据中国地震台网正式测定,北京时间2025年1月7日9时5分西藏日喀则市定日县(28.50° N,87.45° E)发生6.8级地震,震源深度10km ①。该地震发生在喜马拉雅造山带,由于印度板块与欧亚板块碰撞挤压,该区域受到SN向挤压,产生了近EW向伸展的拉张力,内部发育近SN向和近EW向的两种典型断裂(沈正康等,2003;雍永源,2012;肖雁峰等,2022)。图 1为西藏定日6.8级地震区域地震构造(徐锡伟等,2016;Wu et al,2024),可以看出,本次地震震中位于藏南裂谷系中申扎—定结断裂系的登么错断裂西侧,初步判定发震构造是SN走向、正断为主的申扎—定结断裂系南段。受青藏高原隆升和地壳增厚的影响,震中附近区域地壳构造变形剧烈,喜马拉雅块体及周缘断裂带活动尤为强烈,曾发生过多次破坏性地震(王双绪等,2010;张小涛等,2020)。该区域最近一次发生的5级以上地震为2020年3月20日西藏定日5.9级地震。历史地震目录显示,距本次地震震中空间距离最近的5级以上地震为1998年9月4日西藏定日6.2级地震,震中距约14km。
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图 1 区域地震构造(中国地震局地质研究所吴熙彦提供) |
① http://www.cenc.ac.cn/cenc/dzxx/414508/index.html
此次地震震中周边5km范围内有7个村庄,20km范围内的乡镇为措果乡和曲洛乡。震中距定结县34km、距定日县37km、距日喀则市163km,距拉萨市378km。根据移动人口大数据分析,震中20km范围内人口数约860人,50km范围内约1.2万人,100km范围内约3.5万人。地震的强度和破坏性给当地民众和基础设施带来了巨大影响,定日县县城及周边震感十分明显。截至2025年1月9日6时,地震已造成126人遇难,约6.15万人不同程度受灾,许多房屋和基础设施遭到严重破坏,灾区情况十分严峻②。
② https://baijiahao.baidu.com/s?id=1820823793833731965&wfr=baike
1 地震参数速报 1.1 地震预警结果西藏定日6.8级地震发生后,中国地震预警网成功产出本次结果,共发布2报预警信息。震后19s中国地震预警网产出首报预警信息,共使用了6个台站的数据,预警震级6.2级。与正式速报结果相比,预警首报震级偏差-0.6,震中位置偏差4km;震后22.7s产出第二报,预警震级6.5级,震级偏差-0.3,震中位置偏差4km。最近的台站XZ.D0004距震中约35km,6台触发理论预警时间为18.2s。考虑首台触发、台站可用率和网络延时等实际情况,本次预警信息各中心产出时效、震中偏差、震级偏差均符合预警项目设计要求。
1.2 地震速报结果中国地震台网中心(CENC)在震后170s发布自动速报结果,震中位于西藏日喀则市定日县(28.54° N,87.43° E),自动速报震级6.9级;震后13min发布正式速报结果,震中位于西藏日喀则市定日县(28.50° N,87.45° E),正式速报震级6.8级,震源深度10km。CENC采用W-phase方法,测定矩震级为MW7.1,相较于正式速报,该震源机制解结果可用台站数据更加丰富,更符合本次地震实际情况。随后,美国地质调查局(USGS) ③、德国波茨坦地学中心(GFZ) ④和欧洲地中海地震中心(EMSC)⑤等国际地震机构也先后给出了本次地震的测定参数(表 1,最后访问时间为北京时间2025年1月10日15时),统计结果显示,针对此次地震,各机构给出的矩震级一致,均为MW7.1。
| 表 1 西藏定日6.8级地震全球各地震学机构的矩震级测定结果 |
③ https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us6000pi9w/executive
④ https://geofon.gfz-potsdam.de/eqinfo/event.php?id=gfz2025albe
⑤ https://www.emsc-csem.org/Earthquake_information/earthquake.php?id=1753287
2 应急产品产出地震测震台网应急产品产出服务最早可追溯到2008年(邹立晔等,2019),截至2025年1月,中国地震台网中心已完成国内外大震应急产品产出500余次。随着应急产品产出工作时效性与准确性的提高,中国地震台网中心已实现震后各类应急产品和图集的产出和汇集工作自动化(邓文泽等,2021;梁皓等,2022;徐泰然等,2022;支明等,2022;戴丹青等,2023;张雅茜等,2023;Han et al,2024;韩光洁等,2024),包括震源参数、区域地震构造、历史地震和台站分布、余震精定位、震源机制解、震源破裂过程、地震仪器烈度、推测地震烈度分布等应急产品。西藏定日6.8级地震发生后,中国地震台网中心联合地震系统多家单位,于震后20min自动产出第一版《2025年1月7日9时5分西藏日喀则市定日县6.8级地震应急数据产品综合图集》,随后该图集不断更新,并于1月8日17时更新为最终版本。地震应急数据产品综合图集为政府、应急管理部门、企业和社会组织等提供科学、准确的地震应急数据支持,有助于快速做出决策,制定合理的灾害应对方案、救援计划和灾后重建规划,提高应急响应的效率和准确性,缩短救援时间,减少人员伤亡和财产损失。
2.1 历史地震和台站分布本次地震震中50km范围内分布1个地震台站,100km范围内分布6个台站,200km范围内分布12个台站,300km范围内分布43个台站,距震中最近的台站为一般站XZ.D0004,震中距约35km。根据1900年以来历史地震统计,震中50km范围内发生过5.0级及以上地震10次,震级最大的地震为本次地震;震中100km范围内发生过5.0级及以上地震15次,震级最大的地震为本次地震;震中300km范围内共发生5.0级及以上地震86次,其中8.0~8.9级地震1次,7.0~7.9级地震2次,6.0~6.9级地震16次,5.0~5.9级地震67次,震级最大的为2015年4月25日尼泊尔8.1级地震,距本次震中约271km(图 2)。
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图 2 西藏定日6.8级地震震中周边区域历史地震和台站分布(1900年以来) |
震源机制解描述了地震的空间位置、震源机制的两个节面产状、矩心深度和矩震级等信息。该产品是反演震源破裂过程、推测地震烈度图、震情会商和研究地震孕震机制的重要基础依据。中国地震台网中心主要采用两种震源机制解反演方法,分别是针对国内中强地震(4.0≤M<6.0)的近场全波形反演方法(Herrmann,2013;Yang et al,2024)和服务于国内外强震(M≥6.0)的W-phase反演方法(Kanamori et al,2008;Zhao et al,2017)。近场全波形反演方法基于中国大陆宽频带波形数据反演得到地震矩张量。W-phase反演方法基于中国大陆和全球宽频带地震台站(GSN)记录的波形数据反演出地震矩张量,其格林函数基于全球速度模型PREM计算。本次地震的震源机制解采用W-phase方法,反演结果为:矩震级MW7.1,波形拟合的矩心深度为15km;断层节面I的走向、倾角和滑动角分别为348°、40°、-100°,断层节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为181°、51°、-81°(图 3),据此初步判断该地震为一次正断型为主的事件⑥。
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图 3 西藏定日6.8级地震震源机制解 |
⑥ https://data.earthquake.cn/datashare/report.shtml?PAGEID=earthquake_dzzyjz
历史震源机制图(图 4)展示了震中周边150km 5.0级以上历史地震的震源机制解,数据来源为全球地震矩心矩张量(GCMT)目录⑦和中国地震台网中心震源机制解目录。由图 4可见,本次地震震中附近历史地震的震源机制类型较丰富,逆冲、正断和走滑均有分布。本研究还收集了不同国际机构关于本次地震的震源机制解反演结果(表 2),除德国波茨坦地学中心(GFZ)外,各机构反演得到的各节面差异较小,这些差异可能是由于各机构使用的方法和数据资料不完全相同造成的。综合图 4和表 2认为各机构计算的震源机制解整体结果较为一致,滑动角反演结果均显示此次定日地震为正断型地震,破裂方式以拉张为主。
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图 4 历史震源机制解分布图(数据源自GCMT) |
| 表 2 西藏定日6.8级地震震源机制解各机构产出结果 |
截至2025年1月15日9时30分,共记录到3.0级及以上余震53次,其中5.0~5.9级地震1次,4.0~4.9级地震6次,3.0~3.9级地震46次。最大余震为1月13日20时58分西藏日喀则市定日县5.0级地震,距主震震中约9km。本研究利用双差定位方法,共产出西藏定日6.8级地震精定位结果3279个(图 5),余震大体呈SN走向,与震源机制解断层节面走向基本一致。同时本次地震序列具有明显的分段特征,大致分为北段和南段2个区,中间存在地震空区;余震主要扩展范围约85km(图 5(a))。为进一步研究断层的结构形态,沿地震序列展布方向绘制重定位结果的深度剖面图(图 5(b)、5(c))。早期计算的余震深度分布范围较宽,震区及周边增加了流动观测台站后,得到余震序列深度主要集中在5~15km(图 5(b))。
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图 5 西藏定日6.8级地震余震分布 注:(a)余震序列精定位;(b)AA′深度剖面余震分布;(c)BB′深度剖面余震分布。蓝色五角星表示主震震中;圆形为余震震中;发震时间按色标显示,其中主震发震时刻的定义为0。 |
通过震源破裂过程的反演研究,可以得到震源区或断层面的空间尺度大小等信息。中国地震台网中心采用迭代反褶积和叠加IDS(Iterative Deconvolution and Stacking)方法(Zhang et al,2014;郑绪君等,2018;戴丹青等,2023),使用震中200km范围内8个强震动台站数据反演本次地震的破裂过程(图 6)。地震破裂过程反演基于震源机制解的节面(走向182°,倾角51°,滑动角-81°),结果显示:西藏定日6.8级地震破裂面基本呈现NS走向,本次地震是一次单侧破裂事件,破裂持续时间约25s,破裂长度约65km,最大破裂点位于震中NE向15km,对应滑动量为2.3m,破裂可能出露地表,破裂面积大约1025km2,其深度在0~20km之间。
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图 6 西藏定日6.8级地震震源破裂过程 (a)滑动量分布在地面的投影;(b)震源时间函数;(c)断层面上静态滑动量分布 |
中国地震台网中心自主研发的烈度速报系统实时接收并处理分析台站波形数据,结合震源参数、实测地震动参数及区域构造快速判断地震破裂分布和破裂断层方向,同时对烈度衰减关系进行修正,快速评估地震烈度分布,并产出地震烈度速报结果。西藏定日6.8级地震发生后,烈度速报系统在震后6min内产出地震仪器烈度图(图 7),根据台站实测数据,结合青藏地区地震动衰减经验模型(肖亮等,2011)和破裂过程结果对推测地震烈度进行修正并持续更新,得到推测地震烈度分布图(图 8)和峰值加速度图(图 9)。
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图 7 西藏定日6.8级地震仪器烈度分布 |
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图 8 西藏定日6.8级地震推测烈度分布 |
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图 9 西藏定日6.8级地震峰值加速度分布 |
中国地震台网中心烈度速报系统共处理本次地震震中358km以内41个符合要求的台站,其中最大仪器烈度为Ⅷ度,位于曲下镇的一般站D0007,距离震中约67km(图 7)。推测地震烈度分布图显示本次地震极震区烈度达Ⅸ度,Ⅸ度区涉及长所乡、措果乡、曲洛乡、加措乡和芒普乡,面积约529km2;Ⅷ度区涉及定日县、拉孜县和萨迦县,面积约1505km2;Ⅶ度区涉及昂仁县、定结县、定日县、拉孜县和萨迦县,面积约5293km2;Ⅵ度区及以上面积约28453km2。
由图 9可知,台站峰值加速度达到100cm/s2以上的台站共2个,峰值加速度最大的台站为D0007,峰值加速度为395.3cm/s2。根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求(中华人民共和国住房和城乡建设部等,2006),定日县、定结县和萨迦县的抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为100cm/s2;昂仁县和拉孜县的抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为150cm/s2。综合收集到的台站数据发现,本次地震最高烈度为Ⅸ度,且震中附近多个台站峰值加速度高于该区域建筑抗震设计标准,表明此次地震很大可能会造成震中附近土木结构房屋大多数毁坏和严重破坏;但由于该区域人口稀疏,不会造成大规模的人员伤亡。
然而此次地震震级大、震源浅、烈度高,遇难人数超出了同级别地震通常的伤亡比例。由于震中及周边区域的地貌类型为高原河流冲积平原,土壤偏松软,放大了地震破坏效应。并且因为该地震震源较浅,极震区人员相对密集,震中地区地势复杂,造成了灾区比较严重的伤亡。另一方面,震中地区的建筑大多数为传统土木结构,抗震设计较为薄弱,当地房屋质量较差,且年久失修,容易在强烈震动中遭到严重损毁,甚至倒塌,导致大量人员被掩埋或直接砸伤致死。
地震发生后,按照国务院抗震救灾指挥部工作部署和应急管理部安排,中国地震局现场工作队依照GB/T 18208.3-2011《地震现场工作:调查规范》、GB/T 17742-2020《中国地震烈度表》,对灾区167个调查点开展了实地震害调查,并充分参考震区断裂构造、仪器烈度、余震分布、震源机制、遥感等科技支撑成果,确定了此次地震的烈度分布,完成了《西藏定日6.8级地震烈度图》编制工作 ⑧ (图 10)。烈度调查显示西藏定日6.8级地震造成地表破裂约26km,最高烈度为Ⅸ度,Ⅵ度区及以上面积约23986km2,与推测地震烈度分布基本一致。Ⅸ度区面积约411km2,主要涉及定日县长所乡、曲洛乡、措果乡、尼辖乡、加措乡;Ⅷ度区面积约869km2,主要涉及定日县、定结县和拉孜县;Ⅶ度区面积约5350km2,主要涉及定日县、拉孜县、定结县、萨迦县、昂仁县。
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图 10 西藏定日6.8级地震调查烈度 |
2025年1月7日西藏定日6.8级地震发生后,中国地震台网中心快速、准确地进行了主震和余震的参数测定,并联合多家单位利用各类地震数据和多种科学方法,完成了震后应急产品产出和汇集工作,为震情分析、震后应急救援等工作提供资料和参考依据。
本次地震发生在藏南裂谷系中申扎—定结断裂系的登么错断裂西侧,震后19s中国地震预警网产出首报预警信息,震级偏差-0.6,震中位置偏差4km。震后170s中国地震台网中心发布自动速报结果,震级6.9级;震后13min发布正式速报结果,震级6.8级,震源深度10km。
综合各类应急产品,并结合区域地震构造、震源机制解等结果判断本次地震为一次正断型事件;余震大体呈SN向展布,与震源机制解断层节面走向基本一致;余震长度约85km,震源深度集中在5~15km之间。主震以单侧破裂为主,破裂持续时间约25s,破裂长度约65km,最大滑动量为2.3m,破裂可能出露地表。烈度速报结果显示,该地震极震区推测烈度最高达Ⅸ度,与实际调查烈度基本一致。由于本次地震震源深度较浅,主要破裂区穿过长所乡驻地,并且极震区人员相对密集,最大烈度远超本地抗震设防标准,造成了大量的人员伤亡和经济财产损失。
致谢: s中国地震台网中心预警速报部应急产品产出服务工作组、中国地震局地质研究所为本文提供了丰富的数据产品、应急图件和资料,在此一并表示感谢。
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