2018, Vol. 61
2. 南京大学地球科学与工程学院, 南京 210046;
3. 中国地震局地质研究所, 地震动力学国家重点实验室, 北京 100029;
4. 中国科学院青藏高原研究所, 北京 100101
2. School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210046, China;
3. State Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China;
4. Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
2008年5月12日汶川地震(MS8.0)发生在青藏高原东部边缘与四川盆地交界处的龙门山逆冲断裂带上(图 1)，大地震不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失，而且还产生了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带(徐锡伟等，2008；李海兵等, 2008a, 2008b；刘静等，2008；付碧宏等，2008；Xu et al., 2008; Xu et al., 2009; Lin et al., 2009; Liu-Zeng et al., 2009)，其特殊的运动学性质让地质学家和地球物理学家难以理解.那么，造成这次致命地震的地球动力学过程是什么?具有什么样的孕震环境？为什么这次地震造成如此大的破坏?下一次大地震会在什么地方发生？类似汶川地震的大地震在龙门山断裂带上什么时候会再次发生？这直接涉及到大地震断裂的变形行为、断层滑移机制、深部结构构造、应力状态等诸多方面的研究，是认识地震形成、孕育背景和破裂过程的重要基础.
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图 1 青藏高原东部及邻区活动构造及大地震分布图(据李海兵等，2008a修改) 鲜水河断裂带中段的黄色区域(康定地区)可能将是未来几年大地震(M＞6)发生的危险地带(根据Bai et al., 2018).汶川地震、芦山地震和九寨沟地震余震数据来源于中国地震台网中心. Fig. 1 The distribution of large earthquakes and active tectonic map of the eastern Tibetan Plateau and adjacent regions (modified from Li et al., 2008a) The yellow area (Kangding area) in the middle segment of the Xianshuhe fault zone indicates the danger zone of a large earthquake (M > 6) in the near future (from Bai et al., 2018). The aftershock data of the 2008 Wenchuan, 2013 Lushan and 2017 Jiuzhaigou earthquakes from the China Earthquake Network Center. |
Toda等(2008)根据汶川地震前的地震活动与汶川地震造成的库仑应力变化预测了未来十年(2008—2017)的大地震，认为龙门山断裂带南段地区和九寨沟西侧至岷江断裂地区为潜在的大地震危险区.2013年4月20日的芦山地震(MS7.0)和2017年8月8日的九寨沟地震(MS7.0)的发生使该预测得到了验证(图 1).因此，在本专辑中收录了与汶川地震有关联的芦山地震和九寨沟地震的研究论文.汶川地震发震断裂是陡倾角(Zhang et al., 2010；张培震等，2013; Li et al., 2013)还是缓倾角(Xu et al., 2009; Hubbard and Shaw, 2009；Jia et al., 2010)仍然存在较大争议，这直接关系到对大地震发震机制的认识.余震分布、地震反射剖面和汶川科钻(WFSD)岩心剖面能够约束其深部结构特征，岩石圈结构直接关系到对大地震孕震环境和背景的认识.汶川地震沿龙门山映秀—北川断裂和灌县—安县断裂同时产生~240-270 km和~80 km长的同震地表破裂带(徐锡伟等，2008；李海兵等, 2008a, 刘静等，2008；付碧宏等，2008；Liu-Zeng et al., 2009)，并且具有不同的运动学性质，为什么这两条断裂破裂长度不同？其断裂变形行为、摩擦性质如何控制破裂过程和运动性质？岩石强度如何制约地震破裂？流体在地震过程中有何作用？等等这些都是地震动力学领域所关注的重要问题.本专辑部分论文涉及到这些内容.
在“汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD)”以及其他项目的实施下，经过十年的持续研究，在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面取得了一系列重大突破与重要成果.今年是汶川地震十周年，《地球物理学报》收集了39篇关于汶川地震及其相关内容的学术论文作为专辑以此纪念.当前的专辑涵盖以下六个主题:(1)汶川地震断层作用；(2)地震参数及地震动力学数值模拟；(3)汶川地震前地震活动性和多参数异常分析；(4)晚第四纪构造与地震活动及其地表作用；(5)青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造；(6)九寨沟地震.以下将对这六方面成果做一简要综述.
1 汶川地震断层作用近年来全球大地震频繁发生，然而目前人们对地震断裂的变形机制以及控制断裂滑移的因素等方面的认识仍然不清，因为不同环境下，不同断裂性质和岩石类型对地震断裂变形机制有着不同的影响.如地震断裂性质、结构、岩石强度、摩擦行为、断裂带内流体-岩石相互作用等等都是影响和制约断裂作用的因素.2008年汶川地震为我们研究地震相关科学提供了极佳的机遇.震后沿产生同震地表破裂的映秀—北川和灌县—安县断裂快速实施的汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD)共完成了6口科学群钻(许志琴，2018；李海兵等，2018).通过对钻孔岩屑、岩心随钻流体等开展的多学科观察、测试和研究，探索地震断裂带的深部物质组成及其在地震过程中的物理-化学行为、能量状态与破裂演化过程.同时还包括其他项目的钻孔岩心研究(李晓慧等，2018；杨晓松等，2018).目前已取得了一系列重要的成果，对认识地震发生机理和变形过程等提供了良好的实验及理论依据.本专辑中关于汶川地震断层作用的论文共有9篇.
许志琴等(2018)综述了WFSD的概况及目前在地震断裂带结构组成、断层弱化机制、断裂愈合、余震定位、深部流体活动以及重建龙门山构造格架等方面取得的一些新认识，包括建立了WFSD系列钻孔剖面(Li et al., 2013, 2016)；确定了汶川地震断裂带结构、变形特征及断裂作用(Li et al., 2013; Wang et al., 2014)；在汶川地震主滑动带发现石墨富集层，提出断层泥石墨化可作为识别古地震的标志(Kuo et al., 2014, 2017)；钻孔内断层摩擦残余热和水位长期监测结果计算得出映秀—北川断裂带具有极低的同震摩擦系数(Li et al., 2015)和快速愈合的趋势(Xue et al., 2013).依据WFSD-1和WFSD-2钻孔资料分析，重塑龙门山构造格架，提出了山脉形成的新模式(许志琴等，2018).李海兵等(2018)通过对两条破裂带地表露头及钻孔岩心的详细研究，报道了映秀—北川断裂带和灌县—安县断裂带的不同物理性质和滑动行为，提出映秀—北川断裂带在浅部是一条高角度(65°)逆冲地震断层，发育有由碎裂岩、假玄武玻璃、断层泥和断层角砾岩组成的厚~180—280 m的断裂岩带，是一条经常发生大地震的断裂带；灌县—安县断裂带为一条低角度(38°)断层，发育厚~40—50 m的断层泥和断层角砾岩，并具有典型的压溶结构特征，为一条不易发生大地震的蠕滑断层，其在2008年汶川地震中产生破裂是由于映秀—北川断裂带深部应力传递所致.王焕等(2018)第一次系统报道了发育在映秀—北川断裂带南段地表露头及钻孔岩心中假玄武玻璃特征，宏观及微观结构均显示这些假玄武玻璃具有典型的熔融结构特征，为大地震过程摩擦熔融的产物，表明熔融润滑机制在地震滑动过程中起主要作用.假玄武玻璃具有高磁化率值特征，其摩擦热作用下新生磁铁矿可能是引起其磁化率正异常的原因之一，同时少量的新生磁铁矿可能指示了假玄武玻璃的生成环境为含氧量较低的高温还原环境(张蕾等，2018).
岩石力学和摩擦实验是目前研究断层滑动行为的一种有效方法，其目的是通过模拟断裂岩石在不同环境下的破裂和滑动行为，认识断层的同震运动特征、地震破裂的传播和断裂带物质在地震中的物理化学变化等.牛露等(2018)对彭灌杂岩中代表性细粒花岗岩进行的高温高压流变实验研究表明，实验样品在10~20 km深度的模拟条件下强度较高，处于脆性破裂-脆塑性转化域，而在20~30 km对应深度温压条件下样品强度显著降低，进入塑性流变域，与流变结构中的极限强度接近.因此提出彭灌杂岩的破裂强度在15~20 km深度条件下达到最大值，控制着断层不稳定滑动，具备地震成核条件，是汶川地震孕育和发生的必要条件. 李晓慧等(2018)对龙门山金河磷矿浅钻岩心中不同颜色的断层泥开展摩擦实验.在孔隙水压条件下，中低速(Veq=20 μm·s-1~0.14 m·s-1)摩擦强度与层状硅酸盐矿物的种类紧密相关，且蒙脱石和伊利石相比绿泥石更能有效地弱化断层.断层泥在经历高速滑动(Veq=1.4 m·s-1)之后其BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积(A_BET)均显著降低，暗示着其可能发生了颗粒烧结.中低速域内，孔隙水压下实验样品的A_BET比干燥条件下增加更明显.定量估算颗粒磨碎所消耗的能量至多不超过摩擦力做功的8%，指示颗粒磨碎在断层作用中所占的能量比例较低.
断裂带是流体活动的重要场所, 流体-岩石相互作用可以引起断裂带物理化学性质的明显变化，流体在地震成核、断层破裂以及震后愈合等过程中均有重要影响(Caine et al., 1996; Evans et al., 1997; Faulkner and Rutter, 2003).杨晓松等(2018)对汶川地震断裂岩进行了矿物学和地球化学研究，认为间震期水岩相互作用导致断裂岩中的破碎矿物蚀变及元素的大量迁移，从而导致断裂带的体积巨量亏损，提出地震断裂岩的粒度分布特征不能作为度量地震破裂能量的参数.随钻泥浆气体作为断裂带深部气体地球化学信息载体(Hilton and Craig, 1989; Aquilina and Brach, 1995; Aquilina et al., 1998)，可以获取断裂带深部气体组成的信息，为地震断裂带流体的渗透作用、断裂带的矿化作用等提供分析依据(Wiersberg and Erzinger, 2008).张彬等(2018)分析了WFSD-2钻孔随钻泥浆氢(H2)和汞(Hg)浓度特征，H2和Hg浓度以断裂带或破碎带为通道运移而产生高值异常，可作为识别地下裂隙带、破碎带或断裂带的途径之一.何祥丽等(2018)对WFSD-3P钻孔岩心进行了矿物学和地球化学分析，探讨灌县—安县断裂带中断层泥低磁化率异常对断裂带变形行为和环境的指示意义.认为断层泥低磁化率异常可能指示该断裂为蠕滑变形，断层泥中黄铁矿的发育和高Fe2+、S元素、低Fe3+的特征可能指示灌县—安县断裂作用是在低温、还原环境中进行的.
2 地震参数及地震动力学数值模拟本专辑中关于地震参数及地震动力学数值模拟的文章共有7篇.地震参数及地震动力学数值模拟可用于分析龙门山断裂带形成过程、几何特征，模拟龙门山大地震准周期复发行为、地震周期内同震和震间的应力应变演化模式，以及确定汶川地震主震后区域应力调整时长、余震的时空展布特征.这些研究有助于理解地震的孕育和发生机理，以及地震危险性评估和对未来大地震强地面运动特征的预测，从而服务于社会防震减灾.
2008年5月12日汶川地震(MS8.0)之后，其余震序列在时间和空间上的分布与构造背景具有强相关性.李丽等(2018)以汶川地震后4年中中国地震台网记录到93837条余震事件为研究对象，分析了汶川地震余震序列的时空分布与演化特征.其结果表明，与主震断裂活动直接相关的余震活动在主震后4个月内基本结束，在主震后6~24小时即有可能捕获未来余震区的大致展布乃至余震发展趋势.另外，北部三条余震分布剖面显示出地震断层为高角度陡倾特征，同时，余震分布直接切过青川断裂(图 1)，暗示地下深部可能存在SE陡倾或近直立的断层.
高频GPS可以实时获取地表位移数据，在地震学中有十分重要的现实应用，比如快速获取震中、震级、地震烈度甚至震源破裂过程.尹昊等(2018)以汶川地震为例，利用近场7个GPS台站数据反演震中位置，并对高频GPS和强震动数据进行了比较分析，统计结果表明高频GPS记录的PGA、PGV和PGD可以作为计算地震烈度的指标.他们对汶川地震断层破裂过程进行回溯性准实时反演，发现实时地表位移数据可以快速准确获取强震震级和破裂方向，高频GPS可对现有地震预警系统提供很好的补充.
师皓宇等(2018)采用FLAC模拟软件计算模拟分析了龙门山断裂形成过程和塑性区分布的几何特征，发现塑性区的发育方向与水平面的夹角大致呈40°左右，并各自出现了共轭断层，与实际的龙门山断裂大致吻合，表明区域构造运动是龙门山断层产生的主因.马林飞等(2018)用二维有限元动力学模型模拟了龙门山断裂带大震准周期复发行为，分析了断层地震成核位置、地震周期不同阶段的应力/应变场演化特征.其研究发现断层几何、构造边界加载和断层上的摩擦本构关系，都会对陆内铲形逆冲断层的构造活动和地震形变产生重要的影响.不同于近垂直走滑断层上的地震周期行为，大陆铲形逆冲断层上的构造应力的积累和释放过程更复杂、有其独特性.王健等(2018)选取不同的地壳速度分区模型，应用双差定位法对2008—2017年发生在青藏高原东缘的地震进行了重新定位，重定位后的地震更加集中分布于龙门山断裂带、鲜水河断裂以及四川盆地南缘，震源深度多为5~20 km; 此外，他们还计算了青藏高原东缘的三分量磁异常、梯度张量和磁性层的平均地温梯度，进而利用一维稳态热传导方程获得了其地壳温度结构.大多数地震位于负磁异常区域以及四川盆地西南缘的强-弱磁异常边界，并且发生在居里点深度较大、地温梯度较低的区域.
剧烈起伏地形在地震传播过程中会产生不可忽略的影响，为更好理解地形因素对于强地面运动数值模拟结果的影响，赵由佳等(2018)建立了包含和去除地形起伏影响的两类模型，依据震源破裂过程运动学反演结果建立了包含障碍体破裂过程的震源滑动模型，实现断层分段、空间倾角以及滑移角的动态设定.模拟结果发现强震动台站的断层距对地形效应具有放大或抑制作用；地形高差因素的影响使得汶川地震造成的峰值可能出现在震中区域之外，在地形影响下的地表峰值速度(PGV)区域位于汶川与北川附近，而未考虑地形影响的PGV区域位于灌县—江油断层的后半段的清平、安县附近.
2008年汶川地震中，远离震中的北川地区受灾特别严重，至今没有给出合理的解答.朱守彪和袁杰(2018)利用有限单元方法模拟汶川地震的主要发震断裂带的自发破裂动力学过程.模拟结果显示，在破裂沿着映秀—北川断裂带向东北方向前行时，由于北川地区破裂形态发生剧烈变化，破裂传播速度由亚剪切破裂突然转化为超剪切破裂.由于超剪切地震破裂的产生，破裂辐射的地震波发生相长干涉，形成马赫波，地震动被大大放大.因此，造成北川地区震害特别严重.发震断层几何学特征是影响和控制震源动力学过程及震害分布的重要因素之一.
3 汶川地震前地震活动性和多参数异常分析本专辑中汶川地震前异常特征的回溯性分析包括5篇文章，分别讨论了汶川地震前的地震活动性、电磁、应力和流体作用异常.本部分的结果基于统计所得，反映了整体趋势的变化，不但对大地震中长期时间尺度上的预测具有较好的参考价值，而且对于短期预报和地震前兆异常具有一定的指示意义，同时有助于汶川地震发生机理的研究.
薛艳等(2018)统计了汶川地震前地震活动性，发现了地震活动增强区、背景空区和孕震空区的分布特征, 系统研究了2001年以来我国大陆及邻区4次MS≥7.8地震和全球10次MW≥8.0地震前类似地震活动异常.分析结果显示地震活动增强区、背景空区和孕震空区长轴对数与主震震级皆呈正相关关系，他们认为地震活动增强区的环形分布是由于震源区的破裂强度高于周围介质造成的，地震孕育过程中体应变的范围和强度存在逐渐增大和变小的过程，这是地震活动增强区出现三阶段特征的原因.大量研究表明频度-震级关系的斜率(b值)在大地震孕育的过程中会减小.为了考察b值在汶川地震孕育过程中的时间演化特征，史海霞等(2018)考察了汶川地震破裂区在2000年1月至2008年4月间的地震活动性，并对该区域b值的变化进行了探讨.其结果显示，在2005年中期至2006年底，地震月频度及季度频度有较明显的下降, b值从2002年开始至地震前呈现出长期趋势性减小，在地震前约半年，出现快速、显著的下降.b值的时间变化特征可能反映了大地震准备过程中的应力变化，在中长期地震灾害评估中具有潜在价值.
应力水平进入峰值强度后至断层快速失稳前的短临阶段的应力场转变特征对认识未来地震危险区及其变形阶段至关重要.王凯英等(2018)以2008年汶川地震为例，运用基于区域多个地震震源机制反演定量应力张量的方法对强震前是否存在可观测的亚失稳应力状态进行了研究.根据应力演化特征及分时段的应力增量场推断孕震区在2007年中期达到强度极限，峰值前区域应力随时间平稳变化并以积累为主，而峰值后则转变为明显的应力释放.结合其他研究结果，推测汶川地震前震源断层及附近区域存在联动加速变形过程，与震前亚失稳应力状态相关.
为了加深对汶川地震孕震过程中电磁异常的理解，解滔等(2018)对2008年汶川地震周围定点台站观测的电磁异常的相关研究进行了简要的回顾分析，发现仅近邻地震破裂带的成都和江油台异常变化符合已有的地电阻率孕震异常机理.震前数月短期阶段，震中附近地电场和电磁扰动出现能量增强和波形畸变，距离较远的西昌台阵、天祝—松山台阵和河北电磁扰动台网也出现了电磁异常，说明其异常现象真实存在.
流体前兆异常及产生机理对提高前兆观测资料的认识具有重要的参考意义.晏锐等(2018)系统收集了2008年汶川8.0级地震的地下流体前兆异常，分析了异常空间展布、时间演化以及典型异常的形态特征，结合已发表的地震地下流体前兆异常以及地震孕育理论，讨论了汶川大地震的孕震范围、前兆异常的时间尺度、短临阶段的判定以及短临异常与未来震中的关系.结果表明汶川大地震的前兆观测范围至少包含该地震3倍破裂尺度甚至更大；异常出现时间总体呈现出临近地震异常数量增多的特点，即在震前5个月和1个月突然增多；异常形态特征较复杂，水氡和水位总体呈现出趋势性异常特征，水温总体表现出短临变化特征.
4 晚第四纪构造与地震活动及其地表作用作为青藏高原的东边界，龙门山逆冲断裂带晚第四纪以来的构造变形和地震活动已成为地学研究热点.不同学者从数值模拟、长期或短期(GPS)滑动速率等方面估算了类似汶川地震大地震的复发周期，分别认为在2000~10000年(Burchfiel et al., 2008)、3000~6000年(张培震等，2008；李海兵等，2008)、约4000年左右(Shen et al., 2009)、2500~ 5000年(赵静等，2012)和约3300年(Zhu and Zhang, 2013). Densmore等(2007)的研究表明，映秀—北川和灌县—安县断裂更新世以来的滑动速率小于1 mm·a-1，这种缓慢的断层运动速率与GPS测量的龙门山逆冲带1~3 mm·a-1的缩短速率(张培震等，2008)一致.然而受各种条件的限制，该活动断层的滑动速率和复发周期具有不确定性.了解龙门山逆冲断裂带晚第四纪构造变形和地壳缩短率有助于深入理解青藏高原向东扩展的构造机理，从而揭示该地区的孕震机制.而了解青藏高原东缘的隆升过程不仅需要知道它的构造变形，还要了解其地表剥蚀作用.前人在这方面的研究显示在2000~3000年的时间跨度内，短期侵蚀率为0.2~ 0.3 mm·a-1，比1千万年跨度内的长期侵蚀率0.6~0.7 mm·a-1要慢(Kirby et al., 2002).但是单次构造事件(或地震)对龙门山高原边界地形演化的作用仍然不清楚.
在该专辑中，冉勇康等(2018)通过系统总结龙门山断裂带近十年来探槽古地震研究成果，全面分析了龙门山断裂带不同段落晚第四纪大地震活动与复发特征.结果显示龙门山断裂带的大地震活动具有明显的分段性，北段和中段的大地震活动准复发周期分别约为8000~10000年和3000年，南段的发震能力明显弱于中段和北段.李海兵等(2018)通过断裂带中累积的断裂岩总厚度与一次地震所产生的断裂岩厚度关系，大致估算出映秀—北川断裂带大地震活动复发间隔时间为6000~10000年.现有古地震数据表明2008年汶川地震是龙门山断裂带自全新世以来罕见的巨大地震事件.姜大伟等(2018)通过龙门山中南段前陆区青衣江河流阶地测量与古青衣江洪积扇形态重建，推断龙门山南段前陆地区晚第四纪变形主要为褶皱作用，总体地壳缩短速率远大于山区冲断带的地壳缩短速率，表现为北西—南东向地壳缩短与近东西向的地壳缩短的叠加作用，两者分别受控于巴颜喀拉块体南东向推挤作用与川滇块体向东推挤作用.王伟等(2018)通过量化滑坡物质在震后的运移和滞留时间来探讨强震在地形演化中所扮演的角色.通过地震前后河流中河沙10Be浓度的变化认识到汶川地震同震滑坡物质对河沙的稀释作用，震后龙门山地区侵蚀速率短期显著增加，并初步估计得到汶川地震产生的滑坡物质被完全运移出造山带所需要的时间至少为100~4000年，接近龙门山地区强震复发周期.考虑到地表剥蚀引起的地壳均衡反弹效应，类似汶川地震的强震有利于龙门山的隆升.李海兵等(2018)根据断裂岩厚度与断层滑移量相关经验公式关系，以及断层产状，粗略估算中生代以来映秀—北川断裂带累积垂直位移量大于9 km，灌县—安县断裂带累积垂直位移量小于3 km.因此映秀—北川断裂带中生代以来大地震产生的垂直位移量的累积可能是龙门山隆升的主要贡献.
5 青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造2008年汶川地震的发生表明龙门山断裂带的地壳缩短活动正在进行，这一缩短活动的构造框架由许多逆冲、反转、走滑断裂以及倾覆于盲逆冲断裂之上的褶皱组成.这些深部的几何结构记录了区域复杂的构造演化历史，并对汶川地震破裂的规模和过程产生影响.除此之外，结合地表和深部结构、应力和形变规律的研究，对于认识青藏高原东缘龙门山断裂带的深部孕震环境和强震发生的动力学机制具有重要意义.本专辑中关于高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造的论文共有8篇.
运用多种数据处理手段，王绪本等(2018)通过垂直布设于龙门山断裂带南段芦山地震震源区的大地电磁探测剖面，与中段和北段剖面进行了对比分析.结果显示，青藏高原东缘龙门山地区存在有明显的低电阻、低速度和低密度异常带，区域内的震源主要沿这一低阻异常带的东侧分布.其中，汶川地震的震源位于中央断裂高阻块体内部，而芦山地震震源位于山前断裂东侧的隐伏断裂内.梁春涛等(2018)系统搜集了2015年3月以来的地震观测结果，分析了汶川地震与芦山地震之间的地震空区的深部结构特征及可能成因.研究结果显示，地震空区两端状态、应力差异显著，地震空区的中、下地壳位置很可能存在有底部撕裂和部分熔融的发生，而这种部分熔融正是地震空区能量无法积累的重要原因之一.相关模型参数的推导和改进一直是地球物理反射剖面研究的重点内容之一.钱辉等(2018)通过对球坐标梯度速度模型的角距离和走时公式的推导，成功获取了射线参数驱动的可解析计算的全球多震相时距及其对应的震中和地表速度的导数表达式.龙门山断裂带近震的重定位揭示龙门山断裂带浅部呈现高速为主的特征，而中地壳广泛分布低速物质.雷小琼等(2018)尝试性地通过拟三维叠加数据处理方法来弥补常规二维弯线地震数据处理技术的不足，获得的三维叠加剖面切片成像大大提高了构造解释的可靠性和精度，具有良好的应用前景.于常青等(2018)综合了区域地质和汶川地震前后采集的地震反射剖面分析了地表破裂过程，认为映秀—北川断裂北段在10 km深度以上是一条倾向北西的高角度走滑兼逆冲性质的断裂，这种高角度的几何形态降低了地表滑移量，影响了地震破裂过程以及余震沿断裂带两侧的分布规模.结合龙门山北段南坝附近的较小尺度微震台阵和较大尺度的川西流动台站和区域台网的固定台站，郑拓等(2018)开展了横波窗内的S波分裂计算研究.其结果显示龙门山北段上地壳各向异性特征与地表的活动断裂结构密切相关，地震发生所产生的能量对介质的性质影响明显.龙门山断裂带中段和北段的上地壳介质各向异性的强度基本相同.董兴鹏和滕吉文(2018)采集了10697个有效P波相对走时残差数据，获得了青藏高原东北缘上地幔400 km深度范围内的P波速度结构.结果分别在秦祁地块下面揭示出了高速异常，在四川西南部和祁连山造山带东部发现了低速异常区，鄂尔多斯地块西南缘则是一个速度较高的硬块体.地震波层析成像和接收函数反演则是获得壳幔速度结构和各向异性的另一重要方法.李敏娟等(2018)基于9644个地震事件的联合反演显示，青藏高原东北缘速度结构具有明显的横向和深度结构不均匀性，与青藏高原相比，鄂尔多斯和扬子地块表现为高速异常特征.
6 九寨沟地震2017年8月8日21时19分，四川省九寨沟县发生MS7.0地震，中国地震台网中心发布的震中位置为103.82°E，33.20°N，震源深度20 km.九寨沟地震发生在南北地震带中部，巴颜喀拉地块的东北缘.该地块是青藏高原近年来活动构造最强烈的块体，控制着2001年东昆仑MS8.1地震、2008年汶川MS8.0地震、2010年玉树MS7.3地震等一系列强震的发生.该地震的发生可能与2008年汶川地震造成在该地区库仑应力急剧增加有关(Toda et al., 2008).由于九寨沟地震的震中位于塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂三条活动断裂的交汇处，且地表未产生破裂，因此该次地震的发震断层仍存在争议，地震破裂过程和破裂机制仍不清楚，对今后该地区及邻区地震危险性的影响也有待进一步的研究.在缺少地表资料的情况下，这些问题需要通过地震波反演、余震精定位、计算机模拟等方法来解决.
本专辑中7篇论文对九寨沟地震的相关科学问题开展了研究.杨溢和常利军(2018)对九寨沟地震序列的横波分裂时空变化特征进行分析，获得了震源区上地壳各向异性特征.蒋长胜等(2018)利用Omi-R-J方法对九寨沟地震的余震发生率进行了预测研究及N-test检验，结果显示该方法在震后早期的余震预测中具有科学借鉴意义.周红(2018)对震中约100 km范围内强地面运动进行了模拟重建，再现了地震时地表运动的时空变化特征，通过反应谱(PSA)分析揭示了九寨沟县城灾害不重的原因.陈威等(2018)反演了发震断层的滑动分布模型，认为九寨沟地震的发震断裂可能是虎牙断裂带北段.同震库仑应力导致了虎牙断裂北段延长线的东北和西南两端应力增强，塔藏断裂的罗叉段和马磨段的未来强震的危险性加大.程佳等(2018)分析了九寨沟地震对周边断层的库仑影响及周围断层的地震危险性.其研究结果显示1933年叠溪地震对九寨沟地震具有延缓作用，而1976年松潘震群和2008年汶川地震对九寨沟地震的黏弹性库仑应力作用为正.九寨沟地震主震和不同时间范围内余震的精定位结果显示余震序列分别沿NNW和SSE两个方向扩展，展布范围长35 km(梁建宏等，2018)或58 km(梁姗姗等，2018)，余震深度分别集中在5~15 km或22 km以上.余震水平和垂直分布分别揭示的断层走向和倾向与震源机制解一致，发震断层近似垂直，推测发震构造为虎牙断裂(梁建宏等，2018).李敏娟等(2018)认为九寨沟地震震源位于20 km深度处的高速异常体与低速异常体的过渡带内，提出高速与低速异常体边界带可能是强震孕育的一个重要部位.
7 讨论与小结本专辑发表的39篇文章，涉及汶川地震断裂作用与地震动力学过程、汶川地震前地震活动性和多参数异常分析、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造，以及九寨沟地震等研究方向，展示了一批最新研究成果.希望本文的简要介绍有助于读者了解关于汶川地震和九寨沟地震的断裂作用与动力学过程研究的最新进展.
对于汶川地震来说，震后十年的持续探究，尽管还存在着很多认识上的不确定性，但近年来的研究，特别是在汶川地震断裂作用和结构构造相关的论文，提出了清晰的观点，即汶川地震断裂带中的龙门山映秀—北川断裂带是一条经常发生大地震的断裂(Wang et al., 2014, 2015; 裴军令等，2016；张蕾等，2017；李海兵等，2018；王焕等，2018)，具有千年尺度的大地震复发间隔(Burchfiel et al., 2008；张培震等，2008；李海兵等, 2008a, 2008b, 2018；Shen et al., 2009；赵静等，2012；Zhu and Zhang, 2013；冉勇康等，2018)，其北段具有陡倾角特征(吕鹏等，2011；Wu et al., 2014; 李丽等，2018；于常青等，2018).虽然涉及汶川地震断裂带中另一条灌县—安县断裂带的研究较少，但是其低角度逆冲断裂结构特征的观点是被广泛接受的.最新研究认为灌县—安县断裂带具有长期蠕滑变形行为特征(李海兵等，2018；何祥丽等，2018).这就带来了新的问题：具有蠕滑行为的断裂带如何发生破裂？其破裂机制和破裂过程是什么？什么因素控制不同断裂滑移行为？等等有关断裂滑移机制的认识还远不清楚，仍需要长期的深入探究.2008年汶川地震发生后，在青藏高原东部相继发生了芦山地震和九寨沟地震，那么，下一次大地震会发生在哪里？什么时候发生？汶川地震和芦山地震释放了龙门山断裂带上大部分能量，2017年九寨沟地震又使得龙门山断裂带西北侧能量得以释放，由于应力的迁移西南侧鲜水河断裂带可能应力更加聚集(图 1).Bai等(2018)通过地震活动性和滑移速率变化的研究，提出鲜水河断裂带康定地区将是未来几年内发生M＞6大地震的潜在危险地区(见图 1中黄色区域)，虽然目前没有足够的证据，但这是需要重点关注的地区. 总之，大地震断裂作用及其地震动力学过程的研究是一个长期的过程.
致谢本专辑得到许多地质学和地球物理学专家的帮助与支持，中国地质科学院地质研究所郑勇博士在专辑的组织过程中付出了很多精力，中国地震台网中心李纲、中国地质科学院地质力学研究所孙知明、中国地质科学院地质研究所潘家伟等提供了宝贵数据和建议，在此一并表示衷心的感谢.同时，感谢本专辑编辑付出的辛勤劳动.
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