南安纳托利亚2023年2月6日卡赫拉曼马拉什地震双震震源区三维速度结构成像与地震危险性分析

本研究针对2023年2月6日土耳其卡赫拉曼马拉什地震双震（MW=7.8/7.5）震源区，通过地震体波走时层析成像技术，构建了南安纳托利亚地壳三维速度（Vp/Vs）及泊松比模型，揭示了东安纳托利亚断裂带（EAFZ）低b值（<1.0）与低波速异常的空间耦合特征，为理解该区应力积累机制和未来地震风险提供了关键地球物理依据。

　　

2023年2月6日，土耳其南部的卡赫拉曼马拉什地区遭遇了震惊全球的地震双震袭击——先是M_W=7.8的强震在凌晨爆发，9小时后M_W=7.5的第二次主震接踵而至。这两次地震不仅造成约10万人伤亡，更在东安纳托利亚断裂带（East Anatolian Fault Zone, EAFZ）撕开了长达数百公里的地表破裂。这场灾难将人们的目光再次聚焦到安纳托利亚板块这个全球最活跃的地震带上：为何这个被阿拉伯板块、非洲板块和欧亚板块三方挤压的"地质火药桶"会频繁爆发毁灭性地震？地下深处究竟隐藏着怎样的结构特征和应力状态？

为解答这些问题，来自土耳其灾害与应急管理署（AFAD）等机构的研究团队在《Journal of African Earth Sciences》发表了突破性成果。他们采用地震层析成像技术（Seismic Tomography），分析了2018-2023年间19,666次本地地震的体波（P波和S波）走时数据，首次绘制出震源区精细的三维速度结构图谱。研究特别关注了波速比（Vp/Vs ratio, VR）和b值（地震频度-震级关系斜率）这两个关键参数，试图从岩石物理性质和应力状态两个维度破解地震成核之谜。

关键技术包括：1）基于Zhao等（1992）发展的层析成像算法，利用密集台网记录的P/S波走时数据反演三维速度结构；2）采用土耳其国家地震台网（AFAD和KOERI）提供的震相数据，确保数据覆盖EAFZ全段；3）通过分辨率测试和命中数分析（hit count）验证模型可靠性，确保45km深度范围内的异常结构可信。

速度结构与地震活动关系
研究发现KMES震源区呈现显著的非均匀性：上地壳（<22km）普遍存在低Vp（纵波速度）和低Vs（横波速度）异常，而EAFZ沿线则发育带状低波速区。特别值得注意的是，两个主震震源均位于高低波速过渡带——这种力学薄弱区往往是应力集中的"潜在震源厨房"。波速比分析进一步显示，这些区域具有中等偏高VR值（1.72-1.78），暗示可能存在流体渗透或部分熔融。

b值深度变化揭示应力状态
通过分析地震频度-震级关系，团队发现KMES震源区存在异常低的b值（<1.0），尤其在10-15km深度最为显著。这种低b值环境通常对应高应力积累状态，与历史大地震复发规律高度吻合。结合速度结构可知，EAFZ中段兼具低波速和低b值特征，可能是未来强震的"危险段落"。

地幔异常与深部动力学
分辨率测试证实，速度异常可可靠追踪至45km深的上地幔顶部。EAFZ下方的低波速异常可能反映软流圈物质上涌，这种深部过程通过热弱化作用降低了地壳强度，与地表观测到的强烈地震活动形成动力学关联。

这项研究首次系统揭示了卡赫拉曼马拉什地震双震的深部构造背景，证实EAFZ沿线存在独特的"低波速-低b值-高VR"三联征。这种地球物理指纹不仅能解释2023年双震的孕育机制，更为重要的是，它建立了一套评估安纳托利亚板块地震危险性的新指标。当某个断裂段同时出现这三种异常时，可能预示着即将到来的应力失稳。论文通讯作者Hamdi Alkan强调："我们的模型显示，EAFZ北支与死海断裂（DSFZ）交汇的Karasu构造槽仍存在未释放的应变能，需要持续监测。"这些发现对于理解大陆转换断裂带的地震周期具有普适意义，也为"一带一路"沿线国家的地震减灾提供了科学依据。