据中国地震台网中心测定,北京时间2015年4月25日14时11分26.3秒,在尼泊尔发生Ms8.1级大地震,震中位置28.2°N,84.7°E,震源深度20km。据美国地质调查局(USGS)的报道,此次地震震级为Mw7.8,震中位置28.15°N,84.7°E,震源深度15km,这次地震的位置距离尼泊尔首都加德满都西北部大约80公里,处于地震活动强烈的青藏高原南部喜马拉雅构造带上(图1)。
大地震发生后,人们会想到:这次大地震是如何发生的?它的发震构造是什么?有无地表破裂或地表破裂的规模有多大?这次地震对我国或周缘地区有何影响?
从目前中国地震台网中心和USGS已经报道的余震和裂度分布来看,2015年4月25日尼泊尔8.1级地震滑动的断裂面范围约~80km×~150km(投影到地表,图2),并且主要余震都分布在喜马拉雅主边界逆冲断裂(MBT)以北(图2),从震源机制来看,断层滑动面的倾角很小(11o~7o),因此,这次地震的破裂面(断层滑动面)很难出露地表,如果地震破裂面(断裂面)出露地表,即存在同震地表破裂带,那将对尼泊尔加德满都地区造成更强烈的破坏。从目前的报道来看,并没有出现像2008年汶川地震(Mw7.9)所造成房屋的严重破坏,没有出现楼房的“坐层”现象,可能与无同震地表破裂带有一定相关性。
2015年尼泊尔Ms8.1(Mw7.8)级地震的发生,是由于印度板块与欧亚板块持续的南北向汇聚作用而产生的。从这次地震的震中位置、震级和震源机制来看,是由印度板块向北俯冲在欧亚板块之下而产生的逆冲断裂作用结果,更准确地说应该主要发生在印度和欧亚板块俯冲-逆冲界面之间,也就是说发震构造是主喜马拉雅逆冲断裂(MHT)(图3,剖面图中的红线为破裂面)。
由于这次地震分布在低喜马拉雅和高喜马拉雅之下,发震断裂向北延伸至我国境内断层处于更深部位以及可能逐渐转变为韧性断裂(MHT从脆性断层转变为韧性剪切带),因此,对我国境内的影响相对较小。
虽然一个主要板块边界具有大到巨大地震的历史, 但是历史记载以来在喜马拉雅逆冲带上的大地震记录也是罕见的。在这次地震的250公里范围内,过去一个世纪只有四次6级以上或更大的地震事件发生。1988年8月, 在这次地震震中的东南240公里的地方,一次6.9级地震造成近1500人死亡。在1988年地震发生的类似地区,曾经发生过最大的地震事件,1934年1月15日Ms8.4(Mw8.1)级尼泊尔-比哈尔邦地震,这次地震是尼泊尔遭受的最严重的灾害性事件,造成约10600人死亡。
尼泊尔位于印度和欧亚板块交界处, 喜马拉雅山中段南麓,东西长度约830km,南北宽140-230km,跨越南部德赖平原与恒河平原、北部喜马拉雅山,地形起伏非常明显,分布有喜马拉雅主前缘逆冲断裂(MFT)、主边界逆冲断裂(MBT)、主中央逆冲断裂(MCT)和西藏南部拆离断裂系(STD)(见图1,2),因此, 尼泊尔地震活动非常活跃。
尼泊尔的地震活动绝大多数是浅源地震,从尼泊尔现代的微震活动性来看,尼泊尔现代的地震活动带出现在高喜马拉雅山山前,在尼泊尔东部(85o—88oE)和西端(82oE以西)的地震尤其活跃,中部(82o—85oE)不太活跃,而这次Ms8.1(Mw7.8)地震则发生在该地区,表明这次地震的发生是长期应力聚集的结果。地震活动多发生在浅于30km的深度上,特别是群集在10—20km上的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)附近。
2015年尼泊尔Ms8.1(Mw7.8)级地震的破裂过程,以及主余震分布特征显示,这次地震的破裂由西向东迁移,表明应力向东迁移,因此,2015年尼泊尔Ms8.1级地震对周边应力场重新进行调整,对我国西南地区具有加载作用。结合喜马拉雅构造带历史地震来看,在这次地震的东部,由西向东依次发生过1934年尼泊尔-比哈尔邦Mw8.1级地震、1897年不丹Mw8.1级地震,以及1950年察隅Mw8.5大地震,因此,就喜马拉雅构造带来说,在1934年地震与1950年察隅地震之间的不丹地区将是相对的危险区域,对青藏高原来说,处于羌塘地块东部的三江地区可能将是未来发生大地震的危险地区,尤其是鲜水河断裂带中、南段和红河断裂带北段。
图1 青藏高原南部活动构造及2015年尼泊尔Ms8.1级大地震分布位置图
红色五星为2015年4月25日尼泊尔Ms8.1(Mw7.8)级地震震中,黄色五星为历史地震震中,红
色圆圈为尼泊尔Ms8.1级地震余震。MFT:喜马拉雅主前缘逆冲断裂;MBT:主边界逆冲断裂;
MCT:主中央逆冲断裂;STD:西藏南部拆离断裂系。印度板块相对喜马拉雅构造带向北水平汇
聚速率为~20 mm/yr(Lavé and Avouac, 2001; Grandin, et al., 2012)
图2 喜马拉雅构造构造带中段尼泊尔地区构造及2015年尼泊尔Ms8.1(Mw7.8)级大地
震余震分布图
红色区域为2015年尼泊尔大地震余震分布范围,也是断层滑动(破裂)面的可能范围(投影
到地表)。红五星代表2015年尼泊尔Ms8.1(Mw7.8)地震震中。
图3 2015年4月25日尼泊尔Ms8.1(Mw7.8)大地震位置及发震构造剖面图
红五星为2015年尼泊尔大地震震中,红色粗实线为尼泊尔大地震破裂带,红色粗虚线为可能
的破裂带。黑色圆点为脆性断裂的可能底界点,黄色粗线为脆/韧性带,绿色粗线为韧性剪切
带,该带是不发生地震的蠕变带。MFT:喜马拉雅主前缘逆冲断裂;MBT:喜马拉雅主边界逆
冲断裂;MCT:喜马拉雅主中央逆冲断裂;MHT:主喜马拉雅逆冲断裂;STD:喜马拉雅藏南拆
离断裂系;MOHO:莫霍面