2025年Mw 7.7緬甸地震是近200年來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地表強地面運動的放大效應(yīng)，卻鮮少探討其對斷層破裂動力學(xué)過程的影響。實際上，地震波在穿過波阻抗差異較大的地層界面時會發(fā)生反射和透射，可能引起顯著的動態(tài)應(yīng)力擾動。這種擾動是否會對同震破裂過程產(chǎn)生關(guān)鍵影響？此外，該地震產(chǎn)生了長達(dá)約450公里的地表破裂（圖1），遠(yuǎn)超基于震級-地表破裂長度經(jīng)驗關(guān)系的預(yù)測值（約141公里），使其成為有史以來最長的陸內(nèi)走滑地震之一。面對如此異常的破裂行為，其背后的物理機制究竟是什么？
圖1 2025年Mw 7.7緬甸地震的構(gòu)造背景和同震破裂特征
本研究將大地測量、地震學(xué)觀測數(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（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)滑動模型（圖2B-H）。結(jié)果顯示，最大滑動量達(dá)6.9米，滑動連續(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)的破裂動力學(xué)模擬提供了可靠的幾何模型與運動學(xué)約束。
圖2 緬甸地震的同震三維地表形變場與震源運動學(xué)模型
在此基礎(chǔ)上，本研究結(jié)合震級與強震波形的約束，通過一系列動力學(xué)模擬，成功再現(xiàn)了此次地震復(fù)雜的雙向破裂過程：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)驗公式預(yù)期的長距離地表破裂提供了動力學(xué)解釋。
圖3 模擬的動態(tài)破裂過程及強地面運動
本研究進(jìn)一步揭示了淺部沉積層對破裂動力學(xué)過程的關(guān)鍵調(diào)控作用。在距離實皆斷裂帶僅2.6公里的NPW近場強震臺站附近，為了實現(xiàn)模擬結(jié)果與觀測波形的最佳匹配，必須引入一種罕見的破裂模式：即淺部以亞剪切速度傳播，而深部則為超剪切（圖3C, D）。研究團隊通過一系列控制實驗表明，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強度。
此外，為了揭示斷層破裂的精細(xì)動力學(xué)特征，本研究對位于震中以南約124 km處、距斷層跡線僅20 m的監(jiān)控攝像頭記錄進(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)方法對視頻首幀中選定的地表點目標(biāo)進(jìn)行了逐幀追蹤（圖4B），提取了其像素偏移的運動時序（圖4C），并與精細(xì)網(wǎng)格（50 m）的動力學(xué)破裂模擬結(jié)果進(jìn)行了定量對比（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)點在斷層錯動起始時刻表現(xiàn)出極高的時間同步性（圖4D），暗示破裂傳播速度下限約為3.69 km/s，已超過當(dāng)?shù)亟乇淼募羟胁ㄋ俣?。更為關(guān)鍵的是，視頻記錄中初始P波到達(dá)時刻（t1）、強震動起始時刻（t2）與斷層錯動時刻（t3）之間的相對時間間隔（t3?t1≈4.1 s，t3?t2≈1.36 s），與動力學(xué)模型預(yù)測的數(shù)值（4.05 s和1.4 s）高度吻合。這一時空雙重證據(jù)有力排除了此前關(guān)于該處可能發(fā)生亞剪切破裂的爭議，證實了超剪切破裂在此處的存在。
圖4 基于監(jiān)控視頻的地表運動解析與動力學(xué)模擬對比
這項工作不僅闡明了2025年緬甸大地震的復(fù)雜動力學(xué)機制，更重要的是，它強調(diào)了在評估大型走滑斷層的地震危險性時，必須綜合考慮斷層幾何、區(qū)域應(yīng)力場、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，這對現(xiàn)有的地震災(zāi)害評估范式提出了重要挑戰(zhàn)。
本研究由中國地震局地質(zhì)研究所徐杜遠(yuǎn)助理研究員、中國地質(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，中國地質(zhì)科學(xué)院焦利青研究員、董樹文教授，以及中國地震局地質(zhì)研究所包國棟博士后、任治坤研究員。
研究成果發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nature旗下期刊 Communications Earth & Environment。該研究受國家自然科學(xué)基金重大項目（42494864）等項目共同資助。
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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