2017年3月3日、9月2日山東廟島群島地區(qū)發(fā)生2次顯著震群,短時間內(nèi)記錄到2 000余次地震,其中M_L4.0以上地震4次,是1970年以來該區(qū)域最強(qiáng)的地震事件。文中揭示了廟島群島地區(qū)地殼的深部速度結(jié)構(gòu)特征,探討了震群發(fā)生的孕震環(huán)境。利用2008年以來廟島群島及附近地區(qū)的地震觀測資料,采用雙差層析成像方法反演獲得了廟島群島地區(qū)的P波三維速度結(jié)構(gòu)及地震精定位結(jié)果。水平速度結(jié)構(gòu)顯示,廟島群島地區(qū)地殼的中上層P波速度結(jié)構(gòu)橫向不均勻性明顯,膠東半島北部海陸交會地區(qū)5km和16km深度層的介質(zhì)速度高于北側(cè)海槽水道區(qū)域,同時研究區(qū)10km和13km深度層的速度整體偏高,結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。速度結(jié)構(gòu)剖面顯示,大竹山島震群發(fā)生在傾角較陡的2個低速體的夾層間,北長山島震群則發(fā)生在小體積高速體邊緣。結(jié)合研究區(qū)斷層活動、區(qū)域應(yīng)力累積水平及地震活動特征,分析認(rèn)為這2次震群活動主要是在區(qū)域應(yīng)力增強(qiáng)（調(diào)整）的背景下,局部介質(zhì)的不均勻性和區(qū)域斷層的低應(yīng)力摩擦引發(fā)的能量釋放。 

【文章來源】：地震地質(zhì). 2020,42(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：17 頁

【部分圖文】：

檢測板測試模型及不同深度剖面的棋盤測試結(jié)果

重定位后的地震空間分布顯示(圖7a)，震群事件的收斂性較好，地震活動沿NW向條帶狀分布明顯。大竹山島震群沿大竹山島-威海北斷裂分布，震群活動隨時間推移向S逐步偏移。從深度剖面看(圖7b,c)，震群活動在約7km深度出現(xiàn)間斷面，分為上、下2部分。上層部分的地震呈水平狀分布，震源深度集中在3～6km范圍，地震震級普遍較小，下層部分的震源深度分布在7～18km的深度范圍，且較大地震多位于該震源深度范圍的底部。從地震活動的時間進(jìn)程看，下層部分的地震發(fā)生時間早于上層部分，即震群活動的發(fā)展過程分為2個階段，下層地震活動起主要作用，在其引起的應(yīng)力調(diào)整作用下，原震群位置略偏S的地殼淺層也發(fā)生了一叢小地震活動。北長山島震群分布在神道口斷裂南側(cè)，地震頻次偏低，分布范圍較小，深度剖面顯示該震群震源深度集中在5～10km的范圍(圖7d,e)。圖7 重定位后地震空間分布及震源深度剖面圖

本文以現(xiàn)代中、小地震活動頻繁的廟島群島南部地區(qū)作為研究區(qū)，主要包括砣磯島以南的大竹山島，南、北長山島，大、小黑山島及廟島等11個島嶼所在的膠東半島北部海域。這一區(qū)域分布的斷裂主要為NW向張家口-蓬萊斷裂帶東段的蓬萊-威海斷裂系，由南向北依次為長島-芝罘島斷裂(F4)、神道口斷裂(F5)、大竹山島-威海北斷裂(F6)和欽島斷裂(F7)(圖1)。海域聲波探測顯示，這些次級斷裂的走向為290°～310°，傾角大，斷面近直立，晚第四紀(jì)以來主要表現(xiàn)出正斷活動的特點(diǎn)(王志才等，2006)。NE向的F2、F3斷裂被認(rèn)為是棲霞-蓬萊斷裂系在海域的延伸，被NW向斷裂切割錯斷，平面形態(tài)短小細(xì)碎，其與NW向斷裂交會的區(qū)域小地震活動密集。2017年3月3日大竹山島附近就發(fā)生了ML4.5震群，截至2017年12月31日共記錄到余震2i453次，其中ML3以上地震46次，ML4以上地震4次，是廟島群島地區(qū)有區(qū)域臺網(wǎng)記錄以來活動強(qiáng)度最高、發(fā)震頻次最多的一次震群活動。2017年9月2日在大竹山島南側(cè)約15km的北長山島附近又發(fā)生了ML3.0震群，共記錄地震300余次，其中ML3以上地震1次。地震資料顯示，1976年2—3月在廟島群島的大黑山島和砣磯島附近也記錄了2次震群活動。有研究認(rèn)為，這2次震群可能是1976年唐山7.8級強(qiáng)震的“前兆性震群”(魏光興等，1980)。而這2次震群在空間位置、釋放能量及震源深度等方面的差異與2017年發(fā)生的2次震群十分相似，故將廟島群島地區(qū)短時間內(nèi)發(fā)生成組、高頻次震群活動的構(gòu)造環(huán)境作為本文的研究目標(biāo)。地震層析成像是利用大量地震觀測數(shù)據(jù)反演研究區(qū)三維速度結(jié)構(gòu)的一種方法，主要包括模型參數(shù)化、三維射線追蹤及反演等。利用接受函數(shù)、面波層析成像及噪聲層析成像等方法可確定區(qū)域的地殼上地幔結(jié)構(gòu)、分析地殼深部的孕震環(huán)境(何正勤等，2009;郭震等，2015;李敏娟等，2018;張風(fēng)雪等，2018)。雙差層析成像方法則被廣泛應(yīng)用于水庫、火山、活動斷裂帶等小尺度、精細(xì)化的三維速度結(jié)構(gòu)反演(Chiarabba et al.,2003;王長在等，2013;Panayotopoulos et al.,2014;Zhang et al.,2014;韓曉明等，2018)。利用層析成像方法對環(huán)渤海及渤海海峽開展研究的結(jié)果表明，渤海海峽的速度結(jié)構(gòu)存在明顯的非均勻性，海峽北部的地殼速度較高，結(jié)構(gòu)完整，而海峽南部的地殼速度偏低，地震活動頻繁。(李志偉等，2006;胥頤等，2016)。但由于研究范圍較大、剖面位置多側(cè)重渤中凹陷且分辨尺度較大等原因，上述資料難以清晰地展示廟島群島地區(qū)的深部構(gòu)造特征。尤其是蓬萊-威海斷裂對研究區(qū)地殼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了怎樣的影響、廟島群島地區(qū)震群多發(fā)與地殼速度結(jié)構(gòu)存在怎樣的關(guān)聯(lián)等問題，尚待深入研究。2017年爆發(fā)的震群活動和及時架設(shè)的流動觀測為開展速度結(jié)構(gòu)研究提供了大量地震波走時資料，對提高模型空間分辨率具有重要意義。本文利用雙差層析成像方法反演得到了廟島群島地區(qū)地殼P波三維速度結(jié)構(gòu)，同時給出了地震精定位結(jié)果，并結(jié)合研究區(qū)斷層和介質(zhì)特性分析了孕育震群及產(chǎn)生震群特征差異的深部構(gòu)造環(huán)境因素。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3220237