2025年Mw7.1定日地震前后应力作用促进了低倾角分支断层活动

这场西藏地震的重要性

2025年发生在西藏南部的定日地震不仅震级强大，而且打破了一些关于断层如何运动的既有认知。通过精细追踪卫星观测到的地表位移与地壳震动，科学家发现一条罕见的缓倾断层在这一重大事件中也参与了滑动。该研究阐明了伸展大陆中地震如何演化，并可能改变我们对高山高原下隐蔽断层结构的想象。

伸展的山顶如何发生地震

虽然沿走滑或挤压断层发生的大地震很常见，但发生在大陆内部伸展（即正断层环境）的大震则相对少见。理论上，在这种环境中活动的断层通常应较为陡立。非常浅的正断层（倾角小于约30度）传统上被认为是锁定的、不易发生突然滑动。然而在包括西藏在内的许多山带中，地质学家绘制出这类低倾角构造，这引发了一个问题：它们是否在大地震中发挥作用，如果发挥，机制为何？

青藏高原上的一次罕见事件

2025年1月7日，发生在西藏南部定日县的一次7.1级正断层地震，位于贯穿高原的南北向裂谷带内。野外队伍在已有断裂系统上测得高达3米的垂直位移步距。利用欧洲和日本的雷达卫星，团队绘制出大范围内的精细地表位移图。这些影像显示，地表断裂被分割为若干段，运动模式并不对称，暗示深部断层构造比单一断裂更为复杂。

发现一条隐蔽的浅部断层

为揭示地下几何形态，研究者采用了贝叶斯反演方法，这是一种将多种可能断层形状与观测到的地表形变相比较的统计方法。研究人员首先模拟了三条连接的、向侧倾斜较大的断层段以匹配主要的南北向破裂。虽然该模型解释了大部分信号，但在震中以西仍留下一块无法解释的位移。允许模型增加第四段且不固定其位置后，结果强烈支持存在一条向西缓倾约27度的额外断层。这条低倾角的“分支”断层在约5至7公里深度处滑动约半米，显著改善了对所有卫星观测路径的拟合。

应力如何使分支断层成形并被触发

团队进而探讨为何这条浅部断层会准备好滑动。他们通过分析该区域几十年来的小地震，重建了地壳内的背景应力场。最大主压应力略有偏离垂直方向，最弱主应力大致东西向，这一模式与印度持续向亚洲挤压导致高原伸展相一致。在这些条件下，陡峭的主断层和较缓的分支断层都接近破裂阈值。对主断层破裂如何改变周围应力的计算显示，陡段的滑动增加了低倾角断层失稳的可能性，尤其是在其上部和北部区域——这些区域本身的滑动最大。

余震与复杂的断层网络

主震后12天内超过3万次的余震为研究断层系统提供了另一重证据。余震在主断层滑动最大的区域较稀疏，而在断层端部附近聚集，这一模式符合剩余应力在相邻片段释放的预期。通过对余震位置运行自动化算法，科学家识别出约90个候选断层面。这些断层面的取向呈双峰分布，有些较陡，有些较浅，呼应了卫星资料所推断的双重断层体系。综合这些证据表明，陡倾与低倾结构共存于一个分段网络中，并可在大型事件中相互作用。

对未来地震的意义

对普通读者来说，核心信息是：那些曾被认为倾角太小而不会发生大规模断裂的断层，在区域应力场和邻近断裂的共同作用下，确实可能参与重大地震。在定日，长期的构造力已使低倾角分支断层处于敏感状态，而主震的滑动部分推动了其活动，形成了高原下的连锁反应。这一发现扩展了在全球伸展区域内风险模型需考虑的断层形态范围，并为了解深埋地下隐蔽断层之间如何分担应变提供了更清晰的视角。

引用: Wei, G., Chen, K., Li, M. et al. Pre- and co-seismic stress loading promoted low-angle splay fault during the 2025 M_w7.1 Tingri earthquake. Commun Earth Environ 7, 426 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03325-1

关键词: 定日地震, 正断层, 低倾角断层活动, 青藏高原, 地震灾害