5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

青藏高原东缘龙门山构造带汶川大地震呈现出断裂构造变形的几何学和运动学图象和揭示出的地壳深部构造过程的信息为深化龙门山构造带形成的动力学机制和过程的认识提供了机遇，同时断层的同震位移大小、形式和空间变化以及运动学图像为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了范例。本文通过对汶川地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析，并考虑到地震动力作用的影响，探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题，并就汶川地震的构造现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示提出了思考。主要取得了以下初步认识：(1)根据破裂面两侧地表高程差和水平右旋标志确定的位移并不完全是深部构造位移扩展到地表所致，而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏（膨胀）强烈程度差异所形成的非构造位移。地震前后的重力变化和波速变化以及电阻率变化可能也指示了深部岩体的结构损伤的存在。(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲的空间变化可以用构造应力和地震动力作用的复合给予合理解释，即逆冲成分可以解释为南东向区域构造挤压应力作用之必然，特别震源体上方的发震断层映秀-北川段和彭灌-江油断层无论是区域构造应力还是地震动力都与断层近于直交，因此断层逆冲为主；而发震断层的北东段，即汶川-青川段，由于地震动力方向与断层面斜交，并且越向北东交角越小，即使构造应力仍然为垂直断层走向，但构造应力和地震动力的联合作用，势必会增加走滑位移成分。位移量的减小和震源体距离有关。(3)汶川地震断层的同震位移规模和性质的空间变化现实例证，特别是汶川地震不同地震事件形成的断层运动学标志-不同方向的擦痕出现在同一断层摩擦镜面上，对断层几何学、运动学分析理论和原则提出了挑战。在研究断层历史活动方式和活动期次时，如何认识沿断层走向的运动学性质变化及其对应的区域构造应力场统一性问题，利用断层的不同运动方式变化来确定活动期次的危险性。