2025年Mw 7.7緬甸地震是近200年來(lái)緬甸記錄到的最大地震之一，造成了慘重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。該地震的發(fā)震斷層位于緬甸盆地內(nèi)，區(qū)域沉積層厚度達(dá)3~5公里，呈現(xiàn)出典型的巨厚沉積結(jié)構(gòu)特征。以往研究多聚焦于沉積層對(duì)地表強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)的放大效應(yīng)，卻鮮少探討其對(duì)斷層破裂動(dòng)力學(xué)過(guò)程的影響。實(shí)際上，地震波在穿過(guò)波阻抗差異較大的地層界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和透射，可能引起顯著的動(dòng)態(tài)應(yīng)力擾動(dòng)。這種擾動(dòng)是否會(huì)對(duì)同震破裂過(guò)程產(chǎn)生關(guān)鍵影響？此外，該地震產(chǎn)生了長(zhǎng)達(dá)約450公里的地表破裂（圖1），遠(yuǎn)超基于震級(jí)-地表破裂長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系的預(yù)測(cè)值（約141公里），使其成為有史以來(lái)最長(zhǎng)的陸內(nèi)走滑地震之一。面對(duì)如此異常的破裂行為，其背后的物理機(jī)制究竟是什么？
圖1 2025年Mw 7.7緬甸地震的構(gòu)造背景和同震破裂特征
本研究將大地測(cè)量、地震學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)與先進(jìn)的數(shù)值模擬方法相結(jié)合。首先，利用Sentinel-1雷達(dá)和Sentinel-2光學(xué)衛(wèi)星影像，精確刻畫了同震三維形變場(chǎng)（圖2A）；進(jìn)而采用貝葉斯方法反演構(gòu)建了高分辨率的有限斷層靜態(tài)滑動(dòng)模型（圖2B-H）。結(jié)果顯示，最大滑動(dòng)量達(dá)6.9米，滑動(dòng)連續(xù)且主要集中于地殼淺部10公里以內(nèi)。這一結(jié)果為后續(xù)的破裂動(dòng)力學(xué)模擬提供了可靠的幾何模型與運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。
圖2 緬甸地震的同震三維地表形變場(chǎng)與震源運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
在此基礎(chǔ)上，本研究結(jié)合震級(jí)與強(qiáng)震波形的約束，通過(guò)一系列動(dòng)力學(xué)模擬，成功再現(xiàn)了此次地震復(fù)雜的雙向破裂過(guò)程：向北破裂約70公里，由亞剪切加速至超剪切；而向南破裂長(zhǎng)達(dá)380公里，經(jīng)歷了“亞剪切—超剪切—再回到亞剪切”的完整轉(zhuǎn)變（圖3）。模擬結(jié)果表明，正是這段向南持續(xù)擴(kuò)展逾100公里的高速超剪切破裂，形成了高能量的破裂鋒面，有效克服了南段“尚未完全成熟”斷層段的阻力，從而為此次地震產(chǎn)生遠(yuǎn)超經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)期的長(zhǎng)距離地表破裂提供了動(dòng)力學(xué)解釋。
圖3 模擬的動(dòng)態(tài)破裂過(guò)程及強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)
本研究進(jìn)一步揭示了淺部沉積層對(duì)破裂動(dòng)力學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵調(diào)控作用。在距離實(shí)皆斷裂帶僅2.6公里的NPW近場(chǎng)強(qiáng)震臺(tái)站附近，為了實(shí)現(xiàn)模擬結(jié)果與觀測(cè)波形的最佳匹配，必須引入一種罕見(jiàn)的破裂模式：即淺部以亞剪切速度傳播，而深部則為超剪切（圖3C, D）。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列控制實(shí)驗(yàn)表明，這種“淺慢深快”的共存現(xiàn)象，很可能是由覆蓋在基巖之上的數(shù)公里厚沉積層與斷層背景應(yīng)力狀態(tài)共同作用的結(jié)果。沉積層的存在抑制了自由表面誘發(fā)的超剪切破裂在淺部的發(fā)展，使得極具破壞性的超剪切能量被限制在較深部位，這在一定程度上可能減輕了地表的震動(dòng)強(qiáng)度。
此外，為了揭示斷層破裂的精細(xì)動(dòng)力學(xué)特征，本研究對(duì)位于震中以南約124 km處、距斷層跡線僅20 m的監(jiān)控?cái)z像頭記錄進(jìn)行了深入分析（圖4）。我們利用原始高清（1080p, 30 fps）影像，采用互相關(guān)方法對(duì)視頻首幀中選定的地表點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行了逐幀追蹤（圖4B），提取了其像素偏移的運(yùn)動(dòng)時(shí)序（圖4C），并與精細(xì)網(wǎng)格（50 m）的動(dòng)力學(xué)破裂模擬結(jié)果進(jìn)行了定量對(duì)比（圖4E）。分析結(jié)果顯示，分布在斷層走向約123 m范圍內(nèi)的三組目標(biāo)點(diǎn)在斷層錯(cuò)動(dòng)起始時(shí)刻表現(xiàn)出極高的時(shí)間同步性（圖4D），暗示破裂傳播速度下限約為3.69 km/s，已超過(guò)當(dāng)?shù)亟乇淼募羟胁ㄋ俣取８鼮殛P(guān)鍵的是，視頻記錄中初始P波到達(dá)時(shí)刻（t1）、強(qiáng)震動(dòng)起始時(shí)刻（t2）與斷層錯(cuò)動(dòng)時(shí)刻（t3）之間的相對(duì)時(shí)間間隔（t3?t1≈4.1 s，t3?t2≈1.36 s），與動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)的數(shù)值（4.05 s和1.4 s）高度吻合。這一時(shí)空雙重證據(jù)有力排除了此前關(guān)于該處可能發(fā)生亞剪切破裂的爭(zhēng)議，證實(shí)了超剪切破裂在此處的存在。
圖4 基于監(jiān)控視頻的地表運(yùn)動(dòng)解析與動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)比
這項(xiàng)工作不僅闡明了2025年緬甸大地震的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)機(jī)制，更重要的是，它強(qiáng)調(diào)了在評(píng)估大型走滑斷層的地震危險(xiǎn)性時(shí)，必須綜合考慮斷層幾何、區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)、摩擦特性以及淺部沉積結(jié)構(gòu)等多重因素的耦合效應(yīng)。本研究特別指出，超長(zhǎng)距離的破裂可能突破傳統(tǒng)“地震空區(qū)”的邊界，將鄰近尚未完全成熟的應(yīng)力積累段一并激活，這對(duì)現(xiàn)有的地震災(zāi)害評(píng)估范式提出了重要挑戰(zhàn)。
本研究由中國(guó)地震局地質(zhì)研究所徐杜遠(yuǎn)助理研究員、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院羅恒博士后以及南方科技大學(xué)余厚云研究助理教授共同完成；合作者包括美國(guó)佐治亞理工學(xué)院彭志剛教授，南方科技大學(xué)祝賀君教授、陳曉非教授，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所王衛(wèi)民副研究員，深圳北理莫斯科大學(xué)徐建寬副教授，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院焦利青研究員、董樹文教授，以及中國(guó)地震局地質(zhì)研究所包國(guó)棟博士后、任治坤研究員。
研究成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nature旗下期刊 Communications Earth & Environment。該研究受國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（42494864）等項(xiàng)目共同資助。
文章信息：Xu, D., Luo, H., Yu, H. et al. Sediment-modulated supershear rupture of the 2025 Mw 7.7 Myanmar earthquake. Commun Earth Environ 7, 206 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03232-5
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