学过岩石力学的人，都知道一个完整的岩石变形破坏过程（图1）包括：

1.裂纹闭合（压密）阶段；

2.弹性变形阶段；

3.稳定破裂阶段。此阶段的特点是：一旦停止加载，微裂隙会停止扩展；

4.非稳定破裂阶段。此阶段的特点是：即使停止加载，即施加的应力保持不变，微裂隙也会自发扩展，直至发生宏观破裂；

5.峰后宏观破坏阶段。

图1 三轴压缩条件下岩石变形破坏过程

在室内岩样压缩试验中，如果用声发射仪监测岩样的变形破坏过程，会接收到Acoustic Emission （简称AE）信号，也就是微震信号。地震是岩石破裂的产物，大地震是岩石破裂到一定程度发生宏观破坏的结果。大地震的孕育过程应与室内岩样破裂试验揭示的规律类同，不会有本质区别，只不过岩质震源体的尺度远远大于岩样，但万变不离其宗。

下面，以孕震断层中存在单锁固段的7.0级地震危险区为例，基于岩样的不同变形破坏阶段，分析大震孕育过程中的地震活动性特征。试验表明（图2）：

1.在岩样压密（裂纹闭合）阶段，AE事件很少或无AE。这相当于某地震区主震事件发生且余震活动结束后，新一轮孕育周期内“受伤”断层及锁固段的“愈合”阶段。由于热力学、化学、挤压等的作用，在此阶段也会发生地震，但量级不大。

2.在弹性变形阶段，岩样基本没有AE产生，即使有AE事件，也为小事件。对某地震区，此阶段地震比较稀疏，且量级在5.0级以下。原理上，在弹性阶段，不应发生AE或地震。发生AE或地震的根源在于：岩石是非均质的，“理想”的弹性阶段并不存在，弹性阶段只能认为是“近似”弹性。在该阶段，岩石内强度低的矿物破裂也会发生地震。

3.在稳定破裂阶段，岩样的微破裂扩展导致AE产生。对断层中的锁固段，此阶段地震活动性开始增强，且最大量级一般不超过6.0级。

4.在非稳定破裂阶段，微破裂在空间的分布出现应变局部化，即已从无序向有序转化。由于微破裂的扩展是一个自发的动态过程，即使停止加载也不能保持稳定的平衡。此阶段的一个显著特点是AE事件开始丛集。对孕震断层中的锁固段，震群事件开始发生，震群事件中最大的一次或两次地震震级约为6.5级。当损伤累积到峰值强度点时，宏观破坏发生，即主震（mainshock）事件发生。

震群事件后发生的距峰值强度点较远的事件，可称之为preshock事件；近邻峰值强度点的事件可称之为foreshock事件。

5.峰后破坏阶段。此阶段相当于主震事件发生后的余震（aftershock）活动期，当应力下降到残余强度时，余震活动结束。对某地震区的余震活动，还有另外的特点。主震事件后，随着应力的转移，较完整及强度相对高的岩体是应力集中的载体，其破裂也伴随有余震活动，且有时是强余震事件。

图2 花岗岩的应力应变曲线与AE活动（温度800°C以下）【1】

对某地震区有多锁固段的情况，地震活动性无疑会更为复杂，但在原理上与单锁固段的破裂过程无本质区别。

附注：这里有个概念问题，许多人容易混淆。

断层运动可看做摩擦滑动，但断层间若都是软弱物质，是不会发生强震的，因为其积累不了多大能量。

我们的认识是，断层中存在锁固段（高强度且体积大的岩体，如岩桥、障碍体、闭锁段、凹凸体等），这是能积累高能量的载体。断层运动不断给其加载，锁固段不断发生剪切破坏，当其被剪断时，强震发生。

所以，强震的发生是断层中锁固段不断发生破裂，直至损伤累积到峰值强度时，发生宏观破裂的结果。

参考

【1】翟松韬，吴刚，张渊，等。高温作用下花岗岩的声发射特征研究。岩石力学与工程学报，2013，Vol.32，No.1，126-134。