2025年1月7日定日 Ms 6.8 地震破坏效应与损伤格局：上盘效应与沉积盆地效应的空间耦合

《Earthquake Research Advances》：Discussion on the destructive effects and damage patterns of the January 7, 2025 Dingri Ms 6.8 earthquake

　　

2025年1月7日西藏南部定日 M_s 6.8 地震为一次浅源正断层事件，在近断层区域造成了严重的局部化破坏。本研究集成多源数据集，包括干涉合成孔径雷达（InSAR）同震形变、地震烈度分布、地表破裂野外观察和强震动记录，以研究破坏的空间分布以及上盘效应和沉积盆地效应的作用。结果表明，定日地震的高破坏力与三种效应的耦合有关——上盘效应、场地放大和盆地边缘聚焦效应。基于一阶地震动预测方程（GMPE）的评估给出的预测上盘/下盘峰值地面加速度（PGA）比值约为3.09，在量级上与观测到的D0001/D0005比值约2.65相当。此外，沿A–B地质剖面应用经验沉积物厚度关系，以估算潜在长周期放大的空间变化。估算放大总体上向盆地最厚部分增加，并向对侧边缘减小，在第四纪沉积物厚度约为340 m处，T = 3 s时达到约1.32，T = 5 s时达到约1.15。这些结果表明，定日地震期间的严重局部化破坏与上盘效应和沉积盆地条件的空间重叠有关。研究结果强调，在活动正断层与充填沉积物的盆地共存的伸展构造地区，地震危险性评估中考虑断层侧位置和盆地结构两者的重要性。

研究背景与问题：伸展构造环境中浅源正断层地震可产生显著近断层变形、地表破裂和强震动空间差异，灾害不宜低估。已有研究分别强调上盘效应和沉积盆地效应（阻抗对比、厚度与几何导致的共振、陷波和边缘效应），但二者及盆地边缘聚焦在单一浅源正断层事件中的空间耦合，尤其活动正断层围限沉积盆地的大陆伸展区，仍缺乏系统约束，限制综合危险性评估。2025年1月7日西藏南部定日 M_s 6.8 地震为约10 km深浅源正断层事件，造成126人死亡、188人受伤、3612户房屋倒塌、27248户房屋损坏，与登么错正断层相关并产生同震地表破裂，震区含沉积充填盆地，为研究源相关与场地相关效应共同控制近断层破坏格局提供自然案例。研究人员集成多源资料，结论是定日地震高破坏力与上盘效应、场地放大和盆地边缘聚焦效应耦合有关，严重局部破坏与上盘效应和沉积盆地条件空间重叠有关；预测上盘/下盘PGA（峰值地面加速度）比约3.09与观测约2.65相当，盆地最厚约340 m处长周期放大约T = 3 s 1.32、T = 5 s 1.15。其意义在于为活动正断层与沉积盆地共存伸展区识别潜在高风险带提供案例框架，提示危险性评估需同时考虑断层侧位置和盆地结构。

关键技术方法（不超过250字）：研究人员集成LT-1 InSAR（干涉合成孔径雷达）同震形变、余震分布与已有Okada模型（弹性半空间位错模型）静态滑动反演，结合地震烈度、现场破坏调查和地表破裂野外调查；整理震中约100 km内强震动台站记录，选取D0001/D0005与D0007/DS002对比，按两正交水平分量合成水平PGA_H；采用NGA-West2（美国西部下一代衰减关系）GMPE（地震动预测方程）上盘改正作PGA/短周期一阶估算，并沿A–B地质剖面以沉积厚度—放大经验二次回归估算T = 3 s、5 s长周期放大。

研究结果：
4.1 InSAR形变特征与上盘主导：InSAR形变场跨登么错断层明显不对称，最大LOS（视线向）形变上盘近2.0 m、对侧约0.8 m，比值约2.5；余震集中于上盘N–S带；滑动反演主滑移约2–12 km，最大6.8 m，地震矩4.77×10¹⁹ N·m（M_w 7.1），上盘应力集中更显著，空间方向性强。
4.2 烈度分布不对称与上盘破坏格局：烈度分布跨断层不对称，最大Ⅸ，Ⅵ及以上约23986 km²；长所、措果主要Ⅸ，建筑严重倒塌/破坏；曲洛主要Ⅷ，部分框架明显破坏或倒塌。上盘震中区显著大于下盘；Nixia Township与曲洛距离相差不大甚至更短但烈度更弱，反映同距离上盘烈度大于下盘，呈强上盘—弱下盘破坏分布。
4.3 地表破裂空间分布与盆地效应：破裂带约30 km，从北尼辖错经登么错湖东岸至西岸；北段最显著连续，长15–20 km，局部变形带宽达约50 m，最大垂直位移约2.5 m；东岸约10 km近平行湖岸，盆地内变形带局部宽数百米，伴随砂液化、裂缝和挤压鼓包；西岸约5 km，总位移约0.25 m。破裂和次生变形主要集中在上盘和登么错盆地周边，表明同震断层变形与局部盆地条件共同控制近地表破坏。
4.4 地震动参数空间差异：D0001（上盘）与D0005（下盘）震中距相近且均表土，水平PGA_H约61.62 gal和23.35 gal，比值2.65；D0007/DS002约541.96 gal和56.59 gal，比值9.58，但D0007表土、DS002在多年冻土层下土层，故应视为断层侧位置与局部场地条件共同影响而非纯上盘放大。总体所选上盘台站水平地震动强于对应下盘台站，对比幅度随场地条件变化。
4.5 上盘与盆地放大量化：上盘具较大同震形变、更密余震、更高烈度和更强记录地震动，地表破裂与次生变形集中于上盘和登么错盆地。取C1=0.25、C2=0.3、R_x/R_rup（断层投影水平距离/破裂距离）=0.8代入式2，预测上盘/下盘PGA比约3.09，与D0001/D0005约2.65量级一致，提示上盘放大重要作用。A–B剖面第四系沉积厚度部分>200 m，主要为松散湖相砂和更新世冰碛；以H=200 m保守下界、H=300 m上界，T = 3 s放大因子约1.00/1.22，T = 5 s约1.00/1.10。P1–P8沉积厚度约110、200、260、270、340、340、280、210 m，T = 3 s放大因子约1.00、1.00、1.13、1.15、1.32、1.32、1.17、1.02；T = 5 s约1.00、1.00、1.04、1.06、1.15、1.15、1.07、1.00。潜在长周期放大空间非均质，向盆地最厚增加后向对侧减小，最大在约340 m处β约1.32（T = 3 s）和1.15（T = 5 s）。

讨论部分总结：5.1认为定日地震破坏受上盘效应、沉积层场地放大和盆地边缘聚焦效应耦合控制；GMPE上盘项与沉积厚度经验回归分别估算PGA/短周期和长周期放大，跨频带互补。预测上盘/下盘PGA比约3.09与观测约2.65的差异可归因于NGA-West2模型随机与认知不确定性、简化参数化、D0001/D0005局部场地条件差异及破裂方向性、辐射图案、滑移非均质等源效应，差异处于经验估计不确定性内且量级一致支持上盘效应重要。缺乏详细沉积速度结构时，基于沉积性质与放大物理关系评估V_s（剪切波速度）影响；盆地放大主要受阻抗对比、厚度和几何控制，较低V_s通常增强放大、较高V_s减弱，典型未固结至中等固结沉积V_s约300–700 m/s，V_s变化主要影响绝对放大系数而非总体趋势，相较厚度H对共振和主周期控制，其一阶估算中次要。5.2与1556华县M_w8.0、1739银川—平罗M_w8.0、1303洪洞M_w8.0、2009拉奎拉M_w6.3、2020萨摩斯M_w7.0等比较，尽管震级、破裂尺度、构造和局部地质不同，严重破坏常在上盘，沉积充填盆地可进一步增强地震动和次生变形，相对贡献因事件而异；定日呈类似上盘主导形变、上盘更强地震动、登么错盆地内及附近增强变形，本研究在单事件内综合多源资料评估，支持伸展区危险性评估考虑断层几何、破裂距离以及上盘与厚沉积或盆地边缘结构空间重叠。

研究结论翻译：（1）定日地震显示明显上盘主导破坏格局：较大同震形变、更密余震、更高烈度、更强记录地震动和集中地表破裂主要见于登么错断层上盘，表明上盘与下盘显著空间不对称。（2）沉积盆地条件促成登么错盆地地震效应空间变异：地表破裂和次生地表变形（裂缝、挤压鼓包、砂液化）主要集中于盆地内及周边；剖面分析表明潜在长周期放大沿A–B剖面随沉积厚度空间变化。（3）基于NGA-West2 GMPE的典型PGA比约3.09与D0001/D0005观测约2.65大致一致，提示上盘效应是定日地震短周期地震动放大的重要贡献；等效沉积厚度与长周期（3–10 s）反应谱放大间经验二次回归为盆地效应提供简单估算方法；H=200/300 m时T = 3 s放大因子约1.00/1.22，T = 5 s约1.00/1.10；基于沉积厚度的分析显示估算长周期放大总体向盆地较厚部分增加并向对侧边缘减小，第四纪沉积厚度约340 m处最大放大约T = 3 s 1.32、T = 5 s 1.15。（4）定日地震严重局部破坏与上盘效应和沉积盆地条件空间重叠有关；与其他正断层地震比较提示活动正断层与充填沉积盆地类似组合可能构成伸展构造环境潜在高风险配置；因此，此类地区地震危险性评估不仅应考虑断层几何和破裂距离，还应考虑上盘区域与厚沉积或盆地边缘结构空间关系。