摘要
2025年1月7日9时5分,西藏日喀则市定日县发生了Mw7.1级强烈地震,震中位于措果乡(28.50°N,87.45°E),震源深度10 km。震后的野外现场考察表明,这次地震是一次伴随左行走滑分量的正断型地震事件,发震构造为青藏高原南部申扎-定结裂谷南段的丁木错断裂。地震沿丁木错地堑东缘和拉轨岗日山西侧谷地东缘形成了长约35 km的不连续同震地表破裂带。破裂带沿先存断层陡坎发育,整体近SN走向,以新鲜、西倾的正断层陡坎和张裂隙为主,并在部分位置具有显著的右阶雁列组合特征。根据破裂发育规模和连续性特征,自北向南将同震地表破类带分为羊母丁错姆、尼辖错北东、古荣村东和丁木错段。其中连续性较好的尼辖错北东段和古荣村东段的长度分别为~6 km和~3 km,测量获得的最大同震垂直位移量分别为2.7±0.6 m和~0.9 m,最大走滑位移量分别为~1.1 m和~0.4 m。灾区不同乡村的震害程度与发震断层上盘效应及其与破裂带的距离密切相关。此外,定日地震造成的区域应力变化可能触发了发震断层南东侧郭加断裂和日玛那穹隆的活动,因此郭加断裂、定结断裂未来强震风险增加,需重点关注。
Abstract
At 09∶05 Am on January 7, 2025, a Mw7.1 earthquake occurred in southern Tibetan Plateau, Dingri (Tingri) County, Rikaze (Xigaze) City, Xizang Autonomous Region, China. The epicenter was located at Cuoguo Town (28.50°N, 87.45°E), at a depth of 10 km. Field investigation after the earthquake shows that the 2025 Tingri event is a normal-faulting event with left-lateral strike-slip component. The Seismogenic fault is the Dingmu Co-Lagoi fault in the southern segment of the Xainza-Dinggye rift in southern Tibetan Plateau. This event produced ~35 km of discontinuous co-seismic surface ruptures along the eastern boundary of the Dingmu Co graben and the west border of the Lagoi Kangri Mountains. The generally NS-trending rupture zone developed along pre-existing fault scarps, and it is dominated by fresh, west-dipping normal fault scarps and tensional cracks. Locally, right-stepping, en-echelon scarps and cracks reveal horizontal strike-slip motion along the rupture. According to the size and continuity of ruptures, the co-seismic surface rupture zone can be divided into four segments from north to south: the Yangmudingcuomu, Nixia Co, Gurong, and Dingmu Co segment. Among them, the continous Nixia Co and Gurong segments are ~6 and ~3 km-long, respectively. The maximum co-seismic vertical and horizontal (left-lateral strike-slip) displacements measured along the rupture zone are 2.7±0.6 m and ~1.1 m, respectively, both located along the Nixia Co segment, while those along the Gurong segment are ~0.9 m and ~0.4 m, respectively. The damage degree at different places is closely related to the hanging wall effects of the seismogenic fault and its distance from the surface ruptures. In addition, we infer that the regional stress changes caused by the Tingri earthquake may have triggered the activity along the Guojia fault and Ama Drime massif to the southeast. Therefore, the risk of strong earthquakes along Guojia and Dinggye faults may have increased, hence one should pay more attention to those regions.
北京时间2025年1月7日9时5分,西藏自治区日喀则市定日县(北纬28.50°,东经87.45°)发生Mw7.1级地震,震源深度10 km(中国地震台网中心,2025❶)。地震造成126人遇难,给当地人民群众的生命财产安全带来了巨大损失。根据中国地震局,2025❷发布的烈度图,震中地区最高烈度达到Ⅸ度(9度),Ⅵ度(6度)区及以上面积约23986 km2,涉及日喀则市6个县45个乡镇。
国内外不同研究机构获得的震源机制一致显示,这次地震是发生在一条走向近南北的断层上的正断型地震事件,发震断裂倾向东或西,倾角40°~50°(表1)。从区域构造位置来看,定日地震发生在青藏高原南部,雅鲁藏布江缝合带以南,喜马拉雅山以北的喜马拉雅地体内,申扎-定结裂谷带南段(图1)。各单位给出的震中位置均位于西倾的丁木错断裂所控制的丁木错地堑西侧(表1,图2),指示该断裂应为本次定日地震的发震断层。通过对震后遥感卫星影像的解译,中国地震局地球物理研究所,2025❸、中国地震局地质研究所,2025❹、中国地震局地震预测研究所,2025❺、中国地质科学院地质研究所,2025❻、应急管理部国家自然灾害防治研究院,2025❼等均发现本次地震沿丁木错断裂产生了明显的地表变形,但对于这些变形是否为同震地表破裂仍有不同认识。本团队通过对国产高分二号卫星震前、震后光学影像的匹配计算发现,本次地震造成了显著的地表位移,东西向伸展量平均2.5 m,同时伴随约1 m的左行走滑(中国地质科学院地质研究所,2025❻)。上述通过卫星影像解译获得的地表变形究竟是同震地表破裂还是强地面震动造成的滑塌等浅层次生变形?确切的同震地表破裂带具有怎样的空间展布和构造变形特征?地震造成的垂直和水平位错量分别是多少?这些问题对认识本次地震的破裂规模、破裂过程和灾害特征具有重要意义。此外,定日地震之后,区域上未来的强震风险有何变化,下一次大地震有可能会在哪里发生?为回答上述问题,本团队在地震发生后迅速前往震区开展发震构造、地表形变和相关灾害特征调查。本文介绍了野外调查获得的定日地震地表破裂几何展布、构造变形特征和同震位移量分布,并对定日地震的孕震构造背景和区域未来强震风险进行了分析,以期为认识青藏高原南部强震孕育发生规律,并为灾区震后恢复重建和区域防震减灾提供基础数据。
表1不同研究机构给出的2025年定日地震震源参数
Table1Parameters of the 2025 Tingri earthquake from different research institutions
注:CENC—中国地震台网中心;GCMT—全球矩心矩张量;USGS—美国地质调査局; GFZ—德国地球科学中心;IPGP—法国巴黎地球物理研究所;GA—澳大利亚地球科学局。
1 区域构造背景
印度板块和欧亚板块新生代碰撞挤压形成了世界屋脊——青藏高原,其内部近南北向的裂谷/地堑系是高原现今最引人注目的活动构造之一(图1)(Tapponnier et al.,1977,1981; Molnar et al.,1978; Armijo et al.,1986; Yin An et al.,1999; Chevalier et al.,2020; Li Kang et al.,2023; Liu Fucai et al.,2024)。分布在喀喇昆仑-嘉黎断裂带和喜马拉雅山之间的藏南裂谷系由数条近南北走向、间隔约150~200 km的裂谷构成,不仅指示着高原内部晚新生代近东西向的伸展,而且控制着高原内部地震的发生(Armijo et al.,1986; 吴章明等,1990; Elliott et al.,2010; Wang Shiguang et al.,2024)。尽管沿藏南裂谷系发生地震的频率和震级相对喜马拉雅山脉前缘要弱,历史上也曾多次发生与裂谷带内正断层活动有关的7级以上强震,其中包括1411年M8.0当雄地震、1806年M7.5错那地震、1883年M7.0普兰地震、1915年M7.0桑日地震、1952年M7.5当雄地震(西藏自治区科学技术委员会,1982)。
2025年定日地震发生在申扎-定结裂谷南段。该裂谷也称为朋曲-申扎裂谷(Pumqu-Xainza rift),北起申扎县城以南的甲岗雪山(30.8°N,88.7°E),与NW走向右旋走滑的格仁错断裂相连,向南经谢通门县,穿过雅鲁藏布江直至定结县以南,在南部切割藏南拆离系(STDS)进入高喜马拉雅结晶岩系(图1)(张进江等,2002,2003; 张进江,2007; Kali,2010; 徐心悦,2019)。该裂谷正断层体系总长~350 km,宽~50 km,总体走向为NE15°,从北向南主要分为申扎段、谢通门段和定结段,其中定结段发育的活动断裂包括郭加断裂、定结断裂、麻布加断裂和丁木错断裂(图1、2;Kali,2010; Leloup et al.,2010; 徐心悦,2019;田婷婷,2021;高扬,2024)。
为便于深入分析讨论本次地震的发震构造特征、地表破裂带展布及变形特征,现将震区附近的4条主要的活动断裂基本特征简述如下:① 麻布加断裂位于定结北侧的麻布加山脉两侧。该断裂形迹长约20 km,近南北走向,沿着一系列被冰川谷地分隔的断层三角面底部展布,切割冰碛物和冰川谷出口处的冲洪积扇,晚第四纪以来的垂直滑动速率为~1 mm/a(Kali,2010);② 定结断裂和郭加断裂分别位于日玛那穹隆东西两侧(Jessup et al.,2008; Cottle et al.,2009; Kali et al.,2010; Leloup et al.,2010)。这两条断裂形迹清楚,向南切过藏南拆离断裂延伸至高喜马拉雅地区,总体近SN走向(图1、2)。断裂沿线发育断层三角面、位错洪积扇和位错冰碛垄等构造地貌(Armijo et al.,1986; Kali,2010; 徐心悦,2019)。郭加断裂和定结断裂晚第四纪垂直滑动速率分别为1~1.3 mm/a和1~3 mm/a(Kali,2010);③ 丁木错断裂,也称为登么错断裂(石峰等,2025)或措麦断裂(Kali et al.,2010; Leloup et al.,2010; 徐心悦,2019),位于麻布加断裂以西,郭加断裂北西侧。该断裂北端位于拉轨岗日山区,向南延伸至措果乡西南,全长约60 km,走向为北东—近南北方向(图2)。遥感影像解译和地表调查结果显示,丁木错断裂可以分为南北两支,其中南支为丁木错地堑东边界断裂,沿山前展布,在冲洪积扇上发育明显的多级断层陡坎地貌(Kali2010; 徐心悦,2019; 田婷婷等,2023)。南支断裂晚第四纪以来的垂直滑动速率为~0.1 mm/a(徐心悦,2019)或0.28±0.04 mm/a(田婷婷等,2023),强震复发间隔约为5500±1100 a(田婷婷,2021)。北支断裂发育在拉轨岗日穹隆内部,断裂切割冲积扇和冰碛物形成显著的断层陡坎。丁木错断裂沿线的断层陡坎高度从数米到数十米不等,指示该区曾经历多次强震活动。2015年4月25日尼泊尔M8.1地震之后,丁木错断裂一带发生5级以上地震4次,分别为2015年M5.9地震、2016年M5.3地震、2020年M5.9地震,以及本次Mw7.1定日地震(图2)。
Fig.1Distribution of major active faults on the southern Tibetan Plateau and historical earthquakes (modified from Chevalier et al., 2020)
地震数据来自USGS;红色五角星指示2025年定日Mw7.1地震震中位置;蓝色方框指示图2位置;GMR—普兰裂谷;LGR—隆格尔裂谷;TKR—Thakkhola裂谷;PGR—佩枯错-吉隆裂谷;TYR-KCR—当惹雍错-孔错裂谷;PXR—朋曲-申扎裂谷(申扎-定结裂谷);YGR—亚东-谷露裂谷;COR—错那-沃卡裂谷
Earthquake data are from the USGS; red star is the epicenter of the MW7.1 Tingri earthquake; blue box shows location of Fig.2; GMR—Gurla Mandhata (or Pulan) rift; LGR—Lunggar rift; TKR—Thakkhola rift; PGR—Peiku Co-Gyrong rift; TYR-KCR—Tangra Yum Co-Kung Co rift; PXR—Pumqu-Xainza rift; YGR—Yadong-Gulu rift; COR—Cona-Oiga rift
2 同震地表变形
我们在前期卫星影像解译的基础上沿着同震地表变形带进行追踪和测量,并利用手持GPS连续定点确定了本次定日地震地表变形带的总体展布特征,同时使用小型无人机沿变形带进行航拍,处理生成了定日地震地表变形带厘米级分辨率的正射影像和数字高程模型(DEM),在此基础上对同震地表变形进行了详细的解译,结合野外观察和验证结果,获得了定日地震同震地表变形带的精细几何展布(图3)。
Fig.2Geological and tectonic framework of the epicenter region (after Kali et al., 2010; Leloup et al., 2010)
历史地震数据来自美国地质调查局(https://www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards);2025年定日地震及余震来自中国地震台网中心(https://news.ceic.ac.cn/);地震烈度图据中国地震局,2025❷;GHCS—高喜马拉雅结晶岩系;TSS—特提斯喜马拉雅沉积岩系;NHG—北喜马拉雅花岗岩;ADG—日玛那片麻岩;DG—丁木错地堑
Historic earthquakes are from the USGS (https://www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards) ; 2025 Mw7.1 Tingri earthquake and its aftershocks are from CENC (https://news.ceic.ac.cn/) ; seismic intensity contours are from China Earthquake Administration, 2025❷; GHCS—Greater Himalayan crystalline sequence; TSS—Tethyan sedimentary sequence; NHG—North Himalayan granites; ADG—Ama Drime gneiss; DG—Dingmu Co graben
2.1 地表变形类型和规模
本次野外考察和航片解译结果表明,2025年Mw7.1定日地震产生了总长约35 km的地表变形带。变形带主要沿拉轨岗日山西侧的南北向谷地东缘和丁木错地堑东缘展布,总体近南北走向,局部走向随先存断层走向和地形变化而发生变化(图3)。为了更细致地展示定日地震的地表变形特征,我们综合考虑其变形样式、构造组合特征、产状变化特征、与先存活动断层位置关系等因素,将地表变形分为同震地表破裂(图4a、c~e)和浅层次生地表变形(图4b)两种不同类型。其中同震地表破裂带主要沿袭先存的活动断层陡坎发育(或距离先存断裂较近),走向呈较为稳定的近SN或略偏NNE,由单条或多条西倾的断层陡坎右阶斜列或近平行排列组成,变形相对集中,单条破裂宽度一般几十厘米至数米,多条破裂组合处宽数十米至一百多米。浅层次生地表变形大多发育于先存活动断层西侧(断层上盘)的冲洪积扇上,不同区域走向变化较大(一般平行于局部地形等高线),典型的变形样式为后缘一系列不同规模张裂隙、地堑以及前缘逆冲挤压鼓包、挤压脊组合而成的滑塌构造。次生变形弥散分布,变形带宽度数十米至数百米不等。
2.2 同震地表破裂
2025年定日地震同震地表破裂南端位于丁木错南侧近SN向断层陡坎底部(28.533°N,87.545 °E),北端位于羊母丁姆错北东侧山坡上(28.844°N,87.877 °E;图3)。依据破裂规模和连续性的差异可分为较连续的尼辖错北东段、古荣村段和断续分布的丁木错段、羊母丁姆错段(图3~7)。
图3定日地震同震地表变形带分布图
Fig.3Distribution of co-seismic surface deformation of the Tingri earthquake
尼辖错北东段地表破裂长~6.0 km,整体NNE走向,南端位于尼辖错南东侧山坡底部,向北延伸至拉轨岗日南西约4.5 km处的山坡上(图3),由一系列显著的西倾正断层陡坎和张裂隙组成宽数米至数十米(平均20~30 m)的破裂带(图4a)。野外实地调查发现该段破裂带主要以沿先存断层陡坎发育的新鲜破裂陡坎为主(图7b),部分位置可见破裂陡坎右阶雁行状展布(图5),显示破裂带具有一定的走滑运动分量。野外多处可见破裂左行错断砾石印记或冻融鼓包等构造现象。破裂切割冲积扇和山体,在山脊与冲积扇之间的边坡上形成新鲜断面,指示破裂面倾角~50°(图7c),与震源机制解揭示的发震断层倾角基本一致(表1)。古荣村东段地表破裂长~3.0 km,整体近SN走向(图3、6),南端位于长所乡东侧~2.5 km的断层陡坎底部,北端位于古荣村北东方向的一条冲沟内(图3)。在古荣村东侧的冲积扇前缘,地表破裂沿着高约20 m的先存断层陡坎右阶排列(图4c、e,图6),规模相对尼辖错段较小,单条破裂宽度<1 m。局部位置出露的断层面上可见近直立的擦痕,表明断裂活动以正断为主(图7d),同时,沿线可见破裂左行错断冲沟边缘,表明此段破裂仍伴随走滑运动成分。丁木错段地表破裂位于丁木错东侧、东南侧的先存断层陡坎上,整体近NNE走向,由多条不连续分布、长度数百米的破裂组成(图3,图7a),单条破裂宽几厘米到几十厘米,陡坎高度较小。羊母丁姆错段位于拉轨岗日谷地最北侧,由于高海拔和距离远的原因,我们未能对该段破裂进行实地考察。但是在详细解译厘米级分辨率无人机正射影像和DEM数据的基础上,我们识别出一系列近SN走向,沿先存断层陡坎或离陡坎较近位置展布的同震地表破裂(图3)。在羊母丁姆错东南侧,可见数百米长、近南北向的线性陡坎,这些陡坎明显切割了基岩山脊(图4d),毋庸置疑为同震地表破裂。在该湖泊东侧的山坡上,清晰可见沿先存活动断层发育的多条近南北向裂缝向北延伸(图7e)。
图4定日地震地表变形带各段照片和无人机影像
Fig.4Field photos and UAV imagery of the Tingri earthquake surface deformation zone
(a)—尼辖错北东侧沿袭先存断裂线性分布的同震地表破裂,主要由西倾的正断层陡坎组成,表明其为正断错动;(b)—丁木错东侧沿湖岸分布的大规模浅层次生地表变形;(c、e)—古荣村东侧地表破裂沿先存活动断层陡坎延伸;(d)—羊母丁错姆南东侧地表破裂切割基岩
(a) —linear co-seismic surface ruptures developed along the pre-existing fault, mainly composed of west-dipping normal fault scarps, indicating a normal faulting motion; (b) —large-scale superficial secondary surface deformation along the lakeshore on the eastern side of Dingmu Co; (c, e) —surface rupture extends along the pre-existing active fault scarp on the eastern side of Gurong Village; (d) —surface rupture cuts bedrock on the southeast side of Yangmudingcuomu
图5尼辖错北东段典型地表破裂正射影像(a)、DEM阴影地势图(b)及构造解译(c)
Fig.5UAV orthophoto (a) , DEM shaded relief map (b) , and structure interpretation (c) of typical surface rupture along Nixia Co section
解译结果显示地表破裂带整体NNE走向,正断兼左行走滑,由沿袭先存断层陡坎(粉色阴影区域),右阶雁行状展布的破裂陡坎(红色锯齿线)和张裂隙(红色直线)组成
Interpretation result shows that the NNE-trending surface rupture zone developed along pre-existing fault scarp (pink shade area) , with normal and left-lateral strike-slip component, consisting of steep rupture scarp (red serrated lines) and tension fractures (red solid lines)
此次地震形成的~35 km不连续地表破裂带各段之间存在明显的破裂空区,其中羊母丁错姆段与尼辖错北东段之间,以及尼辖错北东段与古荣村段古荣村东与丁木错之间~2.5 km的断层弯曲段(走向NW)也未发现地表破裂,而据石峰等(2025)以及邵延秀等(2025)的调查结果,在丁木错东侧和北东侧还断续分布有地表破裂(图3)。
2.3 浅层次生地表变形
除了断层错动至地表产生的同震地表破裂外,2025年定日地震还引发了大量浅层次生地表变形(图3)。现象最为显著的次生变形带分布在丁木错湖东岸,总长度超过10 km,主要沿着山前洪积扇展布,表现为扇体失稳形成的垮塌、地堑以及挤压鼓包等构造(图4b,图8)。在杂村以东方向约2 km处的洪积扇上发育的地表破坏规模较大且最为典型。该变形带宽度>300 m,整体显示后缘拉张、前缘挤压的特征(图8a)。野外调查发现该处地表变形带后缘是一系列大小不一的拉张裂隙和地堑,它们的宽度从十几厘米至~8 m不等(图8b、e)。在洪积扇前缘,地表变形表现为挤压鼓包、挤压脊和剪切破裂(图8c、d)。
图6古荣村东段典型地表破裂正射影像(a)、DEM阴影地势图(b)及构造解译(c)
Fig.6UAV orthophoto (a) , DEM shaded relief map (b) , and structure interpretation (c) of typical surface rupture along Gurong section
解译结果显示地表破裂带沿先存的断层陡坎(粉红色阴影)展布,表现为NW、SN和NE走向的破裂陡坎(红色锯齿线)和张裂隙(红色线)
Interpretation result shows that the surface rupture zone developed along pre-existing fault scarp (pink shade area) , consisting of several NW, SN and NE trending rupture scarps (red serrated lines) and tension fractures (red solid lines)
3 同震位移分布
定日地震沿丁木错断裂发生破裂,在先存的断层陡坎上(或距离老陡坎数米处)形成了由显著的正断层陡坎或张裂隙组成的新鲜地表破裂带,据石峰等(2025)野外调查结果显示最大垂直位移量可达2.5~3 m。在同震垂直位错之外,从地表破裂的右阶雁列展布特征(图5、6)以及我们通过震前震后卫星影像匹配获得的地表破裂带附近SN向位移场(中国地质科学院地质研究所,2025❻)可知本次地震还伴随一定的左行走滑分量。为获取定日地震的同震位移分布特征,我们在地表破裂调查过程中使用卷尺对新鲜断层陡坎的高度进行了系统测量,以确定同震垂直位移量(图9),并沿破裂带观察寻找可信的标志物进行同震走滑位移量测量(图10)。在垂直位移量测量过程中,我们尽量选择在变形集中、构造组合简单的单条主破裂处开展测量,并沿破裂带每隔100 m左右测量一组位移量数据,进而较系统地获取同震位移的分布特征(图12)。另外我们还通过无人机DEM测量数据对野外测量数据进行了验证和补充,共获得垂直位移量数据93个。实测垂直位移量数据主要在地表破裂较为连续的尼辖错北东段和古荣村东段获得,羊母丁错姆东侧的地表破裂由于野外未实际到达现场,没能获得实测数据,主要利用无人机摄影测量获得的厘米级分辨率DEM数据进行测量。同震左行走滑位移量的测量由于野外可观察到的确切标志物有限,因此只在尼辖错段和古荣村段获得16个实测数据。
图7定日地震地表破裂特征
Fig.7Characteristics of the surface rupture produced by Tingri earthquake
(a)—丁木错段发育在先存断层陡坎上的地表破裂;(b)—尼辖错北东段高度大于2 m的陡峭破裂陡坎;(c)—尼辖错北东段地表破裂切割洪积扇和山体,指示破裂面倾向西,倾角约50°;(d)—古荣村东段地表破裂出露的断层面上的近直立擦痕,指示正断运动;(e)—羊母丁错姆东侧近南北向的破裂陡坎
(a) —surface rupture developed along the preexisting fault scarp on the Dingmu Co section; (b) —single steep rupture scarp with a height of >2 m developed on the northeast side of Nixia Co; (c) —surface rupture cuts proluvial fan and hill on the Nixia Co section, indicating a~50° west-dipping rupture plane; (d) —vertical striations on the fault plane of the surface rupture exposure developed on the Gurong section, indicating a predominantly normal faulting; (e) —NS-trending rupture scarp on the east side of Yangmudingcuomu
图8丁木错东侧浅层次生地表变形
Fig.8Superficial secondary surface deformation on the eastern side of Dingmu Co
(a)—浅层次生地表变形无人机正射影像;(b)—后缘拉张形成宽~2 m,深~2 m的地堑;(c)—前缘挤压鼓包;(d)—前缘逆冲形成的挤压脊;(e)—后缘拉张形成的地堑和张裂隙
(a) —UAV orthophoto of superficial secondary deformation; (b) —a~2 m-wide and~2 m-deep graben formed by tension at trailing edge; (c) —push-up at leading edge; (d) —pressure ridge developed by thrusting at leading edge; (e) —grabens and fissures formed by tension at trailing edge
图9定日地震地表破裂典型垂直位错野外照片
Fig.9Field photos of typical vertical offset along the rupture zone of Tingri earthquake
野外现场测量获得的最大垂直位移量为2.5 m(图9b),发现在地表破裂带尼辖错段。该段破裂是整个地表破裂带最为显著的一段,垂直位错量普遍在1 m以上,野外考察过程中在尼辖错北东侧约700 m处(E 88.5567°,N 28.7189°)观察到地表垂直位移量可能达到3 m,但由于崩塌堆积物影响,野外无法对位移量进行准确测量(图11a、b),DEM测量结果显示该处垂直位移量为2.7±0.6 m(图11c),该值为我们沿整个地表破裂带获得的最大位移(图12)。古荣村东地表破裂段测得的垂直位移量普遍在1 m以下,野外实测最大位移量为0.9 m(图11d),与DEM数据测量结果一致(图11e、f)。从同震位移量沿地表破裂带的分布特征来看,定日地震造成的最大垂直和走滑位移量分别为2.7±0.6 m和~1.1 m,均位于尼辖错北东破裂段(图12)。古荣村东破裂段的最大垂直和走滑位移量分别为~0.9 m和~0.4 m(图12),羊母丁错姆和丁木错南东段地表破裂未获得走滑位移数据,最大垂直位移分别为~0.8 m和~0.4 m(图12)。
图10定日地震地表破裂左行错断典型地貌标志野外照片
Fig.10Field photos of typical geomorphic markers with left-lateral offset along the surface rupture zone of Tingri earthquake
(a~c、e)—砾石印记分别被左行错开40±5 cm、30±3 cm、65±5 cm、110±5 cm;(d)—冻土鼓包被左行错开15±2 cm;(f)—冲沟边缘被左行错开40±5 cm
(a~c, e) —gravel marks are left-lateral displaced by 40±5 cm, 30±3 cm, 65±5 cm, 110±5 cm, respectively; (d) —15±2 cm left-lateral offset of frozen soil bulges; (f) —40±5 cm left-lateral offset of a gully edge
4 讨论
4.1 同震地表破裂参数与震级关系
基于历史强震数据,前人研究已建立起了很多不同的地表破裂长度、同震位移、破裂面积等同震定量参数与地震震级之间的经验关系(Bonilla et al.,1984; 邓起东等,1992; Wells et al.,1994; Biasi et al.,2006; Thingbaijam et al.,2017)。地震震级和地表破裂长度或同震位移之间的对数线性回归显示出良好的相关性,这些关系已被广泛应用于藏南裂谷系古地震学的震级估计和地震危险性评估中(Zuo Jiameng et al.,2021; 田婷婷等,2023;Wang Shiguang et al.,2024)。依据Wells and Coppersmith(1994)建立的正断型地震矩震级(M)与破裂长度(SRL)和最大位移(MD)的经验公式:lg(SRL)=-2.01 +0.50M;lg(MD)=-5.90 +0.89M,结合各机构公布的矩震级Mw7.1,计算得到定日地震地表破裂带长度和最大位移的预测值为34.67 km和2.62 m。通过经验公式计算得到的结果与我们野外调查获得的实际观测值(破裂带长度:~35 km,最大位移:2.7±0.6 m)具有良好的一致性。
图11尼辖错北东段(a~c)和古荣村东段(d~f)地表破裂最大垂直位移测量结果
Fig.11Measured result of maximum vertical displacement of Nixia Co section (a~c) and Gurong section (d~f)
图12沿2025年定日地震地表破裂带的同震位移分布
Fig.12Slip distribution of co-seismic displacements measured along the surface rupture of the 2025 Tingri earthquake
4.2 未来强震活动分析
余震目录和精定位结果显示,定日地震的余震总体沿丁木错断裂近SN向展布,主要分布在断裂西侧(Yao Jiayuan et al.,2025; 杨婷等,2025),但在措果乡以南似乎还存在一条近NW向的余震密集带,较多的余震分布在丁木错断裂的南东侧(图13),从时间上来看,该断裂南东侧的余震在主震发生10天以后表现为丛集分布(Yao Jiayuan et al.,2025; 杨婷等,2025)。尤其值得注意的是,截至2025年2月23日,震区共发生4级以上余震14次,其中4次明显发生在丁木错断裂西侧,7次发生在丁木错断裂与郭加断裂之间,3次发生在郭加断裂与定结断裂围限的日玛那穹隆内(图13)。众所周知,震中是震源在地面的投影,由于丁木错断裂和郭加断裂均倾向西或北西,定结断裂倾向东,因此位于郭加断裂和丁木错断裂之间的余震可能与郭加断裂的活动有关,而位于日玛那穹隆内的余震可能是日玛那穹隆内次级断裂活动的结果。从余震的时空分布特征来看, 2025年MW7.1定日地震造成的区域应力变化可能触发了南东侧郭加断裂和日玛那穹隆的活动,加之穹隆两侧的郭加断裂和定结断裂本身就是活动性较强的全新世断裂(黄婷等,2024),未来强震风险进一步增加,因此今后需要加强对该地区的地震观测和预警。
4.3 房屋震害特征及原因
受本次地震影响,震中附近措果乡、长所乡、尼辖乡、曲洛乡等乡镇遭受不同程度的损坏(图14),其中受灾程度最严重的是位于丁木错地堑盆地内的长所乡(图14a、b)和措果乡(图14c)。这两个乡与发震断层的距离相近(2~3 km),但北侧长所乡的人员伤亡更为严重,遇难人数达94人,占全部遇难人数的74.6%(魏本勇等,2025),乡内房屋建筑的破坏程度也更为严重,这应该与南侧措果乡附近的断层没有破裂至地表,而长所乡东侧的断层产生了明显的地表破裂有关(图3)。受灾程度与破裂带的距离相关性最为明显的是长所乡古荣村,该村距离东侧的地表破裂带约1.5 km,是最靠近本次地震地表破裂带的村庄,遭受的地震破坏也最为严重,房屋几乎全部坍塌,遇难人数达到22人(魏本勇等,2025)。在东西方向上,位于发震断层东侧/下盘,距离断层约8 km的尼辖乡房屋破坏程度很低,只在距离断层约7 km的雪龙村见到围墙倒塌和部分土木结构房屋发生破坏(图14d);而位于发震断层西侧/上盘,距离断层约20 km的曲洛乡受灾情况更为严重,砖混结构房屋也发生了损毁(图14e),显示地震破坏具有显著的上盘效应(Abrahaon et al.,1996;Shabestari et al.,2003; 杜建军等,2017)。
图13定日地震余震分布图
Fig.13Distribution of aftershocks of Tingri earthquake
2025年1月7日至1月20日余震数据来自杨婷等,2025,2025年1月21日至2月13日余震数据下载自中国地震台网中心(https://news.ceic.ac.cn/)
The aftershock data of 2025/1/7~2025/1/20 and 2025/1/21~2025/2/13 are from Yang Ting et al., 2025 and CENC (https://news.ceic.ac.cn/) , respectively
从房屋结构类型来看,定日地震震中地区各村庄最常见的老式土木、砖木结构房屋受损最为严重,而新盖的砖混结构房屋损毁程度相对较轻,框架结构房屋基本完好。最为明显的例子是措果乡吉翁村见到相邻的房屋,土木结构类型完全坍塌,砖混和框架结构基本未受损(图14c),这显示本次地震人员伤亡较为严重的很大一部分原因可能是震区老式房屋结构稳定性和抗震性能较差。从场地条件角度分析,此次地震伤亡较严重的另一方面原因可能是主要乡镇和村落所处的地貌类型为高原河流冲积平原,浅部松软的沉积物放大了地震破坏效应。
图14定日地震灾区房屋破坏特征
Fig.14Damage characteristics of houses in the stricken area of Tingri earthquake
(a)—长所乡建筑受灾情况严重;(b)—长所乡土木结构房屋严重破坏;(c)—措果乡砖混结构和框架结构房屋基本完好,土木结构房屋严重破坏;(d)—尼辖乡雪龙村土木结构房屋轻微破坏;(e)—曲洛乡砖混结构房屋较严重破坏
(a) —severe damage to buildings at Changsuo Town; (b) —severe damage to civil structural buildings at Changsuo Town; (c) —severe damage to civil structural buildings and slight damage to brick-concrete and frame buildings at Cuoguo Town; (d) —slight damage to civil structural buildings at Xuelong Village, Nixia Town; (e) —moderate damage to buildings at Quluo Town
由于青藏高原南部地区除本次发震的申扎-定结裂谷外,还存在错那-沃卡、亚东-谷露、当惹雍错-孔错、聂拉木-措勤裂谷、仲巴-隆格尔等一系列SN走向裂谷,为了避免今后其他裂谷带上类似地震造成同样的人员伤亡和财产损失,我们建议应大力开展藏南裂谷带活动断裂探测,确定活动断层的准确位置,在城镇规划和建筑选址时充分避让活动断层,并按抗震设防要求建设具有相应抗震结构和抗震性能的新型房屋建筑。
5 结论
通过对2025年西藏定日MW7.1级地震的野外考察和无人机数据分析,得出如下主要认识:
(1)2025年定日地震的发震构造是申扎-定结裂谷南段的丁木错地堑,地震沿地堑东边界丁木错正断层发生破裂,形成了总长度约35 km的不连续同震地表破裂带。地表破裂沿先存断层陡坎发育,表现为西倾正断层陡坎和张裂隙,并在部分位置具有显著的右阶雁列组合特征,指示定日地震是一次伴随左行走滑分量的正断型地震事件。
(2)根据破裂发育规模和连续性的差异,自北向南可将同震地表破类带分为羊母丁错姆、尼辖错北东段、古荣村东和丁木错段,其中尼辖错北东和古荣村东地表破裂较为连续,长度分别为~6 km和~3 km。测量获得的最大同震垂直和走滑位移量分别为2.7±0.6 m和~1.1 m,均位于尼辖错北东破裂段;古荣村东破裂段最大垂直和走滑位移量分别为~0.9 m和~0.4 m。
(3)定日地震的震害特征具有显著的上盘效应,断裂西侧上盘震害程度明显大于东侧下盘,同时震害程度与距地表破裂带的距离密切相关。震区不同结构类型房屋破坏程度差别较大,指示震区老式土木、砖木结构房屋抗震性能较差是本次地震人员伤亡惨重的重要原因。
(4)定日地震4级以上的余震主要分布于丁木错断裂的南东侧,指示定日地震造成的区域应力变化可能触发了南东侧郭加断裂和日玛那穹隆的活动,未来郭加断裂、定结断裂强震风险增加,需要加强地震观测和预警。
致谢:审稿专家对本文进行了认真审阅,并提出了详细的修改建议,无人机数据采集时得到纵横无人机公司雷加森、周龙两位技术人员指导,野外调查过程中得到了孙志强、加措和索朗旺堆的大力协助,当地政府为调查组提供便利条件,在此一并表示感谢!
注释
❶ 中国地震台网中心.2025. https://www.cenc.ac.cn/cenc/dzxx/414508/index.html.
❷ 中国地震局.2025. https://www.cea.gov.cn/cea/xwzx/fzjzyw/5790712/index.html.
❸ 中国地震局地球物理研究所.2025. https://www.cea-igp.ac.cn/cxdt/280884.html.
❹ 中国地震局地质研究所.2025. https://eq-igl.ac.cn/zhxw/info/2025/38558.html.
❺ 中国地震局地震预测研究所.2025. https://www.ief.ac.cn/zhxw/info/2025/92337.html.
❻ 中国地质科学院地质研究所.2025. http://www.igeo.cgs.gov.cn/ywjx/kydt/202501/t20250114_779740.html.
❼ 国家自然灾害防治研究院.2025. http://www.ninhm.ac.cn/content/details_57_5165.html.
