一、引言：争议的焦点与视角的转换‌

在去年5月份召开的第七届全国防灾减灾工程学术会议期间，我曾和某地震学家交流讨论，质疑地震超剪切破裂现象的存在性，当时基于下述依据：诸多学者指出，非均匀性增强和脆性降低，都会导致岩石破裂速度降低。当两者同时作用时，这种减速效应会更为显著。与室内常规岩样相比，天然锁固段（‌见附录）的尺度更大，承受更大的围压、更高的温度与更低的加载速率，故非均匀性更强且脆性更低；据此推断，锁固段的破裂速率应低于岩样的破裂速率。我看过诸多岩样破裂速率的测试结果资料，都不超过其剪切波速。

近期，我通过系统梳理现有研究成果并结合深度思考，重新审视了超剪切破裂现象的存在性问题。本文并非旨在给出一个非此即彼的确定性结论，而是希望通过呈现可能的认知误区和开放性讨论：（1）引发学界对传统认知框架的反思；（2）为构建更完备的地震破裂动力学理论提供新的思考路径。期待这篇文章能成为学术共同体深入探讨的引玉之砖——毕竟，科学争议的最终价值不在于即刻达成共识，而在于推动我们以更批判性的眼光审视那些“习以为常”的范式。

“超剪切破裂”指地震断层破裂的传播速度超过当地介质剪切波速(S波)的现象。这一概念自提出以来，尽管有少数地震观测数据被解释为其存在的证据，但其真实性在地震学界始终存在争议。既往的讨论多集中于地震波反演这一间接方法的不确定性上。然而，或许我们可以转换视角，从更直接的物理基础出发进行审视：一方面是‌可控的断层/岩石力学实验‌所揭示的破裂速度基本规律，另一方面是构成发震断层能量核心的‌锁固段的真实动力学行为。本文希望探讨这样一种可能性：许多被视为支持“超剪切”的复杂观测信号，或许能够用‌以亚剪切速度传播的破裂，在非均匀的锁固段内扩展时所产生的复杂作用‌来获得更简洁、物理基础更坚实的解释。

‌二、实验室结果的明确启示：破裂速度存在经典物理上限‌

在探索自然现象时，可控实验为我们提供了检验物理原理的基石。针对断层/岩石破裂速度，岩石力学实验结果（表1）已经给出了相当一致的认识。

表1 断层/岩石破裂速度的代表性观测结果汇总‌

‌这些来自不同团队、采用不同技术、覆盖从脆性破裂到摩擦熔融多种机制的实验，得出了一个共同的结论：‌在真实地质材料的力学实验中，自持的破裂传播速度从未被观测到超过所在介质的剪切波速。‌ 这一跨实验的一致性提供了很强的物理约束，其促使我们思考：当野外观测数据被解释为指向“超剪切”时，是否已经充分考虑了这些实验室确立的、关于破裂速度基本行为的知识？或许，我们应当对这些解释施加更严格的审视标准。

‌三、锁固段：理解破裂复杂性的关键研究对象‌

传统上，许多研究将“发震断层”作为对象来反演其破裂速度。然而，断层并非均质体，其最核心、最复杂的部分往往是‌锁固段‌——那些累积高应变能的高强度区域。若将研究对象聚焦于锁固段本身，可能会打开新的理解路径：

1.锁固段的本质是高度非均匀的结构‌：锁固段内部并非均质，而是由强度各异的岩块、破碎带和胶结物组成的集合体。破裂虽然常起始于锁固段内应力最高点，但在其内部扩展时，会不断遭遇局部高强度部位的阻碍。

2.作为“延迟区”与“高频辐射源”的物理过程‌：遇阻会导致破裂速度的局部降低或暂时停滞（延迟），同时，累积的能量通过剧烈破坏局部障碍而转化为‌强烈的高频地震波辐射‌。因此，锁固段在物理上是破裂传播的 ‌“复杂化区”‌ ，而非简单的“加速区”。

3.信号误读的可能性‌：上述“遇阻-延迟-剧烈破坏”过程所产生的辐射图案（如集中脉冲、方向性增强），在反演中如果被简化为一个平滑、高速传播的点源或均匀破裂，‌很容易在视觉效果上被解读为“超剪切破裂”的特征（如多普勒效应和马赫锥）‌。这或许解释了部分“疑似”案例。

因此，与其争论发震断层某时是否达到了超剪切速度，不如深入探究：‌破裂在锁固段这一非均匀结构内部及其边界的具体扩展过程是怎样的？‌ 这一过程本身产生的复杂信号，是否已足以解释观测到的异常？

‌四、迈向一个更聚焦的研究范式‌

基于以上分析，我们或许可尝试推动一种研究范式的微妙转变：

1.研究对象的转移‌：建议将更多的研究资源与建模精力，投入到对‌锁固段‌本身的三维结构、强度分布及其控制下的破裂动力学的精细刻画上。理解破裂如何在一个具体的、非均匀的锁固段中“挣扎”扩展，可能比反演抽象的断层瞬时速度更具物理揭示性。

2.解释策略的优先序‌：在面对具有异常辐射特征的地震时，可优先构建并测试如下模型：‌“这是一个以亚剪切速度传播的破裂，但其在一个具有特定非均匀结构的锁固段内部扩展时，经历了复杂的延迟、局部剧烈破坏和能量再分配，可能造成了具有超剪切破裂特征的假象。”‌ 检验这种基于“非均匀结构”的模型对数据的解释力，或许能为我们提供一个更具物理基础、且与实验室认识更一致的新框架。

3.开放与协作的验证‌：针对历史“疑似超剪切”案例，可以发起开放式的模型比较研究。邀请不同团队，分别使用侧重于“均匀高速”的经典超剪切模型，与侧重于“非均匀阻碍导致复杂辐射”的亚剪切模型进行解释，并以对波形、频谱、形变场等数据的综合拟合程度作为评判参考。这有助于客观评估不同范式的有效性。

‌五、结语：在坚实的基础上探索复杂性‌

科学的进步既需要大胆的假设，也离不开对基础物理规律的尊重。大量岩石力学实验为我们认识破裂速度设立了清晰的参照。与此同时，将目光从发震断层转移到其核心构造单元——锁固段，或许能帮助我们更贴切地理解地震破裂的真实复杂性。这并非要截然否定某种可能性，而是希望倡导一种更精细化、更立足实体物理过程的研究路径。通过平和而深入地探讨这些基础问题，我们或许能对地震破裂过程这一复杂现象产生更清晰、更一致的认识。

参考（略）

‌附录：锁固段的基本属性和行为

我们的研究表明，发震锁固段具有强非均匀性和低脆性，较大地震源于锁固段的破裂，在构造加载下每个锁固段会发生多次破裂（地震），只不过在其峰值强度点和体积膨胀点发生的地震较大而已。

每个构造块体（相应的地面区域为地震区）内赋存的断层锁固段尺度不同，一般为数十至数百公里，有的可达上千公里。锁固段仅占发震断层的一部分，锁固段破裂会带动所在发震断层运动；因此，若以发震断层为研究对象，会高估真实的破裂尺度。鉴于此，为科学计算破裂速度，须以锁固段为研究对象。