，是不可能與在地表所見龍門山斷裂系中各條斷裂帶各自的規(guī)?；?qū)挾纫恢拢且人鼈兏鳁l斷裂帶的規(guī)模均要寬大的一個有限范圍的震源體.由于這一深部匯聚的發(fā)震斷裂帶CF規(guī)模大，且為一個震源體積，故才可能沿NE方向形成一條長達300km的強烈破裂帶.該破裂帶是以15±5km深度為中心的震源區(qū)，并證實了一個以5km為半徑，走向NE的柱狀震源體（圖4）實際上這一柱狀震源體的直徑向NE方向在減小.由于這里應(yīng)力集中，地震釋放能量的強度最大、也最多，且向縱向和橫向輻射，故這條收斂于15±5km深處的剪切斷裂帶CF乃是汶川MS8.0大地震，一系列震級大于5.0級的強余震和7萬多次余震的發(fā)震斷裂帶.因為這些地震均發(fā)生在深度為15±5km深處、即地殼低速層上部的堅硬上地殼介質(zhì)中（滕吉文，2001；陳運泰，2008；滕吉文等，2008；Wang et al.，2007；朱介壽，2008；滕吉文等，2009）.

圖3 龍門山斷裂系的各條斷裂帶西側(cè)與在深部15±5km處匯聚和發(fā)震斷裂帶的示意圖（a）斷裂構(gòu)造分布；（b）深部斷裂與發(fā)震斷裂.Fig.3 Sketch showing 15±5km deep convergence of individual west－dipping faults in the Longmenshan fault system and seismogenic fault（a）Distribution of faults；（b）Deep faults and seismogenic faults.

圖4 深部15±5km處匯聚和發(fā)震斷裂帶柱狀震源體的示意圖Fig.4 Sketch showing 15±5km deep convergenceand seismogenic columnar sourceof seismogenic fault

4 汶川—映秀MS8.0大地震形成的深層過程和動力學(xué)響應(yīng)

青藏高原東北緣是印度洋板塊與歐亞板塊、即兩陸－陸碰撞、長期擠壓，而作用力系由近北東—北東東、乃至東南方向轉(zhuǎn)換的重要場所，是高原東部深部殼、幔物質(zhì)向東或東南流展的匯聚地域.由于受到東側(cè)的揚子克拉通、東北側(cè)的華北陸塊和阿拉善陸塊的阻隔以及東北緣柴達木盆地、松潘—甘孜地塊的擠壓和強烈變形，故形成了東南部龍門山斷裂系、北部的祁連山造山帶和東北緣的昆侖—西秦嶺造山帶等走向各異的青藏高原東北緣構(gòu)造域.因此，松潘—甘孜與龍門山斷裂系及揚子克拉通西北部的四川盆地乃是中國大陸東西與南北復(fù)雜構(gòu)造的結(jié)合部和重要的構(gòu)造變異地帶.這里構(gòu)造運動和地震強烈活動，且聚集了豐富的礦產(chǎn)資源，故充分體現(xiàn)了其深部物質(zhì)與能量尚在進行著強烈交換.青藏高原東北緣和川滇西部地域深部物質(zhì)向南或向東南方向的強烈流展共同反映了塊體的向南和向東南運動（熊熊和滕吉文，2002；滕吉文等，1996a，b）.它們的強烈滑動亦共同反映了喜馬拉雅弧形造山帶的“東構(gòu)造結(jié)”地帶殼、幔物質(zhì)的重新分異、調(diào)整和強烈交換與在大型走滑斷裂帶為通道邊界的物質(zhì)運移（滕吉文等，2006）.

圖5 汶川MS8.0大地震和余震震源深度分布圖（a）地震震源深度分布剖面；（b）地震震源深度統(tǒng)計峰值深度分布.Fig.5 The distributional map for depth of focus of major shock and aftershocks of Wenchuan earthquakes（a）Distribution for depth of focus；（b）Distribution of statistical peak depth.

圖6 巴顏喀拉塊體—龍門山造山帶—四川盆地地帶地殼與上地幔平均結(jié)構(gòu)剖面示意圖O，O′：震源點；SC：上地殼；LVL：地殼低速層；LC：下地殼；Moho：地殼底界面；UMC：上地幔蓋層；LMSF：龍門山斷裂帶；AST：軟流圈；1，2為在四川盆地軟流圈深度的兩種方案.Fig.6 Schematic diagram for average structure of crust and upper mantle along the profile from Bayan Har block－Longmenshanorogenic－Sichuan basin.O，O′：Source points；SC：Upper crust；LVL：Low velocity layer of crust；LC：Lower crust；UMC：Covering strata of upper mantle；LMSF：Longmenshan fault；ASF：Asthenosphere；1，2deep of Asthenosphere by two program in Sichuan basin.

4.1 印度洋板塊與歐亞板塊的陸—陸碰撞和力源機制

自岡瓦納古陸解體以后，除一部分物質(zhì)尚殘留在南極外，其它各塊體均紛紛向北東方向運移，并在60Ma前后與歐亞板塊碰撞，最后擠沒了古地中海而形成了當今的這種地貌景觀與地質(zhì)構(gòu)造格局.

4.1.1 東構(gòu)造結(jié)的構(gòu)造作用和深層動力過程

由于岡瓦納古陸的解體和印度洋中脊的擴張，使得印度洋板塊分塊向北漂移，并在兩陸－陸板塊碰撞和擠壓作用下，形成了沿喜馬拉雅弧形造山帶和一系列向南凸出的弧形構(gòu)造體系（滕吉文等，1996a，b；滕吉文等，2006）.在喜馬拉雅造山帶的西端形成了“西構(gòu)造結(jié)”，在東端形成了“東構(gòu)造結(jié)”，它們分別似“尖楔”向北插入青藏高原的東北緣和西緣.當“東構(gòu)造結(jié)”向高原北東方向“插入”時，迫使高原東北緣的松潘—甘孜地帶構(gòu)造強烈活動和變形，同時導(dǎo)致深部物質(zhì)繞過該構(gòu)造區(qū)運動，并形成了一系列北西向和北北西向的大型走滑斷裂系.這便為高原深部物質(zhì)的流展提供了通道和通道邊界.

4.1.2 青藏高原東緣深部物質(zhì)的運移軌跡

關(guān)于青藏高原深部物質(zhì)的向東、轉(zhuǎn)而向東南運移和下地殼物質(zhì)流動已有不少討論（蘇有錦和秦嘉政，2001；Wang et al.，2001；Beaumount et al.，2004；Meng et al.，2005；Clark et al，2005；Burchfiel et al.，2008；顏丹平等，2010），這些討論均集中在推斷下地殼物質(zhì)的流動，這顯然缺乏必要條件和充分條件.基于青藏高原東北部和川西、滇西地域的地殼與上地幔精細結(jié)構(gòu)研究可以得到該研究區(qū)的地殼與上地幔介質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)（孫克忠和滕吉文，1995；滕吉文等，1996a，b；徐杰等，2000；滕吉文，2001；Wang et al.，2003；滕 吉 文 等，2006；Wang et al.，2007；Densmore et al.，2007；陳運泰，2008；朱介壽，2008；滕吉文等，2008；朱艾斕等，2008；Ma et al.，2009；Hubbard and Shaw，2009；Peng et al.，2009；Zhang et al.，2009；聞學(xué)澤等，2009；滕吉文，2010；李海兵等，2010；顏丹平等，2010；滕吉文等，2010；Zhang et al.，2010）（表1，圖6）.

（1）松潘—甘孜塊體，龍門山造山帶，揚子克拉通西北緣（四川盆地）地殼與上地幔分層結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1.

表1 研究區(qū)地殼與地幔速度結(jié)構(gòu)分布Table 1 The velocity structure of the crust and mantle in researched region

（2）青藏高原下地殼流尚缺乏物理依據(jù)和邊界條件

由高精度的人工源深部地震探測、大地電磁測深和密度結(jié)構(gòu)可見（滕吉文等，2008），高速的下地殼物質(zhì)在上地殼與上地幔蓋層堅硬物質(zhì)夾持下，難以運動，即不具備可使下地殼運移的邊界條件.基于物理學(xué)或力學(xué)的基本原理，一個軟弱的下地殼與揚子克拉通西北緣四川盆地高速、高阻和高密度“剛性”物質(zhì)相撞擊時，難以碰撞出一個MS8.0大地震.

一個MS8.0大地震，幾十次4.5～6.5的強烈余震和7萬多次余震不可能在地殼低速層附近發(fā)生，并沿龍門山斷裂系形成一條深達40km，且長達300km的NE向破裂帶，即不可能在軟弱流動的下地殼中發(fā)生.

（3）殼、幔精細結(jié)構(gòu)與殼、幔物質(zhì)運移的滑動界面

在巴顏喀拉塊體和青藏高原東北緣地殼中20～25km深處存在一低速層（低阻層），它與該區(qū)上地殼解耦，且在龍門山造山帶地域尖滅，并構(gòu)成了一個深部殼、幔高速物質(zhì)向東與向東南運移的上滑移面，即第一滑動界面.依據(jù)地震面波、電性結(jié)構(gòu)展布，該區(qū)上地幔軟流圏埋深在100±10km，且向東與東南抬升減溥，并構(gòu)成了該區(qū)殼、幔高速度物質(zhì)動運動的下滑移面，即第二滑動界面.近來有人從接收函數(shù)的反演結(jié)果認為，四川盆地的軟流圈頂部可能要比巴顏喀拉塊體深（孫克忠等，1995；滕吉文，2010）（如圖6中點劃線所示位置）.若是這樣，則巴顏喀拉塊體在龍門山斷裂系附近受到四川盆地高速上地幔蓋層的阻隔時，亦必沿龍門山斷裂系向上逆沖.這第二滑移面即為巖石圈物質(zhì)漂曳的上地幔軟流圈頂面.這便表明：實際上應(yīng)為下地殼和上地幔蓋層物質(zhì)以上、中地殼中埋深為20～25km的低速層、低阻層為第一滑脫面，以上地幔軟流圈頂面（深度為100±10km）為第二滑脫面，且在印度洋中脊擴張和板塊運動的驅(qū)動下殼、幔物質(zhì)向東運移（小部分物質(zhì)向西運移），故構(gòu)成了高原深部物質(zhì)在兩陸－陸板塊碰撞、擠壓作用下，并以55mm／a的速率向北運移，而東構(gòu)造結(jié)則似一“尖楔”向高原東北緣插入，導(dǎo)致了一系列大型走滑斷裂的形成、且向東南彎轉(zhuǎn).青藏高原腹地物質(zhì)不僅受到NS向的強烈擠壓，同時還伴隨著EW向的拉張；不僅造成了以90°E為軸線的以西地域一系列NS向大型張性斷裂，而且促使高原腹地下地殼和上地幔蓋層物質(zhì)的向E與ES運動.在殼、幔物質(zhì)向E與ES運移過程中則呈同步運動（滕吉文等，2008）.

（4）高原深部物質(zhì)運移的通道

這些深部物質(zhì)在“東構(gòu)造結(jié)”向北東方向“插入”時，以其東緣的一系列大型走滑斷裂為界帶并在平面上形成了幾路通道，在其東部受到四川盆地深部堅硬殼、幔物質(zhì)的阻隔下而對峙，并造成物質(zhì)運移轉(zhuǎn)向.這表明：青藏高原和川滇地域深部物質(zhì)向南和向東南方向的強烈運動共同反映了塊體的向南和向東南方向運動的同步響應(yīng)（Densmore et al.，2007；Meng et al.，2005）.它們的強烈滑動則共同反映出喜馬拉雅造山帶“東構(gòu)造結(jié)”地帶殼、幔物質(zhì)與能量的強烈交換和其對周邊地域物質(zhì)運移、不均勻變形和運動方向與規(guī)模的制約.在青藏高原深部殼、幔物質(zhì)向E與ES運移進程中，可分為3條通道（圖7），即：

（1）以海源斷裂（NWW向）與東昆侖斷裂帶（NWW向）為邊界的通道，深部物質(zhì)呈SEE向運移，且部分受到東部鄂爾多斯陸塊西南段的阻隔后卻與西秦嶺造山帶物質(zhì)匯合、并相貫通，故通道逐向東收斂.秦嶺—大別造山帶則將中國東部分為南、北兩部.

（2）以東昆侖斷裂帶（NWW向）與鮮水河斷裂帶（NW向）為邊界的通道，深部物質(zhì)向SE方向運移，且逐發(fā)散，在整體上受到四川盆地“剛性”的物質(zhì)阻隔下，并迫使部分深部物質(zhì)轉(zhuǎn)向，即向東南或向南流展.

（3）沿鮮水河斷裂帶（NW向）以南的菱形塊體為向SSE方向運移.由此可見，青藏高原深部殼、幔物質(zhì)的確存在著運移，但卻決不是下地殼流（Wang et al.，2001；Beaumount et al.，2004；Clark et al.，2005；Meng et al.，2005；滕吉文等，2006；顏丹平等，2010；滕吉文等，2012），而且因為我們所講的殼、幔物質(zhì)運移是具有嚴格的物理—力學(xué)邊界條件和運移軌跡的，故才能構(gòu)成該區(qū)殼、幔物質(zhì)有序的運動和應(yīng)力的集中.

4.2 汶川MS8.0大地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深層過程和動力學(xué)機制

在印度洋板塊與歐亞板塊，即兩陸－陸板塊NS向碰撞、擠壓和EW向拉張力系共同作用下，青藏高原東部下地殼與上地幔蓋層物質(zhì)呈整體同步運移，且在這一相對于龍門山斷裂系和四川盆地殼、幔介質(zhì)整體較軟弱的松潘—甘孜地域繼續(xù)并逐抬升（垂向變形）.由于在向E和ES方向運移進程中又受到其東南側(cè)揚子克拉通西北部四川盆地巖石圈高速、高阻和高密度堅硬物質(zhì)的阻隔，故才使得在松潘—甘孜塊體與四川盆地之間形成了強烈的擠壓，并構(gòu)成了物質(zhì)與能量強烈交換和應(yīng)力在這里不斷積累的深部動力作用的力源環(huán)境.

（1）由于龍門山斷裂系NW方向的深部下地殼和上地幔蓋層的深部物質(zhì)向東南方向運移，而其頂部滑移面為上、中地殼中的低速層.該低速層又與上地殼物質(zhì)解耦，即上地殼物質(zhì)并未參與深部物質(zhì)在水平方向的運移和動力作用過程，而是以滑移面為界帶產(chǎn)生拆離，所以地表淺層物質(zhì)未能產(chǎn)生物質(zhì)的大規(guī)模橫向運動或活動.

（2）上、下兩滑移面之間的固態(tài)物質(zhì)，即下地殼與上地幔蓋層物質(zhì)在四川盆地深部殼、?！皠傂浴蔽镔|(zhì)的強力阻隔下不能再向東南方向“挺進”，而迫使其整體沿兩滑移面，并沿龍門山斷裂系陡立的斷層面（斷層面上附著被擠壓出來的液態(tài)物質(zhì)）為通道向上運動（圖8）.待向上運移的物質(zhì)與龍門山斷裂系的3條斷裂帶向下在深部15±5km處匯聚的深層發(fā)震斷裂帶CF附近強烈（圖3、圖4）相碰撞，即在深處向上作用的推覆剪切力作用下，應(yīng)力高度集中，為強烈地震的發(fā)生提供了空間和儲集了能量.顯然下地殼流在受到龍門山斷裂系阻隔時不可能取得這樣強烈地震（MS8.0）發(fā)生的效應(yīng).

（3）由以上討論可知，汶川—映秀8.0級大地震的主震、強余震和70000多次余震的發(fā)生和發(fā)展屬于兩大不同物理屬性塊體之間的相向“撞擊”的產(chǎn)物.由于8.0級主震和7萬余次余震（其中有30多次強余震）均發(fā)生在深部15±5km深度范圍內(nèi)（圖5），為與地表龍門山斷裂系中3條西傾斷裂向下延伸并共同匯聚構(gòu)成的震源體內(nèi)，即為一個統(tǒng)一的破裂體積.在地表的震中位置均聚集在寬30～40km的范圍內(nèi)，且向NE方向延伸300km左右.由于震源深處所發(fā)生的地震和其能量在向上輻射時便隨機地限定在這一震源體積鏈內(nèi)的不同部位（另外當今確定震參數(shù)的誤差還尚處在5～10km之間）.所以不能說汶川地震的發(fā)生應(yīng)該屬于地表龍門山斷裂系中3條斷裂帶中的哪一條.

（4）由于深部斷裂匯聚處為一條較寬的剪切斷裂帶（與地表斷裂帶相比），當下地殼與上地幔蓋層物質(zhì)同步向上運移（圖8），而3條以不同角度西傾的斷裂向下匯聚時（圖3），二者強烈碰撞與錯動（圖8），故沿龍門山斷裂系連續(xù)呈現(xiàn)出階狀近同步錯動的5個大于7.0級的地震并共同組構(gòu)了一條長達300km的破裂帶、且呈一不連續(xù)的破裂鏈狀展布（滕吉文，2010）.這便揭示出：在如此復(fù)雜的深層過程和動力機制制約下，才導(dǎo)致了汶川—映秀這次8.0級大地震在這一特異的深部空間環(huán)境中孕育和發(fā)生.

5 結(jié)語

汶川8.0大地震的孕育、發(fā)生和發(fā)展充分證明，淺表層過程和當今的GPS變形速率測量尚難以對強烈地震活動，特別是在其發(fā)生的前期，即對短、臨預(yù)測做出必要的反響；由于這是震源區(qū)介質(zhì)在力源作用下的深層物理屬性與結(jié)構(gòu)的變異所致.為此必須深化研究和探索這一地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境與其深層動力過程.

（1）汶川—映秀MS8.0大地震的發(fā)震斷裂帶不是龍門山斷裂系在地表展布的某條斷裂所致，亦非近地表淺層過程或派生現(xiàn)象所能解釋的.顯然發(fā)震斷裂乃龍門山斷裂系3條西傾并向深處匯聚的斷裂帶CF，即15±5km深處的匯聚斷裂帶CF乃這次8.0大地震和7萬多次余震的發(fā)震斷裂.該發(fā)震斷裂帶為一半徑5km左右的柱狀震源體積，且沿NE方向展布.

（2）在兩陸－陸板塊碰撞、擠壓和相互運動的基礎(chǔ)上，地殼中20±5km深處的低速層與上地殼解耦，并構(gòu)成下地殼和上地幔蓋層物質(zhì)同步運動的上滑移面.巖石圈板塊漂曳的上地幔軟流圈頂部為其下滑移面，故才使得下地殼與上地幔蓋層物質(zhì)向東南同步運動，并沿陡峭的龍門山斷裂系斷層面向上逆沖.顯然汶川—映秀MS8.0大地震的孕育、發(fā)生決非低粘滯系數(shù)的下地殼流所能產(chǎn)生的效應(yīng)，況且下地殼流并不具有力學(xué)上的邊界條件.

（3）龍門山3條西傾斷裂向深部匯聚和巴顏喀拉塊體向東南運動、抬升、逆沖，且二者在深度15±5km處強烈碰撞造成了這次8.0級大地震的發(fā)生，并導(dǎo)致了地表一系列派生現(xiàn)象的展布.這便表明，對強烈地震孕育、發(fā)生和發(fā)展的深層動力過程研究的重要性、即必須集中于在力源作用下，震源區(qū)和其周邊地帶物質(zhì)的重新分異、調(diào)整和深部物質(zhì)與能量的交換，且必須十分重視其深層介質(zhì)結(jié)構(gòu)、破裂和變形的物理—力學(xué)過程與動力學(xué)機制.顯然，越過地平線去“撫摸”地震震源區(qū)及其周邊地域的介質(zhì)與結(jié)構(gòu)的“脈博”，把握其介質(zhì)的微破裂，破裂過程乃致“破裂鏈”的形成確是十分關(guān)鍵的.為此，在今后地震預(yù)測的研究中，必須十分重視地震“孕育”、發(fā)生與發(fā)展的介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境及其深層動力過程的研究和探索，以達深化認識地震形成的空間環(huán)境和動力機制，并逐步向地震發(fā)生時間、強度和地點的預(yù)測逼近（滕吉文，2010）.

圖7 青藏高原東北緣深部物質(zhì)運移路線圖Fig.7 The route map for deep matter movement

圖8 汶川MS8.0地震形成與深部物質(zhì)運移模型（a）殼、幔物質(zhì)相向運動軌跡；（b）強烈碰撞與地震的發(fā)生.Fig.8 Model for the Wenchuan MS8.0strong earthquake and deep material motion（a）Lous for oppsite motion of crust and upper mantle；（b）MS8.0earthquake occurrence by strong collision.

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附中文參考文獻