💡这项突破是什么?
同震地表破裂是地震动态破裂过程的直接产物，但其能否用于反演地震动态破裂过程，长期未获足够重视。中国地震局地质研究所苏鹏博士与合作者以2021年玛多Mw 7.4地震为例（图1），基于震后高分辨率无人机影像，首次系统揭示了同震地表破裂带宽度（Rupture Zone Width, RZW）可定量约束地震动态破裂过程，并指出该宽度在一定条件下具有可预测性。这一成果不仅为基于地震地质调查反演地震动态破裂过程提供了新思路，也对活动断层避让带的科学划定具有实际指导意义。基于综合分析，得出以下主要认识：
（1）断层几何复杂性（阶区、分叉和弯曲）及上覆土层性质（厚度和断裂韧性（fracture toughness））仅影响同震地表破裂带宽度的局部变化，而不控制其宏观分布。断层阶区和分叉的影响强于弯曲。地表破裂在拉张阶区内广泛发育，而在挤压阶区内几乎不发育，表明拉张应力条件较挤压应力条件更有利于地表破裂的形成（图2）。
（2）玛多地震震中以西，同震地表破裂带宽度随破裂传播距离增加而增大（图3c-3d）。我们提出：在单个同震断层高滑移区（a single high-slip region），随破裂传播距离递增的断层面之外释放的破裂能（fracture energy dissipated off‐fault）是控制同震地表破裂带宽度、地表总位移和深部最大滑移量等相关参数的关键因素。
（3）玛多地震的破裂速度由亚剪切向超剪切转换的位置位于断层E22-E25（表示震中东部沿发震断层22-25 km）附近，与地表破裂带宽度突然降低的区域相对应（图3a-3d）。玛多地震亚剪切-超剪切转换归因于E22附近的张性断层弯曲：该弯曲在E22-E32具有较高的先存剪应力，同时在地震动态破裂传播过程中降低了正应力，二者共同触发了亚剪切-超剪切转换。超剪切破裂终止于E53附近的几何复杂处（图4）
（4）地震的次级裂缝（secondary crack）由地震辐射（seismic radiation）产生，松散堆积物和先存裂隙有利于其形成。玛多地震第4段次级裂缝的发育范围和密集程度均大于第1-3段（图3a），这归因于断层交汇、较大的断层粗糙度、更宽的断层损伤带以及破裂终止阶段的共同作用（图5）。
（5）在有利的地质条件下，例如与玛多地震发震断层中几何结构简单的第1-2段类似的断层，同震地表破裂带宽度随破裂传播距离的增加而逐步增大，表现出可预测的规律性变化。在活动断层避让带时，应充分考虑这一关系。然而，对于几何结构复杂的断层，同震地表破裂预测极具挑战（图5）。
图1玛多地震区域构造背景
（a）发震断层（红色线段）及区域活动构造分布图；（b）玛多地震的地表破裂（红线）及次级裂缝（蓝线）分布，底图为新构造图
图2 玛多地震断层阶区与断层弯曲处同震地表破裂带宽度典型案例
（a）拉张阶区；（b）挤压阶区；（c）拉张弯曲；（d）挤压弯曲
图3玛多地震的地表破裂、次级裂缝、余震分布及同震位移
（a）地表破裂（红线）、次级裂缝（蓝线）及余震分布，底图为简化的新构造图；（b）沿断层余震分布，红色虚线圈示余震空区；（c）沿断层全部地表破裂的宽度分布；在震中西侧的高滑移区1（high-slip region 1），同震地表破裂的宽度随破裂传播距离递增；在震中东侧的高滑移区2（high-slip region 2），同震地表破裂宽度的低值区对应（b）中余震空区的起始位置；（d）沿断层单一地表破裂带的宽度分布，分布特征与（c）类似；（e）沿断层同震位移分布；RZW（rupture zone width）：破裂带宽度
图4 玛多地震第3段（高滑移区2）超剪切破裂的形成、传播与终止
（a）地表破裂、余震分布及地表断层迹线，底图为简化的新构造图；（b）地表破裂带宽度分布，显示存在明显低值区（trough）；（c）模式图示意破裂脉冲（rupture pulse）穿过拉张弯曲时，正应力动态降低与先存较高剪应力共同触发了亚剪切-超剪切转换
图5 玛多地震同震地表破裂与次级裂缝的分布、机制及动态破裂过程示意图
局部同震地表破裂带宽度受断层几何复杂性（阶区、分支、弯曲）及上覆土层影响，破裂优先发育于拉张应力而非挤压应力区；在同一个高滑移区（high-slip region），同震地表破裂带宽度随破裂传播距离递增，源于断层面之外释放的破裂能（fracture energy dissipated off-fault）随破裂传播距离递增；在第3段（segment 3），东向破裂脉冲在张性弯曲处加速至超剪切，并在构造复杂处减速至亚剪切；第4段次级裂缝较第1-3段更发育，这归因于第4段的断层交汇、粗糙度增大、损伤带增宽及破裂终止阶段的共同作用
研究成果发表在国际地学期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》：
Su, P.（苏鹏），Li, T.（李涛），Yuan, Z.（袁兆德），Chen, J.（陈建业），Zhang, L.（张雷），Tao, W.（陶玮），Zhang, J.（张金玉），Sun, H.（孙浩越），Chen., G.（陈桂华），Ha, G.（哈广浩），Guo, P.（郭鹏），Lu, R.（鲁人齐），He, H.（何宏林），Qu, C.（屈春燕），Li, Z.（李智敏）. (2026). Coseismic surface rupture zone widths of the 2021 Mw 7.4 Maduo earthquake in the Tibetan Plateau:
Insights into the earthquake dynamic rupture processes. Journal of Geophysical
Research: Solid Earth, 131, e2026JB035041. https://doi.org/10.1029/2026JB035041
感谢徐岳仁、李文巧、李忠武在野外工作中的协助；感谢周勇胜、姚路、段庆宝在研究过程中富有成效的讨论；感谢席茜、钱黎在软件使用方面的帮助；感谢Eric Kirby和王敏锋对文章初稿提出的宝贵意见。同时，感谢审稿人Jorge Jara、Rachel Abercrombie以及其他匿名审稿人给予的建设性建议。
本研究得到了国家自然科学基金项目（U2539203、42002232、42272272）、中国地震局地质研究所基本科研业务专项（IGCEA2138、IGCEA2409）、中国科学院国际伙伴计划（编号：059GJHZ2023075MI）、青海省基础研究计划项目（2022‑ZJ‑749）以及东亚大陆边缘活动构造调查与数据平台建设项目的联合资助。
