印度东北部阿萨姆谷地Kopili断裂带三维地震层析成像揭示的构造非均质性与地震危险性

本研究通过三维局部地震层析成像技术（3-D LET），分析了阿萨姆谷地Kopili断裂带（KF）的1245次地震（M>2.2）数据，揭示了高Vp（纵波速度）、高Vs（横波速度）与低σ（泊松比）的强凹凸体与M>6.0地震的关联性，阐明了微震与高σ区的空间分布规律，为东北印度地区地震灾害评估提供了关键结构异质性证据。

　　

印度东北部的阿萨姆谷地，地处喜马拉雅弧与印缅俯冲带的交汇处，是全球地震活动最复杂的区域之一。Kopili断裂带（KF）作为该区NW-SE向的主控断裂，历史上曾发生1869年M7.4和1943年M7.2等强震，近年又频发M_w
5.0-6.4地震，但其深部构造控制机制尚未明晰。传统观点认为KF是横切喜马拉雅弧的深部发震断裂，但缺乏三维速度结构证据。更棘手的是，该区域地震活动呈现空间分异：强震多集中于中下地壳，而微震则与浅层高泊松比（σ）区相关，暗示岩石力学性质的垂向变化可能主导了应变分配差异。

为破解这一难题，印度国家地震中心（NCS）与印度地质调查局（GSI）的研究团队联合开展了KF带的三维局部地震层析成像（3-D LET）研究。他们利用18个宽频带地震台站记录的1245次地震（M>2.2）的11,000余条P/S波走时数据，通过棋盘格分辨率测试（CRTs）验证模型可靠性，首次构建了KF带50 km深度内的精细速度结构模型。论文发表在《Journal of Asian Earth Sciences》，揭示了构造非均质性如何通过控制应变积累方式影响地震成核。

关键技术包括：1）基于NCS/GSI台网2005-2021年地震目录的事件筛选（需≥4台站记录且RMS<0.5 s）；2）采用Simulps算法进行联合反演获取Vp、Vs及σ参数；3）通过CRTs评估分辨率（添加±0.1-0.2 s高斯噪声模拟拾取误差）；4）结合震源机制解分析构造应力场。

【数据与方法】
研究筛选出1245个地震事件，通过3-D反演获得KF带速度结构。CRTs显示10-30 km深度分辨率最佳（射线交叉密集），验证了模型在关键深度的可靠性。

【结果】

1. 强震（M>6.0）集中分布于高Vp（>6.8 km/s）、高Vs（>3.9 km/s）、低σ（<0.25）的刚性凹凸体内，如2021年M_w
   6.4地震震源区；
2. 微震主要赋存于高Vp/Vs但高σ（>0.28）的破碎带，反映流体渗透弱化了岩石强度；
3. 垂向分层显示：浅部（<15 km）为高σ软弱层，中地壳（15-35 km）发育低σ强震成核区，深部（>35 km）再现高σ塑性流变特征。

【结构异质性与地震成因】
速度-泊松比联合分析表明，KF的应变分配受控于"三明治"结构：脆性中地壳凹凸体积累弹性应变能，其边缘与高σ区接触带易产生应力集中，触发走滑型强震（如2009年M_w
6.3事件）；而浅部高σ区则通过蠕滑释放能量，仅产生微震。这种分层特性解释了为何KF虽仅有2-3 mm/yr慢滑移速率，却能周期性发生M7+地震。

【结论】
该研究首次量化了KF带三维速度结构与地震活动的耦合关系：1）中地壳高Vp-Vs低σ区是强震的"孕育舱"；2）横向非均质性导致地震危险性沿断裂分段变化；3）印度板块北向拖曳与欧亚板块挤压的联合作用，使KF兼具走滑与倾滑分量。这些发现为东北印度地震危险性评估提供了深部物理依据，建议将凹凸体识别纳入区域预警系统。

讨论部分强调，KF与喜马拉雅主前缘断裂（MBT）的几何关系仍需深反射地震验证，且需结合GPS观测约束现今应变率。未来应关注凹凸体边界带的应力转移效应——2021年地震可能已激活相邻闭锁段，增大了北段破裂风险。这项研究为理解板内复杂断裂系统的地震成因机制树立了新范式。