基于仙女山-九畹溪斷裂帶附近地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造,討論三峽水庫蓄水前后該斷裂帶附近地區(qū)的地震活動(dòng)特征,同時(shí)分析該區(qū)域2014-03 M4.5與M4.7地震間的觸發(fā)關(guān)系及2次地震對(duì)后續(xù)小震的影響。結(jié)果表明:1)M4.7地震可能由M4.5地震與庫水滲流產(chǎn)生的較大孔隙壓力共同觸發(fā)。2)M4.5與M4.7兩次地震的應(yīng)力擾動(dòng)導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)增加,后續(xù)地震中約66.9%的地震發(fā)生于庫侖應(yīng)力增強(qiáng)區(qū)。3)2次地震產(chǎn)生的靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化導(dǎo)致仙女山斷裂帶附近地區(qū)地震活動(dòng)增加,后續(xù)地震活動(dòng)水平將處于背景地震活動(dòng)水平之上;九畹溪斷裂帶活動(dòng)性相對(duì)較弱,略小于背景地震活動(dòng)水平,且處于應(yīng)力積累階段。 

【文章來源】：大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2020,40(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

仙女山-九畹溪斷裂帶空間展布及區(qū)域地震構(gòu)造

以2014-03-27 M4.5地震的發(fā)震斷層為源斷層,將2014-03-30 M4.7地震的震源機(jī)制解確定為接收斷層參數(shù),討論2次地震之間的觸發(fā)關(guān)系。計(jì)算過程中采用彈性半空間模型[12],設(shè)置泊松比為0.25,楊氏模量為8×104 MPa,使用Coulomb3.3程序[13]計(jì)算靜態(tài)庫侖應(yīng)力。圖2為計(jì)算結(jié)果,圖中紅色區(qū)域表示靜態(tài)庫侖應(yīng)力增強(qiáng)區(qū),藍(lán)色區(qū)域表示應(yīng)力影區(qū)。從圖2可以看出,M4.7地震位于M4.5地震產(chǎn)生的靜態(tài)庫侖應(yīng)力增強(qiáng)區(qū),靜態(tài)庫侖應(yīng)力增加0.217 bar,斷層面上剪應(yīng)力增加0.286 bar,達(dá)到觸發(fā)閾值0.1 bar,表明M4.5地震對(duì)M4.7地震具有觸發(fā)作用。斷裂帶內(nèi)物質(zhì)會(huì)在庫水滲透作用下飽和,當(dāng)孔隙壓力大于靜壓時(shí)摩擦力極低,水的軟化和弱化作用均會(huì)導(dǎo)致斷層面摩擦系數(shù)和抗剪強(qiáng)度的降低[14]。選取不同的有效摩擦系數(shù)會(huì)影響庫侖應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果,本文分別選擇有效摩擦系數(shù)為0.2、0.4和0.6計(jì)算M4.5地震引起的靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化,計(jì)算結(jié)果見表2。結(jié)果表明,庫侖應(yīng)力隨有效摩擦系數(shù)的增大而減小,這可能是由于構(gòu)造應(yīng)力使庫侖應(yīng)力下降的幅度大于孔隙壓力使庫侖應(yīng)力增加的幅度的緣故[15]。當(dāng)摩擦系數(shù)為0.2時(shí),庫侖應(yīng)力增加0.034 bar,表明M4.7地震可能是由M4.5地震產(chǎn)生的靜態(tài)庫侖應(yīng)力與庫水滲流產(chǎn)生的較大孔隙壓力共同觸發(fā)。

2014-03至2015-12-31研究區(qū)共記錄到地震1 346次(圖3),其中0.0～0.9級(jí)地震797次,1.0～1.9級(jí)地震471次,2.0～2.9級(jí)地震74次,3.0級(jí)以上地震4次。采用表1震源機(jī)制解設(shè)定源斷層參數(shù),接收斷層采用最優(yōu)斷層方向,計(jì)算2014-03-27與2014-03-30發(fā)生的2次地震的靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化,同時(shí)討論與后續(xù)地震的分布關(guān)系。圖4(a)為M4.5和M4.7地震產(chǎn)生的庫侖應(yīng)力變化及對(duì)后續(xù)地震的影響分布,圖中紅色區(qū)域?yàn)閼?yīng)力增強(qiáng)區(qū)。從圖4(a)可以看出,地震主要分布在NNW向和NE向2個(gè)共軛方向,表明應(yīng)力場(chǎng)受仙女山斷裂帶和九畹溪斷裂帶構(gòu)造活動(dòng)的影響,后續(xù)地震中約66.9%發(fā)生于應(yīng)力增強(qiáng)區(qū)。 圖4(b)、4(c)分別為沿地震分布的2個(gè)共軛方向的震源深度剖面,從圖中可以看出,大部分地震分布于庫侖應(yīng)力增強(qiáng)區(qū),應(yīng)力影區(qū)發(fā)生的地震較少。地震震源深度主要為10 km,且大部分位于庫侖應(yīng)力正負(fù)變化交界處,表明斷層破裂使斷層面上應(yīng)力釋放,但周圍一定范圍內(nèi)的庫侖應(yīng)力增大并出現(xiàn)應(yīng)力降,從而導(dǎo)致震源深度分布較集中。上述分析表明,2014-03-27 M4.5地震與2014-03-30 M4.7地震對(duì)后續(xù)地震具有觸發(fā)作用。

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