成熟断层力学新启示：2025年曼德勒地震揭示高效破裂机制与浅层滑移零亏损现象

《Nature Communications》：Mature fault mechanics revealed by the highly efficient 2025 Mandalay earthquake

本研究针对地震破裂特征变异性及浅层滑移亏损(SSD)机制问题，通过多源卫星遥感技术系统解析2025年缅甸实皆断裂Mw7.7地震。研究发现该成熟走滑断层呈现近乎完美的地表破裂效率，首次观测到全程零SSD现象，且破裂遵循滑移可预测模型滑动。该成果为全球类似构造区地震危险性评估提供了重要范式，发表于《Nature Communications》。

　　

在地震科学研究中，理解断层破裂特征的变异性一直是核心挑战。特别是浅层滑移分布和断层外变形(OFF-Fault Deformation, OFD)的范围，直接影响地震危险性模型的精度和破裂力学机制的认识。传统观测表明，多数走滑地震存在显著的浅层滑移亏损(Shallow Slip Deficit, SSD)，即深部滑移未能完全传递至地表，这可能导致近断层震动评估偏差和地质滑移速率测算的系统性低估。

2025年3月28日发生在缅甸实皆断裂的M_w7.7曼德勒地震，为研究成熟断层的破裂行为提供了难得契机。该断裂作为印度板块与巽他板块边界的重要组成部分，具有极高的线性度和超过200公里的累积位移，与圣安德烈斯断裂、阿尔卑斯断裂等全球典型成熟走滑系统具有相似性。此次事件是该区域有仪器记录以来的最大地震，其约500公里的破裂长度和特殊的破裂历史（涉及1929、1930和1956年历史破裂段的再破裂）为检验断层成熟度与破裂效率的关系提供了理想案例。

研究人员综合利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和光学卫星影像亚像素相关技术，构建了高精度的同震形变场。通过有限断层反演模型，揭示了三个突破性发现：首先，破裂沿线呈现异常清晰的地表位移迹线，浅层滑移亏损近乎为零，峰值滑移持续出现在地表或近地表位置；其次，破裂在穿越地震空区的同时，对历史破裂段表现出滑移可预测特征，即在近期发生过破裂的段落滑移量明显减小；第三，南北两段分别呈现亚剪切和超剪切破裂特征，但均保持高效的滑移传递效率。

关键技术方法包括：1）利用哨兵2号光学影像进行亚像素相关分析，获取近场高分辨率位移场；2）处理哨兵1号SAR数据的干涉相位和幅度偏移量，生成沿视线方向形变图；3）建立三角形位错单元的有限断层反演模型，采用应力核平滑约束优化滑移分布；4）通过网格搜索确定南北段最佳倾角（北段65°东倾，南段80°西倾）。

大位移量、连通段落与滑移可预测性

地震破裂产生超过6米的峰值位移，沿实皆山脊北侧发育最强滑移。177个跨断层剖面显示，除曼德勒国际机场附近和19°N以南区域滑移量降至3米以下外，南向破裂段平均滑移量保持4米左右。破裂轨迹呈现平滑弧形，缺乏明显弯折或阶跃构造。

近乎完全的SSD缺失

与1992年兰德斯地震、1999年赫克托矿地震等典型SSD案例不同，本次破裂在极其线性的断层段表现出近乎完美的滑移传递效率。归一化滑移剖面对比显示，该事件位于SSD-断层成熟度关系谱系的极端末端，支持成熟断层通过贯通性结构促进滑移局部化的假说。

滑移分布特征

最优模型显示峰值右旋走滑达6.0米，地震矩5.29×10²⁰N·m，对应矩震级M_w7.75，平均剪应力降3.9 MPa。滑移主要分布在0-10公里深度，在21.2°N-21.8°N区段（对应1956年破裂区）出现低滑移斑块，而19°N以南滑移量减至2米，与1930年普育地震破裂区吻合。

跨事件对比研究

与2013年巴基斯坦M_w7.7巴洛奇斯坦地震对比发现，尽管后者发育于不成熟断层（累积位移仅11公里），但其线性几何特征同样导致低SSD，表明断层线性度可能是控制滑移效率的关键因素。然而两者均存在一定程度的断层外变形，说明低SSD并不完全排除小尺度能量耗散。

研究结论强调，曼德勒地震为成熟走滑断层的破裂行为建立了新基准。其500公里级破裂长度、可忽略的SSD以及多段落协同破裂能力，挑战了基于不成熟断层系统的传统认知。该成果表明全球其他成熟板块边界（如圣安德烈斯断裂）同样具备发生高效、长距离破裂的潜力，对修订地震危险性评估模型具有深远意义。特别是对近断层震动预测和古地震研究中的特征滑移假设提出了重要约束，提示未来需进一步研究动态超滑移和多周期应变释放等机制的影响。