在国家自然科学基金等项目资助下，中国科学院广州地球化学研究所研究员邓阳凡课题组联合土耳其、美国等国际团队，利用地震学与大地电磁学联合成像，成功揭示了2023年土耳其双震区深部发震构造的显著差异。相关成果近日发表于《地球与行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）。

2023年土耳其双震区的岩石圈结构与可能的发震机制示意图。研究团队供图

大地震通常发生在板块或块体边界的断裂带上，但地震成核位置、破裂方式乃至罕见的“双震”序列的形成机制，至今仍是未解之谜。以往研究多聚焦于浅层断层的几何形态与力学性质，然而，最新证据表明，中下地壳乃至岩石圈地幔的非均质性——包括地壳厚度、流变强度及流体分布差异——对地震的孕育、成核与破裂过程同样具有重要影响。

2023年2月6日，土耳其东安纳托利亚断裂带接连发生7.8级和7.7级两次强震，成为该地区现代史上破坏最严重的地震事件。震后大量研究揭示了两次地震在破裂成核、传播及分段过程中的差异性，但这些分析多基于震源观测和地表断层填图，对深部岩石圈结构如何影响双震的成核、级联触发与破裂传播，认识仍十分有限。

地震成像可揭示地球内部力学分层和温度特征，而大地电磁测深对流体和部分熔融尤为敏感。联合两类地球物理数据，能够有效连接岩石圈结构与地震力学机制，但针对强震发震区的此类综合研究迄今极为稀缺。

该研究中，团队针对2023年土耳其双震区开展了密集大地电磁与地震观测。利用震前及震后固定台站的地震波形数据，并结合新布设的密集地震节点仪和大地电磁测点，通过自主开发的接收函数分析和大地电磁三维反演方法，对双震区下方的莫霍面、岩石圈界面及电导率结构进行了高分辨率成像。

成像结果显示，两次主震下方的深部结构截然不同：第一次7.8级地震位于高电阻率区，其莫霍面较尖锐且埋深较浅，岩石圈厚度偏薄；第二次7.7级地震则位于电阻率边界附近，莫霍面呈渐变增厚特征，岩石圈更厚，且下地壳至上地幔存在显著的导电异常，可能与流体运移有关。

研究人员认为，第一次7.8级地震成核于阿拉伯板块一侧的高强度岩石圈域。该区域地壳及岩石圈地幔呈现高电阻率、高地震波速和低衰减特征，代表一个冷、坚硬且能长期积累应力的“凹凸体”。当应力超过其强度极限时，该区域发生失稳破裂，触发首次强震。而第二次7.7级地震则发生在安纳托利亚地块一侧的流体富集带，第一次地震产生的应力扰动可能促使先存软弱带失稳，进而诱发第二次强震。

对比全球其他已开展岩石圈结构研究的双震区，该研究揭示的“强弱相间”结构特征与此前观测具有相似性。除断裂带几何形态和浅层性质外，岩石圈尺度的非均质性可能是控制应力积累、破裂传播及级联地震发生的关键因素之一。

该研究不仅为理解土耳其双震的深部动力学机制提供了新的地球物理证据，还进一步凸显了深部岩石圈结构在大陆强震孕育与演化中的核心作用，为活动断裂带的地震危险性评估提供了新的研究视角。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120181