继2004年印尼巽他海沟9.1级、2010年智利海沟8.8级、2011年日本海沟9.0级巨大地震后，不少地震研究人员认为全球已进入新一轮地震活跃期(尹继尧等，2012).上一轮全球巨震活跃期为1950-1965，期间全球发生8.5级以上巨大地震6次.本轮活跃期巨震目前集中在环太平洋地震带，另一全球性地震带——地中海—喜马拉雅带却缺乏8.5级以上巨震.尤为引人关注的是喜马拉雅弧形构造带，作为上一轮活跃期开始的地带(1950年东构造结处发生的墨脱8.6级地震)，本轮只2005年10月8日在西构造结的巴基斯坦北部克什米尔地区发生过7.6级地震(Rao et al.，2006)，东段(即我国藏东及邻区，大约90°-100°E之间)至今未发生7级以上大震，形成显著的地震空区.大震发生前存在长时间的地震空区已得到公认，在过去几十年里各国地震学家依据空区理论作出的大震中长期危险性预测已逐一得到验证，最近的实例如2010年智利中南部8.8级和2011年日本东北海域9.0级地震都是发生在环太平洋俯冲带的地震空区上(Ruegg et al.，2009;Madariaga et al.，2010;Kawamura et al.，2013)，因此喜马拉雅构造带地震危险性值得重视.事实上自2008年青藏高原块体东边界的龙门山逆冲断裂带发生汶川地震后，从块体各边界活动的关联性分析，不少人就开始关注作为青藏块体南边界的喜马拉雅逆冲构造带的地震危险性(宋键等，2011；M7专项工作组，2012).中国地震局M7专项工作组在2012年提出喜马拉雅构造带的空区存在发生大地震、特大地震的可能性，并圈出了中段和东段危险区(M7专项工作组，2012).而国外的研究人员对喜马拉雅地震带的危险空区早已有明确认识(Rajendran and Rajendran，2005；Roger and Nicholas，2005；Thakur，2006).我们在前人认识基础上，进一步从地震活动时空演化的角度对比分析了1950年墨脱巨震前与当前该区地震活动特征，对喜马拉雅地震带东段当前的大震危险形势提出了初步判断.

喜马拉雅造山带又称喜马拉雅褶皱带(Himalayan fold belt)，是指雅鲁藏布江以南至印度恒河平原北侧西瓦利克山之间的地带，它是世界上最高和最年轻的山系.地质学界将该造山带自雅鲁藏布缝合带向南划分为：特提斯喜马拉雅(北带)、高喜马拉雅(中带)、小喜马拉雅(南带)以及西瓦利克带(南缘前陆)等几个带；它们分别以3个北倾的晚新生代断裂系-藏南拆离系(STD)、主中央逆冲断裂(MCT)、主边界逆冲断裂(MBT)为界，依次向南掩覆，组成了一个巨大的逆冲—拆离推覆构造系统.小喜马拉雅(LH-lesser Himalaya)又称低喜马拉雅，是喜马拉雅造山带南部的正向构造单元，底部以主边界逆冲断裂为界，顶部以主中央逆冲断裂为界，主要由前寒武系碎屑沉积和变质沉积岩组成.高喜马拉雅(GH-Greater Himalaya)属于喜马拉雅造山带的中带，为一巨大的推覆体，由晚元古界—下寒武统变质沉积岩组成，北以藏南拆离系为顶界，被特提斯喜马拉雅构造带覆盖，南沿喜马拉雅主中央断裂逆冲到小喜马拉雅造山带之上.特提斯喜马拉雅(TH-Tethyan Himalaya)位于藏南拆离断裂(STD)和大反向逆冲断裂(GCT)之间，由晚前寒武纪至古生代沉积和变质沉积岩以及厚的二叠纪至白垩纪大陆边缘序列组成(图 1).主喜马拉雅断裂(Main Himalayan Thrust)是一条向北缓倾的拆离构造，倾角30°左右，它实际上构成了喜马拉雅逆冲系统的底板断层，而其上的主边界逆冲断裂带(MBT-Main Boundary Thrust)和主中央逆冲断层(MCT-Main Central Thrust)都是它的分支断层，这一条隐伏断层(主喜马拉雅断裂)往南可见于西瓦利克凹陷之下，往北则延续至雅鲁藏布江南侧(Yin，2006).印度地壳沿该断层俯冲到藏南地壳之下，该断层是欧亚大陆与印度次大陆的构造界面，它的形成起始于两者的碰撞，且持续活动至今，GPS监测表明两陆块地壳汇聚缩短速率为15~18 mm/yr(Zhang et al.，2004).

图 1

Fig. 1

图 1 喜马拉雅地质构造示意图及过去500里发生的7.5级以上地震分布图 (据Yin(2006)改绘，地震目录来源于宋治平等(2011)) Fig. 1 Geological and tectonic map of the Himalayan region and M≥7.5 earthquakes distribution in the past 500 years (Modified after Yin(2006); Earthquake Catalog from Song et al(2011))

喜马拉雅构造带现代地震活动频繁，历史记录显示过去500年里发生过14次7.5级以上地震(可能存在因记载缺失而导致的目录不完整性，也存在因历史记载模糊而导致震级和震中位置的不确定性).从1505年到1950年间7.5级以上大地震震中分布图上很容易看出(图 1)，喜马拉雅断裂带的中段和东段均存在历史大震破裂空段，该带存在大于500年的大地震复发间隔，因此目前已具备发生大于7级地震的潜在危险背景^①(M7专项工作组，2012).喜马拉雅东段地区(我国藏东及邻区)自1971-2004年形成了30多年的6级地震空区(平静区)，预示着该区处于闭锁状态，大地震在孕育中.

①注：在本文审稿过程中，于2015年4月25日在位于喜马拉雅主中央断裂带中段空区的尼泊尔境内发生了M 8.1级地震.

1950年8月15日在我国西藏墨脱—察隅一带发生了8.6级巨大地震，震中位于28.5°N，96.5°E，也有将震中定在邻近的印度阿萨姆邦(Bilham，2004).地震造成了巨大的山崩滑坡，堵塞了雅鲁藏布江，造成了约4000人死亡.地震发生在喜马拉雅构造带东构造结上，处于印度板块向青藏高原碰撞的东犄角处，容易积累应力.利用全球地震目录(Song et al.，2011)，我们考查该次巨震前藏东区域的中强地震活动，可以发现一些特征.喜马拉雅构造带东段上一次8级以上巨震分别是1934年8.3级和1897年8.7级.1900-1937年在藏东及邻区(以东构造结为中心)形成了大范围的6级以上地震空区(图 2a)，1938-1950年7月6级空区解体，并在原空区内逐步形成了两条5级地震条带，最后在南条带上发生了1950年墨脱8.6级.在藏东及邻区的5级以上地震的时间序列M-T图上，可以看出墨脱巨震前20多年里区域地震活动经历了一个由平稳到强度逐渐增强的发展过程(图 2b).据此分析，6级平静期内该区处于强烈闭锁状态，平静被打破后表明巨震已成核(中国地震局监测预报司，2002)，从逐步小破裂直至巨大破裂发生持续了12年.

图 2

Fig. 2

图 2 (a)1900-1937年6级空区(绿圈)和1938-1950.7年原空区内形成5级条带(红线)；(b)藏东及邻区5级以上地震M-T图 Fig. 2 (a)M>6 seismic gap between 1900-1937 and M>5 seismic bars between 1938-1950.7；(b)Map of M-T above M5 in east Tibet and surroundings

自上一轮活跃期结束后，1971-2004年在喜马拉雅构造带东段区域形成了6级以上地震空区，持续了33年(图 3a).直至2005年6月1日发生的6.1级地震打破平静，预示着闭锁状态结束，新的一轮活跃开始.2005年后活动性明显增强，2005年6月1日以来在原6级空区内逐步形成4级以上地震条带状分布特征(图 3c).但2005年7月-2012年在该区域却出现了5级空区，即从拉萨以东到川西，南到印度东北部、滇西北形成大范围的5级地震平静(图 3b).2013年11月6日中印交界(26.5°N，93.6°E)发生了5.1级地震，显示近年来地震活动在增强，但目前该区域内5级以上地震条带尚未形成.

图 3

Fig. 3

图 3 (a)6级地震空区(1971-2004年)； (b)5级地震空区(2005.7-2012)； (c)藏东地区原6级空区内4级以上 地震条带(2005.6.1-2012) Fig. 3 (a)M>6 seismic gap(1971-2004)； (b)M>5 seismic gap(2005.7-2012)； (c)M>4 seismic bar in pre-existing M>6 seismic gap(2005.6.1-2012)

国内外震例研究表明，很多大震前地震活动性异常且活动图像演变过程具有相似性(Stefan and Max，1994;董治平，2003；Wu and Chiao，2006；梅世蓉等，2009；朱红彬，2010).我们将1950年前与当前的地震活动图像进行对比分析发现，2次6级地震空区的范围大部分重叠(图 4a)，持续30多年的6级地震平静意味着新的大到特大地震在孕育中，6级打破后区域处于亚矢稳状态，有可能开始新的一轮逐步小到大的持续10多年的破裂过程.采用中国地震台网中心正式地震编目(事件时间截止2013年底)，再对2次6级空区打破后原空区范围内6级以上地震的活动时间序列进行对比跟踪分析，发现强弱活动幕也具有相似性演变过程.上一次活动期内从1938年至1940年为弱活动幕，1940-1944为较强活动幕(2007-2011)，然后以大约1.5年为周期依次经历弱-强-弱-强活动幕(图 4b).类比分析认为，2012年至2013年上半年藏东地区活动水平为弱活动，预计2013年下半年至2015上半年该地区活动水平将增强(强活动幕)，可能发生1个以上大于7级的地震，然后活动减弱再增强发生特大地震.对应于1946-1948的强活动幕，已发生的2013年8月12日左贡6.1级地震标志着新的强活动幕开端.

图 4

Fig. 4

图 4 (a)2次6级空区对比-墨脱震前(绿圈)，当前(红圈); (b)藏东2次空区范围内6级以上地震M-T对比图(以6级空区打破为时间起点) Fig. 4 (a)Contrast of two M>6 seismic gap before Motuo earthquake and present;(b)Map of M-T above M 6 in the seismic gap in east Tibet and surroundings(begin with M 6 earthquake was occurred in seismic gap)

再对藏东6级空区解体后5级地震活动进行分析(图 5).从藏东地区5级地震活动空间图像和时间序列演化对比分析认为，当前藏东地区6级空区内，未来几年内5级地震将陆续发生，形成4、5级条带分布.目前孕震状态仍处于空区内中强地震的持续增强阶段，从6级地震打破到巨震发生将经历10多年的破裂逐步增强过程，预计未来几年内该区有发生大地震到特大地震的危险.需要注意的是，虽然2次空区整体上活动特征遵循相似演变过程，但每一幕过程不会完全重复，也有可能滞后发生.

图 5

Fig. 5

图 5 (a)藏东地区6级空区解体后空区内5级地震分布(左：墨脱地震前；右：当前); (b)藏东地区2次6级空区解体后空区内5级以上地震M-T对比图 Fig. 5 (a)Distribution of M>5 in pre-existing M>6 seismic gap(left:Before 1950; right:at present); (b)Map of M-T above M 5 after the seismic gap was broken in east Tibet and surroundings

3.1     大震发生在历史地震破裂空段和长时间小震围空区域内，这个认识已得到岩石实验和许多震例的检验.过去500年来的大震记录显示喜马拉雅地震带东段存在地震破裂空段，因此该区具有中长期尺度大震到特大地震的危险背景.

3.2    国内外震例研究表明，很多大震孕育过程与活动图像演变过程具有相似性.从地震活动时空演化过程分析表明，当前藏东地区显示出孕育一次巨大地震的活动图像.2004年前喜马拉雅东段所在的藏东及邻区形成长达30多年的大范围地震活动平静区，其活动图像与1950年墨脱8.6级地震前的极为相似(如6级空区及打破过程，5级空区及打破条带).在地震活动时空图像演化过程中，6级空区解体地震是一个重要标志，6级打破后表明区域处于亚失稳状态，5级地震会陆续发生.因此将上一轮活跃期里墨脱地震前6级地震空区被打破(解体)后的图像与当前6级地震空区解体后的图像进行对比分析发现，前后两者6级地震空区的范围大部分重叠，当前藏东6级空区内，4、5级地震条带正在形成，表明藏东及邻区已开始了新一轮逐步增强的将持续10多年的地震能量从“前兆”释放到大释放的过程.据此我们认为，当前喜马拉雅东段区域孕震状态仍处于空区内中强地震的持续增强阶段，从活动时间序列演化推测未来几年该区域有大地震到特大地震的潜在危险.

3.3     青藏高原块体东边界的龙门山逆冲断裂带中北段发生汶川M 8.0级地震后5年又在其中南段发生了芦山M 7.0级大震，那么作为青藏高原块体南边界且同样为逆冲性质的喜马拉雅断裂带中段于2015年发生的尼泊尔M 8.1级地震对其东段的危险性影响是增强吗？这有待于下一步深入对比研究.